CN107917702A - 海洋风电规划用海洋水文观测仪 - Google Patents

Abstract

海洋风电规划用海洋水文观测仪，包括浮台，浮台的顶面固定安装线轮，线轮的外周固定连接缆绳的一端，缆绳的另一端固定安装重锤，每个采样装置的顶面和底面分别开设通孔，每个采样装置上两个通孔的内壁分别固定连接同一个套筒的外周，每个套筒的内壁两侧分别开设凹槽，每个凹槽内第二连杆的另一端分别铰接连接同一个卡块的一侧，每个采样装置的顶面开设进水口，每个采样装置内活动安装锥形塞每个采样装置的底面固定安装气囊，气囊内分别固定安装气泵。本发明能够实现各海水层深度的精确取样，从而保证水文观测结果的全面性与准确性，推进海上风电场工程建设，海水能够快速进入采样装置，提高本发明的采样效率。

Description

海洋风电规划用海洋水文观测仪

技术领域

本发明属于水文观测领域，具体地说是一种海洋风电规划用海洋水文观测仪。

背景技术

重视并大力发展海上风电，加速推进海上风电建设，不仅可以带动海洋经济和装备制造发展，更是保障我国能源安全，满足能源可持续供应，促进节能减排的必然要求。目前，我国海上风能资源评价工作还未系统开展，海洋水文测量、海底地质勘察工作也较薄弱，且这些工作条件艰苦、周期长，影响了海上风电场工程建设的顺利推进。海洋水文观测的传统方法是船舶逐个到达观测点，依次扔下海流和水深观测设备，并在船上观测，待观测时间满足要求后，测量效率低，逐个捞回设备，不仅费时费力，测量时间不能保证同时进行，观测数据需合并整理，非常繁琐，且无法满足不同海水深度的测量，导致测量结果可能会出现偏差，影响测量结果的准确性。

发明内容

本发明提供一种海洋风电规划用海洋水文观测仪，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

海洋风电规划用海洋水文观测仪，包括浮台，浮台的顶面固定安装线轮，线轮带有动力装置，动力装置为电机，线轮的外周固定连接缆绳的一端，缆绳的另一端固定安装重锤，浮台的顶面开设柱形孔，柱形孔的顶面和底面均与外界相通，缆绳和重锤均能够从柱形孔内穿过，缆绳上活动安装数个采样装置，采样装置均为内部中空结构，且采样装置能够从柱形孔内穿过，每个采样装置的顶面和底面分别开设通孔，每个采样装置上两个通孔的内壁分别固定连接同一个套筒的外周，每个套筒的顶面和底面均与外界相通，缆绳依次从套筒内穿过，采样装置能够分别沿缆绳滑动，每个套筒的内壁两侧分别开设凹槽，每个凹槽的外侧上部和下部分别铰接连接第一连杆的一端，第一连杆的另一端分别铰接连接第二连杆的一端，每个凹槽内第二连杆的另一端分别铰接连接同一个卡块的一侧，卡块能够分别位于对应的凹槽内，且卡块的内侧能够分别同时与缆绳的外周接触配合，每个凹槽的顶面和底面分别固定连接第一油缸的一端，第一油缸的另一端分别铰接连接对应的第一连杆与第二连杆的铰接点，每个采样装置的顶面开设进水口，进水口分别与对应的采样装置内部相通，每个采样装置内活动安装锥形塞，锥形塞的中心线分别与对应的进水口的中心线共线，锥形塞的外周能够分别与对应的进水口的内壁紧密接触配合，每个锥形塞的底面固定连接竖杆的顶面，竖杆的一侧分别固定连接横杆的一端，每个采样装置的内壁顶面固定连接第二油缸的一端，第二油缸的另一端分别固定连接对应的横杆的顶面，每个采样装置的底面固定安装气囊，气囊内分别固定安装气泵，气泵的进气口分别与对应的采样装置内部相通，每个气泵的进气口内固定安装PTFE膜。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的重锤的下部为锥形结构。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的采样装置的下部为锥形结构。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的卡块的内侧均为弧形结构。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的采样装置的内壁一侧分别开设导向槽，横杆的另一端分别位于对应的导向槽内且能沿之滑动。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的采样装置的内壁顶面分别固定连接隔板的顶面，隔板分别位于对应的进水口和第一油缸之间。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的套筒的内壁顶部和底部分别开设数个球形槽，每个球形槽内活动安装滚珠，滚珠的外周一侧分别位于对应的球形槽外且能与缆绳的外周接触配合。

如上所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，所述的浮台的顶面固定安装风力发电装置，风力发电装置通过蓄电池与电机电路连接。

本发明的优点是：通过控制第一油缸的伸展，第一油缸能够分别带动对应的第一连杆和第二连杆向凹槽内翻折，从而能够拉动卡块分别向对应的凹槽内移动，卡块不再与缆绳接触，此时能够自由移动采样装置，使采样装置等间距分布于缆绳上，然后控制第一油缸收缩，卡块能够分别沿对应的凹槽向外移动直至与缆绳接触配合，从而能够将采样装置固定在当前位置，将重锤通过柱形孔投入海内，在重力作用下，重锤带动缆绳和采样装置向水下移动，直至缆绳绷紧，此时通过气泵将采样装置内的气体充入气囊内，且控制第二油缸伸展，锥形塞脱离进水口，海水沿进水口进入采样装置内，PTFE膜能够阻挡水分子进入气泵的进气口内，竖杆的底部设有水量感应装置，采样装置内摄入足够量的海水后，第二油缸收缩使锥形塞重新塞入进水口内，然后控制第一油缸伸展使卡块脱离缆绳，在海水浮力和气囊的作用下，采样装置分别沿缆绳向上浮，同时控制线轮收拢缆绳，完成各深度海水层的取样。本发明能够实现各海水层深度的精确取样，从而保证水文观测结果的全面性与准确性，推进海上风电场工程建设，通过气泵与气囊之间的相互配合，能够使气囊重复使用且不产生有害气体，避免影响环境质量，采样装置内的空气进入气囊内，气囊处于低压状态，也有利于海水快速进入采样装置，提高本发明的采样效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图1的Ⅱ局部放大图；图4是图1的Ⅲ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

海洋风电规划用海洋水文观测仪，如图所示，包括浮台1，浮台1的顶面固定安装线轮2，线轮2带有动力装置，动力装置为电机，线轮2的外周固定连接缆绳3的一端，缆绳3的另一端固定安装重锤4，浮台1的顶面开设柱形孔5，柱形孔5的顶面和底面均与外界相通，缆绳3和重锤4均能够从柱形孔5内穿过，缆绳3上活动安装数个采样装置6，采样装置6均为内部中空结构，且采样装置6能够从柱形孔5内穿过，每个采样装置6的顶面和底面分别开设通孔7，每个采样装置6上两个通孔7的内壁分别固定连接同一个套筒8的外周，每个套筒8的顶面和底面均与外界相通，缆绳3依次从套筒8内穿过，采样装置6能够分别沿缆绳3滑动，每个套筒8的内壁两侧分别开设凹槽9，每个凹槽9的外侧上部和下部分别铰接连接第一连杆10的一端，第一连杆10的另一端分别铰接连接第二连杆11的一端，每个凹槽9内第二连杆11的另一端分别铰接连接同一个卡块12的一侧，卡块12能够分别位于对应的凹槽9内，且卡块12的内侧能够分别同时与缆绳3的外周接触配合，每个凹槽9的顶面和底面分别固定连接第一油缸17的一端，第一油缸17的另一端分别铰接连接对应的第一连杆10与第二连杆11的铰接点，每个采样装置6的顶面开设进水口13，进水口13分别与对应的采样装置6内部相通，每个采样装置6内活动安装锥形塞14，锥形塞14的中心线分别与对应的进水口13的中心线共线，锥形塞14的外周能够分别与对应的进水口13的内壁紧密接触配合，每个锥形塞14的底面固定连接竖杆15的顶面，竖杆15的一侧分别固定连接横杆16的一端，每个采样装置6的内壁顶面固定连接第二油缸18的一端，第二油缸18的另一端分别固定连接对应的横杆16的顶面，每个采样装置6的底面固定安装气囊19，气囊19内分别固定安装气泵，气泵的进气口分别与对应的采样装置6内部相通，每个气泵的进气口内固定安装PTFE膜。通过控制第一油缸17的伸展，第一油缸17能够分别带动对应的第一连杆10和第二连杆11向凹槽9内翻折，从而能够拉动卡块12分别向对应的凹槽9内移动，卡块12不再与缆绳3接触，此时能够自由移动采样装置6，使采样装置6等间距分布于缆绳3上，然后控制第一油缸17收缩，卡块12能够分别沿对应的凹槽9向外移动直至与缆绳3接触配合，从而能够将采样装置6固定在当前位置，将重锤4通过柱形孔5投入海内，在重力作用下，重锤4带动缆绳3和采样装置6向水下移动，直至缆绳3绷紧，此时通过气泵将采样装置6内的气体充入气囊19内，且控制第二油缸18伸展，锥形塞14脱离进水口13，海水沿进水口13进入采样装置6内，PTFE膜能够阻挡水分子进入气泵的进气口内，竖杆15的底部设有水量感应装置，采样装置6内摄入足够量的海水后，第二油缸18收缩使锥形塞14重新塞入进水口13内，然后控制第一油缸17伸展使卡块12脱离缆绳3，在海水浮力和气囊19的作用下，采样装置6分别沿缆绳3向上浮，同时控制线轮2收拢缆绳3，完成各深度海水层的取样。本发明能够实现各海水层深度的精确取样，从而保证水文观测结果的全面性与准确性，推进海上风电场工程建设，通过气泵与气囊19之间的相互配合，能够使气囊19重复使用且不产生有害气体，避免影响环境质量，采样装置6内的空气进入气囊19内，气囊19处于低压状态，也有利于海水快速进入采样装置6，提高本发明的采样效率。

具体而言，本实施例所述的重锤4的下部为锥形结构。该结构能够进一步减小重锤4下落时海水的阻力，且有利于重锤4的垂直升降。

具体的，本实施例所述的采样装置6的下部为锥形结构。该结构能够减小采样装置6下落时海水的阻力。

进一步的，本实施例所述的卡块12的内侧均为弧形结构。该结构能够增加卡块12与缆绳3之间的接触面积，从而能够提高采样装置6与缆绳3之间的连接稳定性。

更进一步的，如图2所示，本实施例所述的采样装置6的内壁一侧分别开设导向槽20，横杆16的另一端分别位于对应的导向槽20内且能沿之滑动。该结构能够进一步增强横杆16的运行稳定性。

更进一步的，如图3所示，本实施例所述的采样装置6的内壁顶面分别固定连接隔板21的顶面，隔板21分别位于对应的进水口13和第一油缸17之间。该结构能够避免海水进入采样装置时直接冲刷第一油缸17，从而有利于保证第一油缸17的正常工作。

更进一步的，如图4所示，本实施例所述的套筒8的内壁顶部和底部分别开设数个球形槽22，每个球形槽22内活动安装滚珠23，滚珠23的外周一侧分别位于对应的球形槽22外且能与缆绳3的外周接触配合。该结构能够在采样装置6上浮时，避免套筒8的内壁与缆绳3的外周接触，从而使采样装置6的运行更加流畅。

更进一步的，本实施例所述的浮台1的顶面固定安装风力发电装置，风力发电装置通过蓄电池与电机电路连接。采用清洁能源，更加节能环保，且不再需要铺设电路，减少成本投入，简化安装过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：包括浮台（1），浮台（1）的顶面固定安装线轮（2），线轮（2）带有动力装置，动力装置为电机，线轮（2）的外周固定连接缆绳（3）的一端，缆绳（3）的另一端固定安装重锤（4），浮台（1）的顶面开设柱形孔（5），柱形孔（5）的顶面和底面均与外界相通，缆绳（3）和重锤（4）均能够从柱形孔（5）内穿过，缆绳（3）上活动安装数个采样装置（6），采样装置（6）均为内部中空结构，且采样装置（6）能够从柱形孔（5）内穿过，每个采样装置（6）的顶面和底面分别开设通孔（7），每个采样装置（6）上两个通孔（7）的内壁分别固定连接同一个套筒（8）的外周，每个套筒（8）的顶面和底面均与外界相通，缆绳（3）依次从套筒（8）内穿过，采样装置（6）能够分别沿缆绳（3）滑动，每个套筒（8）的内壁两侧分别开设凹槽（9），每个凹槽（9）的外侧上部和下部分别铰接连接第一连杆（10）的一端，第一连杆（10）的另一端分别铰接连接第二连杆（11）的一端，每个凹槽（9）内第二连杆（11）的另一端分别铰接连接同一个卡块（12）的一侧，卡块（12）能够分别位于对应的凹槽（9）内，且卡块（12）的内侧能够分别同时与缆绳（3）的外周接触配合，每个凹槽（9）的顶面和底面分别固定连接第一油缸（17）的一端，第一油缸（17）的另一端分别铰接连接对应的第一连杆（10）与第二连杆（11）的铰接点，每个采样装置（6）的顶面开设进水口（13），进水口（13）分别与对应的采样装置（6）内部相通，每个采样装置（6）内活动安装锥形塞（14），锥形塞（14）的中心线分别与对应的进水口（13）的中心线共线，锥形塞（14）的外周能够分别与对应的进水口（13）的内壁紧密接触配合，每个锥形塞（14）的底面固定连接竖杆（15）的顶面，竖杆（15）的一侧分别固定连接横杆（16）的一端，每个采样装置（6）的内壁顶面固定连接第二油缸（18）的一端，第二油缸（18）的另一端分别固定连接对应的横杆（16）的顶面，每个采样装置（6）的底面固定安装气囊（19），气囊（19）内分别固定安装气泵，气泵的进气口分别与对应的采样装置（6）内部相通，每个气泵的进气口内固定安装PTFE膜。

2.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的重锤（4）的下部为锥形结构。

3.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的采样装置（6）的下部为锥形结构。

4.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的卡块（12）的内侧均为弧形结构。

5.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的采样装置（6）的内壁一侧分别开设导向槽（20），横杆（16）的另一端分别位于对应的导向槽（20）内且能沿之滑动。

6.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的采样装置（6）的内壁顶面分别固定连接隔板（21）的顶面，隔板（21）分别位于对应的进水口（13）和第一油缸（17）之间。

7.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的套筒（8）的内壁顶部和底部分别开设数个球形槽（22），每个球形槽（22）内活动安装滚珠（23），滚珠（23）的外周一侧分别位于对应的球形槽（22）外且能与缆绳（3）的外周接触配合。

8.根据权利要求1所述的海洋风电规划用海洋水文观测仪，其特征在于：所述的浮台（1）的顶面固定安装风力发电装置，风力发电装置通过蓄电池与电机电路连接。