冲桩系统的防回淤装置及冲桩系统

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种冲桩系统的防回淤装置及冲桩系统。

背景技术

冲桩系统应用于自升式海工平台上，在拔桩作业前，冲刷桩靴表面的海床土层，消除桩靴与土层之间的吸附阻力，从而便于将桩靴从海床土层中拔出。目前常见的平台冲桩系统是通过高压冲桩泵将高压冲桩海水输送至桩靴表面的冲桩喷嘴处，以实现冲桩目的。由于海床土层内的压力较大，存在冲桩管线内的淤泥回流的现象，造成冲桩管线严重堵塞，进而严重影响拔桩效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种冲桩系统的防回淤装置及冲桩系统，解决了现有冲桩系统中冲桩管线内的淤泥回流，造成冲桩管线严重堵塞，进而严重影响拔桩效果的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种冲桩系统的防回淤装置，包括：

法兰本体，包括可拆卸连接的第一本体和第二本体，所述第一本体上设置有贯通的第一腔体，所述第二本体上设置有贯通的第二腔体，所述第二本体内设置有支撑结构，所述支撑结构上设置有过孔；

密封件，所述支撑结构上设置有衬套，所述密封件的一端活动设置于所述衬套内，所述密封件的密封头能够密封或脱离所述第一本体的所述第一腔体；及

弹性复位件，设置于所述密封头和所述支撑结构之间，所述弹性复位件被配置为驱动所述密封件复位。

该冲桩系统的防回淤装置包括法兰本体、密封件以及弹性复位件，法兰本体包括可拆卸连接的第一本体和第二本体，第一本体上设置有贯通的第一腔体，第二本体上设置有贯通的第二腔体，第二本体内设置有支撑结构，密封件的一端活动设置于该支撑结构上，密封件的密封头能够密封或脱离第一本体的第一腔体，弹性复位件设置于密封头和支撑结构之间，用于驱动密封件复位，当有液体由第一本体的一端流入时，随着压力不断增大，会抵压密封件脱离第一腔体，此时弹性复位件压缩，液体经过过孔后流出第二腔体；当液体由第二本体的一端流入时，会推动密封件抵压第一本体，使得密封头密封第一腔体，此时流入的液体无法进入到第一本体内，因而无法实现液体的反向流动，因此，能够避免冲桩管系内淤泥回淤。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述第一腔体的靠近所述第二本体的一端设置有密封座环，所述密封座环由弹性材料制成，所述密封件能够伸入所述密封座环并与所述密封座环密封抵接。

第一腔体的靠近第二本体的一端设置有密封座环，密封座环由弹性材料制成，密封件能够伸入密封座环并与具有弹性的密封座环相抵接，增强了密封效果。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述第一本体的与所述第二本体相连的一端设置有安装槽，所述安装槽的槽底与所述第一腔体相连通，所述密封座环设置于安装槽内。

通过安装槽的设置，便于密封座环的安装。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述密封头的密封所述第一腔体的一端为锥形结构。

密封头的密封第一腔体的一端为锥形结构，锥形结构的密封头的密封效果较好，还使得密封头能够密封不同口径的第一腔体。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述支撑结构的中心设置有第一安装孔，所述衬套设置于所述第一安装孔内，所述支撑结构的位于所述第一安装孔的周向设置有多个所述过孔。

通过在支撑结构的中心设置第一安装孔，使得密封件设置于支撑结构的中心，在受到液体的冲击时受力较为均匀，避免其发生歪斜。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述过孔为弧形结构，相邻所述过孔之间设置有支撑筋。

过孔为弧形结构，相邻过孔之间设置有支撑筋，保证了支撑结构的强度，而且保证了液体的流通速度。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述第一本体和所述第二本体均为回转体结构。

该结构的法兰本体，结构简单，容易制备。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述第一本体和所述第二本体的靠近彼此的一端沿周向设置有连接结构，所述连接结构上设置有安装孔，通过固定件穿过所述第一本体和所述第二本体对应的所述安装孔，以将所述第一本体和所述第二本体相连。

第一本体和第二本体通过固定件连接的方式相连，连接方式简单、可靠。

作为上述冲桩系统的防回淤装置的一种优选方案，所述第一本体和所述第二本体的所述连接结构上均设置有多个所述安装孔。

通过多个安装孔实现第一本体和第二本体的稳定连接，增强了连接强度。

本发明还提供一种冲桩系统，包括：

平台主体、桩腿和桩靴，所述桩靴设置于所述平台主体下方，所述桩腿穿过所述平台主体与所述桩靴相连，所述桩腿内设置有冲桩管线，所述冲桩管线与所述桩靴上的冲桩喷嘴相相连；

所述冲桩管线上设置有如上述的冲桩系统的防回淤装置，所述防回淤装置的设置有所述第一本体的一端靠近所述桩靴设置。

该冲桩系统通过上述的冲桩系统的防回淤装置，能够避免冲桩喷嘴内的液体回流到冲桩管线，避免造成冲桩管线堵塞的情况，改善了冲桩效能。

本发明的有益效果：

本发明提出的冲桩系统的防回淤装置，包括法兰本体、密封件以及弹性复位件，法兰本体包括可拆卸连接的第一本体和第二本体，第一本体上设置有贯通的第一腔体，第二本体上设置有贯通的第二腔体，第二本体内设置有支撑结构，密封件的一端活动设置于该支撑结构上，密封件的密封头能够密封或脱离第一本体的第一腔体，弹性复位件设置于密封头和支撑结构之间，用于驱动密封件复位，当有液体由第一本体的一端流入时，随着压力不断增大，会抵压密封件脱离第一腔体，此时弹性复位件压缩，液体经过过孔后流出第二腔体；当液体由第二本体的一端流入时，会推动密封件抵压第一本体，使得密封头密封第一腔体，此时流入的液体无法进入到第一本体内，因而无法实现液体的反向流动，因此，能够避免冲桩管系内淤泥回淤。

本发明提出的冲桩系统，通过上述的冲桩系统的防回淤装置，能够避免冲桩喷嘴内的液体回流到冲桩管线，避免造成冲桩管线堵塞的情况，改善了冲桩效能。

附图说明

图1是本发明提供的冲桩系统的防回淤装置的剖视图；

图2是本发明提供的冲桩系统的防回淤装置的爆炸图；

图3是图1中沿C-C线的剖视图；

图4是图1中沿B-B线的剖视图；

图5是图1中沿A-A线的剖视图。

图中：

1、法兰本体；11、第一本体；111、安装槽；12、第二本体；121、支撑结构；1211、过孔；1212、第一安装孔；1213、支撑筋；

2、密封件；21、密封头；

3、衬套；

4、弹性复位件；

5、密封座环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种冲桩系统，包括平台主体、桩腿和桩靴，桩靴设置于平台主体下方的海床土层内，桩腿穿过平台主体与桩靴相连，桩腿内设置有冲桩管线，冲桩管线与桩靴上的冲桩喷嘴相相连，冲桩管线与高压供水管路相连。

当进行冲桩工作时，高压供水管路向冲桩管线内通入高压水，冲桩管线内的高压水流入到桩靴，由冲桩喷嘴喷出，冲刷桩靴的海床土层，消除桩靴与土层之间的吸附阻力，从而便于将桩靴从海床土层拔出。

由于海床土层内的压力较大，有可能存在冲桩管线内的淤泥回淤的现象，造成冲桩管线严重堵塞，进而严重影响拔桩效果。

为了避免上述问题，冲桩系统还包括设置于冲桩管线上的防回淤装置，能够避免淤泥回流到冲桩管线内，避免造成冲桩管线堵塞的情况，改善了冲桩效能。可选地，冲桩系统的防回淤装置设置于冲桩管线的与冲桩喷嘴相连的一端。

具体地，如图1和图2所示，冲桩系统的防回淤装置包括法兰本体1、密封件2和弹性复位件4，法兰本体1包括可拆卸连接的第一本体11和第二本体12，第一本体11上设置有贯通的第一腔体，第二本体12上设置有贯通的第二腔体，第二本体12内设置有支撑结构121，支撑结构121上设置有过孔1211；支撑结构121上设置有衬套3，密封件2的一端活动设置于衬套3内，密封件2的密封头21能够密封或脱离第一本体11的第一腔体；弹性复位件4设置于密封头21和支撑结构121之间，弹性复位件4被配置为驱动密封件2复位。法兰本体1的设置有第一本体11的一端靠近桩靴设置。

当有液体由第一本体11的一端流入时(即由冲桩管线向桩靴通高压水时)，随着压力不断增大，会抵压密封件2脱离第一腔体，此时弹性复位件4压缩，液体经过过孔1211后流出第二腔体，实现液体的通过；当液体由第二本体12的一端流入时，会推动密封件2抵压第一本体11，使得密封头21密封第一腔体，此时流入的液体无法进入到第一本体11内，因而无法实现液体的反向流动，因此，能够避免冲桩管系内淤泥回淤。

本实施例中，第一本体11和第二本体12均为回转体结构。该结构的法兰本体1，结构简单，容易制备。

可选地，第一本体11的与第二本体12相连的一端设置有安装槽111，安装槽111的槽底与第一腔体相连通，安装槽111内设置有密封座环5，密封座环5由弹性材料制成，密封件2能够伸入密封座环5并与密封座环5密封抵接。密封座环5由弹性材料制成，密封件2与具有弹性的密封座环5相抵接，增强了密封效果。

进一步地，安装槽111的内壁尺寸与第一腔体的尺寸相同，以避免密封座环5的安装影响液体的流入。

可选地，第一本体11的第一腔体的各位置的内径相一致，第二本体12的第二腔体的主体部分的内径尺寸大于第一腔体的内径尺寸，第二腔体的在远离第一本体11的一端逐渐收缩，且收缩后的内径的最小尺寸与第一腔体的内径尺寸相等。

本实施例中，弹性复位件4为弹簧，结构简单，成本低。弹簧套设在密封件2的主体上，弹簧的一端与密封头21相抵持或相连，另一端与支撑结构121相抵持或相连，通过弹性复位件4使得在自然状态下(未有液体通入的情况下)，密封件2密封第一腔体。

优选地，本实施例中，弹性复位件4的有效行程L＝15mm，即密封件2的移动范围为15mm，能够便于液体的顺利通过。

优选地，如图1和图2所示，密封头21的密封第一腔体的一端为锥形结构，锥形结构的密封头21的密封效果较好，还使得密封头21能够密封不同口径的第一腔体。

如图3所示，支撑结构121的中心设置有第一安装孔1212，衬套3设置于第一安装孔1212内，支撑结构121的位于第一安装孔1212的周向设置有多个过孔1211，通过过孔1211实现液体的通过。通过在支撑结构121的中心设置第一安装孔1212，使得密封件2设置于支撑结构121的中心，在受到液体的冲击时受力较为均匀，避免其发生歪斜。

优选地，过孔1211为弧形结构，相邻过孔1211之间设置有支撑筋1213，保证了支撑结构121的强度，而且保证了液体的流通速度。

本实施例中，第一本体11和第二本体12为分体结构，能够实现可拆卸连接，该结构便于法兰本体1的内部零件的安装。具体地，第一本体11和第二本体12的靠近彼此的一端沿周向设置有连接结构，连接结构上设置有安装孔，通过固定件穿过第一本体11和第二本体12对应的安装孔，以将第一本体11和第二本体12相连。第一本体11和第二本体12通过固定件连接的方式相连，连接方式简单、可靠。其中，固定件为螺栓。需要说明的是，第一本体11和第二本体12的连接方式并不限于通过固定件相连，还可以通过其他方式连接，例如插接、卡接等方式，只要能够实现第一本体11和第二本体12的可拆卸连接即可。

优选地，第一本体11和第二本体12的连接结构上均设置有多个安装孔，如图4所示，其展示了第二本体12的连接结构上设置多个安装孔，多个安装孔等间隔设置，通过多个安装孔配合固定件实现第一本体11和第二本体12的稳定连接，增强了连接强度。

优选地，为了实现第一本体11和第二本体12的密封连接，可以在两者之间设置密封结构，例如密封棉、橡胶垫等结构。

可选地，第一本体11和第二本体12的远离彼此的一端也设置有连接结构，连接结构上设置有安装孔，以便于通过第一本体11和第二本体12上的安装孔与冲桩管线相连。如图5所示，其示出了第一本体11的远离第二本体12的一端的连接结构上设置安装孔，多个安装孔沿第一本体11的周向等间隔排布。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。