一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法

摘要

一种用于沉船打捞的链式牵引装置，包括底座，牵引千斤顶，前、后顶推梁，链条，前、后夹持器，导向轮和液压泵站；该装置包含两台并排对称地分布在前、后顶推梁之间的牵引千斤顶，所述的前夹持器和后夹持器分别连接在前、后顶推梁上，前、后夹持器构造相同，均包括夹持块及夹持千斤顶，所述夹持千斤顶成对称分布、外油缸端通过销轴分别固定在前、后顶推梁上，活塞杆通过销轴与夹持块连接，通过夹持千斤顶的伸缸和缩缸实现夹持块的上、下转动从而带动夹持块的开合来实现对链条的夹持和放松，本装置采用链条代替钢绞线作为牵引连接用，可进行柔性转弯，使打捞深度不受驳船船舷宽度限制，可实现深海打捞。其波浪补偿系统能保证设备的安全及打捞的平稳性。

说明书

技术领域

本发明涉及重物牵引装置及其牵引施工方法，特别是一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法。

背景技术

海上沉船打捞需要多条承重索来牵引提升沉船，专利公布号为CN101811563A、发明名称为《一种海上沉船的打捞方法》中公布了一种沉船的打捞方法，利用计算机控制多台千斤顶同时或单独受力来提升沉船，突破了传统的打捞工艺，为沉船打捞提供了一种与传统工艺不同、使用范围广、可靠性高、安全性高、速度快的打捞方法，是沉船打捞技术的一个新突破；但是该方法还存在以下不足：

1）采用钢绞线作为承重索进行牵引，牵引时钢绞线要求处于直线状态，不能进行转弯，打捞深度受驳船型宽限制，提升高度不得超过驳船型宽，因此只适用于江河、湖泊或浅水海域；

2）在沉船打捞过程中，海上作业船舶会受到海水波浪的影响而上下浮动，这给沉船的同步提升作业带来了很大的干扰，容易出现单根钢缆受力过大的现象，极易损坏装置，发生危险事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法，提高利用计算机控制多台千斤顶同时或单独受力来提升沉船实现沉船打捞的深海适用性和安全可靠性；以解决现有技术存在的上述问题。

解决上述问题的技术方案是：一种用于沉船打捞的链式牵引装置，其特征在于：该链式牵引装置包括：底座，牵引千斤顶，前、后顶推梁，链条，前、后夹持器，导向轮组件和液压泵站；

所述的底座包括底座平台、导轨以及反力架，所述底座平台作为链式牵引装置其它组成部分的基座，固定在驳船甲板上，所述的导轨引导顶推梁的水平运动，并限制顶推梁的上下运动，所述的反力架作为牵引时所需支架；所述的导轨及反力架与所述的底座平台连为一体；

所述的前顶推梁、后顶推梁上均有一个十字开口，供链条通过，前、后顶推梁均能在底座的导轨上滑动；

所述的链式牵引装置包含两台牵引千斤顶，两台牵引千斤顶并排对称地分布在前顶推梁、后顶推梁之间；所述的牵引千斤顶外油缸固定在后顶推梁上，活塞杆固定在前顶推梁上，从而使得两个牵引千斤顶连接在一起；两台牵引千斤顶油缸油路通过三通接头进行并联，由液压泵站提供牵引动力；

所述的前夹持器和后夹持器分别连接在前顶推梁和后顶推梁上，前、后夹持器构造相同，均包括夹持块及夹持千斤顶，所述的夹持块包括上、下对称的夹持块，每块夹持块在相对面各有一个弧形缺口，所述弧形缺口与所述链条链节的圆弧部位吻合，前、后夹持块底部分别通过销轴连接在前顶推梁和后顶推梁上，并可绕着销轴转动；所述夹持千斤顶成对称分布，夹持千斤顶外油缸端通过销轴分别固定在前、后顶推梁上，活塞杆通过销轴与夹持块连接，通过夹持千斤顶的伸缸和缩缸实现夹持块的上、下转动，从而带动夹持块的开合来实现对链条的夹持和放松；

所述的导向轮组件包括导向轮及导向轮支座，所述的导向轮支座固定在驳船船舷上，所述的导向轮通过转轴限定在所述的导向轮支座上、并可绕该转轴转动，导向轮上的凹槽形状与链条链节吻合；

所述的液压泵站包括电动机、油泵和阀组组件，通过液压油管与牵引千斤顶、夹持千斤顶液压油路连接，为其提供液压动力。

其进一步技术方案是：所述的链式牵引装置还包含两台补偿千斤顶，两台补偿千斤顶并排对称地分布在后顶推梁和所述底座反力架之间，所述的补偿千斤顶外油缸固定在底座反力架上，活塞杆固定在后顶推梁上；所述的补偿千斤顶油腔连接蓄能器或液压泵站及控制装置组成波浪补偿系统，当水面有波浪时，在蓄能器或与电控系统联合作用下，通过补偿千斤顶被动或主动伸/缩缸带动后顶推梁前后运动，实现被动式补偿、主动式补偿或半主动式补偿。

相关的另一技术方案是：一种用于沉船打捞的链式牵引装置实现沉船打捞的牵引施工方法，它是利用本发明上述的一种用于沉船打捞的链式牵引装置实现沉船打捞的牵引施工方法；牵引施工时，链条穿过前顶推梁、后顶推梁、导向块，通过导向轮由水平方向变成竖直方向与沉船相连，驳船上用卷扬机恒张力拉着链条，使链条保持水平张拉状态；施工初始状态时，前夹持器及后夹持器均处于夹持状态；其牵引施工包括重物提升作业和重物下放作业，其具体步骤是：

A、重物提升作业步骤：

a1、初始状态：前后夹持器均闭合，牵引千斤顶缩缸到位；

a2、前夹持器闭合：前夹持千斤顶伸缸使前夹持器闭合夹持链条；

a3、牵引千斤顶力转换伸缸：牵引千斤顶力转换伸缸，使前夹持器受力夹紧链条；

a4、后夹持器张开：后夹持千斤顶缩缸使后夹持器张开放松链条；

a5、牵引千斤顶伸缸：牵引千斤顶伸缸，提升连接在链条上的重物；

a6、后夹持器闭合：待牵引千斤顶伸缸到位，后夹持器闭合夹持链条；

a7、牵引千斤顶力转换缩缸：牵引千斤顶力转换缩缸，使后夹持器受力夹紧链条；

a8、前夹持器张开：前夹持千斤顶缩缸使前夹持器张开放松链条；

a9、牵引千斤顶缩缸：牵引千斤顶缩缸回程；

a10、牵引千斤顶缩缸到位：待牵引千斤顶缩缸到位，重复以上a2~a10步骤动作实现重物的连续提升；

B、重物下放作业步骤：

b1、初始状态：前后夹持器均闭合，牵引千斤顶伸缸到位；

b2、前夹持器闭合：前夹持千斤顶伸缸使前夹持器闭合夹持链条；

b3、牵引千斤顶力转换伸缸：牵引千斤顶力转换伸缸，使前夹持器受力夹紧链条；

b4、后夹持器张开：后夹持千斤顶缩缸使后夹持器张开放松链条；

b5、牵引千斤顶缩缸：牵引千斤顶缩缸，下放连接在链条上的重物；

b6、后夹持器闭合：待牵引千斤顶缩缸到位，后夹持器闭合夹持链条；

b7、牵引千斤顶力转换缩缸：牵引千斤顶力转换缩缸，使后夹持器受力夹紧链条；

b8、前夹持器张开：前夹持千斤顶缩缸使前夹持器张开放松链条；

b9、牵引千斤顶伸缸：牵引千斤顶伸缸回程；

b10、牵引千斤顶伸缸到位:待牵引千斤顶伸缸到位，重复以上b2~b10步骤动作实现重物的连续下放。

进一步：本发明施工方法还包括一个波浪补偿程序，在提升作业开始前在链条无法移动的情况下通过补偿千斤顶调节后夹持器位置至适合夹持链条；其次，当水面有波浪时，在蓄能器或与电控系统联合作用下，通过补偿千斤顶被动或主动伸/缩缸带动后顶推梁前后运动，最终带动链条前后运动，以此来抵消由于水面波浪引起的驳船升沉运动对链条张拉力的影响，使得链条张拉力保持稳定状态。

由于采用上述技术方案，本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

一、本发明装置适用于利用计算机控制多台千斤顶同时或单独受力来提升沉船实现沉船打捞的牵引施工方法，它与传统工艺不同，具有使用范围广、可靠性高、安全性高、速度快的优点。

二、与专利公布号为CN101811563A、发明名称为《一种海上沉船的打捞方法》公开的技术相比，更具有可操作性和实用性：

1．本发明一种用于沉船打捞的链式牵引装置采用链条代替钢绞线作为牵引连接用，可进行柔性转弯，使得打捞深度不受驳船船舷宽度限制，可实现深海打捞。

2．本发明一种用于沉船打捞的链式牵引装置的波浪补偿系统可以有效抵消由于海面波浪引起的驳船升沉运动对链条张拉力的影响，保证设备的安全及打捞的平稳性；提高了打捞的安全可靠性。

因此，本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法适用范围广，具有可操作性和实用性，具有更好的社会经济效益。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置及其用于实现沉船打捞的牵引施工方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置的整体结构示意图（俯视图）；

图2 是图1的A向侧视图；

图3 是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置的液压泵站主视图；

图4是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置之前、后顶推梁的后视图；

图5 是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置的夹持器张开放松链条状态图；

图6 是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置的夹持器闭合夹持链条状态图；

图7-1、图7-2是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置之夹持器的夹持块的结构示意图（主视图,夹持器张开放松链条状态）：

图7-1是夹持器张开放松链条状态下的上部夹持块521a,

图7-2是夹持器张开放松链条状态下的上部夹持块522a；

图8-1、图8-2是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置之夹持器的夹持块的结构示意图（即图5中去掉链条的B向视图,夹持器张开放松链条状态）：

图8-1是图7-1的左视图，

图8-2是图7-2的左视图；

图9-1、图9-2是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置之夹持器的夹持块的结构示意图（主视图, 夹持器闭合夹持链条状态）：

图9-1是夹持器闭合夹持链条状态下的上部夹持块521b,

图9-2是夹持器闭合夹持链条状态下的下部夹持块522b；

图10-1、图10-2是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置之夹持器的夹持块的结构示意图（即图6中去掉链条的C向视图, 夹持器闭合夹持链条状态）：

图10-1是图8-1的左视图,

图10-2是图8-2的左视图；

图11是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置用于实现沉船打捞的牵引施工方法中提升重物作业步骤流程图；

图12是本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置用于实现沉船打捞的牵引施工方法中下放重物作业步骤流程图。

图中：

1-卷扬机，2-钢丝绳， 3-链条，4-底座，41-底座平台、42-导轨、43-反力架，5-前夹持器，51-夹持千斤顶, 52-夹持块；

521a -夹持器张开放松链条状态下的上部夹持块，522a-夹持器张开放松链条状态下的下部夹持块；

521b-夹持器闭合夹持链条状态下的上部夹持块，522b-夹持器闭合夹持链条状态下的下部夹持块；

6-前顶推梁，61-顶推梁十字开口，7-牵引千斤顶，8-后夹持器，9-后顶推梁，10-补偿千斤顶，11-链条导向块，12-驳船，13-导向轮组件，131-导向轮支座， 132-导向轮，14-水面，15-液压泵站，151-电动机，152-油泵，153-阀组组件。

具体实施方式

实施例一

一种用于沉船打捞的链式牵引装置

如图1、图2所示，该链式牵引装置包括：底座4，牵引千斤顶7，前、后顶推梁6、9，链条3，前、后夹持器5、8，导向轮组件13和液压泵站15；

所述的底座4包括底座平台41、导轨42以及反力架43，所述底座平台作为链式牵引装置其它组成部分的基座，固定在驳船12甲板上，所述的导轨42引导顶推梁的水平运动，并限制顶推梁的上下运动，所述的反力架作为牵引时所需支架；所述的导轨42及反力架43与所述的底座平台41连为一体；（参见图2）；

所述的前顶推梁6、后顶推梁9上均有一个十字开口（参见图4），供链条3通过，前、后顶推梁均能在底座4的导轨42上滑动；

所述的链式牵引装置包含两台牵引千斤顶7，两台牵引千斤顶7并排对称地分布在前顶推梁、后顶推梁之间；所述的牵引千斤顶7外油缸固定在后顶推梁9上，活塞杆固定在前顶推梁6上，从而使得两个牵引千斤顶连接在一起；两台牵引千斤顶油缸油路通过三通接头进行并联，由液压泵站提供牵引动力；

如图1、图2所示，所述的前夹持器5和后夹持器8分别连接在前顶推梁和后顶推梁上，前、后夹持器构造相同，均包括夹持块52及夹持千斤顶51，所述的夹持块包括上、下对称的夹持块，每块夹持块在相对面各有一个弧形缺口，所述弧形缺口与所述链条链节的圆弧部位吻合（参见图5～图6、图7-1、图7-2～图10-1、图10-2），前、后夹持块底部分别通过销轴连接在前顶推梁和后顶推梁上，并可绕着销轴转动；所述夹持千斤顶成对称分布，夹持千斤顶外油缸端通过销轴分别固定在前、后顶推梁上、活塞杆通过销轴与夹持块连接，通过夹持千斤顶的伸缸和缩缸实现夹持块的上、下转动，从而带动夹持块的开合来实现对链条的夹持和放松；所述夹持千斤顶由液压泵站提供动力实现伸缸、缩缸；

所述的导向轮组件13包括导向轮132及导向轮支座131（参见图2），所述的导向轮支座固定在驳船12船舷上，所述的导向轮通过转轴限定在所述的导向轮支座上、并可绕该转轴转动，导向轮上的凹槽形状与链条链节吻合；

所述的液压泵站包括电动机151、油泵152和阀组组件153，通过液压油管与牵引千斤顶、夹持千斤顶液压油路连接，为其提供液压动力（参见图3）。

本发明之一种用于沉船打捞的链式牵引装置还带有波浪补偿系统，所述的波浪补偿系统包含两台补偿千斤顶10，两台补偿千斤顶10并排对称地分布在后顶推梁9和底座反力架43之间，所述的补偿千斤顶外油缸固定在底座反力架43上，活塞杆固定在后顶推梁9上；所述的补偿千斤顶油腔连接蓄能器或液压泵站及控制装置组成波浪补偿系统，其作用是：一是在提升作业开始前在链条无法移动的情况下，通过补偿千斤顶调节后夹持器位置至适合夹持链条；二是当水面14有波浪时，在蓄能器或与电控系统联合作用下，通过补偿千斤顶10被动或主动伸/缩缸带动后顶推梁9前后运动，实现被动式补偿、主动式补偿或半主动式补偿。

作为本发明实施例的一种变换，当用于内河或浅海时，风浪不大，补偿系统可以选择性使用，即：如果内河或浅海不需要补偿的话，可以关闭补偿系统。

实施例二：

一种用于沉船打捞的链式牵引装置实现沉船打捞的牵引施工方法

它是利用实施例一所述的一种用于沉船打捞的链式牵引装置实现沉船打捞的牵引施工方法；牵引施工时，链条穿过前顶推梁6、后顶推梁9、导向块11，通过导向轮132由水平方向变成竖直方向与沉船相连，驳船12上用卷扬机1恒张力拉着链条，使链条3保持水平张拉状态；施工初始状态时，前夹持器5及后夹持器8均处于夹持状态；其牵引施工包括重物提升作业和重物下放作业，其具体步骤是：

A、重物提升作业步骤：

a1、初始状态：前后夹持器均闭合，牵引千斤顶缩缸到位；

a2、前夹持器闭合：前夹持千斤顶伸缸使前夹持器5闭合夹持链条；

a3、牵引千斤顶力转换伸缸：牵引千斤顶7力转换伸缸，使前夹持器5受力夹紧链条；

a4、后夹持器张开：后夹持千斤顶缩缸使后夹持器8张开放松链条；

a5、牵引千斤顶伸缸：牵引千斤顶7伸缸，提升连接在链条3上的重物；

a6、后夹持器闭合：待牵引千斤顶7伸缸到位，后夹持器8闭合夹持链条；

a7、牵引千斤顶力转换缩缸：牵引千斤顶7力转换缩缸，使后夹持器8受力夹紧链条；

a8、前夹持器张开：前夹持千斤顶缩缸使前夹持器5张开放松链条；

a9、牵引千斤顶缩缸：牵引千斤顶7缩缸回程；

a10、牵引千斤顶缩缸到位：待牵引千斤顶7缩缸到位，重复以上a2～a10步骤动作实现重物的连续提升；

B、重物下放作业步骤：

b1、初始状态：前后夹持器均闭合，牵引千斤顶伸缸到位；

b2、前夹持器闭合：前夹持千斤顶伸缸使前夹持器5闭合夹持链条；

b3、牵引千斤顶力转换伸缸：牵引千斤顶7力转换伸缸，使前夹持器5受力夹紧链条；

b4、后夹持器张开：后夹持千斤顶缩缸使后夹持器8张开放松链条；

b5、牵引千斤顶缩缸：牵引千斤顶7缩缸，下放连接在链条3上的重物；

b6、后夹持器闭合：待牵引千斤顶7缩缸到位，后夹持器8闭合夹持链条；

b7、牵引千斤顶力转换缩缸：牵引千斤顶7力转换缩缸，使后夹持器8受力夹紧链条；

b8、前夹持器张开：前夹持千斤顶缩缸使前夹持器5张开放松链条；

b9、牵引千斤顶伸缸：牵引千斤顶7伸缸回程；

b10、牵引千斤顶伸缸到位:待牵引千斤顶7伸缸到位，重复以上b2～b10步骤动作实现重物的连续下放。

本施工方法还包括一个波浪补偿程序，在提升作业开始前在链条无法移动的情况下通过补偿千斤顶调节后夹持器位置至适合夹持链条；其次，当水面14有波浪需要进行补偿时，在蓄能器或与电控系统联合作用下，通过电控系统作用下，补偿千斤顶10被动或主动伸/缩缸带动后顶推梁9前后运动，最终带动链条3前后运动，以此来抵消由于水面14波浪引起的驳船12升沉运动对链条3张拉力的影响，使得链条3张拉力保持稳定状态，保证设备的安全及打捞的平稳性。