[发明专利]单点系泊系统用高压旋转导电装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压旋转导电装置，尤其涉及海洋工程中单点系泊系统用高压旋转导电装置。

背景技术

高压旋转导电装置是单点系泊系统的核心部件之一。高压旋转导电装置既能保证电力在FPSO与井口平台之间的顺利传输，其自身又可以与FPSO一起随风、浪、流进行360°的自由旋转。通过高压旋转导电装置和海缆，将FPSO上的电力输送到井口平台，供生产和生活使用。

现有技术的单点系泊高压旋转导电装置采用侧接式电刷、导电装置内部填充绝缘油。侧接式电刷易导致电刷与集电环接触不良；导电装置内部填充绝缘油会增加导电装置的质量；当高压旋转导电装置运行一段时间后，电刷和集电环由于磨损产生的碎屑悬浮在导电装置内部的绝缘油里时，会产生短路电流，引起导电装置故障，严重影响导电装置的使用寿命。

因此，市场急需一种电刷接触良好、结构稳定、导电性能好、密封性好、使用寿命长的适用于单点系泊系统的高压旋转导电装置。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种电刷接触良好、结构稳定、导电性能好、密封性好、使用寿命长的适用于海洋工程单点系泊系统的高压旋转导电装置。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

单点系泊系统用高压旋转导电装置，包括：芯轴、下部轴承、密封环、底板、罩子、电刷支架、盖板、上部轴承、密封罩、电刷组件、集电环、绝缘子、出线电缆和进线电缆；

其中，上部轴承的内圈通过螺栓安装在芯轴的上部凸台上，下部轴承的内圈通过螺栓安装在芯轴的下部法兰上；上部轴承的外圈通过螺栓安装在盖板上，下部轴承的外圈通过螺栓安装在底板上；

罩子为罩置于芯轴外部的套筒结构，罩于芯轴的底板和盖板之间部分，且与底板和盖板之间均为可拆卸固定装配；

集电环为多层结构，轴向设置于芯轴外部，每相邻两层集电环之间均固定有绝缘子，且最终两端部的集电环层通过最外部的绝缘子连接到芯轴的法兰上实现固定；

电刷支架固定在底板上，且电刷支架轴向向上延伸覆盖集电环所在区域；

电刷组件固定在电刷支架上，且电刷组件的电刷的装配位置与每一层集电环对应配合；电刷组件上固定有铜排；

通过固定在芯轴上的上部轴承和下部轴承，实现与上部轴承和下部轴承直接或间接相连接的罩子、电刷组件等旋转部件的旋转；即进一步实现，底板、罩子、电刷支架、盖板、密封罩、电刷组件和进线电缆可相对芯轴转动；

电刷组件随着高压旋转导电装置的罩子等旋转部件转动时，通过电刷组件中的电刷与集电环的动态接触来导通电流；

在下部轴承外侧，芯轴的下部法兰和底板之间设置密封环，用螺栓将密封环连接到芯轴的下部法兰上；其中，底板轴向设置有用于密封环顶端嵌入的环槽，密封环顶端嵌入于该环槽内；在密封环的顶部与底板之间形成的径向延伸的间隙设置有密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ，用来密封高压旋转导电装置的内部气体，在密封环的外侧面与底板之间形成的轴向延伸的间隙设置有密封圈Ⅲ，用做第三道气体密封圈，同时还可防止外部飞溅的海水进入高压旋转导电装置内部；在密封环的底部与芯轴的下部法兰之间形成的间隙设置有O形密封圈Ⅰ和O形密封圈Ⅱ；即形成高压旋转导电装置的下部“U”形密封结构；

在盖板上部安装有密封罩；在密封罩内圆面与芯轴上部外圆面之间安装有个密封圈Ⅳ，用来密封高压旋转导电装置的内部气体；密封罩底部与盖板顶部之间设置有O形密封圈Ⅲ和O形密封圈Ⅳ；即形成高压旋转导电装置的上部“L”形密封结构；

其他主要密封处均各采用2个密封圈，以增加气体密封的安全性。

进线电缆由罩子侧面的电缆入口盖板上的电缆孔进入内部，且电缆接入部分设置有用于密封和防护的电缆防护罩，进线电缆的伸入部分与铜排连接；

出线电缆通过芯轴底部法兰上预设的电缆孔引出到外部的接线箱上；

在罩子的侧壁开有2个人孔，以便装置内部的维修检测。

作为优选结构，在高压旋转导电装置的底部设置有向由罩子、芯轴、盖板、底板以及各密封结构装配后形成的密封腔室内注入氮气或惰性气体的充气装置，通过充气装置将氮气或惰性气体充入高压旋转导电装置中，相比于使用绝缘油做为绝缘介质使得装置的质量大大减轻，使用氮气或惰性气体做为保护气体，能避免高压旋转导电装置中由于绝缘油污染导致装置短路；

在高压旋转导电装置顶部的盖板安装有安全阀、压力表、报警装置和排气装置；

作为优选结构，电刷组件中的电刷与集电环采用夹持式接触方式，通过电刷与集电环的平面动态接触来导通电流。