一种用于海水下打桩设备的水位检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于海水下打桩设备的水位检测装置，设置在打桩机桩帽外侧；包括电缆葛兰头、法兰盖、绝缘基筒、三根检测金属棒、参考金属棒、若干密封圈、外护套筒、双头螺栓、螺母和连接管；电缆葛兰头设置在法兰盖中心的安装孔内；三根检测金属棒和参考金属棒分别设置在绝缘基筒中心的四个金属棒安装孔内，外护套筒设置在绝缘基筒外部，双头螺栓通过螺母将法兰盖、绝缘基筒和外护套筒连接固定。本发明专利技术的检测金属棒与绝缘基筒之间固定密封结构的设计，使压缩空气和海水压力越大，检测金属棒作用于密封圈的压力也越大，上部接线腔体内的绝缘密封性能越好，保证水位检测装置绝缘性、耐海水腐蚀、密封性、抗振性、抗压性。

A water level detection device for pile driving equipment under sea water

【技术实现步骤摘要】
一种用于海水下打桩设备的水位检测装置
本专利技术属于海水下的打桩设备
，特别涉及一种用于海水下打桩设备的水位检测装置。
技术介绍
海水下打桩时，打桩设备在水深范围为几十米到一千多米水下作业，海水的压力最大可达到十几兆帕，必须利用压缩空气压力驱使桩帽内部海水低于桩筒上部边沿，降低海水对打桩的阻力，减少打桩能量消耗，提高打桩效率。打桩设备内部的水位检测装置，需要克服设备振动大、水深压力大、压缩空气压力大、海水腐蚀性大，绝缘密封难度大等恶劣环境。提供一种能够准确回馈水位信号的水位检测装置，对于水下打桩作业非常重要。
技术实现思路
为解决上述存在的问题，本专利技术提供了一种用于海水下打桩设备的水位检测装置，密封性好，抗压能力强，水位检测精确，提高海下打桩作业效率。本专利技术所采用的技术方案是，一种用于海水下打桩设备的水位检测装置，设置在打桩机桩帽外侧；包括电缆葛兰头、法兰盖、绝缘基筒、三根检测金属棒、参考金属棒、若干密封圈、外护套筒、双头螺栓、螺母和连接管；所述法兰盖呈台阶形设置，法兰盖中心设置有用于电缆葛兰头安装的安装孔和容纳电缆葛兰头连接电缆的凹型腔，法兰盖台阶外缘上设置有用与绝缘基筒和外护套筒连接的连接孔；电缆葛兰头设置在法兰盖中心的安装孔内，电缆葛兰头下端设置有四根连接线缆；所述绝缘基筒上、下两端均为台阶形设置，绝缘基筒上端设置为第一台阶和第二台阶的双层台阶结构，下端设置为第三台阶的单层台阶结构，第二台阶与第三台阶的外径尺寸相同，中部筒体外径尺寸小于两端的第二台阶与第三台阶的外径尺寸；上端第一台阶圆周沿轴线方向均匀设置贯穿第一台阶的通孔，通孔与法兰盖上连接孔相对应设置，第二台阶外圆周上设置有密封圈安装槽；绝缘基筒上端中心设置有凹槽，凹槽的底部设置有四个贯穿绝缘基筒筒体和绝缘基筒下端第三台阶的金属棒安装孔，四个金属棒安装孔为设置台阶位置高低不同的台阶通孔；第三台阶外圆周上设置有密封圈安装槽，第三台阶下端的四个金属棒安装孔为四个金属棒进水口；所述三根检测金属棒和参考金属棒分别设置在绝缘基筒中心的四个金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端均设置有螺纹部，下端设置有与金属棒安装孔台阶通孔相对应的柱形凸台；参考金属棒设置在台阶通孔位于最下端的金属棒安装孔内；三根检测金属棒长短不同，分别设置在相应的金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端穿过凹槽底部的金属棒安装孔，通过螺母固定在凹槽内，并与电缆葛兰头的四根连接线缆分别连接；绝缘基筒筒体外壁上设置有三个与三根检测金属棒下端位置相对应的检测金属棒底部水气进口，检测金属棒底部水气进口贯通绝缘基筒筒壁与相应的金属棒安装孔相通；所述外护套筒为中空管状结构，外护套筒内径尺寸与绝缘基筒第二台阶和第三台阶外径尺寸相同，外护套筒外径尺寸与绝缘基筒第一台阶外径尺寸相同；外护套筒上端圆周上设置有与绝缘基筒第一台阶通孔相对应的螺纹孔；外护套筒设置在绝缘基筒外部，双头螺栓依次穿过法兰盖上的连接孔、绝缘基筒第一台阶上的通孔和外护套筒上端的螺纹孔，通过螺母将法兰盖、绝缘基筒和外护套筒连接固定，外护套筒内壁与绝缘基筒中部筒体外壁之间形成环形腔室；外护套筒外缘上端设置有与环形腔室连通的进气口，进气口通过环形腔室与绝缘基筒外壁上的三个检测金属棒底部水气进口连通；所述密封圈分别设置在第二台阶和第三台阶上的密封圈安装槽内，将外护套筒与绝缘基筒两端密封设置，连接管一端通入打桩机桩帽内部上端，另一端设置在外护套筒上端的进气口上，将桩帽内部与水位检测装置连通。具体的，所述的三根检测金属棒和参考金属棒柱形凸台上端设置有凹陷槽，凹陷槽内设置有金属棒密封圈。具体的，所述的绝缘基筒为绝缘非金属材料的一体式结构。更具体的，所述的绝缘非金属材料为尼龙材料。具体的，所述的法兰盖和外护套筒均为耐腐蚀金属材料。更具体的，所述的耐腐蚀金属材料为不锈钢。具体的，所述的绝缘基筒上端的凹槽内在连接电缆葛兰头的连接电缆、三根检测金属棒和参考金属棒后浇灌有环氧树脂绝缘加固。具体的，所述的法兰盖与电缆葛兰头连接后，法兰盖的凹型腔浇灌环氧树脂对电缆葛兰头的连接电缆绝缘加固处理。具体的，所述的第三台阶上设置的密封圈安装槽为两个或两个以上。具体的，所述的法兰盖与绝缘基筒的连接端面之间设置有密封垫圈。水下打桩施工时，绝缘基筒下端的四个金属棒进水口与海水连通，桩帽内腔也与海水连通，水位检测装置和桩帽构成海水连通器，水位检测装置内水位随桩帽内水位变化而变化，水位检测装置内水位高度和桩帽内的水位高度一致。桩帽内的压缩空气通过连接管经由外护套筒上端的进气口与环形腔室连通；再经由绝缘基筒外壁上的检测金属棒底部水气进口和绝缘基筒下端的金属棒进水口连通；当海水由桩帽下部逐渐上升，绝缘基筒下端的金属棒进水口内的海水由于连通器原理的作用也逐渐上升；当海水上升到一定高度，使作为参考极的参考金属棒首先与接触海水，与分别检测低水位、高水位、高高水位的三根检测金属棒中的任何一根通过海水构成电流通路时，就可检测出低水位、高水位、高高水位相对应的水位信号。同理，当压缩空气把桩帽内的一部分海水赶走出桩帽时，桩帽内的水位降低，检测装置内的水位也随着降低，当水位降低到某个水位检测金属棒和海水脱离接触，相应的电流通路断开，就指示出相应的水位降低信号。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：1.绝缘基筒采用同时容纳四个金属棒的一体化结构，增强了密封和抗振性能。2.法兰盖、绝缘基筒和外护套筒通过双头螺栓螺母连接，三个部件之间用密封圈和密封垫圈进行密封连接，对外面的带压力海水做到了很好的封闭，提高了水位检测装置整体的抗振性能。3.法兰盖和外护套筒采用耐腐蚀不锈钢材料，绝缘基筒采用绝缘的尼龙材料，三者压紧时，接触面软硬结合更紧密。4.检测金属棒与绝缘基筒之间固定密封结构的设计，使压缩空气和海水压力越大，检测金属棒作用于密封圈的压力也越大，水位检测装置上部接线腔体内的绝缘密封性能越好，保证水位检测装置绝缘性、耐海水腐蚀、密封性、抗振性、抗压性，以适应0~300米深水下打桩工况。附图说明图1是本专利的内部结构剖视图。图2是本专利的绝缘基筒、法兰盖和电缆葛兰头连接的示意图。图3是本专利的绝缘基筒的示意图。图4是本专利的电缆葛兰头、法兰盖和绝缘基筒内部检测金属棒、参考金属棒的安装示意图。图5是本专利的法兰盖的示意图。图6是本专利的检测金属棒的示意图。图7是本专利的绝缘基筒和外护套筒的安装示意图。图8是本专利在打桩机桩帽上的设置位置示意图。图中：1-电缆葛兰头，2-法兰盖，3-绝缘基筒，31-第一台阶，32-第二台阶，33-第三台阶，4-密封圈，5-外护套筒，6-检测金属棒，7-金属棒密封圈，8-环氧树脂，9-螺母，10-参考金属棒，11-连接管，12-进气口，13-检测金属棒底部水气进口，14-金属棒进水口，15-环形腔室。...

【技术保护点】
1.一种用于海水下打桩设备的水位检测装置，设置在打桩机桩帽外侧；其特征在于，包括电缆葛兰头、法兰盖、绝缘基筒、三根检测金属棒、参考金属棒、若干密封圈、外护套筒、双头螺栓、螺母和连接管；/n所述法兰盖呈台阶形设置，法兰盖中心设置有用于电缆葛兰头安装的安装孔和容纳电缆葛兰头连接电缆的凹型腔，法兰盖台阶外缘上设置有用与绝缘基筒和外护套筒连接的连接孔；电缆葛兰头设置在法兰盖中心的安装孔内，电缆葛兰头下端设置有四根连接线缆；/n所述绝缘基筒上、下两端均为台阶形设置，绝缘基筒上端设置为第一台阶和第二台阶的双层台阶结构，下端设置为第三台阶的单层台阶结构，第二台阶与第三台阶的外径尺寸相同，中部筒体外径尺寸小于两端的第二台阶与第三台阶的外径尺寸；上端第一台阶圆周沿轴线方向均匀设置贯穿第一台阶的通孔，通孔与法兰盖上连接孔相对应设置，第二台阶外圆周上设置有密封圈安装槽；绝缘基筒上端中心设置有凹槽，凹槽的底部设置有四个贯穿绝缘基筒筒体和绝缘基筒下端第三台阶的金属棒安装孔，四个金属棒安装孔为设置台阶位置高低不同的台阶通孔；第三台阶外圆周上设置有密封圈安装槽，第三台阶下端的四个金属棒安装孔为四个金属棒进水口；/n所述三根检测金属棒和参考金属棒分别设置在绝缘基筒中心的四个金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端均设置有螺纹部，下端设置有与金属棒安装孔台阶通孔相对应的柱形凸台；参考金属棒设置在台阶通孔位于最下端的金属棒安装孔内；三根检测金属棒长短不同，分别设置在相应的金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端穿过凹槽底部的金属棒安装孔，通过螺母固定在凹槽内，并与电缆葛兰头的四根连接线缆分别连接；绝缘基筒筒体外壁上设置有三个与三根检测金属棒下端位置相对应的检测金属棒底部水气进口，检测金属棒底部水气进口贯通绝缘基筒筒壁与相应的金属棒安装孔相通；/n所述外护套筒为中空管状结构，外护套筒内径尺寸与绝缘基筒第二台阶和第三台阶外径尺寸相同，外护套筒外径尺寸与绝缘基筒第一台阶外径尺寸相同；外护套筒上端圆周上设置有与绝缘基筒第一台阶通孔相对应的螺纹孔；外护套筒设置在绝缘基筒外部，双头螺栓依次穿过法兰盖上的连接孔、绝缘基筒第一台阶上的通孔和外护套筒上端的螺纹孔，通过螺母将法兰盖、绝缘基筒和外护套筒连接固定，外护套筒内壁与绝缘基筒中部筒体外壁之间形成环形腔室；外护套筒外缘上端设置有与环形腔室连通的进气口，进气口通过环形腔室与绝缘基筒外壁上的三个检测金属棒底部水气进口连通；/n所述密封圈分别设置在第二台阶和第三台阶上的密封圈安装槽内，将外护套筒与绝缘基筒两端密封设置，连接管一端通入打桩机桩帽内部上端，另一端设置在外护套筒上端的进气口上，将桩帽内部与水位检测装置连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于海水下打桩设备的水位检测装置，设置在打桩机桩帽外侧；其特征在于，包括电缆葛兰头、法兰盖、绝缘基筒、三根检测金属棒、参考金属棒、若干密封圈、外护套筒、双头螺栓、螺母和连接管；
所述法兰盖呈台阶形设置，法兰盖中心设置有用于电缆葛兰头安装的安装孔和容纳电缆葛兰头连接电缆的凹型腔，法兰盖台阶外缘上设置有用与绝缘基筒和外护套筒连接的连接孔；电缆葛兰头设置在法兰盖中心的安装孔内，电缆葛兰头下端设置有四根连接线缆；
所述绝缘基筒上、下两端均为台阶形设置，绝缘基筒上端设置为第一台阶和第二台阶的双层台阶结构，下端设置为第三台阶的单层台阶结构，第二台阶与第三台阶的外径尺寸相同，中部筒体外径尺寸小于两端的第二台阶与第三台阶的外径尺寸；上端第一台阶圆周沿轴线方向均匀设置贯穿第一台阶的通孔，通孔与法兰盖上连接孔相对应设置，第二台阶外圆周上设置有密封圈安装槽；绝缘基筒上端中心设置有凹槽，凹槽的底部设置有四个贯穿绝缘基筒筒体和绝缘基筒下端第三台阶的金属棒安装孔，四个金属棒安装孔为设置台阶位置高低不同的台阶通孔；第三台阶外圆周上设置有密封圈安装槽，第三台阶下端的四个金属棒安装孔为四个金属棒进水口；
所述三根检测金属棒和参考金属棒分别设置在绝缘基筒中心的四个金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端均设置有螺纹部，下端设置有与金属棒安装孔台阶通孔相对应的柱形凸台；参考金属棒设置在台阶通孔位于最下端的金属棒安装孔内；三根检测金属棒长短不同，分别设置在相应的金属棒安装孔内，三根检测金属棒和参考金属棒的上端穿过凹槽底部的金属棒安装孔，通过螺母固定在凹槽内，并与电缆葛兰头的四根连接线缆分别连接；绝缘基筒筒体外壁上设置有三个与三根检测金属棒下端位置相对应的检测金属棒底部水气进口，检测金属棒底部水气进口贯通绝缘基筒筒壁与相应的金属棒安装孔相通；
所述外护套筒为中空管状结构，外护套筒内径尺寸与绝缘基筒第二台阶和第三台阶外径尺寸相同，外护套筒外径尺寸与绝缘基筒第一台阶外径尺寸相同；外护套筒上端圆周上设置有与绝缘基筒第一台阶通孔相对应的螺纹孔；外护套筒设置在绝缘基筒外部，双头螺栓依次穿过法兰盖上的连接孔、绝缘基筒第...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔郎郎，张红军，黄兆军，高亚丽，王琳，周威，程通，曹立钢，
申请(专利权)人：中信重工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41