CN113325538A - 一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置 - Google Patents

Abstract

一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，所述埋设装置包括有犁架、滑橇、犁铧、高压喷水系统、拉动杆和控制系统，所述埋设装置还包括有用于在光纤外表面套设防护管的套管单元，所述套管单元安装在犁架上，若干防护管安装在套管单元内且与光纤在犁架内的行进路线相对应。本发明可以随时为铺设的电缆套设防护管，方便电缆跨越沟壑环境以及岩石区域，避免电缆受力磨损和洋流切割风险，延长电缆寿命。

Description

一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置

技术领域

本发明涉及水下设备领域，特别是一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置。

背景技术

海底电缆是用绝缘材料和多层保护外壳包裹的光纤，铺设在海底及河流水下，用于电信传输。海底电缆的铺设依赖于电缆铺设船和安装在铺设船尾部的埋设犁完成，电缆铺设船先进行地形勘察，再将埋设犁带着电缆沉入水底，海底电缆铺设船启动，拖动埋设犁在海底前进，埋设犁中喷射出高压水流在海底喷射出沟壑，将电缆导入沟壑中，然后可以将其泥沙回填，也可以等待洋流冲刷自动将沟壑覆平。

现有技术中，在遇到大型海底沟壑地形阻拦时，则需要增加放线量，让电缆从沟壑一侧侧壁向下铺设至沟壑底部，从另一侧侧壁铺设上来，浪费大量电缆和铺设时间，但如果是较窄的沟壑时，则无法进行铺设，因为电缆无法大幅度弯折，海底地形的变化会影响电缆垂放的长度和电缆张力，在遇到小于弯折半径的沟壑上，如果强行放置在沟壑中，会让光缆弯折损坏。

而在遇到坚实地面或者岩石、珊瑚礁时，则多选择绕行，如果不能绕行坚实地面也不方便开挖放置电缆的沟槽，如果直接放置在岩石或珊瑚礁上，起伏不平且坚硬的地面会使光缆横在两个较高的支点上增加线缆受力磨损并受洋流切割威胁，缩短电缆寿命。

现亟需一种能够在海底沟壑环境铺设电缆且降低成本的设备。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有犁架、滑橇、犁铧、高压喷水系统、拉动杆和控制系统，所述埋设装置前进方向为前侧，所述埋设装置还包括有用于在光纤外表面套设防护管的套管单元，所述套管单元安装在犁架上，若干防护管安装在套管单元内且与光纤在犁架内的行进路线相对应。

作为优选，所述防护管包括有两个可合并为管状结构的半管，两个半管的其中一个侧壁通过第一转轴铰接，第一转轴上还套设有若干扭簧，扭簧的两端分别与两个半管固接。

作为优选，所述套管单元包括有转筒和维持半管以打开状态安装在转筒上的开关结构，所述转筒的外表面上以转筒的轴心为圆心，均匀开设有若干用于放置打开状态下防护管的凹槽结构；

所述凹槽结构包括有两个半圆槽，两个半圆槽沿转筒的长度方向平行设置且相邻两个侧壁相接。

作为优选，所述犁架内设置有过线通道，过线通道入口高于过线通道出口，过线通道下方设置有若干可用于带动光纤移动的转轮，转轮可转动的安装在过线通道两内侧壁上，过线通道上方设置有用于安装套管单元的安装空间，安装空间与过线通道连通，转筒的中轴线与过线通道内的光纤平行设置，转筒的两端均设置有挡板，转筒可转动的安装在挡板之间。

作为优选，所述转筒的两端面绕转筒圆心开设有与凹槽结构一一对应的第一滑道，第一滑道的长度方向与转筒长度方向相同，所述开关结构均包括有开关板，开关板的几何中心固接有连接轴的一端，连接轴另一端伸入第一滑道内且固接有第一滑块，第一滑块可滑动的安装在第一滑道内，第一滑道底部设置有第一弹簧，第一弹簧一端与第一滑道底面接触，另一端与第一滑块接触，所述两侧挡板上均设置有可收纳开关板的触发槽，触发槽一侧设置有可将开关板导出触发槽的导向斜面；

开关板上还固接有两根可伸入半圆槽维持半管打开状态的圆杆。

作为优选，所述位于过线通道出口位置的转轮两侧可转动的安装在两个第二滑块上，过线通道出口位置的两侧壁上开设有第二滑槽，第二滑块可滑动的位于第二滑槽内，第二滑槽底面安装有第二弹簧，第二弹簧一端与第二滑槽底面接触，另一端与第二滑块接触。

作为优选，所述安装空间内还安装有水下电机且位于挡板后侧，水下电机的输出轴穿过挡板与转筒圆心固接。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1.本发明的套管单元可以随时快速为电缆套设防护管，防护管包裹光纤跨越沟壑，或者岩石珊瑚礁，避免电缆悬空搁置两个地形支点上，导致电缆弯曲受力过大或者因为悬空承受洋流切割风险，增加电缆使用寿命，且直接跨越沟壑可减少电缆用量，减少成本。

2.转筒上可卡设多个防护管，且使用完一个防护管后便于快速切换到下一个防护管的准备状态，使用灵活方便。

3.本发明通过电机转动实现开关板在挡板上转动，转动至触发槽内时，开关板带着圆杆往外退，圆杆退开释放防护管，通过电机控制任意防护管的释放，依次使用，操作简单。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的防护管示意图。

图3为本发明的转筒示意图。

图4为本发明的安装空间示意图。

图5为本发明的光纤示意图。

图6为本发明的开关结构示意图。

图7为A-A剖视图。

图8为本发明的转轮示意图。

图中：1.犁架；2.滑橇；3.犁铧；4.高压喷水系统；5.拉动杆；6.控制系统；7.防护管；8.转筒；9.半圆槽；10.过线通道；11.转轮；12.安装空间；13.挡板；14.第一滑道；15.开关板；16.连接轴；17.第一滑块；18.第一弹簧；19.触发槽；20.导向斜面；21.圆杆；22.第二滑块；23.第二滑槽；24.第二弹簧；25.水下电机；26.光纤；

7a.半管；7b.第一转轴；7c.扭簧；

10a.过线通道入口；10b.线通道出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1和图5所示，一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，所述埋设装置包括有犁架1、滑橇2、犁铧3、高压喷水系统4、拉动杆5和控制系统6，所述埋设装置前进方向为前侧，所述埋设装置还包括有用于在光纤26外表面套设防护管7的套管单元，所述套管单元安装在犁架1上，若干防护管7安装在套管单元内且与光纤26在犁架1内的行进路线相对应。

该实施例中，电缆铺设船拖拽着埋设装置在海床上前进，埋设装置上的高压喷水系统将海床泥沙冲刷出一条沟壑，滑橇下沉，缓缓将犁铧犁入沟壑中，将置于犁架内的电缆导入沟壑中，可由特殊的掩埋机器人掩埋沟壑，也可等待洋流冲刷自行将沟壑覆平，在铺设线缆过程中遇到海底沟壑时，往往需要绕开或者下沉铺设至沟底再铺设上来，浪费大量电缆和时间，若悬空架设则会因为两个支点增加受力磨损并受洋流切割威胁，缩短电缆寿命；

通过套管单元快捷的套设防护管在电缆上，可直接越过沟壑，避免电缆悬空，节约电缆长度；若是遇到无法犁出沟壑的地形，譬如珊瑚礁、岩石地面时，也会遇到线缆悬空架设在两个较高支点上的问题，通过套管单元快捷的套设防护管在电缆上，可减少电缆因为支点所受张力和磨损。

如图2所示，所述防护管7包括有两个可合并为管状结构的半管7a，两个半管7a的其中一个侧壁通过第一转轴7b铰接，第一转轴7b上还套设有若干扭簧7c，扭簧7c的两端分别与两个半管7a固接。

该实施例中，两个半管的侧边铰接在一起并固接有扭簧，当受到外力，则绕第一转轴分开，当没有外力时，则合并成一根圆管，管内的凸点可更好的与电缆贴合，增加摩檫力。

如图3所示，所述套管单元包括有转筒8和维持半管7a以打开状态安装在转筒8上的开关结构，所述转筒8的外表面上以转筒8的轴心为圆心，均匀开设有若干用于放置打开状态下防护管7的凹槽结构；

所述凹槽结构包括有两个半圆槽9，两个半圆槽9沿转筒8的长度方向平行设置且相邻两个侧壁相接。

该实施例中，打开状态的防护管可卡设在转筒上。

如图4所示，所述犁架1内设置有过线通道10，过线通道入口10a高于过线通道出口10b，过线通道10下方设置有若干可用于带动光纤26移动的转轮11，转轮11可转动的安装在过线通道10两内侧壁上，过线通道10上方设置有用于安装套管单元的安装空间12，安装空间12与过线通道10连通，转筒8的中轴线与过线通道10内的光纤26平行设置，转筒8的两端均设置有挡板13，转筒8可转动的安装在挡板13之间。

该实施例中，电缆从过线通道入口进入，从过线通道出口离开埋设装置，转轮可辅助电缆前进，电缆在犁架内的行经路线位于套管单元下方，可随时套设防护管。

如图6至图7所示，所述转筒8的两端面绕转筒8圆心开设有与凹槽结构一一对应的第一滑道14，第一滑道14的长度方向与转筒8长度方向相同，所述开关结构均包括有开关板15，开关板15的几何中心固接有连接轴16的一端，连接轴16另一端伸入第一滑道14内且固接有第一滑块17，第一滑块17可滑动的安装在第一滑道14内，第一滑道14底部设置有第一弹簧18，第一弹簧18一端与第一滑道14底面接触，另一端与第一滑块17接触，所述两侧挡板13上均设置有可收纳开关板15的触发槽19，触发槽19一侧设置有可将开关板15导出触发槽19的导向斜面20；

开关板15上还固接有两根可伸入半圆槽9维持半管7a打开状态的圆杆21。

该实施例中，电缆的行进路线位于转筒正下方，触发槽的位置也与电缆处于同一方向，转筒带着若干开关板在的挡板上滑动，挡板将开关板压住，第一弹簧处于被压缩状态，圆杆伸入半圆槽内卡住半圆槽内打开状态的防护管，某个开关板滑动至挡板上的触发槽位置时，开关板落入触发槽内，高度差使第一弹簧释放，将第一滑块推动，第一滑块推动开关板，两个圆杆也离开半圆槽位置，半圆槽内呈打开状态的防护管失去限制，防护管脱离凹槽结构，扭簧将防护管合拢，包裹住位于正下方的电缆；

转筒继续转动，开关板沿着导向斜面离开触发槽，第一滑块回退，第一弹簧再次被压缩。

如图4和图8所示，所述位于过线通道出口10b位置的转轮11两侧可转动的安装在两个第二滑块22上，过线通道出口10b位置的两侧壁上开设有第二滑槽23，第二滑块22可滑动的位于第二滑槽23内，第二滑槽23底面安装有第二弹簧24，第二弹簧24一端与第二滑槽23底面接触，另一端与第二滑块22接触。

该实施例中，电缆在转轮上移动，当电缆被套设防护管后需要离开犁架时，出口与海床的夹角可能使防护管无法离开犁架，反作用力之下，转轮被向下压，第二滑块在第二滑槽内滑动，第二弹簧被压缩，过线通道出口变相变大了，防护管脱离更顺利，当防护管离开过线通道出口落到海床上，第二弹簧复位推动第二滑块，转轮复位。

如图3和图5所示，所述安装空间12内还安装有水下电机25且位于挡板13后侧，水下电机25的输出轴穿过挡板23与转筒8圆心固接

该实施例中，电机位于挡板另一侧，可带动转筒转动。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，所述埋设装置包括有犁架(1)、滑橇(2)、犁铧(3)、高压喷水系统(4)、拉动杆(5)和控制系统(6)，所述埋设装置前进方向为前侧，其特征在于，所述埋设装置还包括有用于在光纤(26)外表面套设防护管(7)的套管单元，所述套管单元安装在犁架(1)上，若干防护管(7)安装在套管单元内且与光纤(26)在犁架(1)内的行进路线相对应。

2.如权利要求1所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述防护管(7)包括有两个可合并为管状结构的半管(7a)，两个半管(7a)的其中一个侧壁通过第一转轴(7b)铰接，第一转轴(7b)上还套设有若干扭簧(7c)，扭簧(7c)的两端分别与两个半管(7a)固接。

3.如权利要求2所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述套管单元包括有转筒(8)和维持半管(7a)以打开状态安装在转筒(8)上的开关结构，所述转筒(8)的外表面上以转筒(8)的轴心为圆心，均匀开设有若干用于放置打开状态下防护管(7)的凹槽结构；

所述凹槽结构包括有两个半圆槽(9)，两个半圆槽(9)沿转筒(8)的长度方向平行设置且相邻两个侧壁相接。

4.如权利要求3所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述犁架(1)内设置有过线通道(10)，过线通道入口(10a)高于过线通道出口(10b)，过线通道(10)下方设置有若干可用于带动光纤(26)移动的转轮(11)，转轮(11)可转动的安装在过线通道(10)两内侧壁上，过线通道(10)上方设置有用于安装套管单元的安装空间(12)，安装空间(12)与过线通道(10)连通，转筒(8)的中轴线与过线通道(10)内的光纤(26)平行设置，转筒(8)的两端均设置有挡板(13)，转筒(8)可转动的安装在挡板(13)之间。

5.如权利要求4所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述转筒(8)的两端面绕转筒(8)圆心开设有与凹槽结构一一对应的第一滑道(14)，第一滑道(14)的长度方向与转筒(8)长度方向相同，所述开关结构均包括有开关板(15)，开关板(15)的几何中心固接有连接轴(16)的一端，连接轴(16)另一端伸入第一滑道(14)内且固接有第一滑块(17)，第一滑块(17)可滑动的安装在第一滑道(14)内，第一滑道(14)底部设置有第一弹簧(18)，第一弹簧(18)一端与第一滑道(14)底面接触，另一端与第一滑块(17)接触，所述两侧挡板(13)上均设置有可收纳开关板(15)的触发槽(19)，触发槽(19)一侧设置有可将开关板(15)导出触发槽(19)的导向斜面(20)；

开关板(15)上还固接有两根可伸入半圆槽(9)维持半管(7a)打开状态的圆杆(21)。

6.如权利要求5所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述位于过线通道出口(10b)位置的转轮(11)两侧可转动的安装在两个第二滑块(22)上，过线通道出口(10b)位置的两侧壁上开设有第二滑槽(23)，第二滑块(22)可滑动的位于第二滑槽(23)内，第二滑槽(23)底面安装有第二弹簧(24)，第二弹簧(24)一端与第二滑槽(23)底面接触，另一端与第二滑块(22)接触。

7.如权利要求6所述的一种用于海底沟壑环境光纤铺设的埋设装置，其特征在于，所述安装空间(12)内还安装有水下电机(25)且位于挡板(13)后侧，水下电机(25)的输出轴穿过挡板(23)与转筒(8)圆心固接。

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