一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，包括多边形桁架，所述桁架上设有多个提升桩，两者固定连接，所述提升桩上设有插销孔，所述提升桩侧边上设有提升齿条，所述提升齿条与动力系统连接，所述提升桩远离桁架一侧设有储能液压缸，所述储能液压缸与插销液压缸连接，所述插销液压缸、储能液压缸均与储能控制系统连接。其优点在于，每组桩腿升降系统内设置有重力储能与循环利用装置。海洋平台下降过程中的重力势能经储能装置内设置的储能液压缸吸收，并转化为其压力能。在海洋平台抬升过程中，储能液压缸通过与插销液压缸之间的协同配合，将其内部储存的压力能转化为可供海洋平台提升装置利用的清洁能源，减少能源的浪费。源的浪费。源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置


[0001]本申请属于海洋平台
，具体涉及一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置。

技术介绍

[0002]传统海洋平台升降装置不具备能量储存与循环利用功能，在海洋平台升降的过程中，海洋平台的重力势能无法得到有效的储存，造成资源的浪费。同时，海洋平台释放的重力势能难以转化为可供其使用的绿色能源。

技术实现思路

[0003]基于上述问题，本申请提供一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，每组桩腿升降系统内设置有重力储能与循环利用装置。其技术方案为，
[0004]一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，包括多边形桁架，所述桁架上设有多个提升桩，两者固定连接，所述提升桩上设有插销孔，所述提升桩侧边上设有提升齿条，所述提升齿条与动力系统连接，所述提升桩远离桁架一侧设有储能液压缸，所述储能液压缸与插销液压缸连接，所述插销液压缸、储能液压缸均与储能控制系统连接，所述储能液压缸和动力系统与外部海洋平台连接。
[0005]优选的，所述动力系统包括驱动电机、小驱动齿轮、大从动齿轮和升降齿轮，所述驱动电机固定在支撑板上，所述驱动电机与小驱动齿轮连接，所述小驱动齿轮与大从动齿轮啮合，所述大从动齿轮与升降齿轮均套装在传动轴上，所述升降齿轮与提升齿条啮合。
[0006]优选的，所述储能系统包括高压气瓶和活塞式蓄能器，所述插销液压缸与两位三通电磁换向阀的其中一个端口连接，两位三通电磁换向阀的另外两个端口分别接油源和油箱；油源通过两位两通电磁换向阀分别与另外一个两位两通电磁换向阀、比例溢流阀、活塞式蓄能器和压力传感器连接，所述两位两通电磁换向阀与储能液压缸连接，所述活塞式蓄能器分别通过截止阀与高压气瓶连接，比例溢流阀另外一端与油箱连接，活塞式蓄能器设有压力传感器；所述储能液压缸上设有位移传感器，压力传感器和位移传感器分别与控制器连接。
[0007]优选的，位移传感器将储能液压缸的位移信号经控制线路传递至控制器；压力传感器将其压力信号传递至控制器；控制器输出的控制信号分别经控制线路a传递至两位三通电磁换向阀，经控制线路b传递至两位两通电磁换向阀，经控制线路c传递至另外一个两位两通电磁换向阀，经控制线路d传递至比例溢流阀。
[0008]优选的，两位三通电磁换向阀处于左位时，其P口处于截止状态，其A口与T口处于导通状态；处于右位时，其A口与P口处于导通状态，其T口处于截止状态；两位两通电磁换向阀处于左位时，其A口与B口处于导通状态；处于右位时，其A口与B口处于截止状态。
[0009]优选的，当海洋平台完成作业任务后，海洋平台上的桩腿升降系统将海洋平台降至海平面，在海洋平台下降的过程中，重力储能与循环利用装置将海洋平台的重力势能转
化为液压能，具体过程如下：第一个两位两通电磁换向阀切换至左位，第一个两位三通电磁换向阀、第二个两位两通电磁换向阀切换至右位，油源内的液压油经第一个两位三通电磁换向阀流入第一个插销液压缸的无杆腔，第一个插销液压缸的活塞杆在其无杆腔内的高压油的作用下不断伸出，随着第一个插销液压缸活塞的运动，其活塞杆端部的插销不断插入提升桩的插销孔内，启动驱动电机，驱动电机通过键连接并驱动小驱动齿轮，小驱动齿轮通过与大从动齿轮之间的啮合作用带动大从动齿轮一同转动，大从动齿轮与升降齿轮一同安装在传动轴上，升降齿轮与提升齿条相互啮合，随着动力装置的升降齿轮沿提升齿条不断下降，动力装置带动海洋平台沿提升桩一同运动；随着海洋平台的不断下降，储能液压缸的活塞杆不断缩回，储能液压缸无杆腔内的液压油在其活塞的作用下经第一个两位两通电磁换向阀分别流入第一个压力传感器、第一个活塞式蓄能器，高压气体经第一个活塞式蓄能器后经截止阀流入高压气瓶，当第一个压力传感器的压力信号高于第一个比例溢流阀的预设压力，液压油经第一个比例溢流阀的A口流入比例溢流阀，液压油经第一个比例溢流阀后由其B口流回油箱；当第一个储能液压缸、第二个储能液压缸和第三个储能液压缸完成储能后，切换第一个两位三通电磁换向阀至左位，第一个两位两通电磁换向阀切换至右位，第一个插销液压缸无杆腔内的液压油在其弹簧的作用下流入第一个两位三通电磁换向阀，液压油经第一个两位三通电磁换向阀后流回油箱，随着第一个插销液压缸活塞杆的缩回，其端部的插销脱离提升桩的插销孔，提升桩在动力装置的作用下继续抬升，当提升桩抬升至预定位置，海洋平台恢复至正常航行状态，完成能量的储存功能。
[0010]优选的，当海洋平台到达预定海域，需要开展作业任务，海洋平台上的桩腿升降系统将提升桩插入海底，并将海洋平台抬升至海平面上方，在海洋平台上升的过程中，储能与循环利用装置将其内部储存的液压能转化为海洋平台的重力势能，具体过程如下：当桩腿接触海底后，第一个两位三通电磁换向阀、第二个两位两通电磁换向阀切换至右位，第一个两位两通电磁换向阀换至左位，油源内的液压油分别经第一个两位三通电磁换向阀流入第一个插销液压缸的无杆腔，第一个插销液压缸的活塞杆在其无杆腔内的高压油的作用下不断伸出，随着插销液压缸活塞的运动，其活塞杆端部的插销不断插入提升桩的插销孔内，当第一个插销液压缸的插销全部插入提升桩的插销孔内，启动驱动电机，驱动电机通过键连接并驱动小驱动齿轮，小驱动齿轮通过与大从动齿轮之间的啮合作用带动大从动齿轮一同转动，大从动齿轮与升降齿轮一同安装在传动轴上，升降齿轮与提升齿条相互啮合，随着升降齿轮的转动，动力装置沿提升齿条不断抬升，动力装置带动海洋平台沿提升桩一同运动；在海洋平台抬升过程中，储能液压缸对海洋平台进行辅助抬升，高压气瓶内的高压气体经截止阀流入第一个活塞式蓄能器，液压油经第一个活塞式蓄能器后经第一个两位两通电磁换向阀流入储能液压缸，储能液压缸的活塞杆在其无杆腔内的高压油的作用下不断伸出；储能液压缸输出的推力在插销液压缸的辅助作用下传递至海洋平台，用于海洋平台的辅助抬升，完成储能液压缸的能量的释放功能。
[0011]有益效果
[0012]本专利提出一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置。本专利技术设置有四组桩腿升降系统，每组桩腿升降系统内设置有重力储能与循环利用装置。海洋平台下降过程中的重力势能经储能装置内设置的储能液压缸吸收，并转化为其压力能。在海洋平台抬升过程中，储能液压缸通过与插销液压缸之间的协同配合，将其内部储存的压力能转化为海洋平
台重力势能，减少能源的浪费。
附图说明
[0013]图1为本申请储能控制系统原理图；
[0014]图2为多边形桁架结构示意图；
[0015]图3为动力装置结构示意图；
[0016]图4为动力装置结构俯视图；
[0017]图5为多边形桁架在海洋平台上的安装位置图；
[0018]图6为提升桩主体结构示意图。
[0019]图中：
[0020]1‑
油源，2
‑
油箱，3
‑
第一个插销液压缸，4
‑
第二个插销液压缸，5
‑
第三个插销液压缸，6
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，包括多边形桁架，所述桁架上设有多个提升桩，两者固定连接，所述提升桩上设有插销孔，所述提升桩侧边上设有提升齿条，所述提升齿条与动力系统连接，所述提升桩远离桁架一侧设有储能液压缸，所述储能液压缸与插销液压缸连接，所述插销液压缸、储能液压缸均与储能控制系统连接，所述储能液压缸和动力系统与外部海洋平台连接。2.根据权利要求1所述的一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，所述动力系统包括驱动电机、小驱动齿轮、大从动齿轮和升降齿轮，所述驱动电机固定在支撑板上，所述驱动电机与小驱动齿轮连接，所述小驱动齿轮与大从动齿轮啮合，所述大从动齿轮与升降齿轮均套装在传动轴上，所述升降齿轮与提升齿条啮合。3.根据权利要求2所述的一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，所述储能系统包括高压气瓶和活塞式蓄能器，所述插销液压缸与两位三通电磁换向阀的其中一个端口连接，两位三通电磁换向阀的另外两个端口分别接油源和油箱；油源通过两位两通电磁换向阀分别与另外一个两位两通电磁换向阀、比例溢流阀、活塞式蓄能器和压力传感器连接，所述两位两通电磁换向阀与储能液压缸连接，所述活塞式蓄能器分别通过截止阀与高压气瓶连接，比例溢流阀另外一端与油箱连接，活塞式蓄能器设有压力传感器；所述储能液压缸上设有位移传感器，压力传感器和位移传感器分别与控制器连接。4.根据权利要求3所述的一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，位移传感器将储能液压缸的位移信号经控制线路传递至控制器；压力传感器将其压力信号传递至控制器；控制器输出的控制信号分别经控制线路a传递至两位三通电磁换向阀，经控制线路b传递至两位两通电磁换向阀，经控制线路c传递至另外一个两位两通电磁换向阀，经控制线路d传递至比例溢流阀。5.根据权利要求3所述的一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，两位三通电磁换向阀处于左位时，其P口处于截止状态，其A口与T口处于导通状态；处于右位时，其A口与P口处于导通状态，其T口处于截止状态；两位两通电磁换向阀处于左位时，其A口与B口处于导通状态；处于右位时，其A口与B口处于截止状态。6.根据权利要求4所述的一种海洋平台升降重力储能及循环利用装置，其特征在于，当海洋平台完成作业任务后，海洋平台上的桩腿升降系统将海洋平台降至海平面，在海洋平台下降的过程中，重力储能与循环利用装置将海洋平台的重力势能转化为液压能，具体过程如下：第一个两位两通电磁换向阀切换至左位，第一个两位三通电磁换向阀、第二个两位两通电磁换向阀切换至右位，油源内的液压油经第一个两位三通电磁换向阀流入第一个插销液压缸的无杆腔，第一个插销液压缸的活塞杆在其无杆腔内的高压油的作用下不断伸出，随着第一个插销液压缸活塞的运动，其活塞杆端部的插销不断插入提升桩的插...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，朱益龙，李世振，刘鑫，纪立超，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：