1.本实用新型涉及船舶与海洋工程领域，尤其涉及一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置。


背景技术：

2.由于海洋环境恶劣，浮托拆除废旧海洋平台上层组块的工序复杂，风险因素多，安全要求高。受海况影响，在船舶不稳定的情况下，海上拆除过程中结构物之间易产生钢对钢的碰撞。
3.在浮托拆平台的过程中，上部组块与甲板对接单元之间的对接和载荷转移是关键的步骤，同时也是整个过程的难点所在。在驳船对接和承接上部组块载荷的过程中，驳船持续受到外界环境载荷的作用，同时由于压载水的调整，驳船自身重量也在不断变化，这一系列变化的载荷都通过甲板上的对接单元传递给海洋平台的上层组块，二者的耦合运动组成了一个复杂的运动系统。因此，在浮托拆平台过程中，需要一种有更好缓冲性能的甲板对接单元装置来缓冲驳船和上部组块之间的碰撞。
4.因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于海洋平台上层组块浮托拆除过程中甲板对接单元的缓冲装置。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于非牛顿流体且适用于浮托拆平台的甲板对接单元缓冲装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置，其特征在于，包括外套筒、流体筒、锥形接收器、活塞盘、活塞轴、垂向弹簧、横向缓冲橡胶、上部缓冲橡胶及底部缓冲橡胶，所述外套筒与甲板相连接，所述流体筒、所述锥形接收器、所述活塞轴和所述横向缓冲橡胶位于所述外套筒内部，所述锥形接收器与所述活塞轴相连，所述活塞盘与所述活塞轴相连，所述垂向弹簧与所述流体筒内侧底部相连，所述流体筒与所述上部缓冲橡胶和所述底部缓冲橡胶相连，所述活塞盘位于所述流体筒内侧，所述活塞盘分为三层圆盘，所述圆盘在靠近所述活塞轴处均布6个尺寸相同的圆孔，在靠近所述圆盘边缘处均布6个尺寸相同的圆孔，所述圆盘之间设有支撑构件，所述活塞盘在受压时与所述垂向弹簧相接触并受到向上作用力。
7.进一步地，所述锥形接收器具有圆锥体凹槽，所述圆锥体凹槽与上部组块的锥形插尖满足几何相似，用以实现浮托拆平台过程中对所述锥形插尖的引导对接以及几何约束。
8.进一步地，所述横向缓冲橡胶固定在所述锥形接收器外侧且与所述外套筒之间留有间隙，所述横向缓冲橡胶在受到横向力时与所述外套筒接触，通过改变橡胶横向的伸缩量来提供横向缓冲力。
9.进一步地，所述甲板对接单元缓冲装置内有12个所述横向缓冲橡胶，所述横向缓
冲橡胶之间的夹角为30
°
。
10.进一步地，所述流体筒为一顶部开孔的圆柱容器，所述活塞轴穿过所述上部缓冲橡胶和所述流体筒的顶部开孔。
11.进一步地，所述流体筒外侧顶部与所述上部缓冲橡胶相连接，所述流体筒外侧底部与所述底部缓冲橡胶相连接。
12.进一步地，所述外套筒焊接在所述甲板的支撑脚上，作为所述甲板对接单元缓冲装置的支撑。
13.进一步地，所述甲板对接单元缓冲装置整体位于船舷外侧。
14.进一步地，所述流体筒内部充满非牛顿流体。
15.进一步地，所述锥形接收器、所述活塞轴和所述活塞盘由金属铁制成。
16.在本实用新型的一个较佳实施方式中，实际浮托拆平台时，甲板对接单元焊接在位于甲板上的支撑脚上，同时为便于与平台上部模块对接，甲板对接单元整体位于船舷外侧。锥形接收器具有圆锥体凹槽，上部组块对接部分可在圆锥形凹槽的引导下进入甲板对接单元内部，该圆锥凹槽的半径称为甲板对接单元的捕捉半径，浮托拆平台过程中需要保证上部组块对接部分在甲板对接单元捕捉半径以内运动，以保证两部分顺利对接；流体筒和缓冲橡胶主要用来缓冲驳船与上部组块之间的碰撞，避免钢对钢的接触，使之柔和地承接起上部组块。
17.本实用新型的一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置在浮托拆平台的过程中，将非牛顿流体剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的特性应用于甲板对接单元缓冲装置上，使驳船与上部组块之间的碰撞能显著地减小，降低对平台结构的影响。该装置结构简单，功能明确，可以使上部组块在受到较大冲击时有很好的缓冲能力，可以在拆除平台时驳船对接和承接上部组块过程中，防止结构物之间的钢对钢的碰撞，大大提高拆除效率及浮托拆除精度。
18.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
19.图1是本实用新型的一个较佳实施例的一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置的剖视示意图；
20.图2是本实用新型的一个较佳实施例的一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置的结构斜视图；
21.图3是本实用新型的一个较佳实施例的一种基于非牛顿流体的甲板对接单元缓冲装置的内部活塞示意图。
22.其中，1
‑
外套筒，2
‑
锥形接收器，3
‑
横向缓冲橡胶，4
‑
活塞轴，5
‑
活塞盘，6
‑
上部缓冲橡胶，7
‑
底部缓冲橡胶，8
‑
流体筒，9
‑
非牛顿流体，10
‑
垂向弹簧。
具体实施方式
23.以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护
范围并非仅限于文中提到的实施例。
24.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
25.本实用新型针对海洋平台上部组块浮托拆除，目的是提供一种可以显著减少结构物之间钢与钢碰撞的甲板对接单元缓冲装置。该装置对接部分采用圆锥体凹槽，与上部组块的锥形插尖满足几何相似。
26.如图1、图2与图3所示，外套筒1是整个装置的基础，其与甲板连接，同时也是整个对接单元装置的支撑；锥形接收器2位于外套筒1内，且与横向缓冲橡胶3和活塞轴4相连；流体筒8外侧顶部和底部分别与上部缓冲橡胶6和底部缓冲橡胶7相连；非牛顿流体9充满于流体筒8内；活塞轴4与锥形接收器2和活塞盘5相固连，并穿过流体筒8顶部中心。
27.锥形接收器2由足够强度的金属铁制成，其几何外形与上部组块安装的锥形插尖相似。
28.横向缓冲橡胶3与锥形接收器2相连，与外套筒1之间留有一定间隙，利于接收器的垂向运动，在受到横向力时，横向缓冲橡胶3与外套筒1接触，通过改变橡胶变形量来提供横向缓冲力；横向缓冲橡胶3有12个，以30
°
夹角分布在锥形接收器2 外侧。
29.活塞轴4由足够强度的金属铁制成，与锥形接收器2和活塞盘5相固连。活塞盘 5由足够强度的金属铁制成，共分为三层圆盘，每个圆盘在靠近活塞轴4处均布6个尺寸相同的圆孔，在靠近圆盘边缘处均布6个尺寸相同的圆孔，每个圆盘之间通过一定强度的支撑构件连接。
30.上部缓冲橡胶6位于流体筒8外侧顶部，在受压时用于缓冲锥形接收器2和流体筒8之间的碰撞。底部缓冲橡胶7与外套筒1和流体筒8外侧底部相连。流体筒8为一顶部开孔的圆柱容器，活塞轴4通过开孔垂向运动，非牛顿流体9位于流体筒8内，在活塞盘5运动时产生垂向力。垂向弹簧10位于流体筒8内侧底部，在活塞盘4向下运动时提供额外的向上缓冲力。
31.在浮托拆除过程中，锥形接收器2引导锥形插尖对接并对其进行几何约束，上部组块的运动带动锥形插尖运动，锥形插尖的运动又引起锥形接收器2的运动，锥形接收器2的运动又引起活塞轴4的上下运动和横向缓冲橡胶3的形变，活塞轴4的运动使活塞盘5在非牛顿流体内运动，继而产生横向和纵向的力，约束上部组块的运动。
32.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。