專利名稱：一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種澆注成型模具，特別是關于一種保護海洋立管用渦激振動抑制裝 置的澆注成型模具。
背景技術：
海洋立管是深海油氣開發系統中連接海面作業平臺與海底鉆采設施的關鍵設備， 如鉆井隔水套管、輸液立管等，其造價往往超過整個系統的50%。當海流經過立管結構時， 在立管兩側會產生交替的渦旋，從而在結構表面形成周期性的脈動作用力，特別是在與水 流垂直的橫向方向上，渦旋誘發的周期性升力振動幅值較大，很容易形成渦激振動。如果渦 激振動頻率接近立管的自振頻率，將會產生同步或者鎖定現象，此時結構會發生大幅振動。 渦激振動是導致深海立管發生結構失穩以及疲勞破壞的主要原因。近幾十年來，國內外因 海洋立管遭受渦激振動破壞而造成的油氣田停產及海域大面積污染的事件時有發生，不但 帶來了巨大的經濟損失，而且破壞了海洋生態環境。因此，深海立管的安全問題得到了各國 海洋工程界的廣泛關注，紛紛研究和生產能夠抑制渦激振動的裝置，使其保護深海立管。但 是一般地，渦激振動抑制裝置要求具有特定的截面形狀，因此其制造工藝非常復雜，難于實 現機械化和批量化生產，譬如一種聚氨酯彈性體材料的渦激振動抑制裝置，由于其結構復 雜，在制作中就很難實現機械化生產。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，該模 具適合渦激振動抑制裝置的成型特點，適合使用聚氨酯澆注。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種渦激振動抑制裝置澆注成型模 具，其特征在于包括一底架和旋轉傾斜支架，它們之間在前端由旋轉傾斜油缸支撐，在后 端由旋轉軸樞接，在旋轉傾斜支架上豎立有凹模支撐，凹模支撐上固定凹模；所述凹模為 成對設置的兩個，相應具有半個渦激振動抑制裝置的型腔，凹模由凹模型腔和加熱管組成， 在凹模型腔靠后端的底部開設有澆注口，在凹模型腔的上表面設置有密封條，由凹模型腔 的左、右兩側向外伸出一外沿，在外沿上開設有螺栓孔，通過螺栓將凹模型腔固定在所述 凹模支撐上，在所述凹模型腔的底部包圍有數根加熱管，所述加熱管支撐在所述凹模支撐 上，并且所述加熱管兩端分別對應連接到加熱裝置的進口和出口上；所述凸模設置在凹模 的上方，包括鋼管、加熱管和凸模蓋，所述鋼管的外徑與凹模型腔內徑相對應，在所述鋼管 的里側下半圈布設有數根加熱管，所述加熱管兩端分別對應連接到加熱裝置的進口和出口 上，在所述鋼管的前端頂部位置，開設有澆冒口，所述澆冒口與凹模型腔后端底部開設的澆 注口相對應，在所述鋼管的外側上半圈緊固有凸模蓋，所述凸模蓋的水平端向左、右伸出外 沿，此外沿與凹模型腔上的外沿相對合，所述凸模蓋連接到凸模支撐，所述凸模支撐包括一 與凸模蓋直接連接的開模搖臂，所述開模搖臂的中間通過旋轉軸連接到搖臂支撐上，另一 端連接到開模油缸活塞桿上，所述搖臂支撐和開模油缸固定所述旋轉傾斜支架上；在所述凸模與凹模的外沿對合處，左、右對稱設置有2 3組壓緊機構，所述壓緊機構包括一壓緊 油缸，壓緊油缸的活塞桿端部連接一壓緊搖臂，所述壓緊搖臂中間部位由搖臂支撐通過旋 轉軸旋轉，所述搖臂支撐和壓緊油缸固定所述旋轉傾斜支架上。所述凹模型腔為一帶有螺旋凹槽的半圓環形凹面型腔，型腔具有一定長度。所述凹模上設置有渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。所述凸模上設置有渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。所述凹模和凸模上各設置一半渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。所述凹模和凸模上的加熱管在進、出端均由匯集管匯集，熱媒從加熱管低端進入 高端流出。所述加熱管在兩端由固定板穿孔支撐，并且一端的固定板與加熱管焊接固定，另 一端的固定板為自由支撐；所述加熱管在中間由固定在凹模支撐及凸模鋼管上的U形卡子 支撐。所述凸模蓋頂部設置有吊耳和微調手柄，通過吊耳連接到凸模支撐。所述述凹模和凸模表面涂敷聚四氟乙烯涂層。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明遵循渦激振動抑制裝 置的結構特點，采用兩個半圓形凹模，成對使用，分別澆注出上半部渦激振動抑制裝置和下 半部渦激振動抑制裝置，然后在使用時組合成成品即可，這樣的半模成型方式，模具較好加 工，澆注工藝好把握。2、在凹模中設置加熱管，起到了保溫作用，使得澆注液在澆注的整個 過程中都能保持恒定溫度，流通順暢，避免的冷隔、氣孔等缺陷。3、同樣，本發明凸模適應凹 模的結構，也設置了加熱管，凹模、凸模上、下一起加熱，使夾設在中間的型腔周圍溫度均勻 一致。4、本發明采用旋轉傾斜支架能夠將模具抬起一定角度，采用下進上出的澆注方式，有 利于澆注液充填型腔。5、本發明在凸模、凹模表面涂敷聚四氟乙烯涂層，聚四氟乙烯涂層同 聚氨酯材料之間具有排斥性，因此，這種聚氨酯澆注成型模具生產渦激振動抑制裝置產品， 不需要脫模劑，提高了產品的表面質量。6、由于使用了加熱裝置和自動控溫裝置，可以根據 聚氨酯澆注工藝要求的溫度實現澆注模具溫度的自動控制，提高澆注模具的使用效率。因 此，本發明在實際應用中，實現了聚氨酯彈性體渦激振動抑制裝置澆注成型的機械化生產。 其成型的產品符合特定的截面形狀且能夠抑制海洋深水立管由于海流所引起的渦激振動。
圖1是海洋立管渦激振動抑制裝置的示意圖；圖2是圖1的A-A旋轉剖示意圖；圖3是本發明模具設備的外觀圖；圖4是模具的橫截面示意圖；圖5是本發明凹模的主視示意圖；圖6是圖5的A-A剖面示意圖；圖7是圖5的左視示意圖；圖8是圖5的俯視視圖；圖9是本發明凸模的主視示意圖；圖10是圖9的俯視示意圖11是圖9的右視示意圖；圖12是圖10的A-A剖面示意圖；圖13是凸模開模示意圖1 ；圖14是凸模開模示意圖2。附圖中100_海洋立管渦激振動抑制裝置，101-螺旋翅，102-承插凸起，103-承插 凹槽，104-上半部，105-下半部，106-鋼帶，107-海洋立管，1_底架，2-旋轉傾斜支架，3-凹 模支撐，4-凹模，5-凸模，6-凸模支撐，7-旋轉傾斜油缸，8-旋轉軸，9-凹模型腔，10-加熱 管，11-澆注口，12-密封條，13-螺栓孔，14-固定板，15-匯集管，16-加熱裝置，17-鋼管， 18-凸模蓋，19-澆冒口，20、21_型腔，22-吊耳，23-微調手柄，24-開模搖臂，25-搖臂支撐， 26-開模油缸，27-壓緊油缸，28-壓緊搖臂，29-搖臂支撐，30-旋轉軸，31-液壓站。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，海洋立管渦激振動抑制裝置100是一種包圍在海洋立管外表面 易受海流沖擊部位的管狀保護裝置。它一般由耐腐蝕、耐沖刷的聚氨酯彈性材料制成，它的 外表一般具有螺旋翅101，首尾端具有承插凸起102和承插凹槽103。實際工程應用過程中 很難將一完整的渦激振動抑制裝置從海洋立管的一端直接套入到管上，而是需要將渦激振 動抑制裝置預先制作成上半部104和下半部105兩半部分，然后用鋼帶106將其扎緊在海 洋立管107上。因此，本發明應對渦激振動抑制裝置的這種成型特點，提供了一種澆注成型模具， 如圖3、圖4所示，它基本包括底架1、旋轉傾斜支架2、凹模支撐3、凹模4、凸模5、凸模支撐 6、旋轉機構、壓緊機構等。具體地，底架1和旋轉傾斜支架2上、下設置，它們之間在靠近前端的部位由旋轉 機構的旋轉傾斜油缸7支撐連接，在靠近后端的部位由旋轉機構的旋轉軸8樞接。旋轉傾 斜支架2依靠旋轉傾斜油缸7的開啟動作以實現圍繞旋轉軸8的傾斜擺動。在旋轉傾斜支架2上豎立有凹模支撐3，凹模支撐3上固定本發明模具的凹模4。 因為本發明旨在通過模具分別制作上半部104和下半部105兩部分，然后進行組合，因此， 在本發明的成套模具中，需要包含一對凹模，兩凹模分別具有上半部104的型腔和下半部 105的型腔，一個對應澆注成渦激振動抑制裝置的上半部104，另一個對應澆注成渦激振動 抑制裝置的下半部105，在每一次澆注中，先在凹模支撐3上固定一種凹模進行澆注，然后 再換做另一凹模進行澆注，同時與凹模對應的凸模也需要更換。因為兩種凹模除在型腔上 有所不同外，其他結構均一樣，因此本實施例以前半模為例予以介紹如圖5 圖8所示，凹模4包括凹模型腔9和加熱管10兩部分，凹模型腔9為一 帶有螺旋凹槽(成型后為螺旋翅)的半圓環形凹面型腔，型腔具有一定長度。在凹模型腔 靠后端的底部開設有澆注口 11，因為澆注口 11靠近旋轉軸8 —端，因此為低端壓注，高端 溢流(如圖6所示)；在凹模型腔9的圓弧面以及直線面上均設置有密封條12 (如圖8所 示)；在凹模型腔上開設有渦激振動抑制裝置的承插凸起和承插凹槽型腔。由凹模型腔9向 外伸出一外沿，在外沿上開設有螺栓孔13，通過螺栓將凹模型腔9固定在凹模支撐3上(如 圖7、8所示)。
在凹模型腔9的底部包圍有數根加熱管10，每根加熱管10都沿凹模的軸向從頭到 尾布設。加熱管10在兩端由固定板14穿孔支撐，并且一般只在一端焊接固定，另一端為自 由端；加熱管10在中間部位由固定在凹模支撐3上的U形卡子支撐。多根加熱管10在頭 端和尾端都由匯集管15匯集，兩根匯集管15再分別對應連接到外部加熱裝置16的熱媒進 口和熱媒出口上(如圖3所示)。如圖9 12所示，本發明凸模5為一半圓形凸面模，包括鋼管17、加熱管10、凸模 蓋18。凸模的半圓形凸面由鋼管17形成，與凹模對應，鋼管17的外徑與凹模的型腔內徑相 當。在鋼管17的里面靠底部布設有半圈加熱管10，凸模中加熱管10的布置方式與凹模類 似，也是中間由U形卡子固定在鋼管內側，兩端由固定板支撐伸出管外，匯集端由匯集管連 接到加熱裝置，在此不做贅述。鋼管17上還開設有澆冒口 19，澆冒口 19位于模具的前端位置，遠離旋轉軸8，冒 口朝上，與凹模型腔后端的澆注口 11相對應。鋼管17除下半圈形成半圓形凸面與凹模吻合外，上半圈的外側還緊固有半圓形 凸模蓋18，凸模蓋18的水平端向左、向右各伸出外沿，此外沿與凹模型腔上的外沿相對合， 在該外沿面上還設置有制作承插凸起102和承插凹槽103的型腔20、21 (如圖11所示)。 某些實施例中，承插凸起102和承插凹槽103的型腔也可以僅在凸模上開設，或僅在凹模上 開設。在凸模蓋上還設置有吊耳22和微調手柄23，通過吊耳22連接凸模支撐6 ；微調手柄 23用于調整凸模與凹模的合模位置。如圖13、14所示，凸模支撐6為旋轉活動支撐機構，可在模具上前后布置兩套，它 包括一開模搖臂24，搖臂支撐25、開模油缸26。開模搖臂24的一端通過銷軸連接到吊耳 22上，中間通過旋轉軸連接到搖臂支撐25上，另一端連接到開模油缸活塞桿上。開模油缸 26固定在旋轉傾斜支架2上。如圖4、圖13 14所示，在模具左、右對稱固定有2 3組壓緊機構。當凸模與凹 模合模后，壓緊機構壓緊在合模處并將合模面壓緊。壓緊機構與凸模支撐6 —樣，主要包括 壓緊油缸27，壓緊油缸27的活塞桿端部連接壓緊搖臂28，壓緊搖臂28中間由搖臂支撐29 支撐圍繞旋轉軸30旋轉，壓緊油缸27和搖臂支撐29固定在旋轉傾斜支架2上。當壓緊搖 臂28落下時，壓在凸模的邊沿上，凹模與凸模之間依靠所述直線密封條和半圓形密封條形 成完整密封。上述凹模和凸模中的加熱管10，熱媒均是從低端進入高端流出。加熱管10的周圍 可塞設保溫棉保溫。上述凹模和凸模表面涂敷聚四氟乙烯涂層。聚四氟乙烯涂層同聚氨酯材料之間具 有排斥性，因此，這種聚氨酯澆注成型模具生產渦激振動抑制裝置產品，不需要脫模劑，提 高了產品的表面質量。上述各液壓油缸由液壓站31供油。本發明還設置了加熱裝置和自動控溫裝置，可以根據聚氨酯澆注工藝要求的溫度 實現澆注模具溫度的自動控制，控制精度在士2°C，提高了澆注模具的使用效率。
權利要求
一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于包括一底架和旋轉傾斜支架，它們之間在前端由旋轉傾斜油缸支撐，在后端由旋轉軸樞接，在旋轉傾斜支架上豎立有凹模支撐，凹模支撐上固定凹模；所述凹模為成對設置的兩個，相應具有半個渦激振動抑制裝置的型腔，凹模由凹模型腔和加熱管組成，在凹模型腔靠后端的底部開設有澆注口，在凹模型腔的上表面設置有密封條，由凹模型腔的左、右兩側向外伸出一外沿，在外沿上開設有螺栓孔，通過螺栓將凹模型腔固定在所述凹模支撐上，在所述凹模型腔的底部包圍有數根加熱管，所述加熱管支撐在所述凹模支撐上，并且所述加熱管兩端分別對應連接到加熱裝置的進口和出口上；所述凸模設置在凹模的上方，包括鋼管、加熱管和凸模蓋，所述鋼管的外徑與凹模型腔內徑相對應，在所述鋼管的里側下半圈布設有數根加熱管，所述加熱管兩端分別對應連接到加熱裝置的進口和出口上，在所述鋼管的前端頂部位置，開設有澆冒口，所述澆冒口與凹模型腔后端底部開設的澆注口相對應，在所述鋼管的外側上半圈緊固有凸模蓋，所述凸模蓋的水平端向左、右伸出外沿，此外沿與凹模型腔上的外沿相對合，所述凸模蓋連接到凸模支撐，所述凸模支撐包括一與凸模蓋直接連接的開模搖臂，所述開模搖臂的中間通過旋轉軸連接到搖臂支撐上，另一端連接到開模油缸活塞桿上，所述搖臂支撐和開模油缸固定所述旋轉傾斜支架上；在所述凸模與凹模的外沿對合處，左、右對稱設置有2～3組壓緊機構，所述壓緊機構包括一壓緊油缸，壓緊油缸的活塞桿端部連接一壓緊搖臂，所述壓緊搖臂中間部位由搖臂支撐通過旋轉軸旋轉，所述搖臂支撐和壓緊油缸固定所述旋轉傾斜支架上。
2.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凹模 型腔為一帶有螺旋凹槽的半圓環形凹面型腔，型腔具有一定長度。
3.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凹模 上設置有渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。
4.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凸模 上設置有渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。
5.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凹模 和凸模上各設置一部分渦激振動抑制裝置乘插凸起和乘插凹槽的型腔。
6.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凹模 和凸模上的加熱管在進、出端均由匯集管匯集，熱媒從加熱管低端進入高端流出。
7.如權利要求1或6所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述 加熱管在兩端由固定板穿孔支撐，并且一端的固定板與加熱管焊接固定，另一端的固定板 為自由支撐；所述加熱管在中間由固定在凹模支撐及凸模鋼管上的U形卡子支撐。
8.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述凸模 蓋頂部設置有吊耳和微調手柄，通過吊耳連接到凸模支撐。
9.如權利要求1所述的一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，其特征在于所述述凹 模和凸模表面涂敷聚四氟乙烯涂層。
全文摘要
本發明公開了一種渦激振動抑制裝置澆注成型模具，由底架、旋轉傾斜支架、凹模、凹模支撐、凸模、凸模支撐、旋轉機構、壓緊機構、液壓站、加熱裝置等組成，所述凹模由帶有螺旋凹槽的半圓形凹面模具和內置加熱盤管組成，所述凸模由半圓形凸面模具組成；所述旋轉機構和壓緊機構均是液壓式動力機構，控制旋轉傾斜支架和凸模擺動，該模具包括兩套，實現渦激振動抑制裝置的兩半部分的澆注，最終組裝形成渦激振動抑制裝置成型產品。
文檔編號B29C39/38GK101905502SQ201010244000
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者張曉靈, 徐陽, 李新仲, 杜寶銀, 楊加棟, 相政樂, 矯濱田, 蔣曉斌, 許亮斌, 賈旭 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中海油能源發展股份有限公司