用于海底滑坡监测设备的制作方法

allin2025-03-05  49


本发明涉及监测设备领域,具体为用于海底滑坡监测设备。


背景技术:

1、海底滑坡作为一种地质灾害,其危害是多方面的,且往往具有严重的后果。(1)海底滑坡可能直接冲断或损坏海底光缆,导致通信中断。例如,2006年中国台湾屏东7.0级地震触发的海底滑坡,导致十多条海底光缆被冲断,严重影响东南亚甚至全球通信长达1个多月。(2)海底滑坡体可能冲击钻井平台,造成平台倾覆或损坏,威胁海上作业人员的安全。(3)海底滑坡产生的巨浪和碎屑流可能冲击港口和码头设施,造成码头设施损坏和停运。(4)海底滑坡可能破坏海底油气管道、电缆等管线,导致资源泄漏、能源中断等。(5)大型海底滑坡能够引发海啸,造成更大范围的破坏,海啸的巨浪能够冲击沿海地区的城市和基础设施,造成人员伤亡和财产损失。例如,斯图尔加海底滑坡引起的海啸,海浪高度达3-20米,对北大西洋沿岸地区造成了严重影响。(6)海底滑坡可能破坏海底生态系统,影响海洋生物的栖息地和食物链,导致生物多样性减少。

2、海底滑坡造成的设施损坏、资源泄漏和生态破坏等,都会带来巨大的经济损失。修复和重建受损设施、恢复生态系统以及赔偿相关损失都需要巨额的资金投入。因此,开展海底滑坡监测对于保障海洋工程建设与资源开采安全、维护沿海地区经济社会安全发展、提升灾害预警与应对能力以及推动科研与技术创新等方面都具有重要意义。

3、海底滑坡监测设备主要有监测设备部分、固定部分和其他功能部分组成,用于实时监测海底滑坡的动态变化,提供有关滑坡位移、形变和稳定性的重要数据,以支持地质灾害的预警和防治工作。传统的海底滑坡监测设备通过垂直插入滑坡方式进行固定,受到海底水流的冲击影响,会使得监测设备发生松动和晃动,甚至从固定孔中脱离出来,严重影响监测数据的准确性和可靠性。为此,本发明专利提出了一种新的用于海底滑坡监测设备。


技术实现思路

1、本发明提出用于海底滑坡监测设备。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:用于海底滑坡监测设备,包括监测设备主体,所述监测设备主体的内部设置有连接杆,所述监测设备主体的下方固定连接有钻头外壳,所述连接杆的上方设置有涡轮,所述涡轮的内部设置有用于限制同一方向旋转的齿轮组件,所述连接杆的内部设置有丝杆,所述丝杆的下方设置有用于加强滑坡固定的加固组件;

3、所述加固组件包括设置在丝杆下方的转动杆,所述转动杆的下方设置有多个连接环,多个所述连接环的外壁均匀固定连接有多个转槽块,多个所述转槽块的内部转动连接有旋转轴,所述旋转轴外壁的两端均固定连接有限制块,所述限制块的一侧固定连接有固定钉,所述旋转轴的两端均设置有滑动轨道,所述滑动轨道的内部开设有轨道槽,所述旋转轴在轨道槽中滑动,所述钻头外壳的外壁开设有多个钉口;通过设置的加固组件,当水流流过已经插入到滑坡里的装置时,涡轮旋转带动丝杆旋转,丝杆旋转带动转动杆向下移动,转动杆向下移动推动连接环向下移动,连接环带动旋转轴和限制块向下移动,固定钉的尖端碰到钉口的内壁时,旋转轴开始旋转,连接环带动旋转轴继续向下移动的过程中旋转轴旋转,旋转轴旋转带动固定钉旋转,则固定钉通过钉口慢慢向外伸出,插入滑坡中,避免了装置在滑坡受到水流影响,造成晃动,进而影响监测数据准确的问题,提高了装置在滑坡中的稳定,进而提高了设备监测数据的准确性。

4、优选的,所述齿轮组件包括固定连接在涡轮内部的齿轮圈,所述齿轮圈的内部设置有异形齿轮,所述异形齿轮的表面开设有多个异形槽,多个所述异形槽的表面设置有齿轮弹簧,所述齿轮弹簧的一端固定连接有异形齿牙,所述异形齿轮与异形齿牙铰接;通过设置的齿轮组件,当水流带动涡轮逆时针旋转时,涡轮带动齿轮圈旋转,齿轮圈与异形齿牙啮合时,异形齿牙收缩到异形槽中,使齿轮圈不能带动异形齿轮旋转,当水流带动涡轮顺时针旋转时,涡轮带动齿轮圈旋转,齿轮圈与异形齿牙完成啮合,齿轮圈带动异形齿轮旋转,异形齿轮带动丝杆旋转,丝杆旋转带动转动杆向下移动并推动连接环向下移动,连接环带动固定钉向下移动,且固定钉向下移动的过程中钉口慢慢向外伸出,插入滑坡,避免了不同方向的水流控制丝杆旋转,使固定钉在钉口中徘徊,不能完全插入滑坡内的问题,提高了装置的可靠性。

5、优选的,所述丝杆的下端部分设置为无螺纹;通过设置的丝杆,当水流带动涡轮旋转,涡轮再带动丝杆旋转,使转动环移动到丝杆的无螺纹区时,转动环会跟着丝杆旋转,确保转动环不会再通过螺纹向下移动。

6、优选的,所述钻头外壳的上端固定连接有油箱,所述油箱的内部开设有油槽,所述丝杆的外壁螺纹连接有转动环,所述转动环与转动杆转动连接,所述转动环的内部开设有多个滚珠口,所述滚珠口的表面固定连接有滚珠弹簧,所述滚珠弹簧的一端固定连接有润油滚珠;通过设置的润油滚珠,当转动环到达丝杆的无螺纹区,跟着丝杆旋转时,润油滚珠通过滚珠口中的滚珠弹簧压缩回弹推出,使润油滚珠与油槽内的润滑油接触,并粘抹部分润滑油带出,对转动环与油箱之间进行润滑,避免了油箱与转动环之间的过度摩擦,造成零件的磨损,使密封性能变差,海水和海水中物质进入,对监测设备主体造成腐蚀,影响监测设备主体正常工作的问题,提高了装置的可靠性和安全性。

7、优选的,所述油箱的顶端固定连接有气罐,所述气罐的内部滑动连接有活塞,所述活塞的顶端固定连接有活塞推杆,所述活塞推杆的外壁套设有高压弹簧,所述高压弹簧置于活塞与气罐的内壁之间,所述气罐的底端开设有第一连通口,所述油箱的顶端开设有第二连通口,所述第一连通口与第二连通口中心对齐;通过设置的气罐,当转动环移动到丝杆的无螺纹区,且水流继续推动涡轮旋转时,转动环通过丝杆跟着涡轮旋转,滚珠口内部的滚珠弹簧压缩回弹推动润油滚珠与油箱中的油槽在出油口中接触,润油滚珠滚动粘抹润滑油对转动环与油箱之间进行润滑,在多次润滑之后,气罐中的高压弹簧压缩回弹推动润滑油靠近出油口,避免了多次润滑后,润油滚珠滚动粘抹润滑油的量变少,油箱与转动环的摩擦增大的问题,摩擦增大会影响装置的密封性,使海水渗入到监测设备主体中对监测装置进行腐蚀,影响监测数据准确的问题,提高了装置的安全性。

8、优选的,所述转动环的上方设置有机械密封圈,所述机械密封圈的上方设置有密封压盘,所述密封压盘的外壁套设有保护杆,所述保护杆固定连接在连接杆的一端;通过设置的机械密封圈,当转动环移动到丝杆的无螺纹区,且水流涡轮继续推动涡轮旋转时,密封压盘继续螺纹向下移动并挤压机械密封圈,机械密封圈的橡胶圈部分受到挤压向两边变形,形成密封,避免海水通过丝杆与转动环之间的缝隙渗入到监测设备主体中对监测装置进行腐蚀,影响监测数据准确的问题,提高了装置的安全性。

9、优选的,所述钉口的半径大于固定钉的最大半径;当转动环向下移动时,固定钉通过钉口的内壁向外伸出,避免了固定钉在倾斜伸出时与钉口卡死的问题。

10、优选的,两个所述连接环之间固定连接有多个支撑杆,所述支撑杆均匀分布在转动杆的外壁;通过设置的支撑杆,当转动环向下移动,推动固定钉伸出插进滑坡时,三组固定钉可以同时伸出,相比于依次伸出,同时伸出大大减少了工作的时间,使固定更快的完成。

11、优选的,所述固定钉的尖端滚动连接有滑动滚珠;通过设置的滑动滚珠,当转动环向下移动,固定钉移动钉口的内壁时,使固定钉与钉口的硬接触变为滚动接触,固定钉伸出的更流畅。

12、优选的,所述气罐内部的容积大于油箱内部油槽的容积;当转动环移动到丝杆的无螺纹区,且水流继续推动涡轮旋转时,油箱内的润滑油减少,气罐内部高压弹簧推动压缩回弹推动活塞,活塞推动气罐内的气体进入油箱内,推动润滑油靠近出油口,避免润滑油减少时,润油滚珠滚动粘抹的润滑油变少,使润滑能力下降影响磨损的问题,提高了装置的可靠性。

13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

14、1、本发明通过设置的加固组件,当水流流过已经插入到滑坡里的装置时,涡轮旋转带动丝杆旋转,丝杆旋转带动转动杆向下移动,转动杆向下移动推动连接环向下移动,连接环带动旋转轴和限制块向下移动,固定钉的尖端碰到钉口的内壁时,旋转轴开始旋转,连接环带动旋转轴继续向下移动的过程中旋转轴旋转,旋转轴旋转带动固定钉旋转,则固定钉通过钉口慢慢向外伸出,插入滑坡中,避免了装置在滑坡受到水流影响,造成晃动,进而影响监测数据准确的问题,提高了装置在滑坡中的稳定,进而提高了设备监测数据的准确性。

15、2、本发明通过设置的齿轮组件,当水流带动涡轮逆时针旋转时,涡轮带动齿轮圈旋转,齿轮圈与异形齿牙啮合时,异形齿牙收缩到异形槽中,使齿轮圈不能带动异形齿轮旋转,当水流带动涡轮顺时针旋转时,涡轮带动齿轮圈旋转,齿轮圈与异形齿牙完成啮合,齿轮圈带动异形齿轮旋转,异形齿轮带动丝杆旋转,丝杆旋转带动转动杆向下移动并推动连接环向下移动,连接环带动固定钉向下移动,且固定钉向下移动的过程中钉口慢慢向外伸出,插入滑坡,避免了不同方向的水流控制丝杆旋转,使固定钉在钉口中徘徊,不能完全插入滑坡内的问题,提高了装置的可靠性。

16、3、本发明通过设置的气罐,当转动环移动到丝杆的无螺纹区,且水流继续推动涡轮旋转时,转动环通过丝杆跟着涡轮旋转,滚珠口内部的滚珠弹簧压缩回弹推动润油滚珠与油箱中的润滑油在出油口中接触,润油滚珠滚动粘抹润滑油对转动环与油箱之间进行润滑,在多次润滑之后,气罐中的高压弹簧压缩回弹推动润滑油靠近出油口,避免了多次润滑后,润油滚珠滚动粘抹润滑油的量变少,油箱与转动环的摩擦增大的问题,摩擦增大会影响装置的密封性,使海水渗入到监测设备主体中对监测装置进行腐蚀,影响监测数据准确的问题,提高了装置的安全性。


技术特征:

1.用于海底滑坡监测设备,包括监测设备主体(1),其特征在于:所述监测设备主体(1)的内部设置有连接杆(3),所述监测设备主体(1)的下方固定连接有钻头外壳(22),所述连接杆(3)的上方设置有涡轮(2),所述涡轮(2)的内部设置有用于限制同一方向旋转的齿轮组件,所述连接杆(3)的内部设置有丝杆(4),所述丝杆(4)的下方设置有用于加强滑坡固定的加固组件;

2.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述齿轮组件包括固定连接在涡轮(2)内部的齿轮圈(16),所述齿轮圈(16)的内部设置有异形齿轮(13),所述异形齿轮(13)的表面开设有多个异形槽(24),多个所述异形槽(24)的表面设置有齿轮弹簧(15),所述齿轮弹簧(15)的一端固定连接有异形齿牙(14),所述异形齿轮(13)与异形齿牙(14)铰接。

3.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述丝杆(4)的下端部分设置为无螺纹。

4.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述钻头外壳(22)的上端固定连接有油箱(19),所述油箱(19)的内部开设有油槽(23),所述丝杆(4)的外壁螺纹连接有转动环(5),所述转动环(5)与转动杆(6)转动连接,所述转动环(5)的内部开设有多个滚珠口(33),所述滚珠口(33)的表面固定连接有滚珠弹簧(18),所述滚珠弹簧(18)的一端固定连接有润油滚珠(17)。

5.根据权利要求4所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述油箱(19)的顶端固定连接有气罐(28),所述气罐(28)的内部滑动连接有活塞(29),所述活塞(29)的顶端固定连接有活塞推杆(31),所述活塞推杆(31)的外壁套设有高压弹簧(30),所述高压弹簧(30)置于活塞(29)与气罐(28)的内壁之间,所述气罐(28)的底端开设有第一连通口(34),所述油箱(19)的顶端开设有第二连通口(35),所述第一连通口(34)与第二连通口(35)中心对齐。

6.根据权利要求4所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述转动环(5)的上方设置有机械密封圈(25),所述机械密封圈(25)的上方设置有密封压盘(26),所述密封压盘(26)的外壁套设有保护杆(27),所述保护杆(27)固定连接在连接杆(3)的一端。

7.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述钉口(11)的半径大于固定钉(10)的最大半径。

8.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:两个所述连接环(7)之间固定连接有多个支撑杆(20),所述支撑杆(20)均匀分布在转动杆(6)的外壁。

9.根据权利要求1所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述固定钉(10)的尖端滚动连接有滑动滚珠(36)。

10.根据权利要求5所述的用于海底滑坡监测设备,其特征在于:所述气罐(28)内部的容积大于油箱(19)内部油槽(23)的容积。


技术总结
本发明公开了用于海底滑坡监测设备,涉及监测设备领域,包括监测设备主体,所述监测设备主体的内部设置有连接杆,所述监测设备主体的下方固定连接有钻头外壳,所述连接杆的上方设置有涡轮,所述涡轮的内部设置有用于限制同一方向旋转的齿轮组件,所述连接杆的内部设置有丝杆,所述丝杆的下方设置有用于加强滑坡固定的加固组件,本发明通过设置的加固组件,当水流流过已经插入到滑坡里的装置时,固定钉通过钉口慢慢向外伸出插入滑坡中,避免了装置在滑坡受到水流影响,造成晃动,进而影响监测数据准确的问题,提高了装置在滑坡中的稳定,进而提高了设备监测数据的准确性。

技术研发人员:邹丽,范向前,刘决丁,于宗冰
受保护的技术使用者:南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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