CN107792298B - 一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置，包括箱体，箱体固定于光伏电板的浮筒下方，在箱体内设有两根平行的转轴，第一转轴上设有锚链卷筒，并固定有棘轮，棘轮与箱体间连接有第一扭转弹簧，在第二转轴上固定有止回棘爪，止回棘爪和箱体之间连接有第二扭转弹簧，棘爪的端部通过细缆绳吊有重块。本装置可完成锚链的自动收链和放链，并能够适应不同水深的系泊要求，能够解决水上光伏板在高水位条件下的系泊问题；该装置为机械装置，结构简单，制造方便，经济性较高。

Description

一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置
技术领域
本发明涉及一种自动收放链装置，尤其涉及一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置。
背景技术
近些年来，我国大力发展清洁能源。其中，水上光伏由于节约用地、发电量高、运营维护方便、环保且美观而备受重视，越来越多的水上光伏项目投入建设和运营。由于光伏电板建设在水中，在风的作用下会产生运动，因此需要将光伏电板固定住，传统方法可以在水中打桩，但是这种方法成本较高且施工难度大，因此不少项目采用系泊系统，即锚链加系泊基础的方式。
在水上光伏系泊设计中，水深是一个重要因素；依据水位较低时的水深设计的锚泊系统，在洪水期或者水位较高时，水中原先呈现为悬链线形态的锚链可能会被拉直，此时系泊基础要同时承受水平和竖向作用力，锚体受力趋于不利状态，极有可能会被拔出而失效。因此设计出能适应不同水深变化的锚泊系统十分重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置。该装置通过棘轮机构结合悬吊重块的提升或者触地控制收链或者放链，可以自动适应水深的变化。
本发明采取以下技术方案：
用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置，包括箱体，箱体固定于光伏电板的浮筒下方，在箱体内设有两根平行的转轴，第一转轴上设有锚链卷筒，在锚链卷筒一侧第一转轴上固定有棘轮，锚链卷筒另一侧的第一转轴上套有第一扭转弹簧，第一扭转弹簧两端分别与锚链卷筒、箱体固定；在第二转轴上固定有止回棘爪，第二转轴上套有第二扭转弹簧，第二扭转弹簧两端分别与止回棘爪和箱体固定，止回棘爪末端通过细缆绳吊有重块，细缆绳长度满足在水位处于基准线时能使重块落于水底泥面上，此时在第二扭转弹簧回复力作用下止回棘爪贴于棘轮上。
该装置收链的条件为：
T*d<M1
该装置放链的条件为：
T*d>M1且棘轮和棘爪分离
式中T为锚链顶部的张力，d为锚链对第一转轴的力矩，M1为第一扭转弹簧所提供的扭矩值。
该装置中的重块质量和第二扭转弹簧要满足以下关系：
(mg-F浮)*l>M2
式中，m为重块质量，F浮为重块所受浮力，l为重块所受力对第二转轴的力矩，M2为第二扭转弹簧所提供的扭矩。
该装置可根据水深变化实现自动收放链，其原理是：在正常工况下(即在水位处于基准线时)，小重块触地，棘爪依靠第二扭转弹簧的扭力卡在棘轮上，棘轮因止回棘爪的固定作用，使得锚链卷筒无法转动，当水位升高超过预警值时，箱体随着光伏浮筒一起上浮，此时小重块被拉起，小重块的重力克服第二扭转弹簧的扭转力使棘爪旋转脱离棘轮，此时锚链拉力作用下锚链卷筒实现放链的动作以适应水深的变化，同时第一扭转弹簧不断扭转存储能量，当水位回落，第一扭转弹簧在回复力作用下驱动锚链卷筒实现收链，当水位落回至重块再次接触水底泥面，棘爪再次卡住棘轮将其固定，回到原始工作状态。
本发明具有以下优点：
本装置可完成锚链的自动收链和放链，并能够适应不同水深的系泊要求，能够解决水上光伏板在高水位条件下的系泊问题；该装置为机械装置，结构简单，制造方便，经济性较高。
附图说明
图1是本发明水上光伏系泊系统示意图；
图2是箱体内部俯视示意图；
图3是箱体内部正视示意图；
图4是棘轮棘爪示意图；
其中，1.箱体、2.光伏电板的浮筒、3.螺栓孔、4.第一转轴、5.锚链卷筒、6.锚链、7.第一扭转弹簧、8.棘轮、9.止回棘爪、10.第二转轴、11.第二扭转弹簧、12.细缆绳、13.重块。
具体实施方式
参照图1-4，所述的箱体1固定在光伏电板的浮筒2上，箱体1的顶面设置三排螺栓孔3，与浮筒2栓接。箱体前后壁中心位置各开一孔，两孔之间设置第一转轴4，第一转轴4中部设置锚链卷筒5用于收缩锚链6，在锚链卷筒5两侧与前后壁预留一定的空间，在前侧间隙中设置一定刚度且可转数圈的第一扭转弹簧7，在另一个间隙的转轴上设置棘轮8，棘轮8和止回棘爪9相接触，止回棘爪9中部位置设置第二转轴10，第二转轴10与第一转轴4的轴线平行，都固定在箱体1的前后壁上，第二转轴10上设置第二扭转弹簧11，第二扭转弹簧11的作用力能使止回棘爪9贴在棘轮8上。棘爪9的另一侧端部连接细缆绳12，缆绳12下部连接小重块13，细缆绳12的长度应能满足在正常工况下，小重块13能够触地。
在正常工况下(即在水位处于基准线时)，小重块触地，棘爪9依靠第二扭转弹簧11的扭力卡在棘轮8上，棘轮因止回棘爪的固定作用，使得锚链卷筒5无法转动，当水位升高超过预警值时，箱体随着光伏浮筒一起上浮，此时小重块被拉起，小重块的重力克服第二扭转弹簧的扭转力使棘爪旋转脱离棘轮8，此时锚链拉力作用下锚链卷筒实现放链的动作以适应水深的变化，同时第一扭转弹簧7不断扭转存储能量，当水位回落，第一扭转弹簧在回复力作用下驱动锚链卷筒实现收链，当水位落回至重块再次接触水底泥面，棘爪再次卡住棘轮将其固定，回到原始工作状态。

Claims (1)

1.一种用于漂浮式水上光伏系泊的自动收放链装置，其特征在于，包括箱体(1)，箱体(1)固定于光伏电板的浮筒(2)下方，在箱体(1)内设有两根平行的转轴，第一转轴(4)上设有锚链卷筒(5)，在锚链卷筒(5)一侧第一转轴(4)上固定有棘轮(8)，锚链卷筒(5)另一侧的第一转轴(4)上套有第一扭转弹簧(7)，第一扭转弹簧(7)两端分别与锚链卷筒(5)、箱体(1)固定；在第二转轴(10)上固定有止回棘爪(9)，第二转轴(10)上套有第二扭转弹簧(11 )，第二扭转弹簧(11 )两端分别与止回棘爪(9)和箱体(1)固定，止回棘爪(9)末端通过细缆绳(12)吊有重块(13)，细缆绳长度满足在水位处于基准线时可使重块落于水底泥面上，此时在第二扭转弹簧(11 )回复力作用下止回棘爪(9)贴于棘轮(8)上。
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