[发明专利]一种超大型浮体模块间柔性连接装置

说明书

本发明涉及一种超大型浮体模块间柔性连接装置，包括公铰接座和母铰接座，公铰接座包括第一座身以及公铰接头，母铰接座包括第二座身以及母铰接头；第一座身包括沿轴向依次连接设置的柱形主体、橡胶弹簧垫、限位板和柱形导向段；橡胶弹簧垫两端分别与柱形主体与限位板固定连接，柱形导向段上安装有推力轴承，限位板的直径大于柱形导向段的直径；第二座身的结构与第一座身相同；公铰接座还包括套装于公铰接头上的橡胶缓冲凸台，母铰接座还包括套装于母铰接头上的橡胶导向缓冲凹台，橡胶缓冲凸台与橡胶导向缓冲凹台相互适配。本发明不仅可以有效减少纵荡与纵摇载荷，还能减小横摇方向的载荷，并且降低了连接安装难度以及安装作业海况需求。

技术领域

本发明涉及海洋工程装备技术领域，具体涉及一种超大型浮体模块间柔性连接装置。

背景技术

超大型浮体是指结构尺度以公里计的海上浮式结构物，由于其尺寸巨大，通常采用模块化设计以便于制造和安装，模块之间通过连接器连接形成整体。连接器是超大型浮体多模块系统中的核心部件，关系着整个浮体系统的运动响应及运行寿命。以往的连接方式中主要为刚性连接、柔性连接两种类型，其中刚性连接方式往往导致结构应力集中，抗疲劳特性差，对连接器材料及加工工艺有着很高的要求，建造及维护成本高。在确保浮体甲板连续性的前提下，若模块连接采用柔性铰接装置连接，则可以通过允许相邻模块之间的某些相对运动从而有效地减小柔性铰接装置载荷，载荷的减小可以降低浮体对海况、浪向要求等诸多限制。

目前针对超大型浮体的模块化连接，中国专利CN108248757A公开了一种浮体模块柔性铰接结构，该铰接结构可以释放浮体纵摇运动，并有效减小沿浮体纵荡方向的载荷。但该专利存在以下缺点：(1)不能有效减小浮体系统横摇过程中产生的载荷；(2)由于连接器设计限制，为实现铰接头的对接，在安装过程中需要很精确的位移控制，对施工海况要求较高，不利于快速安装；(3)关键部件金属直接或间接暴露于高温/寒冷、高盐、潮湿的海洋环境中，不利于长期正常服役工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种超大型浮体模块间柔性连接装置，该装置对现有技术柔性铰接结构进行改进，不仅可以有效减少纵荡与纵摇载荷，还能减小横摇方向的载荷，并且降低了连接安装难度以及安装作业海况需求。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种超大型浮体模块间柔性连接装置，包括公铰接座和母铰接座，所述公铰接座包括第一座身以及固定于第一座身一端的公铰接头，所述母铰接座包括第二座身以及固定于第二座身一端的母铰接头，所述公铰接头与母铰接头铰接；

所述第一座身包括沿轴向依次连接设置的柱形主体、橡胶弹簧垫、限位板和柱形导向段；所述橡胶弹簧垫两端分别与柱形主体与限位板固定连接，所述柱形导向段上安装有推力轴承，所述限位板的直径大于柱形导向段的直径；

所述第二座身的结构与第一座身相同，第一座身与第二座身相对于铰接点镜像对称；

所述公铰接座还包括套装于公铰接头上的橡胶缓冲凸台，所述橡胶缓冲凸台中间设置通孔，公铰接头从通孔贯穿后伸出；所述母铰接座还包括套装于母铰接头上的橡胶导向缓冲凹台，所述橡胶导向缓冲凹台中间设置通孔，母铰接头从通孔贯穿后伸出；橡胶缓冲凸台与橡胶导向缓冲凹台相互适配，使得公铰接头与母铰接头连接的同时橡胶缓冲凸台完全嵌入橡胶导向缓冲凹台中。

上述方案中，所述橡胶缓冲凸台为外伸圆台结构，所述橡胶导向缓冲凹台为一侧设置内凹圆台空腔的柱状结构，内凹圆台空腔的形状和尺寸与所述外伸圆台适配，橡胶缓冲凸台与橡胶导向缓冲凹台装配后形成一个圆柱结构。

上述方案中，所述公铰接座与橡胶缓冲凸台采用过盈配合的方式固定连接；所述母铰接座与橡胶导向缓冲凹台采用过盈配合的方式固定连接。

上述方案中，所述橡胶弹簧垫包括金属螺旋弹簧及其外边包裹的硫化橡胶。