[实用新型]一种用于阴极保护系统的阳极组件

说明书

相关申请的交叉引用

本实用新型申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2011年5月31日申请的临时申请号为61/491,363、标题为《用于海洋应用的阴极保护系统(Cathodic Protection System for Marine Applications)》的权利。本临时申请的全部内容均以引用的方式并入本文。

技术领域

本实用新型通常涉及阴极保护系统，更具体地涉及用于保护海洋应用中的建筑物的外加电流阴极保护系统。

背景技术

阴极保护用于保护海上建筑物和水中建筑物时，采用各种牺牲阳极系统和外加电流阳极系统。外加电流阳极系统用于需要较高直流电的应用以及用于海上石油平台及钢结构和其他金属结构的浸水部分等现有设施的改进。

外加电流阴极保护海上阳极的现有技术通常称为阳极栅。基本概念是使用标准阳极，例如现有形状的非海洋应用的阳极，并将阳极安装在例如加重混凝土和某种栅上。阳极与铁路钢轨一样简单，近期采用硅铁阳极、石墨阳极、镀铂阳极和混合金属氧化物阳极。阳极通常呈管状，在某些应用中呈板状。现有技术阳极与一条或多条电缆连接，由于阳极的形状和结构，通常必须在将其安装在栅上之前在工厂使其与电缆连接。大部分现有技术阳极必须完全组装，在某些情况下，从工厂运送阳极组件之前，必须浇铸混凝土来加重支撑材料。连接电缆和可能浇铸混凝土的要求增加了阳极成本和运费，同时还限制阳极布线的灵活性。

本实用新型受让人宾夕法尼亚州Doylestown的Matcor，Inc.公司提供了海上应用的各种阳极组件。所述组件称为海底阳极或海床阳极，主要使用安装在垂直方向或水平方向的实心棒状和管状阳极。阳极是包含阳极电缆连接和混凝土加重材料的组件的组成部分。尽管混凝土材料可现场浇铸，但是这比较困难，所以建议进行工厂连接。阳极栅的成品重量范围介于1000磅到5000多磅之间。

在重载情况下更希望采用现有技术阳极栅，以防止阳极栅在海底移位或移动。如果阳极栅容易移动，阳极栅可从受保护建筑物移动较远距离，从而损坏或断开连接阳极栅的电力电缆。采用海洋阳极栅的另一个问题是将活性阳极保持在海底上方。如果阳极栅下沉或被泥或砂覆盖，阳极的性能会受到影响，保护直流电可能不会流至预计保护的建筑物。

尽管上述阳极系统运行良好，其性能和耐用性也有限制。在许多应用中，直流电输出要求可达几百到一千安培或更多。传统管状、棒状或板状阳极的电流输出限于阳极表面区域。为了补偿各阳极的电流限制，必须使用更多阳极和更长的阳极。然而，为了使阳极之间不产生干扰，额外阳极不能相互间隔太近。为了使传统阳极间隔更远，需要更大的阳极栅组件。由于上述原因，一般做法是使用额外阳极栅。

传统栅型阳极组件的另一个限制是海洋环境中各元素的物理阻力，特别是当现有技术阳极栅放置在海底，受到激烈水流、碎片和冰的作用时。直流电需求可能要求阳极表面区域大于任何一个管状阳极，具有两个、三个或多个混合金属氧化物阳极很正常，每个阳极直径一英寸，达五英寸长。所述阳极的支架和固定阳极所需的混凝土平台可能较大，并且具有较大的水流阻力，因此会受到碎片和潮汐作用的损坏。为了使阳极远离海底污泥并将其保持在海底污泥上方，某些阳极栅具有提升阳极的结构。所述结构会发生力矩臂损坏或在链上自由浮动，所述安装类型的应力也可能造成故障。

因此，目前需要克服现有技术缺点的海洋阳极。本实用新型解决所述要求。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于外加电流阴极保护系统等阴极保护系统的阳极组件，以保护置于海洋等具有水床的水体中的建筑物。所述阳极组件设置为置于所述水体的所述水床上，以保护所述建筑物，所述阳极组件包括阳极、阳极支架和基极。所述阳极组件设置为通过电导体与所述阴极保护系统电连接。所述阳极组件的所述基极包括一种加重构件，例如充满混凝土的玻璃纤维空心体，且设置为置于所述水体的所述水床上。所述阳极呈球形，包括具有外球面的空心体。所述阳极支架最好是包括从所述基极向上突出且具有顶部的伸长管等伸长构件的整体式构件。所述阳极安装(例如焊接)至所述伸长构件的所述顶部，因此所述阳极置于所述水体的所述水床上方。

附图说明

图1为根据本实用新型构造且显示为置于海床上的阳极组件的一个示例性实施例的侧视正视图；

图2为如图1所示的阳极组件的等距视图；

图3为形成图1和图2所示阳极组件的一部分的阳极与阳极支架整体式组件的放大侧视正视图(局部为垂直剖视图)；