CN109110661A - 一种可精确调节收缆张力的储缆绞车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，包括绞盘、磁粉离合器、机架、驱动电机、减速机；所述机架上设有绞盘、所述绞盘一侧的滚轴上设置有磁粉离合器，所述磁粉离合器与减速机轴驱动联接；所述减速机与驱动电机联接，所述磁粉离合器具有滑差功能；所述磁粉离合器的正负两级连接可调电源，所述可调电源给磁粉离合器供电；所述磁粉离合器两端的电源上设置有断路器；本发明在双绞车收放系统中的储缆绞车采用电机驱动，在减速机与绞盘之间设置了磁粉离合器，可对收缆张力进行精确调节；利用磁粉离合器的滑差功能可确保牵引绞车与储缆绞车的速度完全一致，解决了两者之间的瞬时速度差，从而可在极端情况下起到保护拖缆的作用。
Description
技术领域
本发明涉及海洋作业或探测设备收放系统和拖缆铺设架设技术设备领域，特别涉及一种可精确调节收缆张力的储缆绞车。
背景技术
绞车在海洋领域是一种重要的海洋作业设备，主要是实施海洋作业和探测设备的收放，目前主要与探测设备、水下机器人和水下拖体等设备相连，缆绳包括钢丝绳和光电复合缆。因光电复合缆价格昂贵，如果在收放缆过程中缆绳张力波动大很容易损毁，再加上绞车工作于船舶甲板上，海洋上的海风、海浪和洋流会引起母船带动绞车上下起伏，会对缆绳上的张力带来扰动，干扰过大会使缆绳张力超出自身承受范围，造成缆绳损坏。
在海洋探测领域，仍然存在使用传统的收放系统，通常采用单绞车，单绞车采用的单个卷筒进行牵引储缆，因其容易造成排缆混乱，发生上层拖缆潜入下层拖缆导致拖缆损伤；同时，导致拖缆储存时存在较大的内应力对拖缆使用状态不利，并且存在着张力波动大影响缆绳寿命、工作效率低等问题。所以，目前双绞车系统广泛应用于海洋探测和作业领域，尤其是深水作业领域。
双绞车收放系统是将牵引绞车和储缆绞车相分离的绞车结构。牵引绞车负责将拖缆（绳）从水下回收至作业船甲板，储缆绞车负责将牵引绞车回收的拖缆（绳）缠绕在绞盘上。该系统的关键技术在于牵引绞车与储缆绞车之间的速度同步控制和张力限制；现有技术的缺陷表现为：1、若两者之间的速度不能完全同步，将可能导致拖缆排缆不整齐、损伤甚至破断；2、若张力控制不合适将不能起到保护拖缆的目的；3、尤其当储缆绞车缠绕拖缆层数较多或遭遇恶劣海况拖缆张力变化较大时，该类装备都不能可靠地工作；现有技术中，储缆绞车包括液压驱动方式和电机驱动方式，液压驱动方式虽然最大张力限制比较方便，但是存在张力调整不方便、速度控制不准确、系统复杂以及效率偏低的问题；电机驱动方式虽然效率较高且速度控制比较准确，但存在最大张力限制不准确和不能进行张力调整的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，针对现有技术中的不足，在双绞车收放系统中的储缆绞车采用电机驱动，在减速机与绞盘之间设置了磁粉离合器，可对收缆张力进行精确调节；利用磁粉离合器的滑差功能可确保牵引绞车与储缆绞车的速度完全一致，解决了两者之间的瞬时速度差，从而可在极端情况下起到保护拖缆的作用。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，包括排缆器、绞盘、磁粉离合器、机架、驱动电机、减速机、储缆绞车、牵引绞车、拖缆，其特征在于：
所述牵引绞车和储缆绞车通过拖缆相互张紧构成双绞车收放系统；所述储缆绞车包括排缆器、绞盘、磁粉离合器、机架、驱动电机和减速机；所述机架上通过滚轴设置有绞盘，所述绞盘一侧的滚轴上设置有磁粉离合器，所述磁粉离合器与减速机轴驱动联接；所述减速机与驱动电机联接，所述绞盘上部的机架上设置有排缆器；所述驱动电机上配置有高精度编码器；所述减速机与绞盘之间的磁粉离合器具有滑差功能，所述滑差功能将储缆绞车的速度与牵引绞车的速度相互匹配达到速度完全一致；所述磁粉离合器的正负两级连接可调电源，所述可调电源给磁粉离合器供电；所述磁粉离合器两端的电源上设置有断路器。
所述磁粉离合器的滑差功能，对所述储缆绞车与牵引绞车两者之间的瞬时速度差进行补偿；其补偿方式为：释放拖缆时，牵引绞车的速度稍大于储缆绞车的速度，磁粉离合器的滑差跟随牵引绞车速度；回收拖缆时，储缆绞车的速度稍大于牵引绞车速度，磁粉离合器的滑差减缓储缆绞车速度。
所述磁粉离合器两端的可调电源，其施加在磁粉离合器两端的电压值决定了磁粉离合器发生滑差时的扭矩；所述扭矩与牵引绞车与储缆绞车之间的拖缆张力正相关，故此，可调电源可对拖缆张力进行精确调节，使牵引绞车与储缆绞车始终处于最优状态下工作。
所述磁粉离合器两端电源上的断路器，可在极端情况下可切断磁粉离合器两端的电源，使磁粉离合器处于松脱状态，确保拖缆能以极限速度放出，对拖缆提供有效保护。
本发明的工作原理为：采用一种新型的储缆绞车，该储缆绞车采用电机驱动，在减速机与绞盘之间设置了磁粉离合器，可对收缆张力进行精确调节；利用磁粉离合器的滑差功能可确保牵引绞车与储缆绞车的速度完全一致，解决了两者之间的瞬时速度差，从而起到保护拖缆的作用。释放拖缆时，牵引绞车的速度稍大于储缆绞车的速度；回收拖缆时，储缆绞车的速度稍大于牵引绞车，两者之间的速度差通过磁粉离合器的滑差进行补偿；磁粉离合器发生滑差时的扭矩是由其两端施加的电压值决定的，因此，可通过调整磁粉离合器两端的电压值来调整其滑差时的扭矩，进而对牵引绞车与储缆绞车之间的拖缆张力进行调整，使其始终处于最优状态下工作；采用磁粉离合器可在极端情况下对拖缆提供有效保护，当水下设备拖挂异物时，需要极限速度放出拖缆，此时可切断磁粉离合器两端的电源，使其处于松脱状态，确保拖缆能以极限速度放出。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：在双绞车收放系统中的储缆绞车采用电机驱动，在减速机与绞盘之间设置了磁粉离合器，可对收缆张力进行精确调节；利用磁粉离合器的滑差功能可确保牵引绞车与储缆绞车的速度完全一致，解决了两者之间的瞬时速度差，从而起到保护拖缆的作用；磁粉离合器发生滑差时的扭矩是由其两端施加的电压值决定的，因此，可通过调整磁粉离合器两端的电压值来调整其滑差时的扭矩，进而对牵引绞车与储缆绞车之间的拖缆张力进行调整，使其始终处于最优状态下工作；采用磁粉离合器可在极端情况下对拖缆提供有效保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例所公开的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车主视图示意图；
图2为本发明实施例所公开的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车侧视图示意图；
图3为本发明实施例所公开的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车双绞车系统结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1．排缆器 2．绞盘 3．磁粉离合器 4．机架
5．驱动电机 6．减速机 7．储缆绞车 8．牵引绞车
9．拖缆。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
根据图1、图2和图3，本发明提供了一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，包括排缆器1、绞盘2、磁粉离合器3、机架4、驱动电机5、减速机6、储缆绞车7、牵引绞车8、拖缆9。
所述牵引绞车8和储缆绞车7通过拖缆9相互张紧构成双绞车收放系统；所述储缆绞车7包括排缆器1、绞盘2、磁粉离合器3、机架4、驱动电机5和减速机6；所述机架4上通过滚轴设置有绞盘2，所述绞盘2一侧的滚轴上设置有磁粉离合器3，所述磁粉离合器3与减速机6轴驱动联接；所述减速机6与驱动电机5联接，所述绞盘2上部的机架4上设置有排缆器1；所述驱动电机5上配置有高精度编码器；所述减速机6与绞盘2之间的磁粉离合器3具有滑差功能，所述滑差功能将储缆绞车7的速度与牵引绞车8的速度相互匹配达到速度完全一致；所述磁粉离合器3的正负两级连接可调电源，所述可调电源给磁粉离合器3供电；所述磁粉离合器3两端的电源上设置有断路器。
所述磁粉离合器3的滑差功能，对所述储缆绞车7与牵引绞车8两者之间的瞬时速度差进行补偿；其补偿方式为：释放拖缆时，牵引绞车8的速度稍大于储缆绞车7的速度，磁粉离合器3的滑差跟随牵引绞车8速度；回收拖缆时，储缆绞车7的速度稍大于牵引绞车8速度，磁粉离合器3的滑差减缓储缆绞车7速度。
所述磁粉离合器3两端的可调电源，其施加在磁粉离合器3两端的电压值决定了磁粉离合器3发生滑差时的扭矩；所述扭矩与牵引绞车8与储缆绞车7之间的拖缆9张力正相关，故此，可调电源可对拖缆9张力进行精确调节，使牵引绞车8与储缆绞车7始终处于最优状态下工作。
所述磁粉离合器3两端电源上的断路器，可在极端情况下可切断磁粉离合器3两端的电源，使磁粉离合器3处于松脱状态，确保拖缆9能以极限速度放出，对拖缆9提供有效保护。
本发明的具体实施操作步骤是：储缆绞车7主要由排缆器1、绞盘2、磁粉离合器3、机架4、储缆电机5（配编码器）及减速机6等组成；储缆绞车7由储缆电机5进行驱动，整体固定在机架4，绞盘2右侧设有排缆器1，磁粉离合器3控制速度差并起到保护拖缆作用；当储缆电机5运作配合减速机6控制转速带动绞盘2进行匀速转动，随后通过排缆器1进行拖缆的收放作业。
通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：在双绞车收放系统中的储缆绞车采用电机驱动，在减速机与绞盘之间设置了磁粉离合器，可对收缆张力进行精确调节；利用磁粉离合器的滑差功能可确保牵引绞车与储缆绞车的速度完全一致，解决了两者之间的瞬时速度差，从而起到保护拖缆的作用；磁粉离合器发生滑差时的扭矩是由其两端施加的电压值决定的，因此，可通过调整磁粉离合器两端的电压值来调整其滑差时的扭矩，进而对牵引绞车与储缆绞车之间的拖缆张力进行调整，使其始终处于最优状态下工作；采用磁粉离合器可在极端情况下对拖缆提供有效保护。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，其特征在于，包括排缆器、绞盘、磁粉离合器、机架、驱动电机、减速机、储缆绞车、牵引绞车、拖缆；所述牵引绞车和储缆绞车通过拖缆相互张紧构成双绞车收放系统；所述储缆绞车包括排缆器、绞盘、磁粉离合器、机架、驱动电机和减速机；所述机架上通过滚轴设置有绞盘，所述绞盘一侧的滚轴上设置有磁粉离合器，所述磁粉离合器与减速机轴驱动联接；所述减速机与驱动电机联接，所述绞盘上部的机架上设置有排缆器；所述驱动电机上配置有高精度编码器；所述减速机与绞盘之间的磁粉离合器具有滑差功能，所述滑差功能将储缆绞车的速度与牵引绞车的速度相互匹配达到速度完全一致；
所述磁粉离合器的正负两级连接可调电源，所述可调电源给磁粉离合器供电；
所述磁粉离合器两端的电源上设置有断路器。
2.根据权利要求1所述的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，其特征在于，所述磁粉离合器的滑差功能，对所述储缆绞车与牵引绞车两者之间的瞬时速度差进行补偿；其补偿方式为：释放拖缆时，牵引绞车的速度稍大于储缆绞车的速度，磁粉离合器的滑差跟随牵引绞车速度；回收拖缆时，储缆绞车的速度稍大于牵引绞车速度，磁粉离合器的滑差减缓储缆绞车速度。
3.根据权利要求1所述的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，其特征在于，所述磁粉离合器两端的可调电源，其施加在磁粉离合器两端的电压值决定了磁粉离合器发生滑差时的扭矩；所述扭矩与牵引绞车与储缆绞车之间的拖缆张力正相关，故此，可调电源可对拖缆张力进行精确调节，使牵引绞车与储缆绞车始终处于最优状态下工作。
4.根据权利要求1所述的一种可精确调节收缆张力的储缆绞车，其特征在于，所述磁粉离合器两端电源上的断路器，可在极端情况下可切断磁粉离合器两端的电源，使磁粉离合器处于松脱状态，确保拖缆能以极限速度放出，对拖缆提供有效保护。
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