CN111099448A - 供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种靠船墩供电系统，在靠船墩上部安装电缆绞车，靠船墩侧部竖直设置有导向机构，电缆卷绕在电缆绞车的卷线盘上，一端与岸电连通，另一端连接装有插座的电缆箱，电缆箱可沿导向机构升降。本发明的电缆绞车、电缆箱结构简单，体积小巧，适合应用于空间有限的场合，巧妙地利用靠船墩的侧面设置导向机构，将电缆箱通过导轮滑动设置在导向机构上，以适合不同水位的船舶供电使用，最大限度发挥空间利用率。导向机构包括横截面为工字型的导轨，电缆箱通过正交设置的内部导轮与外部导轮分别抵在工字型导轨的内端面与中间平面上。工字型导轨的结构更加稳定，内部导轮与外部导轮抵在导轨的多个面上，受力均匀，减少导轮的损坏，抗震效果佳。

Description

供电系统

技术领域

本发明涉及船舶使用岸电供电系统领域，尤其是一种靠船墩供电系统。

背景技术

靠船墩既可以建设在码头上，也可以竖直建造在河道中央，船舶在等待适航时机时，为防止船舶飘离，可停放在靠船墩旁并用缆绳固定在靠船墩上，停靠在靠船墩的船舶通常由船上的柴油机发电设备生产船上所需的电能，柴油机发电设备运行时产生大量柴油废气，容易污染环境。现有的海港码头通常会安装岸电供电系统，由供电系统提供电源线向船舶供电，岸电供电系统多为可移动供电系统，通过岸上设置的支架将电缆送入相应的船舶，为了满足不同水位的船舶的供电，支架必须使用可伸缩可升降的支架，需要人员长期在岸上操作支架的伸缩和升降工作，而且现有的可移动供电系统结构复杂，占地面积多，因此不能应用在靠船墩上。

发明内容

本申请人针对上述现有的船舶自身柴油发电污染严重、可移动供电系统结构复杂、无法应用在靠船墩上等缺点，提供一种结构合理的靠船墩供电系统，体积小巧、操作简便，可以应用于空间有限的场合。

本发明所采用的技术方案如下：

一种靠船墩供电系统，在靠船墩上部安装电缆绞车，靠船墩侧部竖直设置有导向机构，电缆卷绕在电缆绞车的卷线盘上，一端与岸电连通，另一端连接装有插座的电缆箱，电缆箱可沿导向机构升降。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导向机构包括横截面为工字型的导轨，电缆箱通过正交设置的内部导轮与外部导轮分别抵在工字型导轨的内端面与中间平面上。

所述导轨包括平行的第一导轨与第二导轨，固定在固定架的两端；电缆箱在两导轨之间升降，在电缆箱相对面壳体上对称设置若干导轮支架，优选为上下左右四组；导轮支架内部和外部分别设置内部导轮和外部导轮，内部导轮和外部导轮轮轴线正交；每个导轮支架包括对称设置的两个Z字形支架，Z字形支架的一条翻边固定在电缆箱上，外部导轮设置在另一条翻边外部。

在电缆绞车的电机与减速机之间设置磁滞式联轴器。

在电缆绞车的电机的电机轴上设置刹车装置。

所述刹车装置的电磁刹车固定在电机轴末端，电磁刹车和电机之间设置刹车摩擦片；所述编码器通过联轴器与电机轴连接；在所述编码器上方设置风扇，在风扇上方设置帽盖。

所述电缆绞车的卷线盘的中轴上还设置有凸轮限位。

在电缆绞车与电缆箱之间设置导缆机构，电缆从卷线盘绕出后经过导缆架的导向轮连接至电缆箱。

所述导缆架为悬臂结构的两块侧板，两块侧板之间平行间隔设置若干滚筒，导缆架内端通过连接杆铰接在导缆架底座上，外端与滚筒平行设置有两排导向轮，两排导向轮上相互对应设置若干作为电缆通道的凹部，经过导向轮导出后连接至电缆箱的电缆与导向机构的导轨基本平行。

电缆箱内设置与电缆连接的铜排，与电缆箱接触部的电缆外周设置钢丝护套，电缆箱底部设置有浮力托盘。

本发明的有益效果如下：

本发明在靠船墩上部安装电缆绞车，靠船墩侧部竖直设置有导向机构，电缆卷绕在电缆绞车的卷线盘上，一端与岸电连通，另一端连接装有插座的电缆箱，电缆箱可沿导向机构升降。本发明的电缆绞车、电缆箱结构简单，体积小巧，适合应用于空间有限的场合，本发明巧妙地利用靠船墩的侧面设置导向机构，将电缆箱通过导轮滑动设置在导向机构上，以适合不同水位的船舶供电使用，最大限度发挥空间利用率。

本发明的导向机构包括横截面为工字型的导轨，电缆箱通过正交设置的内部导轮与外部导轮分别抵在工字型导轨的内端面与中间平面上。工字型导轨的结构更加稳定，内部导轮与外部导轮抵在导轨的多个面上，受力更加均匀，减少导轮的损坏，抗震效果佳。

本发明的第一导轨和第二导轨靠近电缆箱的内端面抵在电缆箱的内部导轮上，电缆箱的外部导轮抵在第一导轨和第二导轨的中间平面上。本发明使用一个内部导轮和两个外部导轮共三个面与工字型导轨接触，导轮移动时同时在三个面进行滚动摩擦，提高电缆箱上下移动的平稳性，同时三个面分担受力，受力更加均匀；内部导轮的导轨的内端面抵触，外部导轮与导轨的中间平面抵触，两个抵触位置导轮的切面正交，分别限制电缆箱前后及左右四个方向的位移，使电缆箱的位置更加固定，不容易发生移位，防止电缆箱从导轨上脱出，提高安全性，同时使电缆箱上下移动时的位移更加精准，位移监控的数据更加准确。

本发明的导轮支架包括对称设置的两个Z字形支架，导轮支架通过Z字形支架的一条翻边固定在电缆箱上，内部导轮固定在导轮支架内部，两个外部导轮固定在导轮支架外部翻边上，Z字形支架使得拆卸更加方便，如果某些导轮损坏，可以轻松拆下相应的支架，更换新导轮，而无需拆下整个安装支架。

本发明的电缆绞车的卷线盘通过支撑轴架设在卷筒支撑上，在支撑轴穿过减速机的外侧末端设置凸轮限位，利用凸轮限位发出电缆绞车提供的联锁或报警信号，当电缆释放过度，电缆绞车上剩余电缆圈数到达报警值时，凸轮限位发出开关量信号，岸电管理系统发出声光报警；当电缆绞车上剩余电缆圈数等于设置跳闸保护值时时，凸轮限位发出开关量信号，岸电管理系统发出声光警报，同时断开船侧安全回路，应急切断岸基断路器。

本发明在减速机和电机之间设置磁滞式联轴器，通过磁场感应传输动力，由于磁滞式联轴器输出的扭矩具有张力，因此当电缆依靠自身重力下降，磁滞式联轴器可以控制电缆匀速向下移动，当电机驱动电缆上升时，如果出现卡住的情况，磁滞式联轴器可以打滑不输送扭矩，从而防止电缆绷断。

本发明在电机上方设置刹车装置，利用电磁刹车和刹车摩擦片帮助电机停止后及时刹住电机轴，防止电缆下坠滑落。在刹车装置内设置编码器，编码器可以实时采集电缆卷盘的圈数，并测量电缆下放、收取的速度及长度，用于PLC编程使用。

本发明电缆绞车的导缆机构设置在出缆口一侧，导缆架通过连接杆可转动的设置在导缆架底座上，不使用时，可以将导缆架旋转收至电缆绞车内，防止过往船只经过碰撞而损坏导缆架。导缆机构的导缆架朝外的一端设置两排导向轮，两排导向轮上相互对应设置若干凹部，电缆从相邻凹部内穿过，两排导向轮用于电缆的导向和定位，凹部可以防止电缆左右移动。导缆架还可以调节角度，使电缆顺利通过。

本发明在电缆与电缆箱接触部位的电缆外周设置钢丝护套，在电缆箱上设置固定钢丝护套的第二吊耳，长期使用后，电缆与电缆箱接触的部位容易被拉松或磨损，钢丝护套可以保护电缆不受损坏。

本发明在电缆绞车外壳或电缆箱壳体上设置扫描后可进入本系统操作页面的二维码。船员只需要扫描二维码即可在手机上操作电缆箱的升降、开通关闭充电操作以及电费的支付等操作，无需站在靠船墩上操作供电，更加方便用户的使用，提高用户体验感。

附图说明

图1为本发明去掉外壳的立体图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的主视图。

图4为刹车装置的中剖图。

图5为本发明工作状态示意图。

图6为图5中A部的放大图。

图7为电缆箱（去掉第二吊耳、开孔和插座）与导轨的俯视图。

图中：1、控制接线箱；2、卷线盘；3、卷筒支撑；4、转接箱；5、电缆；6、底板；7、导缆架底座；8、导缆架；9、电缆箱；10、第二吊耳；11、插座；12、导向轮；13、滚筒；14、连接杆；15、第一吊耳；16、磁滞式联轴器；17、电机；18、刹车装置；19、减速机；20、支撑轴；21、凸轮限位；22、内端面；23、外端面；24、中间平面；25、帽盖；26、风扇；27、编码器；28、联轴器；29、电磁刹车；30、刹车摩擦片；31、安装底座；32、靠船墩；33、固定架；34、第一导轨；35、第二导轨；36、外部导轮；37、内部导轮；38、导轮支架；39、电机轴。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本发明的电缆绞车实现电缆5的接入、收储和放出，电缆5端部的电缆箱9上下可升降的设置在导轨上，升降至船舶所在高度位置，与船舶上的插头连接后进行船舶供电作业。

如图6所示，本发明电缆绞车的外壳为一侧开放的长方体盒体，开放口为出缆口，侧板可以打开便于电缆绞车内部的检修，在外壳顶侧角部上设置第一吊耳15，第一吊耳15用于电缆绞车的吊装工作。如图1、图2、图3所示，在底板6上对称设置一对卷筒支撑3，卷筒支撑3垂直于底板6并固定在底板6上，卷线盘2设置在一对卷筒支撑3中间，支撑轴20穿过卷线盘2的中心轴线并架设在卷筒支撑3上，支撑轴20将卷线盘2支撑至一定的高度，并使卷线盘2的底部不与底板6接触，电缆5缠绕在卷线盘2上。

如图1、图2、图3所示，在一侧卷筒支撑3的外侧设置转接箱4，控制接线箱1设置在远离出缆口的后部，靠船墩32内与国家电网连接的电缆5连接至控制接线箱1，随后从转接箱4底部穿过连接至转接箱4，再缠绕至卷线盘2。如图3所示，在另一侧卷筒支撑3的外侧设置减速机19，支撑轴20穿过卷筒支撑3连接减速机19，在支撑轴20穿过减速机19的外侧末端设置凸轮限位21，凸轮限位21用于发出电缆绞车提供的联锁或报警信号，当电缆5释放过度，电缆绞车上剩余电缆圈数到达报警值（剩余≤3圈）时，凸轮限位21发出开关量信号，岸电管理系统发出声光报警；当电缆绞车上剩余电缆圈数等于设置跳闸保护值时(剩余≤2圈)时，凸轮限位21发出开关量信号，岸电管理系统发出声光警报，同时断开船侧安全回路，应急切断岸基断路器。在减速机19上方从下往上依次设置防护网、电机17和刹车装置18，如图1所示，在防护网内设置磁滞式联轴器16，磁滞式联轴器16与电机17之间为软连接，并不直接接触，通过磁场感应传输动力，由于磁滞式联轴器16输出的扭矩具有张力，因此当电缆5依靠自身重力下降，磁滞式联轴器16可以控制电缆5匀速向下移动，当电机17驱动电缆5上升时，如果出现卡住的情况，磁滞式联轴器16可以打滑不输送扭矩，从而防止电缆5绷断。

如图4所示，刹车装置18的电磁刹车29设置在电机轴的末端，并通过螺栓固定在电机17上方，电磁刹车29和电机17之间设置刹车摩擦片30，当电缆箱9收取至合适高度时，电机17停止工作，电磁刹车29和刹车摩擦片30帮助电机17停止后及时刹住电机轴，防止电缆5下坠滑落。编码器27通过螺栓固定在电磁刹车29上方并通过联轴器28与电机轴39连接，编码器27用于实时采集电缆卷盘的圈数，并测量电缆5下放、收取的速度及长度，用于PLC编程使用。在编码器27上方间隔一段距离设置朝下的风扇26，风扇26用于电机17、刹车装置18的散热，在风扇26上方设置刹车装置18的帽盖25，帽盖25可以防止灰尘进入刹车装置18。

如图1、图2、图3所示，电缆5通过导缆机构连接至下方的电缆箱9内，导缆机构的导缆架底座7固定在底板6的靠近出缆口处，导缆架8为悬臂结构的两块侧板，两块侧板之间平行间隔设置若干滚筒13，导缆架8内端通过连接杆14铰接在导缆架底座7上，外端与滚筒13平行设置有两排导向轮12，两排导向轮12上相互对应设置若干凹部作为电缆通道，实现电缆5的导向和定位，凹部可以防止电缆5左右偏移，电缆5终端连接电缆箱9。不使用时，可以将导缆架8旋转收至电缆绞车内，防止过往船只经过碰撞而损坏导缆架8。导缆架8用于将电缆5下放时，对电缆5起到导向作用，导缆架8还可以调节角度，使电缆5顺利通过。

如图1、图5、图6所示，电缆箱9的壳体为扁平长方体，电缆5从电缆箱9顶面中央开设的开孔进入并连接在内部铜排上，钢丝护套套在电缆5与电缆箱9接触部位的电缆5外周，在电缆箱9顶面以开孔连线为对称轴对称设置两排第二吊耳10，第二吊耳10用于固定钢丝护套，长期使用后，电缆5与电缆箱9接触的部位容易被拉松或磨损，钢丝护套可以保护电缆5。在电缆箱9相对两面壳体上对称设置若干导轮支架38，本实施例中为上下左右四组，每组导轮支架38包括对称设置的两个Z字形支架，Z字形支架的一条翻边通过螺栓固定在电缆箱9上，在另一条翻边上远离电缆箱9的外部通过螺栓设置两个外部导轮36，外部导轮36的中心轴线垂直于翻边，在导轮支架38内部通过螺栓设置一个内部导轮37，内部导轮37的中心轴线与外部导轮36的中心轴线正交。Z字形支架使得拆卸更加方便，如果某些导轮损坏，可以轻松拆下相应的支架，更换新导轮，而无需拆下整个安装支架。在电缆箱9另一侧面上竖直排列设置若干插座11，插座11与电缆箱9内部电气导通。电缆箱9底部设置有防浸水浮力托盘，使电缆箱9始终浮于水面，不会浸水损坏。

在电缆绞车外壳或电缆箱9壳体上设置二维码。船员只需要扫描二维码即可在手机上操作电缆箱9的升降、开通关闭充电操作以及电费的支付等操作，无需站在靠船墩上操作供电，更加方便用户的使用，提高用户体验感。

如图5、图6所示，将电缆绞车通过安装底座31固定设置在靠船墩32顶部一角，在建造靠船墩32时，可以直接将安装底座31浇注在靠船墩32上，利用电缆绞车的第一吊耳15将其吊装于安装底座31上，再将电缆绞车的底板6固定在安装底座31上即可，当然也可以在制造时直接将底板6和安装底座31固定，再将安装底座31固定在靠船墩32上。如图6、图7所示，在出缆口一侧的靠船墩32上竖直设置导向机构，导向机构的第一导轨34和第二导轨35的横截面为工字型，电缆箱9位于第一导轨34和第二导轨35之间，内部导轮37抵在第一导轨34和第二导轨35靠近电缆箱9的内端面22上，两个外部导轮36抵在第一导轨34和第二导轨35的中间平面24上。第二导轨35远离电缆箱9的外端面23与靠船墩32固定，第一导轨34远离电缆箱9的外端面23与固定架33的一端连接，固定架33的另一端与第二导轨35的中间平面24连接，固定架33为平行间隔设置的若干个，用于连接并固定第一导轨34和第二导轨35。本发明使用一个内部导轮37和两个外部导轮36共三个面与工字型导轨接触，导轮移动时同时在三个面进行滚动摩擦，提高电缆箱9上下移动的平稳性，同时三个面分担受力，受力更加均匀，抗震效果佳，减少导轮的损坏；内部导轮37的导轨的内端面24抵触，外部导轮36与导轨的中间平面24抵触，两个抵触位置导轮的切面正交，分别限制电缆箱9前后及左右四个方向的位移，使电缆箱9的位置更加固定，不容易发生移位，防止电缆箱9从导轨上脱出，提高安全性，同时使电缆箱9上下移动时的位移更加精准，位移监控的数据更加准确。

本发明使用时，船舶靠近靠船墩32，船员用缆绳将船舶固定在靠船墩32上，扫描电缆绞车或电缆箱9的二维码，根据不同水位的船舶所在的位置，直接在手机上操作将电缆箱9升降至对应船舶的位置，打开供电系统，船员只需将插头插在插座11上即可使用。长期停泊后当水位下降时，船员在手机上进行操作，电缆箱9依靠自身重力下降，磁滞式联轴器16可以控制向下移动的电缆5匀速移动；当水位上升时，启动电机17，电机17通过磁感应传输动力，带动减速机19转动，减速机19带动卷线盘2旋转收取电缆5，电缆箱9上升。船舶离开靠船墩32时，电缆绞车将电缆5整齐的收储在电缆绞车上备用。本发明的电缆绞车、电缆箱9结构简单，体积小巧，适合应用于空间有限的场合，本发明巧妙地利用靠船墩32的侧面设置导向机构，将电缆箱9通过导轮滑动设置在导向机构上，以适合不同水位的船舶供电使用，最大限度发挥空间利用率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。例如，本发明也可以不设置在靠船墩32上，也可以设置在海港码头等其他需要供电的建筑物上，电缆绞车固定在码头靠近海边一侧，对应的在出缆口一侧的码头上竖直设置导向机构，电缆箱9通过导轮可滑动的设置在导向机构上，同样可以实现海港船舶的供电。内部导轮37和外部导轮36也不一定要是用Z字形的支架固定，只要使外部导轮36抵在工字型导轨的中间平面，内部导轮37抵在导轨的内端面22，内部导轮37和外部导轮36为正交设置即可，使用其他固定方式同样可以实现平稳滑动的效果。或者用导柱导套结构亦可。

Claims (10)

1.一种靠船墩供电系统，其特征在于：在靠船墩（32）上部安装电缆绞车，靠船墩（32）侧部竖直设置有导向机构，电缆（5）卷绕在电缆绞车的卷线盘（2）上，一端与岸电连通，另一端连接装有插座（11）的电缆箱（9），电缆箱（9）可沿导向机构升降。

2.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：所述导向机构包括横截面为工字型的导轨，电缆箱（9）通过正交设置的内部导轮（37）与外部导轮（36）分别抵在工字型导轨的内端面（22）与中间平面（24）上。

3.按照权利要求2所述的靠船墩供电系统，其特征在于：所述导轨包括平行的第一导轨（34）与第二导轨（35），固定在固定架（33）的两端；电缆箱（9）在两导轨之间升降，在电缆箱（9）相对面壳体上对称设置若干导轮支架（38），优选为上下左右四组；导轮支架（38）内部和外部分别设置内部导轮（37）和外部导轮（36），内部导轮（37）和外部导轮（36）轮轴线正交；每个导轮支架（38）包括对称设置的两个Z字形支架，Z字形支架的一条翻边固定在电缆箱（9）上，外部导轮（36）设置在另一条翻边外部。

4.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：在电缆绞车的电机（17）与减速机（19）之间设置磁滞式联轴器（16）。

5.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：在电缆绞车的电机（17）的电机轴（39）上设置刹车装置（18）。

6.按照权利要求5所述的靠船墩供电系统，其特征在于：所述刹车装置（18）的电磁刹车（29）固定在电机轴（39）末端，电磁刹车（29）和电机（17）之间设置刹车摩擦片（30）；所述编码器（27）通过联轴器（28）与电机轴（39）连接；在所述编码器（27）上方设置风扇（26），在风扇（26）上方设置帽盖（25）。

7.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：所述电缆绞车的卷线盘（2）的中轴上还设置有凸轮限位（21）。

8.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：在电缆绞车与电缆箱（9）之间设置导缆机构，电缆（5）从卷线盘（2）绕出后经过导缆架（8）的导向轮（12）连接至电缆箱（9）。

9.按照权利要求8所述的靠船墩供电系统，其特征在于：所述导缆架（8）为悬臂结构的两块侧板，两块侧板之间平行间隔设置若干滚筒（13），导缆架（8）内端通过连接杆（14）铰接在导缆架底座（7）上，外端与滚筒（13）平行设置有两排导向轮（12），两排导向轮（12）上相互对应设置若干作为电缆通道的凹部,经过导向轮（12）导出后连接至电缆箱（9）的电缆（5）与导向机构的导轨基本平行。

10.按照权利要求1所述的靠船墩供电系统，其特征在于：电缆箱（9）内设置与电缆（5）连接的铜排，与电缆箱（9）接触部的电缆（5）外周设置钢丝护套，电缆箱（9）底部设置有浮力托盘。

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