一种海上风电用辅助阳极结构发明专利

专利名称：一种海上风电用辅助阳极结构

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210105022.9

专利申请（专利权）人：大连理工大学
权利人地址：辽宁省大连市甘井子区凌工路2号

专利发明（设计）人：宋世德,吴雨,黄一

专利摘要：本发明公开了一种海上风电用辅助阳极结构，包括阳极体、辅助阳极安装背板、接线舱以及辅助阳极绝缘座；阳极体的一平面镀有阳极涂层，另一平面固定有导电杆和阳极体连接件；辅助阳极安装背板上设有辅助阳极安装背板连接件；阳极体和所述辅助阳极安装背板相对设置，辅助阳极绝缘座设于阳极体和辅助阳极安装背板之间，并通过一体成型工艺将阳极体、辅助阳极安装背板以及辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得辅助阳极绝缘座的一侧将阳极体的阳极体固定面一侧和外边沿包覆，辅助阳极绝缘座的另一侧将辅助阳极安装背板设有第一连接部一侧和外边沿包覆。本发明公开的海上风电用辅助阳极结构具有结构简单、强度高、密封性好、安装简便等有益效果。

主权利要求：
1.一种海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，包括阳极体、辅助阳极安装背板、辅助阳极绝缘座以及接线舱；
所述阳极体包括阳极体本体、导电杆以及多个阳极体连接件，所述阳极体本体的一平面为阳极电流释放面，另一平面为阳极体固定面，所述阳极电流释放面上镀有阳极涂层，阳极体固定面上固定有所述导电杆和所述阳极体连接件；
所述辅助阳极安装背板包括辅助阳极安装背板本体和多个辅助阳极安装背板连接件，所述辅助阳极安装背板连接件穿过所述辅助阳极安装背板本体并与所述辅助阳极安装背板本体固定连接，使得所述辅助阳极安装背板连接件一端为用于与辅助阳极绝缘座固定连接的第一连接部，另一端为用于与风电桩连接的第二连接部；所述辅助阳极安装背板本体上设有用于导电杆穿过的导电杆通孔；
所述接线舱包括接线舱舱体和接线舱舱盖，所述接线舱舱体一端固定在所述辅助阳极安装背板本体位于第二连接部的一端，所述接线舱舱体的另一端固定有所述接线舱舱盖；
所述阳极体和所述辅助阳极安装背板相对设置，且所述阳极体固定面与所述辅助阳极安装背板设有所述第一连接部的一面相对，所述导电杆穿过所述导电杆通孔并置于所述接线舱舱体内；
所述辅助阳极绝缘座设于所述阳极体和所述辅助阳极安装背板之间，并通过一体成型工艺将所述阳极体、所述辅助阳极安装背板以及所述辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得所述辅助阳极绝缘座的一侧将阳极体的阳极体固定面的一侧和外边沿包覆，所述辅助阳极绝缘座的另一侧将辅助阳极安装背板的设有第一连接部的一侧和外边沿包覆；
所述辅助阳极绝缘座还包括用于对阳极体本体的阳极电流释放面的外边沿进行包覆的第一包覆部；
辅助阳极绝缘座的材料为FRP或橡胶。
2.根据权利要求1所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述导电杆通孔与所述导电杆之间还设有第一密封件。
3.根据权利要求2所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述辅助阳极安装背板本体设有第二连接部的一面上设有O型密封圈沟槽一、O型密封圈沟槽二以及O型密封圈沟槽三，所述O型密封圈沟槽一、O型密封圈沟槽二以及O型密封圈沟槽三依次设置在接线舱舱体的外周、辅助阳极安装背板本体设有第二连接部的一面的外边沿以及辅助阳极安装背板连接件的外周处；
所述O型密封圈沟槽一、所述O型密封圈沟槽二以及所述O型密封圈沟槽三中均设有O型密封圈。
4.根据权利要求1所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述阳极体本体、所述辅助阳极安装背板本体以及所述辅助阳极绝缘座均为圆形、方型或长条形结构。
5.根据权利要求4的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述阳极涂层的外径小于所述阳极电流释放面的外径，所述阳极电流释放面未涂有所述阳极涂层的部分由所述第一包覆部进行包覆。
6.根据权利要求1所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述阳极体连接件为栓钉结构，所述辅助阳极安装背板连接件为紧固螺杆，多个栓钉结构和多个紧固螺杆均圆周排列，多个所述栓钉结构和多个所述紧固螺杆交叉分布，在平面内保持一定的距离。
7.根据权利要求6所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，阳极体固定面上的多个所述栓钉结构的栓头高度一致，辅助阳极安装背板上的多个所述紧固螺杆的螺杆头高度一致，阳极体固定面上的多个所述栓钉结构的栓头与辅助阳极安装背板之间保持一定的绝缘距离；辅助阳极安装背板上的多个所述紧固螺杆的螺杆头与阳极体固定面之间保持一定的绝缘距离。
8.根据权利要求1所述的海上风电用辅助阳极结构，其特征在于，所述接线舱舱体内的导电杆与阳极电缆连接后，所述接线舱舱体内注入密封胶，所述接线舱舱盖与所述接线舱舱体之间设有第二密封件。 说明书 : 一种海上风电用辅助阳极结构技术领域[0001] 本发明涉及阴极保护防腐技术领域，尤其涉及海上风电用辅助阳极结构。背景技术[0002] 海洋环境中的钢结构物在海水介质中存在电化学腐蚀，需要采用涂层和阴极保护联合的防护方法对其进行腐蚀防护。阴极保护方法分为牺牲阳极的阴极保护方法和外加电流的阴极保护方法，其中外加电流的阴极保护方法因在工作时无金属离子释放、可主动调节输出保护电流等优势，被越来越多的应用于海上钢结构物的腐蚀防护。[0003] 辅助阳极是外加电流阴极保护的关键设备，参考辅助阳极相关技术条件及辅助阳极用于海上风电桩时的使用环境，要求：辅助阳极结构应易于安装、在一定条件下阳极体与风电桩结构应满足特定绝缘指标以及辅助阳极安装处水密性良好。发明内容[0004] 本发明提供一种海上风电用辅助阳极结构，以解决现有的海上风电用辅助阳极结构结构复杂、强度不高、密封性不好以及安装不简便等问题。[0005] 一种海上风电用辅助阳极结构，包括阳极体、辅助阳极安装背板、辅助阳极绝缘座以及接线舱；[0006] 所述阳极体包括阳极体本体、导电杆以及多个阳极体连接件，所述阳极体本体的一平面为阳极电流释放面，另一平面为阳极体固定面，所述阳极电流释放面上镀有阳极涂层，阳极体固定面上固定有所述导电杆和所述阳极体连接件；[0007] 所述辅助阳极安装背板包括辅助阳极安装背板本体和多个辅助阳极安装背板连接件，所述辅助阳极安装背板连接件穿过所述辅助阳极安装背板本体并与所述辅助阳极安装背板本体固定连接，使得所述辅助阳极安装背板连接件一端为用于与辅助阳极绝缘座固定连接的第一连接部，另一端为用于与风电桩连接的第二连接部；所述辅助阳极安装背板本体上设有用于导电杆穿过的导电杆通孔；[0008] 所述接线舱包括接线舱舱体和接线舱舱盖，所述接线舱舱体一端固定在所述辅助阳极安装背板本体位于第二连接部的一端，所述接线舱舱体的另一端固定有所述接线舱舱盖；[0009] 所述阳极体和所述辅助阳极安装背板相对设置，且所述阳极体固定面与所述辅助阳极安装背板设有所述第一连接部的一面相对，所述导电杆穿过所述导电杆通孔并置于所述接线舱舱体内；[0010] 所述辅助阳极绝缘座设于所述阳极体和所述辅助阳极安装背板之间，并通过一体成型工艺将所述阳极体、所述辅助阳极安装背板以及所述辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得所述辅助阳极绝缘座的一侧将阳极体的阳极体固定面的一侧和外边沿包覆，所述辅助阳极绝缘座的另一侧将辅助阳极安装背板的设有第一连接部的一侧和外边沿包覆。[0011] 进一步地，所述辅助阳极绝缘座还包括用于对阳极体本体的阳极电流释放面的外边沿进行包覆的第一包覆部。[0012] 进一步地，所述导电杆通孔与所述导电杆之间还设有第一密封件。[0013] 进一步地，所述辅助阳极安装背板本体设有第二连接部的一面上设有O型密封圈沟槽一、O型密封圈沟槽二以及O型密封圈沟槽三，所述O型密封圈沟槽一、O型密封圈沟槽二以及O型密封圈沟槽三依次设置在接线舱舱体的外周、辅助阳极安装背板本体设有第二连接部的一面的外边沿以及辅助阳极安装背板连接件的外周处；[0014] 所述O型密封圈沟槽一、所述O型密封圈沟槽二以及所述O型密封圈沟槽三中均设有O型密封圈。[0015] 进一步地，辅助阳极绝缘座的材料为FRP或橡胶。[0016] 进一步地，所述阳极体本体、所述辅助阳极安装背板本体以及所述辅助阳极绝缘座均为圆形、方形或长条形结构。[0017] 进一步地，所述阳极涂层的外径小于所述阳极电流释放面的外径，所述阳极电流释放面未涂有所述阳极涂层的部分由所述第一包覆部进行包覆。[0018] 进一步地，所述阳极体连接件为栓钉结构，所述辅助阳极安装背板连接件为紧固螺杆，多个栓钉结构和多个紧固螺杆均圆周排列。[0019] 进一步地，多个所述栓钉结构的栓头高度一致，多个所述紧固螺杆的螺杆头高度一致，多个所述栓钉结构和多个所述紧固螺杆交叉分布，在平面内保持一定的距离。[0020] 进一步地，阳极体固定面上的多个所述栓钉结构的栓头与辅助阳极安装背板之间保持一定的绝缘距离；辅助阳极安装背板上的多个所述紧固螺杆的螺杆头与阳极体固定面之间保持一定的绝缘距离。[0021] 进一步地，所述接线舱舱体内的导电杆与阳极电缆连接后，所述接线舱舱体内注入密封胶，所述接线舱舱盖与所述接线舱舱体之间设有第二密封件。[0022] 本发明公开的海上风电用辅助阳极结构，由于包括阳极体、辅助阳极安装背板、接线舱以及辅助阳极绝缘座，通过辅助阳极绝缘座一体成型将阳极体、辅助阳极安装背板以及辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得该海上风电辅助阳极结构具有结构简单、强度高、密封性好、安装简便等有益效果。附图说明[0023] 图1为本发明公开的海上风电用辅助阳极结构；[0024] 图2为本发明公开的阳极体的阳极体固定面的结构图；[0025] 图3为本发明公开的阳极体的阳极电流释放面的结构图；[0026] 图4为本发明公开的辅助阳极安装背板的结构图；[0027] 图5为本发明公开的辅助阳极安装背板的轴视图。[0028] 图中：1、阳极体；10、阳极体本体；12、导电杆；13、阳极体连接件；14、阳极涂层；15、阳极电流释放面；16、阳极体固定面；17、阳极体外边沿；2、辅助阳极安装背板；20、辅助阳极安装背板本体；21、辅助阳极安装背板连接件；22、第一连接部；23、第二连接部；24、导电杆通孔；25、O型密封圈沟槽一；26、O型密封圈沟槽二；27、O型密封圈沟槽三；3、辅助阳极绝缘座；30、第一包覆部；4、第一密封件；6、接线舱；60、接线舱舱体；61、接线舱舱盖；62、第二密封件；63、阳极导线通孔；64、螺纹孔。具体实施方式[0029] 如图1所示为本发明公开的海上风电用辅助阳极结构，包括阳极体1、辅助阳极安装背板2以及辅助阳极绝缘座3；[0030] 如图2和图3所示，所述阳极体1包括阳极体本体10、导电杆12以及多个阳极体连接件13，在本实施例中，阳极体本体10采用金属钛作为基材，所述阳极体本体10的一平面为阳极电流释放面15，另一平面为阳极体固定面16，所述阳极电流释放面15上镀有阳极涂层14，阳极体固定面16上固定有所述导电杆12和所述阳极体连接件13，导电杆材质为钛，在本实施例中，所述阳极体连接件13为栓钉结构，导电杆12和阳极体连接件13采用焊接方式固定在阳极体固定面16上；[0031] 如图4和图5所示，所述辅助阳极安装背板2包括辅助阳极安装背板本体20和多个辅助阳极安装背板连接件21，所述辅助阳极安装背板连接件21穿过所述辅助阳极安装背板本体20并与所述辅助阳极安装背板本体20固定连接，使得所述辅助阳极安装背板连接件21一端为用于与辅助阳极绝缘座3固定连接的第一连接部22，另一端为用于与风电桩连接的第二连接部23；所述辅助阳极安装背板本体20上中心处设有用于导电杆12穿过的导电杆通孔24，导电杆通孔优选的为螺纹孔，在本实施例中，辅助阳极安装背板本体20上设置多个螺栓孔，所述辅助阳极安装背板连接件21为紧固螺杆，紧固螺杆穿过螺栓孔并螺纹连接后，紧固螺杆位于辅助阳极安装背板本体20上、下两面均留有一定长度以形成第一连接部22和第二连接部23，为了保证紧固螺栓与辅助阳极安装背板本体连接强度，紧固螺杆与辅助阳极安装背板本体连接处焊接；[0032] 所述接线舱6包括接线舱舱体60和接线舱舱盖61，所述接线舱舱体60一端固定在所述辅助阳极安装背板本体20位于第二连接部23的一端，所述接线舱舱体60的另一端固定有所述接线舱舱盖61，具体地，接线舱舱体为筒形结构，一端焊接在辅助阳极安装背板本体上，本实施例中，接线舱舱体外表面与辅助阳极安装背板本体焊接，另一端设有多个螺纹孔64，通过螺钉可以将接线舱舱盖固定在接线舱舱体上，接线舱舱盖上设有用于阳极电缆穿入的阳极导线通孔63；[0033] 所述阳极体1和所述辅助阳极安装背板2相对设置，且所述阳极体固定面16与所述辅助阳极安装背板2设有所述第一连接部22的一面相对，阳极体固定面上的多个所述栓钉结构的栓头与辅助阳极安装背板之间保持一定的绝缘距离；辅助阳极安装背板上的多个所述紧固螺杆的螺杆头与阳极体固定面之间保持一定的绝缘距离，也就是说阳极体本体与辅助阳极安装背板之间的距离大于阳极体连接件和第一连接部两者中的任意一个的长度，使得阳极体连接件与辅助阳极安装背板和第一连接部与阳极体本体之间填充辅助阳极绝缘座材料，以使得阳极体和辅助阳极安装背板之间相互电绝缘，所述导电杆12穿过所述导电杆通孔24并置于所述接线舱舱体60内后与由接线舱舱盖穿入的阳极电缆连接；优选地，所述接线舱舱体60内的导电杆与阳极电缆连接后，所述接线舱舱体内注入密封胶，本实施例中，密封胶可以为FRP或橡胶等材料，所述接线舱舱盖与所述接线舱舱体之间设有第二密封件62；[0034] 所述辅助阳极绝缘座3设于所述阳极体1和所述辅助阳极安装背板2之间，并通过一体成型工艺将所述阳极体1、所述辅助阳极安装背板2以及所述辅助阳极绝缘座3形成一整体结构，使得所述辅助阳极绝缘座3的一侧将阳极体1的阳极体固定面的一侧和外边沿包覆，所述辅助阳极绝缘座3的另一侧将辅助阳极安装背板2的设有第一连接部的一侧和外边沿包覆，具体地，导电杆穿过导电杆通孔，且阳极体固定面16与辅助阳极安装背板2的端面之间的距离大于阳极体连接件或第一连接部的长度，即使得阳极体和辅助阳极安装背板之间相互分隔开，本实施例中，一体成型工艺为浇筑，也就是将阳极体和辅助阳极安装背板固定在相应的模具中，然后，向模具中浇筑辅助阳极绝缘座的原料液体，辅助阳极绝缘座冷却后，阳极体连接件、阳极体固定面以及阳极体的侧边沿被辅助阳极绝缘座一侧包覆，并且通过阳极体连接件使得阳极体与辅助阳极绝缘座紧固连接成一体结构，辅助阳极安装背板设有第一连接部的一侧、辅助阳极安装背板连接件的第一连接部以及辅助阳极安装背板的侧边沿被辅助阳极绝缘座的另一侧包覆，并且通过辅助阳极安装背板连接件的第一连接部将辅助阳极安装背板与辅助阳极绝缘座紧固连接成一体结构。[0035] 在使用本发明公开的海上风电用辅助阳极结构时，通过紧固螺栓的第二连接部与风电桩上的辅助阳极安装法兰盘紧固连接，辅助阳极安装背板与风电桩之间通过各O型密封件实现安装处的水密，导电杆伸入接线舱舱体内并与阳极电缆连接，使得电流经过导电杆流至阳极体，并由阳极体的阳极电流释放面向外部释放电子，以实现对风电桩的防腐保护。[0036] 本发明公开的海上风电用辅助阳极结构，由于包括阳极体、辅助阳极安装背板、接线舱以及辅助阳极绝缘座，通过辅助阳极绝缘座一体成型将阳极体、辅助阳极安装背板以及辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得该辅助阳极结构具有结构简单、强度高、密封性好、安装简便等有益效果。[0037] 进一步地，所述辅助阳极绝缘座还包括用于对阳极体本体的阳极电流释放面15的外边沿进行包覆的第一包覆部30，进一步的提高了辅助阳极绝缘座与阳极体之间的密封性能。具体地，所述阳极涂层14的外径小于所述阳极电流释放面15的外径，所述阳极电流释放面15未涂有所述阳极涂层14的部分由所述第一包覆部30进行包覆，进一步的提高阳极体的水密性[0038] 进一步地，所述导电杆通孔24与所述导电杆12之间还设有第一密封件4，设有第一密封件以便于提高导电杆与辅助阳极安装背板和风电桩之间的绝缘性能，保证阳极体的工作性能。[0039] 进一步地，所述辅助阳极安装背板本体20设有第二连接部23的一面上设有O型密封圈沟槽一25、O型密封圈沟槽二26以及O型密封圈沟槽三27，所述O型密封圈沟槽一25、O型密封圈沟槽二26以及O型密封圈沟槽三27依次设置在接线舱舱体60的外周、辅助阳极安装背板本体20设有第二连接部23的一面的外边沿以及辅助阳极安装背板连接件21的外周处；[0040] 所述O型密封圈沟槽一25、所述O型密封圈沟槽二26以及所述O型密封圈沟槽三27中分别设有O型密封圈，以实现辅助阳极安装背板与风电桩上辅助阳极安装法兰盘之间的水密性。[0041] 进一步地，辅助阳极绝缘座的材料为FRP或橡胶，FRP或橡胶具有绝缘性好、机械性能好、耐海水和次氯酸腐蚀的优点。[0042] 进一步地，所述阳极体本体10、所述辅助阳极安装背板本体20以及所述辅助阳极绝缘座3均为圆形、方形或长条形结构，以提高阳极体向外界释放电子的均匀性，保证防腐效果，本实施例中，阳极体本体10、辅助阳极安装背板本体20以及辅助阳极绝缘座3均为圆形。[0043] 进一步地，所述阳极体连接件13为栓钉结构，所述辅助阳极安装背板连接件21为紧固螺杆，采用栓钉和螺杆结构，具有结构简单连接方便等优点。[0044] 进一步地，多个栓钉结构和多个紧固螺杆均圆周排列，多个所述栓钉结构的栓头高度一致，多个所述栓钉结构和多个所述紧固螺杆交叉分布，在平面内保持一定的距离，多个所述紧固螺杆的螺杆头高度一致，以提高受力的均匀性以及连接的可靠性。具体的，阳极体固定面上各栓钉结构与辅助阳极安装背板上每两个紧固螺杆呈一定角度；阳极体固定面上呈圆周分布的栓钉结构所处圆的半径小于辅助阳极安装背板上呈圆周分布的紧固螺杆所处圆的半径且两圆同心，以保证栓钉结构与紧固螺杆之间的距离。[0045] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2022-01-27

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114438502B