[发明专利]一种可快速装卸的涡激振动抑制装置及方法

说明书

本发明公开了一种可快速装卸的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。

技术领域

本发明涉及海洋工程的领域，具体涉及一种可快速装卸的涡激振动抑制装置及方法。

背景技术

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

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涡激振动抑制装置及方法。

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。

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。

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。

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。

所述排绳转圈和带绳转圈具有双向转动和调速能力。

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。

所述自动收放存储绞车具有双向转动和调速能力。

这种可快速装卸的涡激振动抑制方法，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；

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；

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；

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；

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；