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一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法

阅读：185发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法，主要包括自动收放存储绞车等，自动收放存储绞车同轴套装在铠装缆上并进行轴向移动，自动收放存储绞车缠绕储存有螺旋绳，螺旋绳两末端通过卡箍固定在铠装缆上，自动收放存储绞车上同轴安装有排绳转圈、带绳转圈，同时螺旋绳通过排绳转圈和带绳转圈导向定位并释放回收。本发明将具有一定截面形式的绳子螺旋缠绕在铠装缆上，实现对螺旋列板的替代与模拟，起到螺旋列板相同的抑制涡激振动效果；能够有效抑制铠装缆涡激振动，且使用过程自动化、机械化；螺旋列板截面、螺旋角、螺距随时可调，适用性强，可以广泛在铠装缆和其他海洋工程中的圆柱形结构上用于抑制涡激振动。，下面是一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：主要包括自动收放存储绞车(1)、铠装缆(2)、螺旋绳(3)、排绳转圈(4)、带绳转圈(5)、卡箍(6)，自动收放存储绞车(1)同轴套装在铠装缆(2)上并进行轴向移动，自动收放存储绞车(1)缠绕储存有螺旋绳(3)，螺旋绳(3)两末端通过卡箍(6)固定在铠装缆(2)上，自动收放存储绞车(1)上同轴安装有排绳转圈(4)、带绳转圈(5)，同时螺旋绳(3)通过排绳转圈(4)和带绳转圈(5)导向定位并释放回收。
2.根据权利要求1所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：所述螺旋绳(3)有矩形加等腰三角形(31)、半椭圆(32)、矩形加半圆(33)、矩形加等腰梯形(34)四种截面形式，尺寸根据实际需要进行选择、调整。
3.根据权利要求1或2所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：
所述螺旋绳(3)为橡胶材质并内嵌钢丝，具有可变弹性，具备足够的抗拉、抗磨损能力。
4.根据权利要求1所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：所述排绳转圈(4)和带绳转圈(5)同步同轴绕铠装缆(2)旋转，排绳转圈(4)和带绳转圈(5)均具有小孔，容许螺旋绳(3)通过。
5.根据权利要求1或4所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：
所述排绳转圈(4)和带绳转圈(5)具有双向转动和调速能力。
6.根据权利要求1或5所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：
所述排绳转圈(4)沿自动收放存储绞车(1)中轴自由移动，同步调整出绳位置、入绳位置，移动速度可调。
7.根据权利要求1所述的可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，其特征在于：所述自动收放存储绞车(1)具有双向转动和调速能力。
8.一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
1)初始状态，螺旋绳(3)存储并一端固定在自动收放存储绞车(1)上，另外一端穿过排绳转圈(4)、带绳转圈(5)，并被用若干个卡箍(6)固定在铠装缆(2)的先入水端；
2)随着铠装缆(2)从上向下释放，排绳转圈(4)同步逆时针转动以释放螺旋绳(3)，并沿着自动收放存储绞车(1)的轴向同步调整出绳位置；
3)带绳转圈(4)与排绳转圈(5)同速逆时针转动，带动螺旋绳(3)紧紧缠绕在铠装缆(2)上；
4)铠装缆(2)到达释放长度时，用若干卡箍(6)对螺旋绳(3)进行固定，安装完成后，铠装缆(2)的水下部分全部覆盖，处于被保护状态；
5)铠装缆(2)回收时，拆除铠装缆(2)上靠近自动收放存储绞车(1)一端的卡箍(6)；
6)排绳转圈(4)、带绳转圈(5)同步顺时针转动，此过程中，排绳转圈(4)不断沿着自动收放存储绞车(1)中轴移动以调整入绳位置；
7)螺旋绳(3)不断解除在铠装缆(2)上的缠绕，经过传送并最终存储在自动收放存储绞车(1)上。

说明书全文

一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋工程的领域，具体涉及一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法。

背景技术

[0002] 铠装缆是舰船与水下拖体之间的常见连接方式，用于水下拖曳电力及信号的传输，铠装缆在工作过程中承受风、浪、流等的海洋环境荷载。在一定的流速条件下，波浪、海流流经铠装缆时，会在铠装缆后方产生交替发放的漩涡，漩涡脱落会对铠装缆施加一个周期性的变化力，使得铠装缆在沿流方向、垂直水流方向均发生周期性的振动，振动频率与流速、铠装缆直径有关。同时铠装缆的振动也会对流场产生影响，使漩涡增强，阻力增加。当旋涡脱落频率与铠装缆的固有频率接近时，旋涡的脱落过程将铠装缆的振动所控制，发生“锁定”(Lock-in)现象，这就是涡激振动现象，它是流固耦合的产物。涡激振动的出现会威胁铠装缆、水下拖体的使用安全，同时会产生逐步的疲劳破坏，存在潜在的使用风险。为了抑制铠装缆的涡激振动，通常采用螺旋列板、导流飘带、导流板等被动抑制措施；螺旋列板作为一种抑制涡激振动的措施，在海洋立管中应用较多，且被证明十分有效。限制螺旋列板在铠装缆上应用的原因在于：无法作为固定结构安装在铠装缆上；装卸结构复杂；难以实现快速装卸。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置及方法。

[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，主要包括自动收放存储绞车、铠装缆、螺旋绳、排绳转圈、带绳转圈、卡箍，自动收放存储绞车同轴套装在铠装缆上并进行轴向移动，自动收放存储绞车缠绕储存有螺旋绳，螺旋绳两末端通过卡箍固定在铠装缆上，自动收放存储绞车上同轴安装有排绳转圈、带绳转圈，同时螺旋绳通过排绳转圈和带绳转圈导向定位并释放回收。

[0005] 所述螺旋绳有矩形加等腰三角形、半椭圆、矩形加半圆、矩形加等腰梯形四种截面形式，尺寸根据实际需要进行选择、调整。

[0006] 所述螺旋绳为橡胶材质并内嵌钢丝，具有可变弹性，具备足够的抗拉、抗磨损能力。

[0007] 所述排绳转圈和带绳转圈同步同轴绕铠装缆旋转，排绳转圈和带绳转圈均具有小孔，容许螺旋绳通过。

[0008] 所述排绳转圈和带绳转圈具有双向转动和调速能力。

[0009] 所述排绳转圈沿自动收放存储绞车中轴自由移动，同步调整出绳位置、入绳位置，移动速度可调。

[0010] 所述自动收放存储绞车具有双向转动和调速能力。

[0011] 这种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制方法，主要包括以下步骤：

[0012] 1)初始状态，螺旋绳3存储并一端固定在自动收放存储绞车上，另外一端穿过排绳转圈、带绳转圈，并被用若干个卡箍固定在铠装缆的先入水端；

[0013] 2)随着铠装缆从上向下释放，排绳转圈同步逆时针(俯瞰)转动以释放螺旋绳，并沿着自动收放存储绞车的轴向同步调整出绳位置；

[0014] 3)带绳转圈与排绳转圈同速逆时针(俯瞰)转动，带动螺旋绳紧紧缠绕在铠装缆上；

[0015] 4)铠装缆到达释放长度时，用若干卡箍对螺旋绳进行固定，安装完成后，铠装缆的水下部分全部覆盖，处于被保护状态；

[0016] 5)铠装缆回收时，拆除铠装缆上靠近自动收放存储绞车一端的卡箍；

[0017] 6)排绳转圈、带绳转圈同步顺时针转动(俯瞰)，此过程中，排绳转圈不断沿着自动收放存储绞车中轴移动以调整入绳位置；

[0018] 7)螺旋绳不断解除在铠装缆上的缠绕，经过传送并最终存储在自动收放存储绞车上。

[0019] 本发明的有益效果为：本发明将具有一定截面形式的绳子螺旋缠绕在铠装缆上，实现对螺旋列板的替代与模拟，起到螺旋列板相同的抑制涡激振动效果；能够有效抑制铠装缆涡激振动，且使用过程自动化、机械化；螺旋列板的结构简单，简化了制造工艺，降低了制造成本；快速装卸，使用效率高，自动化程度大幅提高；螺旋列板截面、螺旋角、螺距随时可调，适用性强，可以灵活应对不同来流及海况，可以广泛在铠装缆上采用；同样适用于海洋立管、海洋平台导管架、其他海洋工程中的圆柱形结构用于抑制涡激振动。附图说明

[0020] 图1为本发明的结构示意图。

[0021] 图2为本发明的螺旋绳的矩形加等腰三角形截面形式示意图。

[0022] 图3为本发明的螺旋绳的半椭圆截面形式示意图。

[0023] 图4为本发明的螺旋绳的矩形加半圆截面形式示意图。

[0024] 图5为本发明的螺旋绳的矩形加等腰梯形截面形式示意图。

[0025] 附图标记说明：自动收放存储绞车1、铠装缆2、螺旋绳3、排绳转圈4、带绳转圈5、卡箍6、矩形加等腰三角形31、半椭圆32、矩形加半圆33、矩形加等腰梯形34。

具体实施方式

[0026] 下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

[0027] 实施例：如附图所示，这种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制装置，主要包括自动收放存储绞车1、铠装缆2、螺旋绳3、排绳转圈4、带绳转圈5、卡箍6，自动收放存储绞车1同轴套装在铠装缆2上并进行轴向移动，自动收放存储绞车1缠绕储存有螺旋绳3，螺旋绳3有矩形加等腰三角形31、半椭圆32、矩形加半圆33、矩形加等腰梯形34四种截面形式，尺寸根据实际需要进行选择、调整。螺旋绳3为橡胶材质并内嵌钢丝，具有可变弹性，具备足够的抗拉、抗磨损能力。螺旋绳3两末端通过卡箍6固定在铠装缆2上，避免螺旋绳3与铠装缆2之间滑移、脱离。自动收放存储绞车1上同轴安装有排绳转圈4、带绳转圈5，同时螺旋绳3通过排绳转圈4和带绳转圈5导向定位并释放回收。

[0028] 排绳转圈4和带绳转圈5同步同轴绕铠装缆2旋转，排绳转圈4和带绳转圈5均具有小孔，容许螺旋绳3通过。排绳转圈4和带绳转圈5具有双向转动和调速能力。排绳转圈4沿自动收放存储绞车1中轴自由移动，同步调整出绳位置(释放时)、入绳位置(回收时)，移动速度可调。自动收放存储绞车1具有双向转动和调速能力。具备足够的螺旋绳3的存储能力。通过装置的同步联动，可实现螺旋绳3自动缠绕(安装)、自动解缠绕(拆卸)、自动释放、自动回收、自动存储等功能。可以根据实际需要，调整自动收放存储绞车1、排绳转圈4、带绳转圈5的转速，从而调整螺旋绳3出绳长度、螺旋绳3的螺距。

[0029] 这种可快速装卸的螺旋列板涡激振动抑制方法，主要包括以下步骤：

[0030] 1)初始状态，螺旋绳3存储并一端固定在自动收放存储绞车1上，另外一端穿过排绳转圈4、带绳转圈5，被用若干个(不少于5个)卡箍6固定在铠装缆2的先入水端；

[0031] 2)随着铠装缆2从上向下释放，排绳转圈4同步逆时针(俯瞰)转动以释放螺旋绳3，并沿着自动收放存储绞车1的轴向同步调整出绳位置；

[0032] 3)带绳转圈4与排绳转圈5同速逆时针(俯瞰)转动，带动螺旋绳3紧紧缠绕在铠装缆2上；

[0033] 4)铠装缆2到达释放长度时，用若干(不少于5个)卡箍6对螺旋绳3进行固定，安装完成后，铠装缆2的水下部分全部覆盖，处于被保护状态；

[0034] 5)铠装缆2回收时，拆除铠装缆2上靠近自动收放存储绞车1一端的卡箍6；

[0035] 6)排绳转圈4、带绳转圈5同步顺时针转动(俯瞰)，此过程中，排绳转圈4不断沿着自动收放存储绞车1中轴移动以调整入绳位置；

[0036] 7)螺旋绳3不断解除在铠装缆2上的缠绕，经过传送并最终存储在自动收放存储绞车1上。

[0037] 本发明的工作原理：将据有一定截面形式的绳子螺旋缠绕在铠装缆2上，实现对螺旋列板的替代与模拟，起到螺旋列板相同的抑制涡激振动效果，绳子称为螺旋绳3。螺旋绳3初始排列存储在自动收放存储绞车1上，铠装缆2位于自动收放存储绞车1的中轴线上，铠装缆2向水下释放时，排绳转圈4、带绳转圈5同步转动，螺旋绳3在铠装缆2上自动、紧密的螺旋缠绕，在铠装缆2上的螺旋角、螺距可以通过调整排绳转圈4、带绳转圈5的转速实现，自动收放存储绞车1可适时转动，调整出绳长度。在铠装缆2的首尾两端设置卡箍6对螺旋绳3进行固定。当铠装缆2回收时，排绳转圈4、带绳转圈5反向转动，实现螺旋绳3的自动解除缠绕、回收、存储。

[0038] 可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

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