一种用于极地环境的液货补给系统及方法

本发明涉及液货补给，具体涉及一种用于极地环境的液货补给系统及方法。

背景技术：

1、日前，地球人口与日俱增，自然资源越来越紧张，呈现匮乏的趋势，因此人们加紧了对地球甚至外星（如月球）等未知领域的探索。比如地球的南、北两极，是全球变化的驱动器、全球气候变化的冷源，也是人类暂未大规模探索的未知领域。尤其是南极，是地球上至今未被开发、未被污染的洁净大陆，那里蕴藏着无数的科学之谜和信息。在全球变化、特别是全球气候变化的研究中起着不可替代的作用，世界上越来越多的国家重视对南北极的考察与研究。因此，对极地探测和数据采集将变得越来越重要，而在考察过程中当探测船缺少资源的时候就有必要进行资源的补给。

2、资源补给主要包括固体货物补给和液体货物补给，固体货物补给系统在极地环境下可正常工作，但是由于极地地区特殊的地理环境和气候条件，液体货物的补给存在一定的困难，一是运输距离比较远，二是运输设备在低温环境下容易结冰，三是液体货物在低温环境下容易凝固，液体货物补给系统在极地环境下难以正常工作，且效率较低。因此，有必要研究一种适用于极地环境的液货补给系统，以提高极地地区的液体货物补给效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于极地环境的液货补给系统及方法，解决极地地区特殊的地理环境和气候条件下，液体货物补给存在困难的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明提供了一种用于极地环境的液货补给系统及方法，包括：

4、补给软管，所述补给软管由内到外依次包括内层、加热层、保温层和外层；以及，

5、软管卷盘，所述软管卷盘包括底座、滚筒及旋转接头，所述滚筒转动设置于所述底座并可绕其自身轴线转动，所述补给软管绕设于所述滚筒，所述旋转接头的一端固定于所述底座并与所述滚筒同轴设置，所述旋转接头的另一端与所述补给软管的一端连通。

6、在一些实施例中，所述滚筒呈空心圆柱状，其两端分别固定安装圆形挡盘，所述圆形挡盘用于对补给软管进行阻挡，所述圆形挡盘包括挡盘主体和凸起，所述挡盘主体通过所述凸起转动设置于所述底座上。

7、在一些实施例中，所述软管卷盘还包括集成电机，所述集成电机的外壳固定于所述底座，所述集成电机的输出轴与所述凸起连接。

8、在一些实施例中，所述集成电机还包括转动轴、转子、定子、散热风扇、齿轮及齿圈，所述转动轴经由第二轴承转动设置于所述外壳内，所述转子固定套设于所述转动轴，所述定子通过紧固件固定于外壳内，以确保定子的位置不会发生移动；所述散热风扇通过螺钉与外壳连接，用以散热；所述齿轮固定套设于所述转动轴，所述齿轮与所述齿圈啮合，所述齿圈安装于所述凸起。

9、在一些实施例中，所述凸起的中心开设有安装孔，所述旋转接头包括固定套筒、密封圈、第三轴承及盖板，所述固定套筒固定在所述底座，所述固定套筒上开设有与所述安装孔同轴的注入孔，所述第三轴承的外圈固定于所述固定套筒内，所述补给软管的一端插设于所述固定套筒内，补给软管的一端插入所述第三轴承的内圈；所述密封圈嵌套在固定套筒与补给软管之间；所述盖板覆盖于所述固定套筒的外端。

10、在一些实施例中，所述软管卷盘还包括电磁导电模块，所述电磁导电模块包括发射端和接收端，所述发射端固定于所述固定套筒，所述发射端连接电线，电线内通入交流电，所述接收端与所述发射端电磁耦合并固定于所述补给软管的内层和保温层之间，所述接收端与所述加热层的加热丝电连接，将接收端的线圈内部产生的感应电流传输至加热丝。

11、在一些实施例中，还包括双滚轮除冰装置，所述双滚轮除冰装置包括双滚轮机构及移动机构；

12、所述双滚轮机构包括第一滚轮对、第二滚轮对及板件，所述第一滚轮对包括两个相对的且竖直放置的第一滚轮，各个第一滚轮转动设置于所述板件，用于初步压扁补给软管去除其表面的冰块；所述第二滚轮对包括两个相对的且水平放置的第二滚轮，各个第二滚轮转动设置于所述板件，用于进一步压扁补给软管去除其表面冰块；

13、所述移动机构用于驱动双滚轮机构左右往复移动。

14、在一些实施例中，所述移动机构包括支撑架、两个环形导轨、两个滑动平台及驱动机构；两个所述环形导轨分别固定在支撑架的上下两端；两个所述滑动平台分别通过滑轮滑动设置于两个所述环形导轨上，两个滑动平台分别通过轴承转动连接在板件的上下两端，使得双滚轮机构夹在两个滑动平台的中间，所述驱动机构用于驱动所述双滚轮机构在所述环形导轨做环形运动。

15、在一些实施例中，所述驱动机构包括主动轴、从动轴、第一链轮、第二链轮、链条、第一传动锥齿轮、传动轴、第二传动锥齿轮、第一带轮、第二带轮及皮带，所述主动轴及所述从动轴分别转动设置于所述支撑架的两端，所述第一链轮及所述第二链轮分别同轴固定于所述主动轴及所述从动轴，所述链条闭合设置，其两端分别绕设于所述第一链轮及所述第二链轮，所述链条的一个节点与一个所述滑动平台铰接，所述第一传动锥齿轮同轴固定于所述主动轴，所述传动轴转动设置于所述支撑架，所述第二传动锥齿轮同轴固定于所述传动轴，所述第二传动锥齿轮与所述第一传动锥齿轮啮合，所述第一带轮同轴固定于所述主动轴，所述第二带轮同轴固定套设于所述凸起，所述皮带闭合设置，其两端分别绕设于所述第一带轮及所述第二带轮。

16、本发明还提供了一种用于极地环境的液货补给方法，适用于所述的用于极地环境的液货补给系统，且包括如下步骤：

17、s1、将用于极地环境的液货补给系统安装在补给船上，然后将补给软管的自由端移动至接收船上，并与接收船的接收罐的进口连通；

18、s2、将补给船上的储罐的出口与补给船上自带的输送泵的进口连通，将输送泵的出口与旋转接头的另一端连通，然后通过加热层对补给软管进行加热，加热到预设温度后，开启输送泵，输送泵将储罐内的液体物质抽出并经由旋转接头进入补给软管，再经由补给软管进入接收船的接收罐内进行储存；

19、s3、输送完毕后，将旋转接头的另一端与补给船上的空压机的出口连通，空压机对补给软管内的液体物质进行清空；

20、s4、清空后断开补给软管与接收罐的出口的连接，然后开启软管卷盘回收开关，使滚筒转动，对补给软管进行收卷。

21、与现有技术相比，本发明提供的用于极地环境的液货补给系统及方法装置的有益效果是：通过将补给软管设置为由内到外的内层、加热层、保温层和外层，通过加热层可以对补给软管进行加热，保温层和外层分别紧裹在加热层外，减缓液体物质运输过程中热量的损失，防止补给软管温度过低导致输送液体物质时液体物质凝固影响液体物质的输送，可以适用于极低地区液体货物的补给需求，同时，通过设置底座及滚筒，可以方便收卷和展开补给软管，通过设置旋转接头，可以方便接口的对接，提高输送效率，同时，旋转接头可便于滚筒旋转时，旋转接头中的软管通过轴承作用也跟随旋转，从而软管不产生磨损。

技术特征：

1.一种用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述滚筒呈空心圆柱状，其两端分别固定安装圆形挡盘，所述圆形挡盘用于对补给软管进行阻挡，所述圆形挡盘包括挡盘主体和凸起，所述挡盘主体通过所述凸起转动设置于所述底座上。

3.根据权利要求2所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述软管卷盘还包括集成电机，所述集成电机的外壳固定于所述底座，所述集成电机的输出轴与所述凸起连接。

4.根据权利要求3所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述集成电机还包括转动轴、转子、定子、散热风扇、齿轮及齿圈，所述转动轴经由第二轴承转动设置于所述外壳内，所述转子固定套设于所述转动轴，所述定子通过紧固件固定于外壳内，以确保定子的位置不会发生移动；所述散热风扇通过螺钉与外壳连接，用以散热；所述齿轮固定套设于所述转动轴，所述齿轮与所述齿圈啮合，所述齿圈安装于所述凸起。

5.根据权利要求2所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述凸起的中心开设有安装孔，所述旋转接头包括固定套筒、密封圈、第三轴承及盖板，所述固定套筒固定在所述底座，所述固定套筒上开设有与所述安装孔同轴的注入孔，所述第三轴承的外圈固定于所述固定套筒内，所述补给软管的一端插设于所述固定套筒内，补给软管的一端插入所述第三轴承的内圈；所述密封圈嵌套在固定套筒与补给软管之间；所述盖板覆盖于所述固定套筒的外端。

6.根据权利要求5所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述软管卷盘还包括电磁导电模块，所述电磁导电模块包括发射端和接收端，所述发射端固定于所述固定套筒，所述发射端连接电线，电线内通入交流电，所述接收端与所述发射端电磁耦合并固定于所述补给软管的内层和保温层之间，所述接收端与所述加热层的加热丝电连接，将接收端的线圈内部产生的感应电流传输至加热丝。

7.根据权利要求1所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，还包括双滚轮除冰装置，所述双滚轮除冰装置包括双滚轮机构及移动机构；

8.根据权利要求7所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述移动机构包括支撑架、两个环形导轨、两个滑动平台及驱动机构；两个所述环形导轨分别固定在支撑架的上下两端；两个所述滑动平台分别通过滑轮滑动设置于两个所述环形导轨上，两个滑动平台分别通过轴承转动连接在板件的上下两端，使得双滚轮机构夹在两个滑动平台的中间，所述驱动机构用于驱动所述双滚轮机构在所述环形导轨做环形运动。

9.根据权利要求8所述的用于极地环境的液货补给系统，其特征在于，所述驱动机构包括主动轴、从动轴、第一链轮、第二链轮、链条、第一传动锥齿轮、传动轴、第二传动锥齿轮、第一带轮、第二带轮及皮带，所述主动轴及所述从动轴分别转动设置于所述支撑架的两端，所述第一链轮及所述第二链轮分别同轴固定于所述主动轴及所述从动轴，所述链条闭合设置，其两端分别绕设于所述第一链轮及所述第二链轮，所述链条的一个节点与一个所述滑动平台铰接，所述第一传动锥齿轮同轴固定于所述主动轴，所述传动轴转动设置于所述支撑架，所述第二传动锥齿轮同轴固定于所述传动轴，所述第二传动锥齿轮与所述第一传动锥齿轮啮合，所述第一带轮同轴固定于所述主动轴，所述第二带轮同轴固定套设于所述凸起，所述皮带闭合设置，其两端分别绕设于所述第一带轮及所述第二带轮。

10.一种用于极地环境的液货补给方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9中任意一项所述的用于极地环境的液货补给系统，且包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于极地环境的液货补给系统及方法，系统包括补给软管以及软管卷盘，所述补给软管由内到外依次包括内层、加热层、保温层和外层；所述软管卷盘包括底座、滚筒及旋转接头。本发明的有益效果是：通过将补给软管设置为由内到外的内层、加热层、保温层和外层，通过加热层可以对补给软管进行加热，保温层和外层分别紧裹在加热层外，减缓液体物质运输过程中热量的损失，防止补给软管温度过低导致输送液体物质时液体物质凝固影响液体物质的输送，可以适用于极低地区液体货物的补给需求，同时，通过设置底座及滚筒，可以方便收卷和展开补给软管，通过设置旋转接头，可以方便接口的对接，提高输送效率。技术研发人员：王如意,黎杨阳,王锦芃,刘兴伟,吉帅,周枝雷,陈一鸣,崇静雯,曾浩轩,石林风,陶云霞受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9