CN210577690U - 一种水下缆保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下缆保护装置，特点是包括保护装置本体，保护装置本体包括自上而下依次连接的柔性引导管、刚性定位管和柔性防弯管，柔性引导管为自上而下外径渐大的锥形管，柔性引导管的最大外径小于塔筒壁上设置的供水下缆穿入安装的安装孔的内径，刚性定位管为在各处的外径均相同的圆柱形筒管，刚性定位管的外径与柔性引导管的最大外径相等，柔性防弯管为自上而下外径渐小的锥形管，柔性防弯管的最大外径大于安装孔的内径，刚性定位管上设置有定位机构，安装完成后，柔性引导管设置在塔筒内，刚性定位管安装在安装孔内，柔性防弯管位于塔筒的外部。优点是结构简单，有效地对水下缆形成保护，确保了水下缆的使用寿命。

Description

一种水下缆保护装置

技术领域

本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种水下缆保护装置。

背景技术

随着我国对能源需求的不断增大，对海上风力发电等海洋可再生能源的开发力度也不断加强，而在海上风力发电的电力输送过程中，海底电缆等用于电力传输的水下缆得到了越来越广泛的应用。海上风力发电的电力主要来自风机上涡轮机驱动的发电机，通过海底电缆将一个或多个发电机连接在一起，并通过海底电缆将电力输送到岸上。

目前针对单桩塔筒式的海上风力发电系统，用于电力传输的水下缆的一端用于连接塔筒内的发电机，塔筒通常是嵌入在海底，通过在塔筒壁上打一个安装孔供水下缆穿入给予水下缆一定的支撑作用。上述结构中，由于水下缆主要由塔筒壁支撑，在潮汐和恶劣天气的影响下水下缆会发生运动，在运动过程中水下缆与塔筒壁接触的外壁会与安装孔之间发生摩擦，从而使得水下缆的外壁遭受到伤害，特别是安装孔的边缘容易导致水下缆发生弯曲，从而对水下缆造成损害，使得水下缆的使用寿命受到影响，进而影响海上发电系统的正常运作。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够有效地对水下缆形成保护、确保水下缆使用寿命的水下缆保护装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种水下缆保护装置，包括设置有供水下缆穿过安装的中心通孔的保护装置本体，所述的保护装置本体包括自上而下依次连接的柔性引导管、刚性定位管和柔性防弯管，所述的柔性引导管为自上而下外径渐大的锥形管，所述的柔性引导管的最大外径小于塔筒壁上设置的供水下缆穿入安装的安装孔的内径，所述的刚性定位管为在各处的外径均相同的圆柱形筒管，所述的刚性定位管的外径与所述的柔性引导管的最大外径相等，所述的柔性防弯管为自上而下外径渐小的锥形管，所述的柔性防弯管的最大外径大于所述的安装孔的内径，所述的刚性定位管上设置有用于实现所述的刚性定位管稳定安装在所述的安装孔内的定位机构，安装完成后，所述的柔性引导管设置在所述的塔筒内，所述的刚性定位管安装在所述的安装孔内，所述的柔性防弯管位于所述的塔筒的外部。

所述的定位机构包括至少一组定位组件，所述的定位组件由多个沿所述的刚性定位管的圆周壁环绕设置的定位单元组成，多个所述的定位单元间隔设置；每个所述的定位单元包括竖向设置在所述的刚性定位管外侧壁上的凹槽和设置在所述的凹槽内的刚性定位块，所述的刚性定位块的长度小于所述的凹槽的长度，所述的刚性定位块的上端可转动地安装在所述的凹槽内且位于所述的凹槽的上部，所述的刚性定位块的内端面与所述的凹槽的底端面之间设置有弹性支撑件；在不受任何外力的情况下，所述的刚性定位块的下端在所述的弹性支撑件的支撑力的作用下向外翘起，且每组所述的定位组件中的多个所述的刚性定位块的下端外翘形成的最大圆环半径大于所述的安装孔的内径。上述定位机构结构简单，定位稳定，且便于穿孔安装，通过柔性引导管首先将刚性定位管的上部引导进入到塔筒的安装孔内，刚性定位管在进入安装孔的过程中，孔壁对刚性定位块施加一个挤压力，刚性定位块的翘起端在挤压力作用下向凹槽的底端面靠拢并嵌入到凹槽内，挤压弹性支撑件，当用于实现定位的刚性定位块完全通过安装孔进入到塔筒内时，挤压力消失，弹性支撑件复位，给刚性定位块的下端提供一个支撑力，使得该端头翘起，此时由于刚性定位块翘起端的作用，向下的作用力不能够将刚性定位管拉出，从而实现了刚性定位管的稳定安装。

所述的刚性定位块的上端左右穿接有一安装轴，所述的刚性定位块的上端与所述的安装轴之间为可转动连接，所述的安装轴的两端固定安装在所述的凹槽的左右两个侧壁上。上述实现刚性定位块上端可转动连接的结构简单，成本低。

所述的弹性支撑件为弹簧，所述的弹簧的一端固定安装在所述的刚性定位块的内端面，所述的弹簧的另一端固定安装在所述的凹槽的底端面。选用弹簧作为弹性支撑件，结构简单，安装方便，且成本低。

所述的弹性支撑件为弹性支撑环，所述的弹性支撑环的一个侧壁固定安装在所述的刚性定位块的内端面，所述的弹性支撑环的另一个侧壁固定安装在所述的凹槽的底端面。选用弹性支撑环作为弹性支撑件，结构简单，安装方便，且成本低。

所述的刚性定位块的内端面设置有安装凹槽，所述的弹性支撑环的一个侧壁嵌入并固定安装在所述的安装凹槽内。安装凹槽可确保弹性支撑环更为稳定的安装。

所述的定位机构包括至少一组定位组件，所述的定位组件由多个沿所述的刚性定位管的圆周壁环绕设置的定位单元组成，多个所述的定位单元间隔设置；每个所述的定位单元包括凸起设置在所述的刚性定位管的外侧壁上刚性定位扣，所述的刚性定位管的外侧壁上设置有用于安装所述的刚性定位扣的安装凹槽，所述的刚性定位扣安装在所述的安装凹槽内且所述的刚性定位扣与所述的安装凹槽之间设置有用于实现所述的刚性定位扣向外凸起或向内凹陷的弹性支撑件，所述的刚性定位扣包括自上而下依次设置的导入安装部和限位部，所述的导入安装部的高度值自上而下渐大，所述的限位部的高度与所述的导入安装部的最大高度一致，所述的限位部的底端面为平端面；在不受任何外力的情况下，所述的刚性定位扣在所述的弹性支撑件的支撑力的作用下向外凸起，且每组所述的定位组件中的多个所述的刚性定位扣的凸起形成的最大圆环半径大于所述的安装孔的内径，所述的导入安装部凸出在外部的最顶端到所述的刚性定位管的外侧壁的距离值为0。上述定位机构结构简单，定位稳定，且便于穿孔安装，通过柔性引导管首先将刚性定位管的上部引导进入到塔筒的安装孔内，刚性定位管在进入安装孔的过程中，孔壁对刚性定位扣的导入安装部施加一个挤压力，刚性定位扣在挤压力的作用下，整体慢慢嵌入到安装凹槽内，挤压弹性支撑件，当用于实现定位的刚性定位扣完全通过安装孔进入到塔筒内时，挤压力消失，弹性支撑件复位，将刚性定位扣向外顶出，限位部的底端面抵设在塔筒的内壁上，由于该顶端面为平端面，此时向下的作用力不能够将刚性定位管相外拉出，从而实现了刚性定位管的稳定安装。

所述的导入安装部的外侧端面为导入面，所述的导入面为圆弧面或斜面。便于整个保护装置的顺利且省力地进行安装。

所述的刚性定位扣与所述的安装凹槽之间设置有用于使所述的刚性定位扣稳定安装在所述的安装凹槽内的限位机构。通过限位机构实现刚性定位扣的稳定安装。

所述的限位机构包括设置在所述的刚性定位扣上的与所述的安装凹槽相配合的定位板和嵌入固定设置在所述的安装凹槽内且将所述的安装凹槽封盖住的限位板，所述的定位板竖向设置在所述的刚性定位扣的内侧端面上，所述的定位板的长度大于所述的刚性定位扣的长度，所述的定位板设置在所述的限位板与所述的安装凹槽之间，所述的限位板上设置有供所述的刚性定位扣伸出的通孔，所述的刚性定位扣可在所述的通孔内向外凸起或向内凹陷活动，所述的弹性支撑件设置在所述的定位板与所述的安装凹槽之间。

所述的定位机构包括多组定位组件，多组所述的定位组件上下间隔设置。多组上下间隔设置的定位组件，可有效确保刚性定位管定位安装的稳定性，从而对水下缆形成较为稳定的保护。

所述的定位机构包括多组定位组件，多组所述的定位组件上下间隔且左右错开设置。多组上下间隔且左右错开设置的定位组件，可更为有效地确保刚性定位管定位安装的稳定性，从而对水下缆形成更为稳定的保护。

所述的柔性防弯管下端连接有供水下缆穿过安装的弯曲限制器。在柔性防弯管的下端连接弯曲限制器，对水下缆形成更好的保护。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）水下缆穿设在由上述结构的柔性引导管、刚性定位管和柔性防弯管构成的保护装置本体中，通过该保护装置本体有效隔绝了水下缆与塔筒壁的直接接触，对水下缆形成保护；

（2）柔性引导管用于穿孔引导安装以及弯曲保护，引导管为柔性在安装时可根据具体的入孔角度进行弯曲，与水下缆自身的弯曲刚度结合，形成特定的弯曲半径，从而保护水下缆在通过装置时不会因为单一着力点造成水下缆的应力集中以及弯曲半径过小而造成水下缆损坏；柔性引导管为自上而下外径渐大的锥形管，装置在穿孔时先由小端进入安装孔中，方便装置能顺利通过安装孔，同时也为了在弯曲时更好的形成满足水下缆要求的弯曲半径；

（3）通过刚性定位管上设置的定位机构，确保刚性定位管能够稳定安装在塔筒的安装孔内，确保整个装置安装的稳定性；

（4）通过柔性防弯管，对安装在该段位置的水下缆形成平缓的圆弧过渡，确保不会因为安装孔的位置离海床较近而造成的过度弯曲的现象，也可避免了离海床较近，固定装置后部弯曲空间较小，造成水下缆弯曲半径过小而引起的损坏；柔性防弯管为自上而下外径渐小的锥形管，且其最大外径大于安装孔的内径，对整个装置牵引到位后起限位作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例五的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中的刚性定位管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三中的刚性定位管的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四中的刚性定位管的结构示意图；

图5为本实用新型实施例五中的刚性定位管的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二中的刚性定位管的结构示意图；

图7为本实用新型中刚性定位块的上端配合安装在刚性定位管上的剖视结构示意图；

图8为本实用新型中实施例五中保护装置本体的主视结构示意图；

图9为本实用新型实施例五配合安装在塔筒上的结构示意图；

图10为图9中E处的放大结构示意图；

图11为本实用新型中塔筒的结构示意图；

图12为本实用新型中刚性定位扣安装在刚性定位管上的剖视结构示意图；

图13为图12中的F处的放大结构示意图；

图14为本实用新型中刚性定位扣的结构示意图；

图15为本实用新型实施例九的整体结构示意图；

图16为本实用新型实施例六中的刚性定位管的结构示意图；

图17为本实用新型实施例七中的刚性定位管的结构示意图；

图18为本实用新型实施例八中的刚性定位管的结构示意图；

图19为本实用新型实施例九中的刚性定位管的结构示意图；

图20为本实用新型实施例九中保护装置本体的主视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种水下缆保护装置，包括设置有供水下缆A穿过安装的中心通孔A1的保护装置本体，保护装置本体包括自上而下依次连接的柔性引导管1、刚性定位管2和柔性防弯管3，柔性引导管1为自上而下外径渐大的锥形管，柔性引导管1的最大外径小于塔筒B壁上设置的供水下缆A穿入安装的安装孔B1的内径，刚性定位管2为在各处的外径均相同的圆柱形筒管，刚性定位管2的外径与柔性引导管1的最大外径相等，柔性防弯管3为自上而下外径渐小的锥形管，柔性防弯管3的最大外径大于安装孔B1的内径，刚性定位管2上设置有用于实现刚性定位管稳定安装在安装孔B1内的定位机构，安装完成后，柔性引导管1设置在塔筒B内，刚性定位管2安装在安装孔B1内，柔性防弯管3位于塔筒B的外部。

在此具体实施例中，定位机构包括至少一组定位组件，定位组件由多个沿刚性定位管2的圆周壁环绕设置的定位单元C组成，多个定位单元C间隔设置；每个定位单元C包括竖向设置在刚性定位管1外侧壁上的凹槽C1和设置在凹槽内的刚性定位块C2，刚性定位块C2的长度小于凹槽C1的长度，刚性定位块C2的上端可转动地安装在凹槽C1内且位于凹槽C1的上部，刚性定位块C2的内端面与凹槽C1的底端面之间设置有弹性支撑件C3；在不受任何外力的情况下，刚性定位块C2的下端在弹性支撑件C3的支撑力的作用下向外翘起，且每组定位组件中的多个刚性定位块C2的下端外翘形成的最大圆环半径大于安装孔B1的内径。

在此具体实施例中，刚性定位块C2的上端左右穿接有一安装轴C4，刚性定位块C2的上端与安装轴C4之间为可转动连接，安装轴C4的两端固定安装在凹槽C1的左右两个侧壁上。

在此具体实施例中，弹性支撑件C3为弹性支撑环，弹性支撑环的一个侧壁固定安装在刚性定位块C2的内端面，弹性支撑环的另一个侧壁固定安装在凹槽C1的底端面。

在此具体实施例中，刚性定位块C2的内端面设置有安装凹槽C21，弹性支撑环的一个侧壁嵌入并固定安装在安装凹槽C21内。

在此具体实施例中，柔性防弯管3下端连接有供水下缆A穿过安装的弯曲限制器4。

实施例二：其他部分与实施例一相同，其不同之处在于弹性支撑件C3为弹簧，弹簧的一端固定安装在刚性定位块C2的内端面，弹簧的另一端固定安装在凹槽C1的底端面。

实施例三：其他部分与实施例一或实施例二相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔设置。

在此具体实施例中，定位组件为2组。

实施例四：其他部分与实施例一或实施例二相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔且左右错开设置。

在此具体实施例中，定位组件为2组，2组定位组件自上而下分为第一定位组件和第二定位组件，其中第一定位组件和第二定位组件不仅上下间隔同时左右错开设置。

实施例五：其他部分与实施例一或实施例二相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔且左右错开设置。

在此具体实施例中，定位组件为4组，4组定位组件自上而下分为第一定位组件、第二定位组件、第三定位组件和第四定位组件，其中第一定位组件和第三定位组件上下间隔设置，第二定位组件和第四定位组件上下间隔设置，第一定位组件和第二定位组件不仅上下间隔同时左右错开设置，第三定位组件和第四定位组件同样上下间隔同时左右错开设置。

实施例六：其他部分与实施例一相同，其不同之处在于定位机构包括一组定位组件，定位组件由多个沿刚性定位管2的圆周壁环绕设置的定位单元C组成，多个定位单元C间隔设置；每个定位单元C包括凸起设置在刚性定位管1的外侧壁上刚性定位扣C6,刚性定位管1的外侧壁上设置有用于安装刚性定位扣C6的安装凹槽C7，刚性定位扣C6安装在安装凹槽C7内且刚性定位扣C6与安装凹槽C7之间设置有用于实现刚性定位扣C6向外凸起或向内凹陷的弹性支撑件C3，刚性定位扣C6包括自上而下依次设置的导入安装部C61和限位部C62，导入安装部C61的高度值自上而下渐大，限位部C62的高度与导入安装部C61的最大高度一致，限位部C62的底端面C621为平端面；在不受任何外力的情况下，刚性定位扣C6在弹性支撑件C3的支撑力的作用下向外凸起，且每组定位组件中的多个刚性定位扣C6的凸起形成的最大圆环半径大于安装孔B1的内径，导入安装部C61凸出在外部的最顶端到刚性定位管1的外侧壁的距离值为0。

在此具体实施例中，导入安装部C61的外侧端面为导入面C611，导入面C611为圆弧面或斜面。

在此具体实施例中，弹性支撑件C3为弹性体，如弹簧等。

在此具体实施例中，刚性定位扣C6与安装凹槽C7之间设置有用于使刚性定位扣C6稳定安装在安装凹槽C7内的限位机构。

在此具体实施例中，限位机构包括设置在刚性定位扣C6上的与安装凹槽C7相配合的定位板C63和嵌入固定设置在安装凹槽C7内且将安装凹槽C7封盖住的限位板C8，定位板C63竖向设置在刚性定位扣C6的内侧端面上，定位板C63的长度大于刚性定位扣C6的长度，定位板C63设置在限位板C8与安装凹槽C7之间，限位板C8上设置有供刚性定位扣C6伸出的通孔C81，刚性定位扣C6可在通孔C81内向外凸起或向内凹陷活动，弹性支撑件C3设置在定位板C63与安装凹槽C7之间。

在此具体实施例中，限位板C8嵌入安装到安装凹槽C7内后，可通过螺栓或者焊接固定，具体装配时，先将刚性定位扣C6和弹性支撑件C3安装到安装凹槽C7中，然后将限位板C8安装上去。

实施例七：其他部分与实施例六相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔设置。

在此具体实施例中，定位组件为2组。

实施例八：其他部分与实施例六相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔且左右错开设置。

在此具体实施例中，定位组件为2组，2组定位组件自上而下分为第一定位组件和第二定位组件，其中第一定位组件和第二定位组件不仅上下间隔同时左右错开设置。

实施例九：其他部分与实施例六相同，其不同之处在于定位机构包括多组定位组件，多组定位组件上下间隔且左右错开设置。

在此具体实施例中，定位组件为4组，4组定位组件自上而下分为第一定位组件、第二定位组件、第三定位组件和第四定位组件，其中第一定位组件和第三定位组件上下间隔设置，第二定位组件和第四定位组件上下间隔设置，第一定位组件和第二定位组件不仅上下间隔同时左右错开设置，第三定位组件和第四定位组件同样上下间隔同时左右错开设置。

Claims (10)

1.一种水下缆保护装置，其特征在于包括设置有供水下缆穿过安装的中心通孔的保护装置本体，所述的保护装置本体包括自上而下依次连接的柔性引导管、刚性定位管和柔性防弯管，所述的柔性引导管为自上而下外径渐大的锥形管，所述的柔性引导管的最大外径小于塔筒壁上设置的供水下缆穿入安装的安装孔的内径，所述的刚性定位管为在各处的外径均相同的圆柱形筒管，所述的刚性定位管的外径与所述的柔性引导管的最大外径相等，所述的柔性防弯管为自上而下外径渐小的锥形管，所述的柔性防弯管的最大外径大于所述的安装孔的内径，所述的刚性定位管上设置有用于实现所述的刚性定位管稳定安装在所述的安装孔内的定位机构，安装完成后，所述的柔性引导管设置在所述的塔筒内，所述的刚性定位管安装在所述的安装孔内，所述的柔性防弯管位于所述的塔筒的外部。

2.如权利要求1所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的定位机构包括至少一组定位组件，所述的定位组件由多个沿所述的刚性定位管的圆周壁环绕设置的定位单元组成，多个所述的定位单元间隔设置；每个所述的定位单元包括竖向设置在所述的刚性定位管外侧壁上的凹槽和设置在所述的凹槽内的刚性定位块，所述的刚性定位块的长度小于所述的凹槽的长度，所述的刚性定位块的上端可转动地安装在所述的凹槽内且位于所述的凹槽的上部，所述的刚性定位块的内端面与所述的凹槽的底端面之间设置有弹性支撑件；在不受任何外力的情况下，所述的刚性定位块的下端在所述的弹性支撑件的支撑力的作用下向外翘起，且每组所述的定位组件中的多个所述的刚性定位块的下端外翘形成的最大圆环半径大于所述的安装孔的内径。

3.如权利要求2所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的刚性定位块的上端左右穿接有一安装轴，所述的刚性定位块的上端与所述的安装轴之间为可转动连接，所述的安装轴的两端固定安装在所述的凹槽的左右两个侧壁上。

4.如权利要求2所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的弹性支撑件为弹簧，所述的弹簧的一端固定安装在所述的刚性定位块的内端面，所述的弹簧的另一端固定安装在所述的凹槽的底端面。

5.如权利要求2所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的弹性支撑件为弹性支撑环，所述的弹性支撑环的一个侧壁固定安装在所述的刚性定位块的内端面，所述的弹性支撑环的另一个侧壁固定安装在所述的凹槽的底端面。

6.如权利要求5所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的定位机构包括至少一组定位组件，所述的定位组件由多个沿所述的刚性定位管的圆周壁环绕设置的定位单元组成，多个所述的定位单元间隔设置；每个所述的定位单元包括凸起设置在所述的刚性定位管的外侧壁上刚性定位扣，所述的刚性定位管的外侧壁上设置有用于安装所述的刚性定位扣的安装凹槽，所述的刚性定位扣安装在所述的安装凹槽内且所述的刚性定位扣与所述的安装凹槽之间设置有用于实现所述的刚性定位扣向外凸起或向内凹陷的弹性支撑件，所述的刚性定位扣包括自上而下依次设置的导入安装部和限位部，所述的导入安装部的高度值自上而下渐大，所述的限位部的高度与所述的导入安装部的最大高度一致，所述的限位部的底端面为平端面；在不受任何外力的情况下，所述的刚性定位扣在所述的弹性支撑件的支撑力的作用下向外凸起，且每组所述的定位组件中的多个所述的刚性定位扣的凸起形成的最大圆环半径大于所述的安装孔的内径，所述的导入安装部凸出在外部的最顶端到所述的刚性定位管的外侧壁的距离值为0。

7.如权利要求6所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的导入安装部的外侧端面为导入面，所述的导入面为圆弧面或斜面。

8.如权利要求6所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的刚性定位扣与所述的安装凹槽之间设置有用于使所述的刚性定位凸扣稳定安装在所述的安装凹槽内的限位机构。

9.如权利要求8所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的限位机构包括设置在所述的刚性定位扣上的与所述的安装凹槽相配合的定位板和嵌入固定设置在所述的安装凹槽内且将所述的安装凹槽封盖住的限位板，所述的定位板竖向设置在所述的刚性定位扣的内侧端面上，所述的定位板的长度大于所述的刚性定位扣的长度，所述的定位板设置在所述的限位板与所述的安装凹槽之间，所述的限位板上设置有供所述的刚性定位扣伸出的通孔，所述的刚性定位扣可在所述的通孔内向外凸起或向内凹陷活动，所述的弹性支撑件设置在所述的定位板与所述的安装凹槽之间。

10.如权利要求1所述的一种水下缆保护装置，其特征在于所述的柔性防弯管下端连接有供水下缆穿过安装的弯曲限制器。

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