CN114243579B - 一种海底电缆埋设犁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海底电缆埋设犁，涉及海底铺设电缆领域，采用的方案是：包括犁体和支撑架，犁体上端与支撑架铰接，犁体的上端连接调整液压缸的活塞杆，调整液压缸的缸体固定在支撑架上，犁体的下部设置有犁刀，犁刀为中空结构，犁体的内部设置有容纳腔，容纳腔顶部固定有增深液压缸，增深液压缸的活塞杆连接有增深犁体，增深犁体的下部设置有增深犁刀，当增深液压缸的处于零位时，增深犁刀位于犁刀的内部；在支撑架上设置有坡度传感器；当控制装置通过坡度传感器信号判断出支撑架位于沙波波峰位置时，控制装置控制增深液压缸伸长设定距离。本发明能够增加犁体的开槽深度，解决在沙波区从波峰至波谷埋线深度不达标造成电缆易裸露的问题。

Description

一种海底电缆埋设犁

技术领域

本发明涉及海底铺设电缆技术领域，尤其涉及一种海底电缆埋设犁。

背景技术

随着经济的发展，信息化的进程也在不断加快，发展国际通信又是各国信息化进程中的重点。由于海底光缆具有延时小、容量大、传输质量高和适于高速宽带业务传输等特点，使得海底光缆在各种远程通信工具中脱颖而出，并成为最主要的远程信息传递方式。海缆敷设在海底，故海缆的安全性与海底形态特征密切相关。海底形态的变化对海缆敷设和海缆寿命均有较大的影响。在诸多海底形态中，沙波是影响海缆敷设和安全的主要海床形态因素，沙波区意味着海底地势存在高低起伏，沙波的存在形态往往造成埋设的海缆外露和悬空，影响海缆的安全和寿命。

海缆在海底埋设时，需要海缆船牵引埋设犁犁开海底土进行埋设作业，如果海底平坦，海缆船匀速牵引埋设犁作业，海缆船的牵引力比较稳定。当前，海缆的埋设设计深度通常为1.5 ～ 3.0 m ，在沙波区进行埋设时，很难达到海缆的设计埋深。尤其在沙波波长是埋设犁长度几倍或相近的沙波区；因为海缆的埋设深度由埋设犁的重量控制，受到犁体倾斜角度的影响。如图1电缆在沙波区铺设过程所示，海缆铺设装置在爬坡时，埋设深度基本保持不变；当海缆铺设装置过沙波的波峰，向两波峰间的波谷运动时，埋设犁的后部(海缆离开埋设犁的位置)因为海缆船牵引力F的作用将抬起：海缆的埋设深度会大大地减小，海缆易于被从海底土中拉出，使海缆出露海底，从而造成海缆的磨损、腐蚀，乃至被船锚或捕捞渔具挂断破坏，威胁海缆的安全，缩短海缆的寿命。

因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种海底电缆埋设犁是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种海底电缆埋设犁，能够增加犁体的开槽深度，解决在沙波区从波峰至波谷埋线深度不达标造成电缆易裸露的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种海底电缆埋设犁，包括犁体和支撑架，所述犁体上端与所述支撑架铰接，所述犁体的上端连接调整液压缸的活塞杆，所述调整液压缸的缸体固定在所述支撑架上，所述犁体的下部设置有犁刀，所述犁刀为中空结构，所述犁体的内部设置有容纳腔，所述容纳腔顶部固定有增深液压缸，所述增深液压缸的活塞杆连接有增深犁体，所述增深犁体的下部设置有增深犁刀，当所述增深液压缸的处于零位时，所述增深犁刀位于所述犁刀的内部；在所述支撑架上设置有坡度传感器；当控制装置通过坡度传感器判断出所述支撑架位于沙波波峰位置时，所述控制装置控制所述增深液压缸伸长设定距离。能够防止铺设装置从波峰到波谷时受到海缆船的牵引力提升作用导致埋设深度不达标的问题。

进一步的，所述容纳腔前部设置有导槽，所述导槽与导轨配合，所述导轨位于所述增深犁体的前部。能够保证增深犁体抵抗海水的阻力平稳伸出。

进一步的，所述犁体上设置有电缆输送槽一，所述电缆输送槽一沿所述犁体的长度方向设置，且所述电缆输送槽一与所述犁刀相对设置，所述增深犁体的一侧设置有电缆输送槽二，所述电缆输送槽二沿所述增深犁体的长度方向设置，且所述电缆输送槽二与所述增深犁刀相对设置，当所述增深犁体伸出所述容纳腔时，所述电缆输送槽一与所述电缆输送槽二叠接。能够增加在埋设时防止电缆受力左右偏移增加对电缆的支撑防止损伤电缆。

进一步的，还包括压缆装置，所述压缆装置能够伸缩，所述压缆装置上设置有雷达，所述雷达用于探测挖设的沟槽槽底的位置，所述雷达和所述压缆装置均与所述控制装置电连接。能够根据沟槽槽底位置调整压缆装置伸出长度，实现压缆装置与增深犁体的配合，保证在多种沟槽深度下具有较好的压缆效果。

进一步的，所述压缆装置包括压缆液压缸，所述压缆液压缸的缸体与所述支撑架连接，所述压缆液压缸的活塞杆上设置有压缆滚筒，所述压缆液压缸与所述控制装置电连接。能够减少在埋设时对电缆的摩擦防止磨损。

进一步的，所述压缆装置还包括角度调整液压缸，所述角度调整液压缸的缸体与所述支撑架连接，所述角度调整液压缸的活塞杆与所述压缆液压缸的缸体连接，所述压缆液压缸的缸体与所述支撑架铰连接，所述角度调整液压缸与所述控制装置电连接。能够根据需要调整压缆装置的倾斜角度，保证在各种地形下均具有较好的压缆效果。

进一步的，还包括填埋板，所述填埋板上部与所述支撑架的后部连接。能够实现压缆后掩埋泥土，保证铺设效果。

进一步的，所述填埋板上部与所述支撑架铰接，且所述填埋板与填埋液压缸的活塞杆端部铰接，所述填埋液压缸的缸体与所述支撑架连接，所述填埋液压缸与所述控制装置电连接。能够根据需要调整填埋板的倾斜角度，在多种地形下均具有较好的填埋效果。

进一步的，所述填埋板的两侧设置有副填埋板，所述副填埋板向所述支撑架的斜前方向延伸。能够保证更好的填埋效果。

进一步的，所述支撑架的四角还分别设有支腿。能够使本发明平稳的在海底进行铺设工作。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种海底电缆埋设犁，通过增深犁体、增深液压缸、坡度传感器的配合，能够防止铺设装置在下坡时受到海缆船的牵引力导致电缆埋设不达标甚至被拉出；通过导轨和导槽的配合保证增深犁体平稳伸出不卡顿；通过电缆输送槽一、电缆输送槽二及压缆装置的配合，能够减少埋设时对电缆的损伤且保证较好的压缆效果；通过填埋板保证埋填埋效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为电缆在沙波区铺设过程。

图2为本发明具体实施方式中的增深液压缸收缩状态的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式中的增深液压缸工作状态的结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中的犁体的结构示意图。

图5为本发明具体实施方式中的犁体的结构示意图。

图中，1、犁体，2、支撑架，3、坡度传感器，4、填埋板，5、角度调节液压缸，6、支腿，7、调整液压缸，8、压缆液压缸，12、控制装置，13、犁刀，14、容纳腔，15、增深液压缸，16、增深犁体，17、增深犁刀，19、导轨，20、电缆输送槽一，21、电缆输送槽二，22、导槽，23、填埋液压缸，24、副填埋板，25、雷达，26、压缆滚筒。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图2至图5所示，本发明提供了一种海底电缆埋设犁，包括犁体1、支撑架2、控制装置12、坡度传感器3、调整液压缸7、压缆装置、填埋板4、填埋液压缸23和支腿6；支腿6位于支撑架2的四角处，支撑架2的前端设置有控制装置12和坡度传感器3，坡度传感器3能够检测和向控制装置12传输支撑架2的倾斜角度；支撑架2与犁体1的上端铰接，犁体1和调整液压缸7的活塞杆连接，调整液压缸7的缸体水平固定在支撑架2上，调整液压缸7能够调整犁体1的工作角度和支撑犁体1开沟槽；犁体1的下部设置有犁刀13，犁刀13为中空结构，犁体1上设置有电缆输送槽一20，电缆输送槽一20沿犁体1的长度方向设置，且电缆输送槽一20与犁刀13相对设置，犁体1的内部设置有容纳腔14，容纳腔14前部设置有导槽22；容纳腔14顶部固定有增深液压缸15，增深液压缸15的油路穿出犁体1的侧壁并与液压源连接，增深液压缸15的活塞杆连接有增深犁体16，增深犁体16的前端设置有导轨19，导轨19与导槽22配合，增深犁体16下部设置有增深犁刀17，增深犁体16的一侧设置有电缆输送槽二21，电缆输送槽二21沿增深犁体16的长度方向设置，且电缆输送槽二21与增深犁刀17相对设置，当增深犁体16伸出所述容纳腔14时，电缆输送槽一20与电缆输送槽二21叠接，当增深液压缸15处于零位时即活塞杆没有伸出时，增深犁刀17位于犁刀13的内部；压缆装置包括角度调节液压缸5、压缆液压缸8、连接架和压缆滚筒26，压缆液压缸8的缸体与支撑架2铰接，角度调节液压缸5位于压缆液压缸8的后方，角度调节液压缸5的缸体与支撑架2固定连接，角度调节液压缸5的活塞杆与压缆液压缸8的缸体连接，角度调节液压缸5能够调整压缆液压缸8的倾斜角度，以满足不同地形的压缆要求，压缆液压缸8的活塞杆与连接架连接，连接架与压缆滚筒26可转动连接，压缆滚筒26外圆面为内圆弧面，能够更好地与线缆贴合，连接架上设置有雷达25，雷达25用于探测犁体挖出的沟槽槽底的位置；填埋板4上部与支撑架2铰接，填埋板4与填埋液压缸23的活塞杆铰接，填埋液压缸23的缸体与支撑架2固定连接，填埋板23的左右两侧设置有副填埋板24，副填埋板24向支撑架2的斜前方向延伸；支撑架2的前端设置有控制装置12，填埋液压缸23、角度调节液压缸5、增深液压缸15、压缆液压缸8、雷达25和坡度传感器3均与控制装置12电连接。

本海底电缆埋设犁的工作过程为：

首先根据铺设路程设置增深犁体16需要伸出的补偿距离；坡度传感器3将支撑架2的倾斜角度实时传递给控制装置12，当控制装置12判断支撑架2的倾斜角度由大变小时，即判断支撑架2位于沙坡波峰位置，控制装置12控制增深液压缸15伸出，直到增深犁体16伸出长度达到补偿距离，控制装置12通过雷达25传递来的信号控制压缆液压缸8的伸长，当根据雷达25传递来的信号判断压缆滚筒26接触到海底上的电缆沟槽槽底时，压缆液压缸8停止伸长；当控制装置12判断支撑架2的倾斜角度为零时，控制装置12控制增深液压缸15缩回，增深犁刀17回位到犁刀13的内部，控制装置12控制压缆液压缸8缩回；当需要根据地形改变填埋板23、犁体16和压缆装置的角度时，通过向控制装置输入相应的调整指令，实现对填埋液压缸23、调整液压缸7及角度调节液压缸5的伸缩长度的调整，达到较好的开槽、填埋和压缆效果。

本发明的工作原理：

当支撑架行至沙波的波峰时，受到海缆船的牵引作用继续向波谷行走，此时支撑架所处的海拔开始降低，如果装置设置的开槽深度不变的话，实际有效的开槽深度会减少，达不到电缆的埋设标准；同时当从波峰向波谷前进时，已经铺设好的电缆受到支撑架的拉力作用会被提升，埋设较浅时导致裸露，进而影响电缆寿命；当支撑架行至沙波的波峰时，增加开槽深度，以抵消海拔变化导致挖槽深度减少的尺寸或者电缆被提起的深度，保证埋设深度。

从具体实施例可以看出本发明具有以下有益效果：

1、通过坡度传感器3、增深犁体16和增深液压缸15对开槽深度进行补偿，避免埋设犁受到海缆船的牵引作用有向上的位移导致开槽深度，避免线缆埋设不达标易暴露；

2、通过雷达25和压缆装置的配合，能够及时根据增深犁体16的变化改变压缆装置的深度，保证压缆效果；

3、通过导轨19和导槽22的配合保证增深犁体16平稳伸出不卡顿；

4、通过电缆输送槽一20、电缆输送槽二21及压缆装置的配合，能够减少摩擦力，减少埋设时对电缆的损伤；

5、通过填埋板4保证填埋效果。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

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 (10)

1.一种海底电缆埋设犁，其特征在于，包括犁体（1）和支撑架（2），所述犁体（1）上端与所述支撑架（2）铰接，所述犁体（1）的上端连接调整液压缸（7）的活塞杆，所述调整液压缸（7）的缸体固定在所述支撑架（2）上，所述犁体（1）的下部设置有犁刀（13），所述犁刀（13）为中空结构，所述犁体（1）的内部设置有容纳腔（14），所述容纳腔（14）顶部固定有增深液压缸（15），所述增深液压缸（15）的活塞杆连接有增深犁体（16），所述增深犁体（16）的下部设置有增深犁刀（17），当所述增深液压缸（15）的处于零位时，所述增深犁刀（17）位于所述犁刀（13）的内部；在所述支撑架（2）上设置有坡度传感器（3）；当控制装置（12）通过坡度传感器（3）判断出所述支撑架（2）位于沙波波峰位置时，所述控制装置（12）控制所述增深液压缸（15）伸长设定距离。

2.如权利要求1所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述容纳腔（14）前部设置有导槽（22），所述导槽（22）与导轨（19）配合，所述导轨（19）位于所述增深犁体（16）的前部。

3.如权利要求2所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述犁体（1）上设置有电缆输送槽一（20），所述电缆输送槽一（20）沿所述犁体（1）的长度方向设置，且所述电缆输送槽一（20）与所述犁刀（13）相对设置，所述增深犁体（16）的一侧设置有电缆输送槽二（21），所述电缆输送槽二（21）沿所述增深犁体（16）的长度方向设置，且所述电缆输送槽二（21）与所述增深犁刀（17）相对设置，当所述增深犁体（16）伸出所述容纳腔（14）时，所述电缆输送槽一（20）与所述电缆输送槽二（21）叠接。

4.如权利要求1所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，还包括压缆装置，所述压缆装置能够伸缩，所述压缆装置上设置有雷达（25），所述雷达（25）用于探测挖设的沟槽槽底的位置，所述雷达（25）与所述控制装置（12）电连接。

5.如权利要求4所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述压缆装置包括压缆液压缸（8），所述压缆液压缸（8）的缸体与所述支撑架（2）连接，所述压缆液压缸（8）的活塞杆上设置有压缆滚筒（26），所述压缆液压缸（8）与所述控制装置（12）电连接。

6.如权利要求5所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述压缆装置还包括角度调整液压缸（5），所述角度调整液压缸（5）的缸体与所述支撑架（2）连接，所述角度调整液压缸（5）的活塞杆与所述压缆液压缸（8）的缸体连接，所述压缆液压缸（8）的缸体与所述支撑架（2）铰连接，所述角度调整液压缸（5）与所述控制装置（12）电连接。

7.如权利要求1所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，还包括填埋板（4），所述填埋板（4）上部与所述支撑架（2）的后部连接。

8.如权利要求7所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述填埋板（4）上部与所述支撑架（2）铰接，且所述填埋板（4）与填埋液压缸（23）的活塞杆端部铰接，所述填埋液压缸（23）的缸体与所述支撑架（2）连接，所述填埋液压缸（23）与所述控制装置电连接。

9.如权利要求8所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述填埋板（4）的两侧设置有副填埋板（24），所述副填埋板（24）向所述支撑架（2）的斜前方向延伸。

10.如权利要求1所述的海底电缆埋设犁，其特征在于，所述支撑架（2）的四角还分别设有支腿（6）。

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