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CN114229622A - 一种水上电缆收放装置 - Google Patents

一种水上电缆收放装置 Download PDF

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CN114229622A
CN114229622A CN202111514194.3A CN202111514194A CN114229622A CN 114229622 A CN114229622 A CN 114229622A CN 202111514194 A CN202111514194 A CN 202111514194A CN 114229622 A CN114229622 A CN 114229622A
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张进才
姚蓉
刘宙锋
王艳婷
温恩龙
冯声
李鹏凡
黄家文
尤小健
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719th Research Institute of CSIC
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Abstract

本发明公开了一种水上电缆收放装置，涉及海洋工程技术领域，该装置包括一种水上电缆收放装置，其包括：悬浮组件，其可在水上悬浮移动，所述悬浮组件用于储存电缆；自张力感应件，其设于所述悬浮组件上，所述自张力感应件用于检测所述电缆的自张力；控制组件，其设于所述悬浮组件上，所述控制组件被配置为：当所述电缆的自张力高于预设阈值时，所述控制组件发出放出电缆的指令，当所述电缆的自张力低于预设阈值时，所述控制组件发出收回电缆的指令。本发明实施例中的水上电缆收放装置中，可在水上移动供电的同时实时对电缆的张力进行监控和调整，以使得本实施例中的电缆收放装置可以适应水上供电的位置不稳定所造成电缆供电困难。

Description

一种水上电缆收放装置
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种水上电缆收放装置。
背景技术
在碳达峰碳中和的背景下，越来越多的船舶及岸上设施采用电力能源以替代原先的柴油能源。为此国内从业人员开发了以LNG为燃料的可移动浮式发电平台。该平台可以灵活、机动地为挖沙船、挖泥船等水上作业工程船舶、沿岸工业及居民区、岛礁设施等用户提供清洁能源。
然而，可移动浮式发电平台的供电一般具有短期性、移动性的特点，尤其是供电对象为水上作业工程船舶，两者之间的电缆经常要根据两者的距离进行收放。常规的电缆敷设方式难以短期内收放和铺设。且供电和用电对象均在水上时常会有颠簸和浮动，在供电时两者之间距离会有小范围的变化。在此背景下，如何实现从发电船到用户远距离的电力输送，尤其是对移动作业用户的电力输送成为了需要突破的技术难点。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种水上电缆收放装置。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是提供一种水上电缆收放装置，其包括：
悬浮组件，其可在水上悬浮移动，所述悬浮组件用于储存电缆；
自张力感应件，其设于所述悬浮组件上，所述自张力感应件用于检测所述电缆的自张力；
控制组件，其设于所述悬浮组件上，所述控制组件被配置为：
当所述电缆的自张力高于预设阈值时，所述控制组件发出放出电缆的指令，当所述电缆的自张力低于预设阈值时，所述控制组件发出收回电缆的指令。
一些实施例中，所述悬浮组件包括：
两块在Y方向间隔设置的悬浮片体，两块所述悬浮片体通过抗扭箱组件连接。
一些实施例中，所述抗扭箱组件包括：
前抗扭箱，其设于两块所述悬浮片体之间；
后抗扭箱，其设于两块所述悬浮片体之间，所述后抗扭箱与所述前抗扭箱在X方向间隔设置，所述前抗扭箱、后抗扭箱和两块悬浮片体围成一个安装口。
一些实施例中，所述安装口上设有电缆卷车组件，所述电缆卷车组件与所述控制组件相连，所述电缆卷车组件用于储存和收放所述电缆。
一些实施例中，所述电缆卷车组件包括：
电缆卷筒组件，其至少部分嵌设在所述安装口中，所述电缆卷筒组件上设有至少一个电缆存储槽，所述自张力感应件设置在所述电缆卷筒组件的侧面，所述电缆卷筒组件与所述控制组件相连。
一些实施例中，所述电缆卷车组件还包括：
电缆转接装置，其设于所述电缆卷筒组件的侧面。
一些实施例中，所述电缆卷筒组件上设有冲洗装置。
一些实施例中，所述安装口的内壁设有限位滚轮，所述限位滚轮与所述电缆位置对应。
一些实施例中，还包括：
配电板，其设于所述悬浮组件上；
变压器，其设于所述悬浮组件上，所述变压器与配电板间隔设置。
一些实施例中，还包括：多个带缆桩，其设于所述悬浮组件上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明实施例中的水上电缆收放装置中，在采用悬浮平台以使得电缆收放装置可在水上移动的同时采用控制系统实时对电缆的张力进行监控和调整，以使得本实施例中的电缆收放装置可以适应水上供电的位置不稳定所造成电缆供电困难。
(2)本发明实施例中的水上电缆收放装置中，采用控制系统实时控制电缆卷车收放电缆，满足了供电平台短期性的特性。在供电完毕后不会因拆卸电缆造成更多的人力投入。
(3)本发明实施例中的本控制组件利用供电双方距离变化后造成电缆的自张力变化来判断电缆是否需要调整收放，简单有效的实现了电缆收放实时控制，减少了人工检测成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中水上电缆收放装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中水上电缆收放装置的俯视图；
图3为本发明实施例中水上电缆收放装置工作原理的示意图。
图中：1、悬浮组件；11、悬浮片体；12、抗扭箱组件；121、前抗扭箱；122、后抗扭箱；2、自张力感应件；3、控制组件；31、遥控器；32、控制箱；4、安装口；41、限位滚轮；5、电缆卷车组件；51、电缆卷筒组件；511、电缆存储槽；512、冲洗装置；52、电缆转接装置；53、驱动电机；54、齿轮箱；6、配电板；7、变压器；8、带缆桩。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。如图1和图2所示，本申请提供一种水上电缆收放装置，其包括：悬浮组件1、自张力感应件2和控制组件3。其中，
悬浮组件1，其可在水上悬浮移动，所述悬浮组件1用于储存电缆；自张力感应件2，其设于所述悬浮组件1上，所述自张力感应件2用于检测电缆的自张力；控制组件3，其设于所述悬浮组件1上，所述控制组件3用于控制所述电缆放出或收回；当所述电缆的自张力高于预设阈值时，所述控制组件3发出电缆的放出指令，当所述电缆的自张力低于预设阈值时，所述控制组件3发出电缆的收回指令。
值得说明的是，悬浮组件1作为整个装置的基地漂浮在水上，其余部件可设置在其甲板上。
可以理解的是，本申请中水上电缆收放装置可以漂浮在水上跟随着供电平台移动或者根据供电对象的位置移动，而控制组件3会根据电缆的自张力对电缆长度需求进行判断以控制电缆的收放。当供电结束时，也可以通过控制组件3对电缆进行控制，收回电缆。而在供电过程中，由于供电平台和收放装置均处于水上，甚至供电对象也是水上船舶等会移动的对象。此时，由于双方距离不断变化，供电的电缆也不得不跟随变化。所以本申请中，控制组件3利用供电双方距离变化后造成电缆的自张力变化来判断电缆是否需要调整收放。
具体地，水上电缆收放装置还包括
配电板6，其设于所述悬浮组件1上；配电板6同时为用户及自身提供电力。变压器7，其设于所述悬浮组件1上，所述变压器7与配电板6间隔设置。多个带缆桩8，其设于所述悬浮组件1上。带缆桩8可以作为着力点令使用者实现对悬浮组件1的转移和拖带，且带缆桩8还可为水上移动用户的提供电缆连接点。悬浮组件1的边缘还设有围栏，作为防护。
优选地，所述悬浮组件1包括：
两块在Y方向间隔设置的悬浮片体11，两块所述悬浮片体11通过抗扭箱组件12连接。两块悬浮片体11均采用流线型设计，用以减少转移或拖带的阻力。
所述抗扭箱组件12包括：前抗扭箱121和后抗扭箱122。其中，
前抗扭箱121，其设于两块所述悬浮片体11之间；后抗扭箱122，其设于两块所述悬浮片体11之间，所述后抗扭箱122与所述前抗扭箱121在X方向间隔设置，所述前抗扭箱121，后抗扭箱122和两块悬浮片体11围成一个安装口4。
如图1所示，图中标注了X方向和Y方向，其中X方向为纵向(即前后方向)，因此前抗扭箱121和后抗扭箱122在X方向(即前后)间隔布置。而Y方向指的是左右方向，因此两块悬浮片体11在左右方向间隔设置。所以两块悬浮片体11、前抗扭箱121和后抗扭箱122分别组成安装口4的左右侧壁以及前后壁，共同围城了用于安装电缆卷车组件5的安装口4。
可以理解的是，两块悬浮片体11的首部和尾部通过前抗扭箱121和后抗扭箱122焊接连接以确保悬浮组件1稳定性和强度。上述安装口4可作为电缆卷车组件5的安装区域。
具体地，电缆卷车组件5包括：
电缆卷筒组件51，其至少部分嵌设在所述安装口4中，所述电缆卷筒组件51上设有至少一个电缆存储槽511，所述自张力感应件2设置在所述电缆卷筒组件51的侧面，所述电缆卷筒组件51与所述控制组件3相连。
值得说明的是，如图2所示，电缆卷车组件5还包括驱动电机53和齿轮箱54，驱动电机53作为电缆卷筒组件51的动力源受控制组件3控制。电缆卷筒组件51的下部位于安装口4内，在驱动电机53的驱动下可实现对一根或多跟电缆的收放。齿轮箱54一侧通过轴与电缆卷筒组件51连接，另一侧通过轴与驱动电机53，齿轮箱54与驱动电机53螺栓固定于悬浮组件1的甲板之上
优选地，电缆卷筒组件51的上方和下方分别设置了一个冲洗装置512。冲洗装置512同样受控制组件3的控制，其可以对电缆进行降温，同时还可冲洗电缆上的泥污。
一些实施例中，上述安装口4内设有限位滚轮41，限位滚轮41与电缆收放的位置相对应。其用来对电缆进行限位和导向，使得电缆保持在目标区域进行收放，防止电缆卡死或者与抗扭箱组件12碰撞而损坏电缆。使用时，电缆卷筒组件51可通过安装口4下方的开口让电缆从水里放出与供电对象连接。
优选地，所述电缆卷车组件5还包括：电缆转接装置52，其设于所述电缆卷筒组件51的一侧。变压器7一端通过电缆23与电缆转接装置52连接，另一端通过电缆与配电板6连接，变压器7根据需要进行选型，以达到电压变换的目的。电缆转接装置52一侧通过轴及电缆与电缆卷筒组件51连接，另一侧通过电缆与变压器7连接，电缆转接装置通过其内部滑环实现电缆的转接。
一些实施例中，如图2所示自张力感应件2设在电缆卷筒组件51的另一侧。控制组件3通过电缆与配电板6连接，为驱动电机与冲水装置提供电力及控制信号，同时可根据具体使用情况对电缆卷车组件5的自张力值的预设阈值进行设置。预设阈值需要根据浮动电缆收放装置与用户之间的电缆及缆绳的规格和长度，浮动电缆收放装置的排水量等因素进行具体判断和设定。
控制组件3还配备有遥控器31和控制箱32，控制箱32可以设置在收放装置上的悬浮组件1上。遥控器31可以实现远程对控制组件3的控制箱32的控制，以设定预设阈值或发出收放电缆等指令。
综上所述，本发明实施例中的水上电缆收放装置中，在采用悬浮平台以使得电缆收放装置可在水上移动的同时采用控制系统实时对电缆的张力进行监控和调整，以使得本实施例中的电缆收放装置可以适应水上供电的位置不稳定所造成电缆供电困难。本发明实施例中的水上电缆收放装置中，采用控制系统实时控制电缆卷车收放电缆，满足了供电平台短期性的特性。在供电完毕后不会因拆卸电缆造成更多的人力投入。本发明实施例中的本控制组件利用供电双方距离变化后造成电缆的自张力变化来判断电缆是否需要调整收放，简单有效的实现了电缆收放实时控制，减少了人工检测成本。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水上电缆收放装置，其特征在于，包括：
悬浮组件(1)，其可在水上悬浮移动，所述悬浮组件(1)用于储存电缆；
自张力感应件(2)，其设于所述悬浮组件(1)上，所述自张力感应件(2)用于检测所述电缆的自张力；
控制组件(3)，其设于所述悬浮组件(1)上，所述控制组件(3)被配置为：
当所述电缆的自张力高于预设阈值时，所述控制组件(3)发出放出电缆的指令，当所述电缆的自张力低于预设阈值时，所述控制组件(3)发出收回电缆的指令。
2.如权利要求1所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述悬浮组件(1)包括：
两块在Y方向间隔设置的悬浮片体(11)，两块所述悬浮片体(11)通过抗扭箱组件(12)连接。
3.如权利要求2所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述抗扭箱组件(12)包括：
前抗扭箱(121)，其设于两块所述悬浮片体(11)之间；
后抗扭箱(122)，其设于两块所述悬浮片体(11)之间，所述后抗扭箱(122)与所述前抗扭箱(121)在X方向间隔设置，所述前抗扭箱(121)、后抗扭箱(122)和两块悬浮片体(11)围成一个安装口(4)。
4.如权利要求3所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述安装口(4)上设有电缆卷车组件(5)，所述电缆卷车组件(5)与所述控制组件(3)相连，所述电缆卷车组件(5)用于储存和收放所述电缆。
5.如权利要求4所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述电缆卷车组件(5)包括：
电缆卷筒组件(51)，其至少部分嵌设在所述安装口(4)中，所述电缆卷筒组件(51)上设有至少一个电缆存储槽(511)，所述自张力感应件(2)设置在所述电缆卷筒组件(51)的侧面，所述电缆卷筒组件(51)与所述控制组件(3)相连。
6.如权利要求5所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述电缆卷车组件(5)还包括：
电缆转接装置(52)，其设于所述电缆卷筒组件(51)的侧面。
7.如权利要求5所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述电缆卷筒组件(51)上设有冲洗装置(512)。
8.如权利要求5所述的水上电缆收放装置，其特征在于，所述安装口(4)的内壁设有限位滚轮(41)，所述限位滚轮(41)与所述电缆位置对应。
9.如权利要求1所述的水上电缆收放装置，其特征在于，还包括：
配电板(6)，其设于所述悬浮组件(1)上；
变压器(7)，其设于所述悬浮组件(1)上，所述变压器(7)与配电板(6)间隔设置。
10.如权利要求1所述的水上电缆收放装置，其特征在于，还包括：多个带缆桩(8)，其设于所述悬浮组件(1)上。
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