一种水下电缆夹持与位置标记系统及操作方法与流程

1.本发明涉及水下电缆处置技术领域，尤其是一种水下电缆夹持与位置标记系统及操作方法。


背景技术：

2.水下电缆在水下通信、电力传输、海底观测网等领域具有广泛地应用，水下电缆通常铺设于海底，甚至掩埋在海底泥沙层以下，但是由于存在海水流动、生物活动、植被生长、地貌变化等因素，在铺设完成一段时间后，水下电缆的铺设位置会发生变化，或者掩埋电缆的地貌发生变化。不同于陆上铺设的电缆，工作人员不能直接对水下电缆进行排查，一般需要通过rov对其进行遥控处置，rov通常采用声纳探测的手段寻找水下电缆，但由于电缆的相对很细，从而导致在需要检修、更换、剪切等处置时很难发现电缆的位置。


技术实现要素：

3.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种水下电缆夹持与位置标记系统及操作方法，从而在水下电缆铺设完成后，装置由rov携带布置于水下电缆的关键节点处，装置通过夹紧机构固定在水下电缆上，并通过其内部的声学信号发生器标记电缆的位置。
4.本发明所采用的技术方案如下：
5.一种水下电缆夹持与位置标记系统，包括水下电缆夹持与位置标记装置和水面浮标两大部分，所述水下电缆夹持与位置标记装置包括作动机构和夹紧机构两部分；
6.所述作动机构的结构为：包括基座，所述基座的一端通过端面法兰连接油缸，所述油缸及油缸的活塞杆伸入基座的内部，油缸的活塞杆上开有槽，槽内安装一号弹簧和钢珠，在一号弹簧的作用下钢珠压紧在基座内圆柱表面上，基座上开有圆柱槽，二号弹簧安装在基座相应的圆柱槽内；
7.基座的外部固定有左支撑架；
8.夹紧机构的结构为：包括支撑套筒，所述支撑套筒的内部配合安装有密封舱，密封舱在解锁状态下可在支撑套筒内部直线移动，密封舱右端内部安装有供能模块，密封舱的右端端部固定左侧v形块；
9.密封舱的左端与油缸的活塞杆连接，密封舱左端内部设置有锁套，锁套内部与密封舱之间安装三号弹簧；
10.支撑套筒上开槽口，锁销安装在支撑套筒槽口内，并且在二号弹簧的作用下压紧在锁套的外圆柱面上；
11.支撑套筒的右侧内部固定右侧v形块，右侧v形块与左侧v形块相对设置；
12.支撑套筒的外部固定右支撑架，所述右支撑架与左支撑架之间固定声学信号发生器，声学信号发生器和供能模块通过水密电缆连接。
13.其进一步技术方案在于：
14.所述密封舱的截面呈“凸”字型结构。
15.所述密封舱的左端为空心的圆柱套筒，并在圆柱套筒外侧开有矩形槽，密封舱右端为密封腔体，用于安装供能模块。
16.圆柱套筒的直径小于密封腔体的直径。
17.密封舱的圆柱套筒内部安装锁套，并且在三号弹簧的作用下，锁套的左端面压紧在油缸活塞杆上。
18.所述右侧v形块与左侧v形块的结构相同。
19.所述右侧v形块与左侧v形块之间放置水下电缆。
20.基座上开有安装一号弹簧和钢珠的圆柱孔。
21.一种水下电缆夹持与位置标记系统的操作方法，包括如下操作步骤：
22.第一步：进行水下电缆的铺设；
23.第二步：水下电缆铺设完成后，通过rov携带水下电缆夹持与位置标记装置运动到水下电缆的目标节点位置，并放置在水下电缆上；
24.第三步：油缸工作，控制油缸的活塞杆伸长，带动左侧v形块和右侧v形块夹紧水下电缆；
25.第四步：油缸继续工作，控制油缸的活塞杆继续伸长，使作动机构与夹紧机构分离；
26.第五步：夹紧机构夹紧水下电缆并通过声学信号发生器实时发送信号；
27.第六步：通过rov在电缆的关键节点布置若干的水下电缆夹持与位置标记装置，并在水面布置水面浮标，通过声学信号接收器在定期接受各个声学信号发生器实时发送信号，从而获得水下电缆关键节点的位置信息。
28.本发明的有益效果如下：
29.本发明结构紧凑、合理，操作方便，采用弹出式钢珠结构不仅实现了夹紧机构与作动机构的可靠紧固连接，而且在夹紧机构与作动机构分离时不会造成阻碍，从而顺利完成两者的分离动作；夹紧机构在水下电缆直径发生变化时仍可以保持良好的夹紧状态，特别适用于因海水温度变化造成水下电缆直径改变的情况；声学信号发生器通过夹紧机构与水下电缆紧密连接，即使因各种原因导致水下电缆位置发生变化，仍能够准确地标记处电缆的实际位置；装置仅有一个驱动油缸，结构简单，不会对rov造成过大的负担，并且作动机构可重复多次使用。水下电缆夹持与位置标记系统通过一个水面浮标与多个水下电缆夹持与位置标记装置构成“一对多”的信号传递方式，从而可通过一个水面浮标获取很长的电缆关键节点位置信息。通过多个电缆关键节点位置信息，可较为精确的模拟电缆的位置，从而掌握电缆的整体位置信息。
30.本发明主要用于夹持水下目标电缆并标记电缆的位置，为电缆检修、更换、剪切等提供位置信息。
附图说明
31.图1为本发明的结构示意图。
32.图2为图1的a向视图。
33.图3为本发明紧固连接状态时的结构示意图。
34.图4为本发明电缆夹紧状态时的结构示意图。
35.图5为本发明分离状态时的结构示意图。
36.图6为本发明水下电缆夹持与位置标记系统的结构示意图。
37.其中：1、作动机构；2、夹紧机构；3、水面浮标；4、水下电缆；
38.101、油缸；102、基座；103、一号弹簧；104、钢珠；105、二号弹簧；106、左支撑架；
39.10201、圆柱孔；10202、圆柱槽；
40.201、密封舱；202、锁套；203、三号弹簧；204、锁销；205、支撑套筒；206、左侧v形块；207、右侧v形块；208、右支撑架；209、供能模块；210、声学信号发生器；211、水密电缆；
41.20101、矩形槽；20102、密封腔体；
42.301、声学信号接收器。
具体实施方式
43.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
44.如图1-图6所示，本实施例的水下电缆夹持与位置标记系统，包括水下电缆夹持与位置标记装置和水面浮标3两大部分，水下电缆夹持与位置标记装置包括作动机构1和夹紧机构2两部分；
45.作动机构1的结构为：包括基座102，基座102的一端通过端面法兰连接油缸101，油缸101及油缸101的活塞杆伸入基座102的内部，油缸101的活塞杆上开有槽，槽内安装一号弹簧103和钢珠104，在一号弹簧103的作用下钢珠104压紧在基座102内圆柱表面上，基座102上开有圆柱槽10202，二号弹簧105安装在基座102相应的圆柱槽10202内；
46.基座102的外部固定有左支撑架106；
47.夹紧机构2的结构为：包括支撑套筒205，支撑套筒205的内部配合安装有密封舱201，密封舱201在解锁状态下可在支撑套筒205内部直线移动，密封舱201右端内部安装有供能模块209，密封舱201的右端端部固定左侧v形块206；
48.密封舱201的左端与油缸101的活塞杆连接，密封舱201左端内部设置有锁套202，锁套202内部与密封舱201之间安装三号弹簧203；
49.支撑套筒205上开槽口，锁销204安装在支撑套筒205槽口内，并且在二号弹簧105的作用下压紧在锁套202的外圆柱面上；
50.支撑套筒205的右侧内部固定右侧v形块207，右侧v形块207与左侧v形块206相对设置；
51.支撑套筒205的外部固定右支撑架208，右支撑架208与左支撑架106之间固定声学信号发生器210，声学信号发生器210和供能模块209通过水密电缆211连接。
52.密封舱201的截面呈“凸”字型结构。
53.密封舱201的左端为空心的圆柱套筒，并在圆柱套筒外侧开有矩形槽20101，密封舱201右端为密封腔体20102，用于安装供能模块209。
54.圆柱套筒的直径小于密封腔体20102的直径。
55.密封舱201的圆柱套筒内部安装锁套202，并且在三号弹簧203的作用下，锁套202的左端面压紧在油缸101活塞杆上。
56.右侧v形块207与左侧v形块206的结构相同。
57.右侧v形块207与左侧v形块206之间放置水下电缆4。
58.基座102上开有安装一号弹簧103和钢珠104的圆柱孔10201。
59.本实施例的水下电缆夹持与位置标记系统的操作方法，包括如下操作步骤：
60.第一步：进行水下电缆4的铺设；
61.第二步：水下电缆铺4设完成后，通过rov携带水下电缆夹持与位置标记装置运动到水下电缆的目标节点位置，并放置在水下电缆4上；
62.第三步：油缸101工作，控制油缸101的活塞杆伸长，带动左侧v形块206和右侧v形块207夹紧水下电缆4；
63.第四步：油缸101继续工作，控制油缸101的活塞杆继续伸长，使作动机构1与夹紧机构2分离；
64.第五步：夹紧机构2夹紧水下电缆4并通过声学信号发生器210实时发送信号；
65.第六步：通过rov在电缆4的关键节点布置若干的水下电缆夹持与位置标记装置，并在水面布置水面浮标3，通过声学信号接收器301在定期接受各个声学信号发生器210实时发送信号，从而获得水下电缆4关键节点的位置信息。
66.本发明的具体结构和功能如下：
67.主要可分为水下电缆夹持位置标记装置和水面浮标3两大部分，且水下电缆夹持与位置标记装置由作动机构1和夹紧机构2两部分组成。
68.其中作动机构1主要包括油缸101、基座102、一号弹簧103、钢珠104、二号弹簧105和左支撑架106。
69.夹紧机构2主要包括密封舱201、锁套202、三号弹簧203、锁销204、支撑套筒205、左侧v形块206、右侧v形块207、右支撑架208、供能模块209、声学信号发生器210和水密电缆211。
70.水面浮标3底部安装声学信号接收器301。
71.如图1和图2所示，油缸101通过端面法兰与基座102连接，一号弹簧103和钢珠104安装在油缸101活塞杆相应的槽内，并且在一号弹簧103的作用下钢珠104压紧在基座102内圆柱表面上；二号弹簧105安装在基座102相应的槽内；左支撑架106固定安装在基座102上。
72.密封舱201安装在支撑套筒205的内部，在解锁状态下可在支撑套筒205内部直线移动。如图5所示，密封舱201的左端为圆柱套筒，并在圆柱套筒外侧开有矩形槽20101，密封舱201右端为密封腔体20102，用于安装供能模块209。锁套202安装在密封舱201的圆柱套筒内部，并且在三号弹簧203的作用下，锁套202的左端面压紧在油缸101活塞杆上。锁销204安装在支撑套筒205相应的槽内，并且在二号弹簧105的作用下压紧在锁套202的外圆柱面上。左侧v形块206安装在密封舱201的右端，右侧v形块207安装在支撑套筒205的右侧结构上；右支撑架208固定安装在支撑套筒205上；声学信号发生器210通过左支撑架106和右支撑架208固定，声学信号发生器210和供能模块209通过水密电缆211连接。
73.图3为装置的紧固连接状态，锁销204的上部与基座102的圆柱槽10202相接触，使支撑套筒205与基座102相连接；油缸101活塞杆处于收缩状态，钢珠104与矩形槽20101的左侧表面向接触，将密封舱201压紧在支撑套筒205上，从而实现了支撑套筒205、密封舱201和基座102的紧固连接，避免因外界干扰造成支撑套筒205和密封舱201从基座102上脱落。装置通过基座102安装在rov上，并通过rov将装置放置在水下电缆4上，使水下电缆4位于左侧
v形块206和右侧v形块207之间。
74.图4为装置的电缆夹紧状态，在紧固连接状态的基础上，油缸101活塞杆伸长，钢珠104从基座102的圆柱孔10201中弹出，从而释放锁套202；随着活塞杆进一步伸长，密封舱201在活塞杆推力作用下向右移动，直至锁销204压入锁套202相应的圆柱槽10202内，从而实现支撑套筒205与基座102的分离、支撑套筒205与锁套202的连接；在此过程中密封舱201在三号弹簧203的向右移动，并使左侧v形块206压紧电缆4。
75.图5为装置的机构分离状态，在电缆夹紧状态的基础上，控制rov向远离水下电缆4的方向移动，由于钢珠104已被弹出，所以密封舱201与油缸101活塞杆的分离运动不受阻碍，从而保证作动机构1与夹紧机构2顺利分离。同时左支撑架106和右支撑架208随之分离，从而释放声学信号发生器210，并且在自身浮力的作用下释放声学信号发生器210呈现竖直向上的漂浮状态。之后作动机构1随rov回收，夹紧机构2则固定于电缆4上。
76.实际工作过程中：
77.如图3所示，在水下电缆铺设完成后，由rov携带水下电缆夹持与位置标记装置运动到水下电缆的目标节点位置，将装置放置在电缆上。
78.如图4所示，控制油缸101的活塞杆伸长，使左侧v形块206和右侧v形块207夹紧水下电缆4。
79.如图5所示，控制油缸101的活塞杆进一步伸长，使作动机构1与夹紧机构2分离；夹紧机构2夹紧水下电缆4并通过声学信号发生器210实时发送信号。
80.如图6所示，通过rov在水下电缆4的关键节点布置若干的水下电缆夹持与位置标记装置，并在水面布置水面浮标3，通过声学信号接收器301在定期接受各个声学信号发生器210实时发送信号，从而获得水下电缆4关键节点的位置信息。
81.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。