CN114867240B - 一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及筒型基础操作技术领域，具体为一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统，包括机箱、触摸屏、集成电路板和指示灯，所述触摸屏和指示灯皆内嵌于机箱的前端外表面，所述集成电路板固定安装于机箱的内部，其特征在于：所述机箱的后端外表面装配有衔接件，且所述机箱的后端通过衔接件连接有子控制系统集成箱，所述子控制系统集成箱的背离机箱的一端对接有筒形基础对接端子箱，所述筒形基础对接端子箱包括对接箱和端子安装箱，本发明采用可视化模拟操作，降低操作难度，利于对子控制系统进行快速回收使用。
Description
技术领域
本发明涉及筒型基础操作技术领域，具体为一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统。
背景技术
负压沉贯无线控制系统作为海上风机的一种下沉技术被广泛使用，其在地基土中安装主要分为几个步骤：排气下沉、排水下沉、沉放系统、负压加固，筒型基础在沉贯过程中往往需要控制水泵、阀门的开合，并实时监测流量、倾角、各仓压力，确保基础沉放水平度满足设计要求。
对此，中国专利公开号：CN107268649A，公开了一种提高筒型基础的浮运水封与负压下沉稳定性的装置，用于海上风电基础结构辅助施工，包括筒型基础、顶盖锚固块、锚绳、铅锤重块、渗水隔层，筒型基础中部为圆形仓体，周边辐射状分布若干分仓板形成类梯形仓体，顶盖锚固块位于筒型基础顶盖的下侧，下部连接一条锚绳，锚绳的下端连接铅锤重块，铅锤重块上附渗水隔层，本发明有效增强了筒型基础受风浪摇摆下的水体阻抗，迫使筒型基础在晃动时筒内气体不能快速与外界水体交换，保证筒型基础浮运过程中的气密性，增强了浮运水封的稳定性，确保了筒型基础浮运过程中的安全性能；此外，该装置结构简单，设计、制作与安装十分方便，且造价低廉，实用性强。
然而上述装置在用于海上风电基础结构辅助施工时，还存在一些问题，首先上述装置在控制筒型基础的沉贯作业结束后，很难对筒型基础上子控制系统进行回收，特别是用于无线控制筒型基础内的阀门、水泵工作的装置很难被进行拆卸回收，易造成设备的浪费，其次上述装置中的筒型基础在下城过程中需要多个水泵以及阀门等设备进行配合作业，如果此时水泵、阀门等设备出现故障，通过上述装置是无法及时了解并处理这些故障的，仅能通过简易指示灯提醒，无法可视化展示并操作，易造成筒型基础的沉放不稳，因此亟需设计一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统，以解决上述背景技术中提出的子控制系统不便回收循环使用，无法可视化展示并操作的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，包括机箱、触摸屏、集成电路板和指示灯，所述触摸屏和指示灯皆内嵌于机箱的前端外表面，所述集成电路板固定安装于机箱的内部，其特征在于：所述机箱的后端外表面装配有衔接件，且所述机箱的后端通过衔接件连接有子控制系统集成箱，所述子控制系统集成箱的背离机箱的一端对接有筒形基础对接端子箱，所述筒形基础对接端子箱包括对接箱和端子安装箱，所述对接箱与端子安装箱的外周皆固定有矩形法兰，且所述对接箱与端子安装箱通过矩形法兰相连，所述对接箱的内部均匀固定有密封罩，所述端子安装箱背离对接箱的一端均匀分布有自动密封组件，且所述自动密封组件与密封罩一一对应。
优选的，所述集成电路板上集成有PLC控制模块、无线通讯模块A以及数据库，所述PLC控制模块输入端通过导线与触摸屏的输出端电性连接，数据库内存储有阀门控制图标，阀门控制图标呈环状均匀排布。
优选的，所述子控制系统集成箱内固定有无线通讯模块B及多个阀门驱动器和离心泵驱动器，无线通讯模块B通过导线连接有筒形基础下沉执行系统和倾角计算数据系统。
优选的，所述密封罩包括工形连接环和锥形密封套，所述对接箱与端子安装箱相连的一侧敞口设置，所述对接箱背离端子安装箱的一端内壁上均匀开设有与密封罩相对应的通孔，所述工形连接环的前后皆覆盖在通孔的外侧，所述锥形密封套的内腔与工形连接环连通，所述锥形密封套为橡胶材质。
优选的，所述端子安装箱背离密封罩的一端外表面均匀开设有与自动密封组件相对应的端子插口，所述自动密封组件设置于端子插口内，所述自动密封组件包括封闭端子插口的封堵块，且所述封堵块呈对开门设计，所述封堵块背离子控制系统集成箱的一侧固定有连接块，所述连接块背离封堵块的一端通过转轴连接有固定块，所述固定块固定在端子安装箱上，端子插口的内壁上内嵌有密封套，所述密封套为橡胶材质，且所述密封套与封堵块相抵。
优选的，所述连接块与固定块相连的转轴上套接有扭簧，扭簧的一端与转轴固定连接，扭簧的另一端与连接块固定连接。
优选的，所述子控制系统集成箱背离端子安装箱的一端外表面内嵌有蛇形天线，所述蛇形天线与无线通讯模块B电连接，所述子控制系统集成箱背离蛇形天线的一端均匀固定有与自动密封组件相对应的母端子插头，所述子控制系统集成箱通过法兰与端子安装箱相连，且所述子控制系统集成箱与端子安装箱相对的一端内嵌有密封圈。
优选的，衔接件有磁铁和吸附铁皮组成，吸附贴片内嵌在子控制系统集成箱上，磁铁内嵌固定在机箱的后端外表面上，且磁铁的外侧包裹有屏蔽罩。
一种筒型基础可视化无线沉贯操作系统，筒形基础下沉执行系统由分别控制筒形基础内九个舱门开合的九个舱门控制阀门、流量传感器和压力传感器，每个控制阀门与筒形基础下沉仓相连的管道上皆对应安装流量传感器和压力传感器。
优选的，倾角计算数据系统由X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B组成，X轴水平传感器A和X轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部东西两侧，Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部南北两侧，X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B皆通过导线与无线通讯模块B电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统采用可视化模拟操作，降低操作难度，利于对子控制系统进行快速回收使用。
(1)通过设置有筒形基础对接端子箱与筒形基础快速对接，并且在端子安装箱上的端子插口内均装配有自动密封组件，并将子回收控制系统集成在子控制系统集成箱内，通过在子控制系统集成箱上安装有母端子插头，因此筒形基础内的离心泵及阀门可与筒形基础对接端子箱相连，无线控制时子控制系统集成箱可直接与筒形基础对接端子箱对接，而拆除子控制系统集成箱后，指示灯可自动复位封闭端子插口，子控制系统集成箱可通过衔接件与机箱对接去下一个筒形基础处安装施工；
(2)通过内集成电路板内集成有数据库，数据库内有模拟操作UI，将各个阀门控制图标呈环状均匀排布，模拟真实筒型基础内的下沉仓位置，达到采用可视化模拟操作，降低操作难度的效果。
附图说明
图1为本发明的结构整体示意图；
图2为本发明的结构爆炸示意图；
图3为本发明的结构图2中自动密封组件的结构侧视剖视示意图；
图4为本发明的结构图2中密封罩的结构整体示意图；
图5为本发明的整体系统框图；
图6为本发明图5中筒形基础下沉执行系统框图；
图7为本发明图5中倾角计算数据系统的系统框图。
图中：1、机箱；2、触摸屏；3、集成电路板；4、指示灯；5、子控制系统集成箱；6、筒形基础对接端子箱；61、对接箱；62、密封罩；621、工形连接环；622、锥形密封套；63、端子安装箱；64、自动密封组件；641、封堵块；642、连接块；643、固定块；644、密封套；7、蛇形天线。
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做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。
请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：
一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，包括机箱1、触摸屏2、集成电路板3和指示灯4，触摸屏2和指示灯4皆内嵌于机箱1的前端外表面，集成电路板3固定安装于机箱1的内部，集成电路板3上集成有PLC控制模块、无线通讯模块A以及数据库，PLC控制模块输入端通过导线与触摸屏2的输出端电性连接，数据库内存储有阀门控制图标，阀门控制图标呈环状均匀排布，模拟出筒形基础的实际下沉仓位置，更加利于操作，通过触摸屏2可执行操作PLC控制模块，PLC控制模块将操作指令通过无线通讯模块A向外部无线发送。
机箱1的后端外表面装配有衔接件，且机箱1的后端通过衔接件连接有子控制系统集成箱5，子控制系统集成箱5内固定有无线通讯模块B及多个阀门驱动器和离心泵驱动器，每个阀门驱动器对应一个阀门，无线通讯模块B通过导线连接有筒形基础下沉执行系统和倾角计算数据系统，无线通讯模块B用来接收无线通讯模块A所发送的指令并向无线通讯模块A反馈数据。
子控制系统集成箱5背离端子安装箱63的一端外表面内嵌有蛇形天线7，蛇形天线7与无线通讯模块B电连接，增加信号接收面积，子控制系统集成箱5通过法兰与端子安装箱63相连，且子控制系统集成箱5与端子安装箱63相对的一端内嵌有密封圈，提高子控制系统集成箱5与端子安装箱63连接处的密封性。
子控制系统集成箱5的背离机箱1的一端对接有筒形基础对接端子箱6，筒形基础对接端子箱6包括对接箱61和端子安装箱63，对接箱61与端子安装箱63的外周皆固定有矩形法兰，且对接箱61与端子安装箱63通过矩形法兰相连，方便对接箱61与端子安装箱63之间的衔接以及电缆的连接，并保证其密封性，对接箱61的内部均匀固定有密封罩62，密封罩62包括工形连接环621和锥形密封套622，对接箱61与端子安装箱63相连的一侧敞口设置，对接箱61背离端子安装箱63的一端内壁上均匀开设有与密封罩62相对应的通孔，工形连接环621的前后皆覆盖在通孔的外侧，形成双面密封，锥形密封套622的内腔与工形连接环621连通，锥形密封套622为橡胶材质，保证电缆穿入对接箱61内与对接箱61之间的密封性。
端子安装箱63背离对接箱61的一端均匀分布有自动密封组件64，且自动密封组件64与密封罩62一一对应，使电缆上相应端子可固定在自动密封组件64的后方。
进一步的，端子安装箱63背离密封罩62的一端外表面均匀开设有与自动密封组件64相对应的端子插口，自动密封组件64设置于端子插口内，自动密封组件64包括封闭端子插口的封堵块641，且封堵块641呈对开门设计，封堵块641背离子控制系统集成箱5的一侧固定有连接块642，连接块642背离封堵块641的一端通过转轴连接有固定块643，固定块643固定在端子安装箱63上，端子插口的内壁上内嵌有密封套644，密封套644为橡胶材质，且密封套644与封堵块641相抵，提高封堵块641与端子插口之间密封性，连接块642与固定块643相连的转轴上套接有扭簧，扭簧的一端与转轴固定连接，扭簧的另一端与连接块642固定连接，子控制系统集成箱5背离蛇形天线7的一端均匀固定有与自动密封组件64相对应的母端子插头，母端子插头插入端子插口内后，可直接与电缆上相应端子对接，当母端子插头抽出后，封堵块641在扭簧弹力的作用下，可直接带动封堵块641复位封堵端子插口，保证子控制系统集成箱5回收后，筒形基础对接端子箱6可正常密封工作。
进一步，衔接件有磁铁和吸附铁皮组成，吸附贴片内嵌在子控制系统集成箱5上，磁铁内嵌固定在机箱1的后端外表面上，使子控制系统集成箱5可通过磁铁与吸附铁皮的相连而与机箱1相连，衔接方便，且磁铁的外侧包裹有屏蔽罩，用来屏蔽磁铁对机箱1内电子元件的信号干扰。
一种筒型基础可视化无线沉贯操作系统，筒形基础下沉执行系统由分别控制筒形基础内九个舱门开合的九个舱门控制阀门、流量传感器和压力传感器，每个控制阀门与筒形基础下沉仓相连的管道上皆对应安装流量传感器和压力传感器，通过流量传感器和压力传感器可检测每个下沉仓对应管道内的流量及水压情况，根据舱门控制阀门的开启大小，可模拟处流量与水压的正常数据，一旦管道内的流量及水压情况与模拟正常数据偏差过大，则代表此舱门控制阀门发生故障。
倾角计算数据系统由X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B组成，X轴水平传感器A和X轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部东西两侧，Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部南北两侧，X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B皆通过导线与无线通讯模块B电性连接，通过X轴和Y轴上的X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B传输的水平数据，可计算出筒形基础的倾斜角度，从而对应调整相应位置下沉仓的舱门控制阀门开启大小，保证筒形基础得以平稳下沉。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，包括机箱(1)、触摸屏(2)、集成电路板(3)和指示灯(4)，所述触摸屏(2)和指示灯(4)皆内嵌于机箱(1)的前端外表面，所述集成电路板(3)固定安装于机箱(1)的内部，其特征在于：所述机箱(1)的后端外表面装配有衔接件，且所述机箱(1)的后端通过衔接件连接有子控制系统集成箱(5)，所述子控制系统集成箱(5)的背离机箱(1)的一端对接有筒形基础对接端子箱(6)，所述筒形基础对接端子箱(6)包括对接箱(61)和端子安装箱(63)，所述对接箱(61)与端子安装箱(63)的外周皆固定有矩形法兰，且所述对接箱(61)与端子安装箱(63)通过矩形法兰相连，所述对接箱(61)的内部均匀固定有密封罩(62)，所述端子安装箱(63)背离对接箱(61)的一端均匀分布有自动密封组件(64)，且所述自动密封组件(64)与密封罩(62)一一对应；
所述集成电路板(3)上集成有PLC控制模块、无线通讯模块A以及数据库，所述PLC控制模块输入端 通过导线与触摸屏(2)的输出端电性连接，数据库内存储有阀门控制图标，阀门控制图标呈环状均匀排布；
所述子控制系统集成箱(5)内固定有无线通讯模块B及多个阀门驱动器和离心泵驱动器，无线通讯模块B通过导线连接有筒形基础下沉执行系统和倾角计算数据系统。
2.根据权利要求1所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：所述密封罩(62)包括工形连接环(621)和锥形密封套(622)，所述对接箱(61)与端子安装箱(63)相连的一侧敞口设置，所述对接箱(61)背离端子安装箱(63)的一端内壁上均匀开设有与密封罩(62)相对应的通孔，所述工形连接环(621)的前后皆覆盖在通孔的外侧，所述锥形密封套(622)的内腔与工形连接环(621)连通，所述锥形密封套(622)为橡胶材质。
3.根据权利要求1所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：所述端子安装箱(63)背离密封罩(62)的一端外表面均匀开设有与自动密封组件(64)相对应的端子插口，所述自动密封组件(64)设置于端子插口内，所述自动密封组件(64)包括封闭端子插口的封堵块(641)，且所述封堵块(641)呈对开门设计，所述封堵块(641)背离子控制系统集成箱(5)的一侧固定有连接块(642)，所述连接块(642)背离封堵块(641)的一端通过转轴连接有固定块(643)，所述固定块(643)固定在端子安装箱(63)上，端子插口的内壁上内嵌有密封套(644)，所述密封套(644)为橡胶材质，且所述密封套(644)与封堵块(641)相抵。
4.根据权利要求3所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：所述连接块(642)与固定块(643)相连的转轴上套接有扭簧，扭簧的一端与转轴固定连接，扭簧的另一端与连接块(642)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：所述子控制系统集成箱(5)背离端子安装箱(63)的一端外表面内嵌有蛇形天线(7)，所述蛇形天线(7)与无线通讯模块B电连接，所述子控制系统集成箱(5)背离蛇形天线(7)的一端均匀固定有与自动密封组件(64)相对应的母端子插头，所述子控制系统集成箱(5)通过法兰与端子安装箱(63)相连，且所述子控制系统集成箱(5)与端子安装箱(63)相对的一端内嵌有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：衔接件有磁铁和吸附铁皮组成，吸附贴片内嵌在子控制系统集成箱(5)上，磁铁内嵌固定在机箱(1)的后端外表面上，且磁铁的外侧包裹有屏蔽罩。
7.一种筒型基础可视化无线沉贯操作系统，根据权利要求1-6任一项所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置，其特征在于：筒形基础下沉执行系统由分别控制筒形基础内九个舱门开合的九个舱门控制阀门、流量传感器和压力传感器，每个控制阀门与筒形基础下沉仓相连的管道上皆对应安装流量传感器和压力传感器。
8.根据权利要求7所述的一种筒型基础可视化无线沉贯操作系统，其特征在于：倾角计算数据系统由X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B组成，X轴水平传感器A和X轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部东西两侧，Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B分别装在筒型基础的顶部南北两侧，X轴水平传感器A、X轴水平传感器B、Y轴水平传感器A和Y轴水平传感器B皆通过导线与无线通讯模块B电性连接。
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| CN202210669836.5A CN114867240B (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | 一种筒型基础可视化无线沉贯操作装置及系统 |
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2022
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