申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2024-03-25

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN118167862A

主分类号：F16L55/035

分类号：F16L55/035;F16L55/033;F16L1/16;F16L1/20;B08B9/023

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.28#实质审查的生效;2024.06.11#公开

摘要：本发明涉及一种海管抑振与防生物垢并同步回填砂土的装置及方法，装置由两个转动轴承模块、一个螺旋射流模块和一个输送带模块构成。在海流的冲击下，叶轮旋转驱动输送带模块运转，将输送带模块处收集到的砂土运移到悬跨海管下方，实现砂土的回填。同时，叶轮旋转带动螺旋齿条带运转，螺旋齿条带在内螺旋管内部运转，挤压内螺旋管内的流体自射流孔射出，冲击在悬跨海管表面，实现了附着生物的清理和预防。螺旋齿条带在外螺旋管内部挤压外螺旋管内的流体自射流孔射出，冲击在叶轮表面，加速了叶轮的旋转。另外，内螺旋管和外螺旋管的螺旋状结构扰乱了悬跨海管的绕流边界层，且叶轮旋转与射流孔的射流同时干扰了旋涡的形成，抑制了悬跨海管的涡激振动。

主权项：1.一种海管抑振与防生物垢并同步回填砂土的装置由两个转动轴承模块、一个螺旋射流模块和一个输送带模块构成；每个转动轴承模块包括一个叶轮4、一个内侧齿圈6、一个外侧齿圈7、两块阻隔板5、一个套筒3和一个外轴承2；螺旋射流模块包括两个固定套环9、一根外螺旋管12、一根内螺旋管11、一个套管架10和一根螺旋齿条带8；输送带模块包括四个齿轮18、四个内轴承17、两根传动杆16、两根齿条带19、两根支撑梁14、两个传动外罩15和一条输送履带20；两个转动轴承模块套装在悬跨海管1外壁；两个转动轴承模块的间距大于一个套管架10和两根支撑梁14宽度之和；外轴承2为圆筒形，其内径等于悬跨海管1外径，外轴承2套装在悬跨海管1外壁；套筒3为内空的圆筒形结构，套筒3内径等于外轴承2外径，套筒3套装在外轴承2外壁；叶轮4为圆筒形外壁周向均布弧形叶片的结构，叶轮4内径等于套筒3外径，叶轮4高度小于套筒3高度；固定套环9为圆筒形，其内径等于悬跨海管1外径；两个固定套环9间隔一个套管架10的距离套装在悬跨海管1外壁，在两个固定套环9外安装有套管架10；套管架10由四根支柱及端部两个圆环构成，四根支柱沿周向均布，支柱与端部圆环面垂直；两根支撑梁14顺海流流向安装在悬跨海管1外壁套管架10的两侧，支撑梁14为长方体结构，与悬跨海管1连接处为半圆形弧口，弧口直径与悬跨海管1外径相同，支撑梁14的高度与悬跨海管1外径相等，支撑梁14的长度与套管架10的长度相等，支撑梁14的宽度小于所在侧的转动轴承模块与固定套环9之间的间距；在两根支撑梁14的中部和后部相对的位置沿平行于悬跨海管1的方向开设圆形孔洞，圆形孔洞贯穿于支撑梁14两侧，圆形孔洞的直径等于内轴承17的外径；每个圆形孔洞中安装一个内轴承17，内轴承17高度与支撑梁14宽度相等；传动杆16为圆柱体结构，传动杆16的直径与内轴承17内径相等，传动杆16的长度与两个转动轴承模块外侧齿圈7之间的间距相等，在两个相对的内轴承17之间安装一根传动杆16，传动杆16的两端端面与外侧齿圈7端面齐平；四个齿轮18分别安装在两根传动杆16的两端，齿轮18的端面与传动杆16端面齐平，齿轮18的内径与传动杆16的直径相等，齿轮18的外径与外侧齿圈7外径相等；输送履带20安装在两根传动杆16外，输送履带20的两端与支撑梁14存在一个阻隔板5厚度的间隙，输送履带20表面均匀分布矩形肋条，矩形肋条的宽度与输送履带20的宽度相等，矩形肋条的高度与传动杆16的直径相等；传动外罩15为长方体空腔，其高度大于支撑梁14的高度，传动外罩15的宽度大于支撑梁14与齿轮18之间的间距；两个传动外罩15分别安装在两根支撑梁14的外侧，将齿轮18和齿条带19包裹其中；其特征在于：所述的叶轮4套装在套筒3外壁并与套筒3的外端面齐平；在套筒3的另一端，自叶轮4向内依次套装有一块圆环形阻隔板5、一个外侧齿圈7、一块圆环形阻隔板5和一个内侧齿圈6，内侧齿圈6与套筒3内端面齐平；阻隔板5分别位于叶轮4和外侧齿圈7以及外侧齿圈7和内侧齿圈6之间，起到分隔作用；紧贴套管架10四根支柱的内侧壁安装有内螺旋管11，紧贴套管架10四根支柱的外侧壁安装有外螺旋管12；内螺旋管11外壁均匀开设有圆形射流孔13，孔口正对悬跨海管1，射流孔13单侧贯通；螺旋齿条带8从内螺旋管11与外螺旋管12内部穿过，并与两个转动轴承模块的内侧齿圈6相啮合，螺旋齿条带8的首尾相连形成一个闭环；在外螺旋管12靠近转动轴承模块的壁面开设有射流孔13，其开口方向正对转动轴承模块的叶轮4；在传动外罩15靠近悬跨海管1的端面上，开设供齿条带19通过的孔洞，孔洞的直径大于齿条带19的宽度；每侧的齿条带19穿过传动外罩15上开设的孔洞与外侧齿圈7及两个齿轮18相啮合，形成一个闭环。

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