CN117292877A - 一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，涉及海上海洋调查领域，包括：定子，定子的外形为不对称的流线型，转子与定子转动连接，转子能够与铠装电缆的尾端硬性连接并带有配重；定子尾翼与定子固定连接。通过定子和转子构成铠装电缆卸力装置，通过定子尾翼使得铠装电缆卸力过程中定子始终维持在一个相对稳定的姿态，避免海流对铠装电缆卸力产生阻碍或带动转子旋转导致铠装电缆扭伤和折断；在铠装电缆卸力过程中，转子在定子提供的没有外界外力因素影响的环境下，可以通过旋转把铠装电缆上存储的扭力卸掉，使其恢复至安全可用状态；同时还可以测量和记录转子旋转的角度和速度，进而准确的评估铠装电缆的初始扭力状态。
Description
技术领域
本发明涉及海上海洋调查领域，特别是涉及一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置。
背景技术
铠装电缆作为直读式海洋调查仪器设备的通讯缆，不仅可以满足设备承重的需求，还肩负着实时通信和传输数据的任务。目前，由于对现场数据的实时获取和海底可视化的迫切需求，使得铠装电缆已经成为海洋调查船的标配设备。铠装电缆在使用过程中需要时刻保持通讯，与末端设备只能采取直连的方式进行硬性连接。这种连接方式在长时间、大深度的海域使用时，由于设备在水下转动使得缆绳储存的扭力无法释放，当扭力累积到一定程度就会损伤钢缆，特别是在海上遇到高海况时，船舶的摇摆和波浪顶托引起的颠簸会使得这种内部存有扭力的缆绳打结，严重时会造成缆绳断裂从而导致设备丢失、铠装电缆剪切或换新。另外，有些铠装电缆受捻结方法、材料和加工工艺等因素影响，在出厂时就会自带扭力，这种状态下缆绳松弛就会自动拧成麻花状从而造成钢缆损伤，进一步提高了铠装电缆使用时的风险性。因此，对铠装电缆在使用前进行扭力评估，在评估的过程中了解掌握铠装电缆的初始扭力状态并对及时卸掉内部扭力对海洋调查顺利执行、海洋仪器设备的安全性和节约海洋调查的成本至关重要。
传统的卸力方法是在铠装电缆末端系一重块，重块与缆绳末端加装机械转换。这种方法在稳定的浅水和海流速度较小的海域可以达到缆绳的卸力要求，但是在深水或者流速较大的海域无法达到要求，原因是高速流动的海流会阻碍铠装电缆卸力，甚至会导致定子旋转进一步增大铠装电缆的扭力造成风险，缆绳扭伤和折断等意外事故时有发生，而且传统的方法也无法实现对缆绳初始扭力状态的定量评估。
有鉴于此，如何提供一种可以对铠装电缆在使用前进行扭力评估，在评估的过程中了解掌握铠装电缆的初始扭力状态并对及时卸掉内部扭力的装置，是本领域人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，以解决现有技术存在的问题，可实现对铠装电缆在使用前进行扭力评估，在评估的过程中了解掌握铠装电缆的初始扭力状态并对及时卸掉内部扭力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，包括：
定子；
转子，所述转子具有舱室，所述舱室内部设置有配重件，所述转子转动设置于所述定子上，所述转子能够与铠装电缆的尾端硬性连接；
定子尾翼，所述定子尾翼与所述定子固定连接，当所述定子位于海水中时，所述定子尾翼朝向海流方向。
进一步的，所述定子和所述转子的接触面设置有光滑垫片，所述光滑垫片上涂抹油脂。
进一步的，所述定子包括：定子外壳，所述定子外壳有两个，两个所述定子外壳通过固定螺栓固定连接形成密封的流线型的外表面，所述定子尾翼密封夹持在两个所述定子外壳之间。
进一步的，所述定子外壳的重力和在水下的浮力相等。
进一步的，所述转子的总体重量为0.5吨。
进一步的，还包括吊具，所述吊具一端与所述转子的中部固定连接，另一端能够与所述铠装电缆的尾端硬性连接。
进一步的，还包括：
速度传感器，所述速度传感器设置于所述转子上表面；
计数器，所述计数器在所述定子上表面均匀间隔设置有六个感应点；所述速度传感器和所述计数器测得的数据通过内部电路存储在内部存储单元，所述内部电路设置在所述转子的舱室内部；
磁罗盘，所述磁罗盘设置在所述转子的舱室内部，所述磁罗盘测得的数据储存在所述舱室内部的储存块中；
数据接口，所述速度传感器、所述计数器和所述磁罗盘由内部电路整合后通过数据接口与铠装电缆电连接。
本发明公开了以下技术效果：
1.本申请通过定子和转子构成铠装电缆卸力装置，转子与定子之间能够自由旋转，定子与定子尾翼相连接，通过定子尾翼使得铠装电缆卸力过程中定子始终维持在一个相对稳定的姿态，避免深海海流或高速海流对铠装电缆卸力产生阻碍或带动定子旋转导致铠装电缆扭伤和折断。
2.定子和转子的接触面设置有光滑垫片，光滑垫片上涂抹油脂，转子和定子之间的旋转阻力极小可以忽略不计，能够有效提高铠装电缆卸力效果和卸力效率。
3.转子上设置有速度传感器，定子上设置有计数器，通过两者之间的相对旋转能够测量出转子旋转的角度和速度，测量数据可以储存在储存电路中的内部存储单元，也可以采用直连的方式通过数据接口和铠装电缆连接终端，通过卸力过程中测量到的转子旋转角度和速度，同时内部磁罗盘同步测量转子旋转的角度和速度，通过这两套数据综合分析能够准确的评估铠装电缆的初始扭力状态。
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为本发明正视图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明内部结构剖视图（速度传感器未示出）；
图4为使用状态示意图；
其中，1、转子；2、定子；3、定子尾翼；4、固定螺栓；5、速度传感器；6、计数器；7、数据接口；8、吊具；9、内部电路；10、配重件。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-图4，本发明提供一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，包括：定子2；转子1，转子1具有舱室，舱室内部设置有配重，转子1转动设置于定子2上，转子1能够与铠装电缆的尾端硬性连接；定子尾翼3，定子尾翼3与定子2固定连接，当定子2位于海水中时，定子尾翼3朝向海流方向。
在本实施例中，定子2和转子1的接触面设置有光滑垫片，光滑垫片上涂抹油脂减小摩擦。转子1采用钛合金制成，可承受水深10000米处的压力。
如图2和图3所示，定子2包括：定子外壳，定子外壳有两半，其目的在于设备使用后对定子进行拆解，方便设备日常储存。两个定子外壳通过固定螺栓4固定连接形成密封的流线型的外表面（本实施例具体为左宽右窄的类水滴形，在其他的一些实施例中可以设计为不对称的流线型），定子尾翼3密封夹持在两个定子外壳之间并位于较窄的一端，配重件10设置于定子外壳内并位于定子外壳的底部，定子外壳采用复合耐压浮力材料。
在本实施例中，定子外壳的重力和在水下的浮力相等。转子的总体重量为0.5吨，可根据不同铠装缆的负重指标通过调节配重件10的重量进行调节。
如图1和图3所示，还包括吊具8，吊具8一端与转子1的中部固定连接，另一端能够与铠装电缆的尾端硬性连接。还包括速度传感器5，速度传感器5设置于转子1上表面；计数器6，计数器6在定子2上表面均匀间隔设置有六个感应点；速度传感器5和计数器6测得的数据通过内部电路9存储在内部存储单元，内部电路9设置在转子1的舱室内部；磁罗盘，磁罗盘设置在转子1的舱室内部，磁罗盘测得的数据储存在舱室内部的储存块中；数据接口7，速度传感器5、计数器6和磁罗盘由内部电路9整合后通过数据接口7与铠装电缆电连接
速度传感器5与计数器6配合使用，共同测得转子1的转速和转角，磁罗盘能够独立测得转子1的转速和转角，两者互为备份，并可以通过对比测得的数据判断数据的准确性。此外，数据接口7平常是盲死状态，有两个作用，一、如果设备作为自容式工作方式，可以对数据接口7进行参数设置，使其回收和后读取内部存储单元和磁罗盘的转速、转角数据；二、如果作为直读式工作方式，可以通过测试的铠装电缆与之连接，实时读取速度传感器5、计数器6和磁罗盘的转速、转角数据。
具体工作过程如下：
将转子1通过吊具8与铠装电缆的尾端硬性连接，通过船上绞车和A架等设备将铠装电缆扭力评估与卸力装置按海洋调查的常规作业方法缓慢放入海中，装置入水后缆绳的下放速度控制在1m/s，根据海域水深和需要评估的缆绳长度确认下放的缆绳长度。
装置入水后，定子2和定子尾翼3受海流影响会产生旋转，直至定子尾翼3朝向海流方向，此时定子2和定子尾翼3整体的状态接近于一条鱼沿着海流方向游动但定子2是不动的，能够避免与其转动连接的动子1受海流影响不断旋转。
在装置下放和回收的过程中，铠装电缆的扭力通过转子1相对于定子2自由旋转平稳卸力，速度传感器5和计数器6能够记录上述过程中转子1的旋转速度和旋转角度。一次下放和回收即可实现铠装电缆扭力卸力以及初始状态的扭力评估工作。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，包括：
定子（2）；
转子（1），所述转子（1）具有舱室，所述舱室内部设置有配重件（10），所述转子（1）转动设置于所述定子（2）上，所述转子（1）能够与铠装电缆的尾端硬性连接；
定子尾翼（3），所述定子尾翼（3）与所述定子（2）固定连接，当所述定子（2）位于海水中时，所述定子尾翼（3）朝向海流方向。
2.根据权利要求1所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，所述定子（2）和所述转子（1）的接触面设置有光滑垫片，所述光滑垫片上涂抹油脂。
3.根据权利要求1所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，所述定子（2）包括：定子外壳，所述定子外壳有两个，两个所述定子外壳通过固定螺栓（4）固定连接形成密封的流线型的外表面，所述定子尾翼（3）密封夹持在两个所述定子外壳之间。
4.根据权利要求3所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，所述定子外壳的重力和在水下的浮力相等。
5.根据权利要求4所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，所述转子（1）的总体重量为0.5吨。
6.根据权利要求1所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，还包括吊具（8），所述吊具（8）一端与所述转子（1）的中部固定连接，另一端能够与所述铠装电缆的尾端硬性连接。
7.根据权利要求1所述的一种科考船绞车专用铠装电缆扭力评估与卸力装置，其特征在于，还包括：
速度传感器（5），所述速度传感器（5）设置于所述转子（1）上表面；
计数器（6），所述计数器（6）在所述定子（2）上表面均匀间隔设置有六个感应点；所述速度传感器（5）和所述计数器（6）测得的数据通过内部电路（9）存储在内部存储单元，所述内部电路（9）设置在所述转子（1）的舱室内部；
磁罗盘，所述磁罗盘设置在所述转子（1）的舱室内部，所述磁罗盘测得的数据储存在所述舱室内部的储存块中；
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