CN118685782B - 一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及外加电流阴极保护技术领域，具体是涉及一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，包括分别设置于桩体上的辅助阳极、恒电位仪和电位测量组件，监测设备还包括检测部清洁组件，检测部清洁组件包括钢丝电动葫芦和移动架；移动架上开设有用于避让每个电位测量组件的缺口，缺口处设置有能够对每个电位测量组件进行清理的清洁辊，以及缺口处还设置有能够对每个电位测量组件进行清洁的射流清洗喷头，钢丝电动葫芦设有一对且对称设置于桩体的上端外部，两个钢丝电动葫芦通过牵引绳与移动架的外部固定设置，本申请结合清洁辊和射流清洗喷头的双重作用，能够彻底清除电位测量组件表面的污渍和沉积物，保证测量数据的准确性。

Description

一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备

技术领域

本发明涉及外加电流阴极保护技术领域，具体是涉及一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备。

背景技术

近年来，随着我国能源结构转型持续进行，海上风电开发蓬勃发展。海上风电单桩受到海水、泥沙等影响极易腐蚀，因此需要对单桩进行防腐处理，目前，对于单桩防腐的方法通常采用防腐涂层法联合牺牲阳极阴极保护法。

目前公开的中国专利CN217579071U公开了一种海上风电单桩外加电流阴极保护监测装置，包括辅助阳极、恒电位仪、测试电位测量组件和电位测量组件，恒电位仪的一端与辅助阳极相连接，另一端与测试电位测量组件和电位测量组件相连接，测试电位测量组件和电位测量组件均用于测量单桩电位信息，测试电位测量组件和电位测量组件均至少为两组，至少一组测试电位测量组件和电位测量组件设于海面以下，至少一组测试电位测量组件和电位测量组件设于海面以上。根据外部条件的变化进行调节，提高防腐效果，在运作期间损耗较低，使得装置能够长时间工作。

根据上述专利所述，在电位测量组件进行监测时，海洋环境中桩体及其监测设备会遭受腐蚀和污染，电位测量组件上及桩体的表面上会附着生物污垢和沉积物，从而影响测量数据的准确性，因此，目前需要一种在测试过程中能够自动清洁电位测量组件及桩体的海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备。

发明内容

针对上述问题，提供一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，通过钢丝绳的牵引使移动架沿桩体上下移动，在移动过程中，清洁辊首先与电位测量组件接触，进行初步的物理清理，随后，射流清洗喷头开启，高压水流冲刷电位测量组件表面，彻底清除残留物，结合清洁辊和射流清洗喷头的双重作用，能够彻底清除电位测量组件表面的污渍和沉积物，保证测量数据的准确性。

为解决现有技术问题，本发明提供一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，包括分别设置于桩体上的辅助阳极、恒电位仪和电位测量组件，电位测量组件设有多个且沿桩体的轴线等距分布在桩体的外部，监测设备还包括检测部清洁组件，检测部清洁组件包括钢丝电动葫芦和移动架；移动架能够竖直移动的套设于桩体的外部，移动架上开设有用于避让每个电位测量组件的缺口，缺口处设置有能够对每个电位测量组件进行清理的清洁辊，以及缺口处还设置有能够对每个电位测量组件进行清洁的射流清洗喷头，钢丝电动葫芦设有一对且对称设置于桩体的上端外部，两个钢丝电动葫芦通过牵引绳与移动架的外部固定设置。

优选地，移动架包括两个移动支架以及将两个移动支架固定设置的连接架，移动支架靠近电位测量组件处形成避让电位测量组件的缺口，移动支架环绕套设于桩体的外周，移动支架的内侧与桩体的外侧设有间隙，移动支架上设有多个具有缓冲作用且能够沿着桩体外部竖直移动的滚轮。

优选地，滚轮的外部设置有滚轮架，移动支架上贯通设置有与滚轮架对应的套管，滚轮架靠近套管的一侧设置有缓冲杆，缓冲杆的一端能够活动的贯穿套管向套管的外部延伸，缓冲杆的延伸端设置有抵接盘，缓冲杆的外部沿其轴线设置有第一条型限位块，套管的内部设有供第一条型限位块限位移动的第一限位槽，缓冲杆的外部套设有弹簧，弹簧的两端分别与滚轮架和套管抵接设置。

优选地，移动支架的缺口两侧设置延伸板，清洁辊呈水平设于两个延伸板之间，清洁辊的两端与两个延伸板轴接，清洁辊的外部有能够将电位测量组件外部进行清理的毛刷，清洁辊与相邻的一个滚轮之间通过联动机构传动连接。

优选地，联动机构包括联动轴和内轴，清洁辊设有插孔，内轴的一端插设于清洁辊的插孔内，内轴的另一端位于清洁辊的外部且同轴设置有第二锥齿轮，内轴的外部沿内轴的轴线设置有第二条型限位块，清洁辊的插孔内设有供第二条型限位块限位移动的第二限位槽，联动轴的一端同轴设置于相邻的滚轮的一端，联动轴的另一端向第二锥齿轮的方向延伸，联动轴的轴线与内轴的轴线垂直，联动轴的延伸端设置有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合设置，联动轴靠近第一锥齿轮的一端外部转动设置有第一轴承，第一轴承的外部设置有滑块，移动支架上设有供滑块滑动的矩形滑槽，滑块的移动方向与相邻的滚轮的移动方向平行，滑块的一侧设置有向内轴方向延伸的联动板，联动板上设置有供内轴转动的第二轴承。

优选地，移动支架上位于联动轴的位置设置有能够将联动轴罩设的第一网格罩，移动支架上位于第一锥齿轮的位置设置有能够将第一锥齿轮和第二锥齿轮罩设的第二网格罩。

优选地，连接架上设置有多个等距分布的配重块。

优选地，毛刷的形状为螺旋状。

优选地，连接架靠近缺口的位置设有两个对称设置的安装板，两个安装板之间设有水平的光杆，射流清洗喷头设有多个且沿着光杆的轴线等间距设置。

优选地，光杆的两端设置有螺纹柱，安装板开设有供螺纹柱穿过的条型穿口，螺纹柱上连接有能够与安装板抵接设置的锁紧螺帽。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1、本发明通过钢丝绳的牵引使移动架沿桩体上下移动，在移动过程中，清洁辊首先与电位测量组件接触，进行初步的物理清理，随后，射流清洗喷头开启，高压水流冲刷电位测量组件表面，彻底清除残留物，结合清洁辊和射流清洗喷头的双重作用，能够彻底清除电位测量组件表面的污渍和沉积物，保证测量数据的准确性。

2、本发明通过联动机构驱动清洁辊同步旋转，从而实现自动清洁功能，随着滚轮的滚动，联动机构会驱动清洁辊同步旋转，清洁辊上的毛刷会与电位测量组件的外部接触，将电位测量组件上的污垢、海生物等杂质刷除，确保电位测量组件的准确性。

3、本发明通过射流清洗喷头能够协同工作，具体可以根据需求在安装每个射流清洗喷头时使其每个工作端朝向不同方向，确保整个清洗区域的全面覆盖和高效清洗，保证电位测量组件的准确性。

附图说明

图1是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的主视图。

图2是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的检测部清洁组件立体结构示意图。

图3是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的局部俯视图。

图4是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的检测部清洁组件的局部立体结构示意图。

图5是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的检测部清洁组件的局部主视图。

图6是图5中沿A-A处的立体结构剖视图。

图7是图6中B处放大图。

图8是图5中沿A-A处的剖视图。

图9是一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备的连接架的局部立体结构示意图。

图10是图9中C处放大图。

图中标号为：1、辅助阳极；2、恒电位仪；4、电位测量组件；5、钢丝电动葫芦；6、移动架；61、缺口；62、移动支架；621、第一网格罩；622、第二网格罩；63、连接架；631、配重块；632、安装板；6321、条型穿口；633、光杆；6331、螺纹柱；6332、锁紧螺帽；64、滚轮；641、套管；642、缓冲杆；643、抵接盘；644、第一条型限位块；645、弹簧；7、清洁辊；71、延伸板；72、毛刷；73、插孔；8、射流清洗喷头；9、联动机构；91、联动轴；911、第一锥齿轮；912、第一轴承；913、滑块；9131、联动板；9132、第二轴承；914、矩形滑槽；92、内轴；921、第二锥齿轮；922、第二条型限位块；100、桩体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参照图1至图10所示：一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，包括分别设置于桩体100上的辅助阳极1、恒电位仪2和电位测量组件4，电位测量组件4设有多个且沿桩体100的轴线等距分布在桩体100的外部，监测设备还包括检测部清洁组件，检测部清洁组件包括钢丝电动葫芦5和移动架6；移动架6能够竖直移动的套设于桩体100的外部，移动架6上开设有用于避让每个电位测量组件4的缺口61，缺口61处设置有能够对每个电位测量组件4进行清理的清洁辊7，以及缺口61处还设置有能够对每个电位测量组件4进行清洁的射流清洗喷头8，钢丝电动葫芦5设有一对且对称设置于桩体100的上端外部，两个钢丝电动葫芦5通过牵引绳与移动架6的外部固定设置。

海洋环境中，桩体100及其电位测量组件4上容易在表面附着生物污垢和沉积物，继而影响测量数据的准确性，当需要清洁电位测量组件4时，启动钢丝电动葫芦5，通过钢丝绳的牵引使移动架6沿桩体100上下移动，在移动过程中，清洁辊7首先与电位测量组件4接触，进行初步的物理清理，随后，射流清洗喷头8开启，高压水流冲刷电位测量组件4表面，彻底清除残留物，结合清洁辊7和射流清洗喷头8的双重作用，能够彻底清除电位测量组件4表面的污渍和沉积物，保证测量数据的准确性，辅助阳极1用于提供外加电流阴极保护所需的阳极电流，防止桩体100在海水中的电化学腐蚀，恒电位仪2控制并调节辅助阳极1输出的电流，保持桩体100处于稳定的负电位状态，从而实现对桩体100的有效保护，电位测量组件4沿桩体100轴线等距分布，用于实时测量桩体100各部位的电位情况，辅助阳极1、恒电位仪2和电位测量组件4均不属于本申请的保护范围，因此并未具体阐述。

参照图1至图4所示：移动架6包括两个移动支架62以及将两个移动支架62固定设置的连接架63，移动支架62靠近电位测量组件4处形成避让电位测量组件4的缺口61，移动支架62环绕套设于桩体100的外周，移动支架62的内侧与桩体100的外侧设有间隙，移动支架62上设有多个具有缓冲作用且能够沿着桩体100外部竖直移动的滚轮64。

当移动架6沿着桩体100移动时，通过滚轮64能够沿着桩体100外部竖直移动，且滚轮64具有缓冲作用，能够在移动过程中吸收和分散来自桩体100的冲击和振动，并且海洋内的生物污垢和沉积物会附着到桩体100外部，通过具有缓冲作用的滚轮64能够灵活的适应生物污垢和沉积物附着的桩体100进行移动，移动架6包含两个移动支架62，两个移动支架62通过连接架63固定设置，确保了整个移动架6的稳定性，移动支架62环绕套设于桩体100的外周，这种布局方式使得移动架6能够紧密地跟随桩体100的轮廓进行移动，当需要清洁每个电位测量组件4时，能够更加顺畅且稳定的进行清洁，确保清洁到每个电位测量组件4。

参照图8所示：滚轮64的外部设置有滚轮架，移动支架62上贯通设置有与滚轮架对应的套管641，滚轮架靠近套管641的一侧设置有缓冲杆642，缓冲杆642的一端能够活动的贯穿套管641向套管641的外部延伸，缓冲杆642的延伸端设置有抵接盘643，缓冲杆642的外部沿其轴线设置有第一条型限位块644，套管641的内部设有供第一条型限位块644限位移动的第一限位槽，缓冲杆642的外部套设有弹簧645，弹簧645的两端分别与滚轮架和套管641抵接设置。

当滚轮64与桩体100接触并受到冲击时，弹簧645会发生压缩变形，将部分冲击能量转化为弹性势能，随着冲击力的减小或消失，弹簧645会带动滚轮架以及滚轮64逐渐恢复原状，使得滚轮64能够稳定且始终与桩体100的外部接触，缓冲杆642上设置的第一条型限位块644和套管641内设置的第一限位槽的配合，能够避免滚轮64在移动时自转。

参照图6至图8所示：移动支架62的缺口61两侧设置延伸板71，清洁辊7呈水平设于两个延伸板71之间，清洁辊7的两端与两个延伸板71轴接，清洁辊7的外部有能够将电位测量组件4外部进行清理的毛刷72，清洁辊7与相邻的一个滚轮64之间通过联动机构9传动连接。

当移动架6带动清洁辊7向每个电位测量组件4方向移动时，相邻的滚轮64通过联动机构9与清洁辊7传动连接，当该滚轮64在桩体100上滚动时，会通过联动机构9驱动清洁辊7同步旋转，从而实现自动清洁功能，随着滚轮64的滚动，联动机构9会驱动清洁辊7同步旋转，清洁辊7上的毛刷72会与电位测量组件4的外部接触，将电位测量组件4上的污垢、海生物等杂质刷除，确保电位测量组件4的准确性。

参照图6至图8所示：联动机构9包括联动轴91和内轴92，清洁辊7设有插孔73，内轴92的一端插设于清洁辊7的插孔73内，内轴92的另一端位于清洁辊7的外部且同轴设置有第二锥齿轮921，内轴92的外部沿内轴92的轴线设置有第二条型限位块922，清洁辊7的插孔73内设有供第二条型限位块922限位移动的第二限位槽，联动轴91的一端同轴设置于相邻的滚轮64的一端，联动轴91的另一端向第二锥齿轮921的方向延伸，联动轴91的轴线与内轴92的轴线垂直，联动轴91的延伸端设置有第一锥齿轮911，第一锥齿轮911与第二锥齿轮921啮合设置，联动轴91靠近第一锥齿轮911的一端外部转动设置有第一轴承912，第一轴承912的外部设置有滑块913，移动支架62上设有供滑块913滑动的矩形滑槽914，滑块913的移动方向与相邻的滚轮64的移动方向平行，滑块913的一侧设置有向内轴92方向延伸的联动板9131，联动板9131上设置有供内轴92转动的第二轴承9132。

当滚轮64在桩体100上滚动时，联动轴91随连接的滚轮64同步旋转，联动轴91的旋转通过第一锥齿轮911和第二锥齿轮921的啮合传动，将动力传递给内轴92，内轴92通过第二条型限位块922和第二限位槽的限制，使内轴92的旋转的同时带动清洁辊7旋转，实现清洁辊7对电位测量组件4外部的自动清洁，同时，由于滑块913和矩形滑槽914的配合，当传动连接的滚轮64受到冲击沿其缓冲杆642轴向产生位移时，会同步带动联动轴91、滑块913、第一轴承912、联动板9131、第二轴承9132和内轴92移动，通过滑块913和矩形滑槽914的限制，以及活动设置于清洁辊7内的内轴92，使滚轮64产生位移的同时不影响第一锥齿轮911与第二锥齿轮921之间的传动，保持清洁辊7始终跟随旋转，保证了清洁辊7对电位测量组件4的清理作用。

参照图4和图7所示：移动支架62上位于联动轴91的位置设置有能够将联动轴91罩设的第一网格罩621，移动支架62上位于第一锥齿轮911的位置设置有能够将第一锥齿轮911和第二锥齿轮921罩设的第二网格罩622。

通过第一网格罩621和第二网格罩622的设置，用于防止联动轴91、第一锥齿轮911和第二锥齿轮921在工作过程中受到外部环境的直接冲击或损坏，如海生物和海草等。

参照图9所示：连接架63上设置有多个等距分布的配重块631。

通过连接架63上等距分布的配重块631可以增强结构的整体稳定性，防止因外力作用而产生的晃动，其次，配重块631可以增加移动架6的配重量，当钢丝电动葫芦5通过钢丝绳的牵引使移动架6沿桩体100向下移动时，使移动架6能够更加稳定的向下移动。

参照图5所示：毛刷72的形状为螺旋状。

通过螺旋状的毛刷72，在清洁辊7带动毛刷72时，从电位测量组件4上清理下来的污垢大部分会顺着螺旋的方向流动，避免清理下来的污垢堆积在电位测量组件4的范围，进而产生二次污染，影响电位测量组件4的检测。

参照图9和图10所示：连接架63靠近缺口61的位置设有两个对称设置的安装板632，两个安装板632之间设有水平的光杆633，射流清洗喷头8设有多个且沿着光杆633的轴线等间距设置。

工作时，通过高压泵（高压泵不属于本申请的保护范围，因此图中未出示）产生的高压水流被输送到各个射流清洗喷头8中，射流清洗喷头8将高压水流转化为高速射流，对清洗对象表面进行冲击和冲刷，从而去除污垢，由于射流清洗喷头8是沿着光杆633等间距设置的，因此每个射流清洗喷头8能够协同工作，具体可以根据需求在安装每个射流清洗喷头8时使其每个工作端朝向不同方向，确保整个清洗区域的全面覆盖和高效清洗。

参照图9和图10所示：光杆633的两端设置有螺纹柱6331，安装板632开设有供螺纹柱6331穿过的条型穿口6321，螺纹柱6331上连接有能够与安装板632抵接设置的锁紧螺帽6332。

当需要调整射流清洗喷头8与电位测量组件4之间的距离时，通过条型穿口6321与螺纹柱6331的配合，使得光杆633的位置可以在一定范围内进行调整，当调整结束后，通过锁紧螺帽6332与安装板632紧固，并将调整完毕的射流清洗喷头8固定。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，包括分别设置于桩体（100）上的辅助阳极（1）、恒电位仪（2）和电位测量组件（4），电位测量组件（4）设有多个且沿桩体（100）的轴线等距分布在桩体（100）的外部，其特征在于，监测设备还包括检测部清洁组件，检测部清洁组件包括钢丝电动葫芦（5）和移动架（6）；

移动架（6）能够竖直移动的套设于桩体（100）的外部，移动架（6）上开设有用于避让每个电位测量组件（4）的缺口（61），缺口（61）处设置有能够对每个电位测量组件（4）进行清理的清洁辊（7），以及缺口（61）处还设置有能够对每个电位测量组件（4）进行清洁的射流清洗喷头（8），钢丝电动葫芦（5）设有一对且对称设置于桩体（100）的上端外部，两个钢丝电动葫芦（5）通过牵引绳与移动架（6）的外部固定设置；

移动架（6）包括两个移动支架（62）以及将两个移动支架（62）固定设置的连接架（63），移动支架（62）靠近电位测量组件（4）处形成避让电位测量组件（4）的缺口（61），移动支架（62）环绕套设于桩体（100）的外周，移动支架（62）的内侧与桩体（100）的外侧设有间隙，移动支架（62）上设有多个具有缓冲作用且能够沿着桩体（100）外部竖直移动的滚轮（64）；

滚轮（64）的外部设置有滚轮架，移动支架（62）上贯通设置有与滚轮架对应的套管（641），滚轮架靠近套管（641）的一侧设置有缓冲杆（642），缓冲杆（642）的一端能够活动的贯穿套管（641）向套管（641）的外部延伸，缓冲杆（642）的延伸端设置有抵接盘（643），缓冲杆（642）的外部沿其轴线设置有第一条型限位块（644），套管（641）的内部设有供第一条型限位块（644）限位移动的第一限位槽，缓冲杆（642）的外部套设有弹簧（645），弹簧（645）的两端分别与滚轮架和套管（641）抵接设置；

移动支架（62）的缺口（61）两侧设置延伸板（71），清洁辊（7）呈水平设于两个延伸板（71）之间，清洁辊（7）的两端与两个延伸板（71）轴接，清洁辊（7）的外部有能够将电位测量组件（4）外部进行清理的毛刷（72），清洁辊（7）与相邻的一个滚轮（64）之间通过联动机构（9）传动连接；

联动机构（9）包括联动轴（91）和内轴（92），清洁辊（7）设有插孔（73），内轴（92）的一端插设于清洁辊（7）的插孔（73）内，内轴（92）的另一端位于清洁辊（7）的外部且同轴设置有第二锥齿轮（921），内轴（92）的外部沿内轴（92）的轴线设置有第二条型限位块（922），清洁辊（7）的插孔（73）内设有供第二条型限位块（922）限位移动的第二限位槽，联动轴（91）的一端同轴设置于相邻的滚轮（64）的一端，联动轴（91）的另一端向第二锥齿轮（921）的方向延伸，联动轴（91）的轴线与内轴（92）的轴线垂直，联动轴（91）的延伸端设置有第一锥齿轮（911），第一锥齿轮（911）与第二锥齿轮（921）啮合设置，联动轴（91）靠近第一锥齿轮（911）的一端外部转动设置有第一轴承（912），第一轴承（912）的外部设置有滑块（913），移动支架（62）上设有供滑块（913）滑动的矩形滑槽（914），滑块（913）的移动方向与相邻的滚轮（64）的移动方向平行，滑块（913）的一侧设置有向内轴（92）方向延伸的联动板（9131），联动板（9131）上设置有供内轴（92）转动的第二轴承（9132）。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，其特征在于，移动支架（62）上位于联动轴（91）的位置设置有能够将联动轴（91）罩设的第一网格罩（621），移动支架（62）上位于第一锥齿轮（911）的位置设置有能够将第一锥齿轮（911）和第二锥齿轮（921）罩设的第二网格罩（622）。

3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，其特征在于，连接架（63）上设置有多个等距分布的配重块（631）。

4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，其特征在于，毛刷（72）的形状为螺旋状。

5.根据权利要求1所述的一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，其特征在于，连接架（63）靠近缺口（61）的位置设有两个对称设置的安装板（632），两个安装板（632）之间设有水平的光杆（633），射流清洗喷头（8）设有多个且沿着光杆（633）的轴线等间距设置。

6.根据权利要求5所述的一种海上风力发电桩体外加电流阴极保护的监测设备，其特征在于，光杆（633）的两端设置有螺纹柱（6331），安装板（632）开设有供螺纹柱（6331）穿过的条型穿口（6321），螺纹柱（6331）上连接有能够与安装板（632）抵接设置的锁紧螺帽（6332）。