一種適用于海上浮體的半潛式消波墻及消波墻組的制作方法
【專利摘要】一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，包括浮箱平臺和設(shè)置在浮箱平臺上的消波碎波組件；所述消波碎波組件包括若干層消波模塊，上下層消波模塊之間通過支架固定支撐，所述消波模塊包括基體和設(shè)置在基體迎波面、背波面的橫向片狀消波瓦，消波瓦上設(shè)有開孔；浮箱平臺底部通過錨鏈系統(tǒng)連接在海底，浮箱平臺上表面設(shè)有內(nèi)置的凹槽軌道，消波碎波組件最底層的消波模塊下方設(shè)有與所述凹槽軌道相適配的滑輪，所述滑輪通過連桿與該消波模塊固定連接，所述連桿與液壓系統(tǒng)的液壓缸活塞桿連接。本發(fā)明消波墻結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，易于制造，消波、碎波效果好，且能用于對海面狀況的檢測與預(yù)警，尤其適用于大型海上浮體的保護。
【專利說明】一種適用于海上浮體的半潛式消波墻及消波墻組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種消波裝置，具體為一種適用于海上浮體的半潛式消波墻及消波墻組。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著對海洋資源的不斷開發(fā)，近些年來對“超大型海上浮體”的研究熱潮席卷了國內(nèi)外。世界各國從上世紀八十年代后期開始基于各國海洋環(huán)境特點、經(jīng)濟發(fā)展水平及需求開始展開對超大型海上浮體的研究。中國作為一個海洋大國已經(jīng)逐漸意識到研究與建設(shè)海上超大型浮體對我國國防及經(jīng)濟建設(shè)的重要性。由于海上超大型浮體一般都遠離陸地，且多用于飛行設(shè)備的起飛及降落，所以海上超大型浮體的穩(wěn)性及耐波性顯得尤為重要，一旦海上超大型浮體有較大幅度的搖擺，將嚴重影響其工作性能。綜上所述，研究一種可靠的、有效的，適用于海上超大型浮體的消波碎波裝置就顯得尤為重要。
[0003]超大型海上浮體構(gòu)造簡單、維護方便，但其易受風(fēng)流和波浪等各種擾動而產(chǎn)生穩(wěn)性的影響，縱觀國際上對海上超大型浮體的穩(wěn)性及耐波性研究，多是從浮體本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計著手，技術(shù)水平要求高。因此需要專門設(shè)計和研究一種適用于海上超大型浮體消波裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種消波效果好，能用于海上超大型浮體的新型消波墻及消波墻組。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0006]一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，包括浮箱平臺和設(shè)置在浮箱平臺上的消波碎波組件；
[0007]所述消波碎波組件包括若干層消波模塊，上、下層消波模塊之間通過支架固定支撐，所述消波模塊包括基體和設(shè)置在基體前側(cè)迎波面、后側(cè)背波面的多層相互平行的橫向片狀消波瓦，所述消波瓦上設(shè)有多個開孔；
[0008]所述浮箱平臺底部通過錨鏈系統(tǒng)連接在海底，浮箱平臺上表面設(shè)有沿前后方向延伸的內(nèi)置式凹槽軌道，所述凹槽軌道長度小于浮箱平臺的前后長度，消波碎波組件最底層的消波模塊下方設(shè)有與所述凹槽軌道相適配的滑輪，所述滑輪通過連桿與該消波模塊固定連接，所述連桿與液壓系統(tǒng)的液壓缸活塞桿連接，所述活塞桿設(shè)置在滑輪的后方。
[0009]所述浮箱平臺為消波墻提供了支撐和固定消波碎波組件的平臺，同時為整個裝置提供足夠的浮力，一般由中空、并具有一定寬度和長度的箱體構(gòu)成。
[0010]對上述技術(shù)內(nèi)容進一步的改進方案包括:
[0011 ]消波碎波組件各消波模塊均橫向設(shè)置，最上端的消波模塊的豎向截面為等腰三角形，下方的消波模塊的豎向截面均為等腰梯形，使消波碎波組件整體構(gòu)成橫躺的等腰三棱柱結(jié)構(gòu)。
[0012]所述片狀消波瓦為弧形，其凹面面向消波模塊，凸面向外，頂部連接在消波模塊上，底部通過傾斜的撐桿撐起，使消波瓦底端和下層消波瓦或消波模塊基體表面之間留有一定距離。當(dāng)波浪拍到消波碎波組件上后，一部分波浪會穿過各個消波模塊之間的孔隙，從而碎掉大塊的波浪，剩余的小塊波浪再通過消波瓦逐級碎波、消波，瓦解波浪的動能。
[0013]所述消波瓦上設(shè)有多排橫向排列的通孔，所述通孔自上至下依次變小。
[0014]所述液壓系統(tǒng)還包括油泵、油箱、管路系統(tǒng)以及控制器，所述管路系統(tǒng)包括進油管路、出油管路以及溢流管路:
[0015]所述進油管路、出油管路上設(shè)有控制其啟閉的電磁閥，液壓缸的活塞與液壓缸壁之間留有過油的間隙，液壓缸的出油口位于液壓缸伸出活塞桿的前端，液壓缸的進油口位于液壓缸的后端；
[0016]所述出油管路一端與液壓缸出油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的入口連接；所述進油管路一端與液壓缸的進油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的出口連接，所述油泵設(shè)置在電磁閥與油箱之間的進油管路上；
[0017]所述溢流管路一端連接在液壓缸與電磁閥之間的進油管路上，另一端連接在電磁閥與油箱之間的出油管路上，所述溢流管路上設(shè)有溢流閥；
[0018]所述電磁閥、油泵分別與所述控制器連接。
[0019]所述浮箱平臺包括左、右兩個結(jié)構(gòu)對稱的浮箱，兩浮箱之間通過橫撐桿架連接，每個浮箱上均設(shè)有一凹槽軌道和一套液壓系統(tǒng)，所述消波碎波組件下方設(shè)有兩個滑輪，分別對應(yīng)地安裝在兩浮箱上。
[0020]本發(fā)明消波墻還設(shè)有預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)包括測速儀以及固定在浮箱平臺上的燈塔，所述燈塔上設(shè)有多個不同顏色的信號指示燈，所述測速儀的發(fā)射組件安裝在所述消波碎波組件上，測速儀的接收組件安裝在所述燈塔上，所述燈塔內(nèi)設(shè)有PLC控制器，所述測速儀、信號指示燈分別與所述PLC控制器連接。
[0021]作為優(yōu)選，所述浮箱平臺的殼體由纖維玻璃制成，纖維玻璃密度低，具有很強的浮性、強度以及抗腐蝕等優(yōu)點。
[0022]作為優(yōu)選，所述片狀消波瓦采用鋁合金材料，鋁合金材料具有密度低、質(zhì)量輕、強度高且抗腐蝕的特點。
[0023]一種適用于海上浮體的半潛式消波墻組，均勻分布在海上浮體周側(cè)，與海上浮體連接，其特征在于，所述半潛式消波墻組由多個如上所述半潛式消波墻通過錨鏈連接構(gòu)成。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明消波墻及消波墻組在工作時，海浪拍向浮箱平臺及其上面設(shè)置的消波碎波組件，被消波碎波組件破碎和分割。當(dāng)波浪動能超過一定程度后，消波碎波組件會向后移動，液壓系統(tǒng)起到緩沖的作用，避免消波碎波組件因強烈撞擊引起的損壞。且消波碎波組件的移動一定程度上反應(yīng)了海浪的大小，配合預(yù)警系統(tǒng)可方便基地人員及時掌握海面的情況。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計簡潔、合理，施工難度小，容易生產(chǎn)制造，造價較低，使用壽命長，尤其適用于大型海上浮體的保護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的單體消波墻的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1B處放大圖；
[0028]圖3為液壓系統(tǒng)原理圖；
[0029]圖4為消波碎波組件的放大圖；
[0030]圖5為消波碎波組件的主視圖；
[0031]圖6為消波碎波組件的側(cè)視圖；
[0032]圖7為片狀消波瓦放大圖；
[0033]圖8為由消波墻構(gòu)成的消波墻組在海上超大型浮式基地周圍排列簡圖；
[0034]上圖中，1、錨鏈，2、配重塊，3、左浮箱，4、右浮箱，5、橫撐桿架，6、凹槽軌道，7、上層消波模塊，8、支架，9、燈塔，10、紅色信號指示燈，11、綠色信號指示燈燈，12、迎波面，13、消波瓦，14、滑輪，15、活塞桿，16、大型浮體，17、單個消波墻，18、撐桿，19、配重塊，20、液壓缸，21、溢流閥，22、油泵，23、油箱，24、電磁換向閥。

【具體實施方式】
[0035]為了進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0036]如圖1至圖7所示，一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，包括以下構(gòu)成組件:
[0037]I)浮箱平臺；
[0038]所述浮箱平臺包括左右兩個結(jié)構(gòu)對稱的浮箱，所述浮箱為中空結(jié)構(gòu)，浮箱外殼由纖維玻璃材料制成，兩浮箱之間通過橫撐桿架5連接。左浮箱3和右浮箱4底部通過錨鏈系統(tǒng)連接在海底，每個浮箱上表面均設(shè)有沿前后方向延伸的內(nèi)置式凹槽軌道6，所述凹槽軌道6長度小于浮箱平臺的前后長度。
[0039]所述錨鏈系統(tǒng)優(yōu)選采用多點散射系泊系統(tǒng)，由錨鏈I和掛在在錨鏈I中部的配重塊19、連接在錨鏈I底部的配重塊12構(gòu)成。
[0040]2)消波碎波組件；
[0041]所述消波碎波組件包括上下兩層橫向設(shè)置的消波模塊，上、下層消波模塊之間通過支架8固定支撐。上層消波模塊7的豎向截面為等腰三角形(優(yōu)選設(shè)置為等邊三角形，即頂角為60° )，下層消波模塊的豎向截面為等腰梯形，整個消波碎波組件構(gòu)成橫躺的等腰三棱柱結(jié)構(gòu)，如圖4至圖6所示。
[0042]所述消波模塊包括基體和設(shè)置在基體前側(cè)迎波面、后側(cè)背波面的多層相互平行的橫向片狀消波瓦13，所述消波瓦13上設(shè)有多排橫向排列的通孔，所述通孔自上至下依次變小，如圖7所示。所述片狀消波瓦13呈弧形，優(yōu)選采用鋁合金材料制成，其凹面面向消波模塊，凸面向外，頂部連接在消波模塊上，底部通過傾斜的撐桿18撐起，使消波瓦底端和下層消波瓦或消波模塊基體表面之間留有一定距離。
[0043]所述消波碎波組件橫架在左、右兩浮箱上，底層消波模塊的下方設(shè)有與所述凹槽軌道6相適配的滑輪14，所述滑輪14通過連桿與該消波模塊固定連接，所述連桿與液壓系統(tǒng)的液壓缸活塞桿15連接，所述活塞桿15設(shè)置在滑輪的后方。
[0044]3)液壓系統(tǒng)；
[0045]所述液壓系統(tǒng)還包括液壓缸20、油泵22、油箱23、管路系統(tǒng)以及控制器(未圖示)，所述管路系統(tǒng)包括進油管路、出油管路以及溢流管路。
[0046]所述進油管路、出油管路上設(shè)有控制其啟閉的電磁閥，液壓缸20的活塞與液壓缸壁之間留有過油的間隙，液壓缸20的出油口位于液壓缸20伸出活塞桿15的前端，液壓缸20的進油口位于液壓缸20的后端。
[0047]所述出油管路一端與液壓缸出油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的入口連接；所述進油管路一端與液壓缸的進油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的出口連接，所述油泵22設(shè)置在電磁閥與油箱23之間的進油管路上。
[0048]所述溢流管路一端連接在液壓缸20與電磁閥之間的進油管路上，另一端連接在電磁閥與油箱23之間的出油管路上，所述溢流管路上設(shè)有溢流閥21。
[0049]所述電磁閥、油泵22分別與所述控制器連接。所述電磁閥可選用電磁換向閥24，使進油管路、出油管路不同時開啟或關(guān)閉。
[0050]當(dāng)海浪拍向消波碎波組件時，消波碎波組件向后移動，同時帶動液壓缸活塞桿15移動，液壓油流向活塞前部的液壓缸空腔中，油液可通過液壓缸出油口逸出回到油箱，當(dāng)液壓缸承載力過大時，油液可從溢流管路流回油箱23內(nèi)。當(dāng)活塞桿15運動到極限位置后，控制器控制油泵22啟動，進油管路開啟，出油管路關(guān)閉，將活塞桿推15回到初始位置。
[0051]所述液壓系統(tǒng)設(shè)置在浮箱內(nèi)，不與海水直接接觸，左、右浮箱內(nèi)各設(shè)置一套，保障消波碎波組件移動的穩(wěn)定性。
[0052]4)預(yù)警系統(tǒng)；
[0053]當(dāng)波浪大小不同時，消波碎波組件的移動速度及距離都將不同，由此可根據(jù)消波碎波組件一段時間內(nèi)移動的速度與距離來預(yù)報波浪的大小。例如，當(dāng)波浪的大小處于一個安全等級內(nèi)不會對海上大型浮體16的工作產(chǎn)生影響時，亮綠色信號指示燈。當(dāng)波浪的大小超過大型浮體16所能承受的范圍時，亮紅色信號指示燈，具體可通過以下方案實現(xiàn)。
[0054]所述預(yù)警系統(tǒng)包括測速儀以及分別安裝在左浮箱3和右浮箱4上的燈塔9，左浮箱3燈塔上設(shè)置紅色信號指示燈10，右浮箱4燈塔上設(shè)置了綠色信號指示燈11。所述測速儀的發(fā)射組件安裝在消波碎波組件上，測速儀的接收組件安裝在所述燈塔上，所述燈塔內(nèi)設(shè)有PLC控制器，所述測速儀、信號指示燈分別與所述PLC控制器連接。根據(jù)具體海域及海上超大型浮體的性能把預(yù)警的速度區(qū)間編輯成程序輸入PLC控制器中，當(dāng)速度的數(shù)據(jù)從測速儀上傳輸過來之后，PLC控制器可以與事先輸入的速度區(qū)間數(shù)據(jù)進行比較，然后發(fā)出指令，控制不同指示燈亮起。通過這個設(shè)計可以使監(jiān)測浮體的基地人員制定應(yīng)急預(yù)案。
[0055]上述的消波墻可按照迎浪方向分布在海上超大型浮體16的周圍，單個消波墻17之間留有一定距離，通過錨鏈I相互連接，并與浮體16連接，形成消波墻組。所述消波墻組可設(shè)置兩層，外圍的消波墻組與內(nèi)層消波墻組交錯布置，如圖8所示，使外圍消波墻位于內(nèi)層相鄰兩消波墻之間。
[0056]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，包括浮箱平臺和設(shè)置在浮箱平臺上的消波碎波組件； 所述消波碎波組件包括若干層消波模塊，上、下層消波模塊之間通過支架固定支撐，所述消波模塊包括基體和設(shè)置在基體前側(cè)迎波面、后側(cè)背波面的多層相互平行的橫向片狀消波瓦，所述消波瓦上設(shè)有多個開孔； 所述浮箱平臺底部通過錨鏈系統(tǒng)連接在海底，浮箱平臺上表面設(shè)有沿前后方向延伸的內(nèi)置式凹槽軌道，凹槽軌道長度小于浮箱平臺的前后長度，消波碎波組件最底層的消波模塊下方設(shè)有與所述凹槽軌道相適配的滑輪，所述滑輪通過連桿與該消波模塊固定連接，所述連桿與液壓系統(tǒng)的液壓缸活塞桿連接，所述活塞桿設(shè)置在滑輪的后方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，消波碎波組件各消波模塊均橫向設(shè)置，最上端的消波模塊的豎向截面為等腰三角形，下方的消波模塊的豎向截面均為等腰梯形，使消波碎波組件整體構(gòu)成橫躺的等腰三棱柱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述片狀消波瓦為弧形，其凹面面向消波模塊，凸面向外，頂部連接在消波模塊上，底部通過傾斜的撐桿撐起，使消波瓦底端和下層消波瓦或消波模塊基體表面之間留有一定距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述消波瓦上設(shè)有多排橫向排列的通孔，所述通孔自上至下依次變小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)還包括油泵、油箱、管路系統(tǒng)以及控制器，所述管路系統(tǒng)包括進油管路、出油管路以及溢流管路； 所述進油管路、出油管路上設(shè)有控制其啟閉的電磁閥，液壓缸的活塞與液壓缸壁之間留有過油的間隙，液壓缸的出油口位于液壓缸伸出活塞桿的前端，液壓缸的進油口位于液壓缸的后端； 所述出油管路一端與液壓缸出油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的入口連接；所述進油管路一端與液壓缸的進油口連接，另一端通過電磁閥與油箱的出口連接，所述油泵設(shè)置在電磁閥與油箱之間的進油管路上； 所述溢流管路一端連接在液壓缸與電磁閥之間的進油管路上，另一端連接在電磁閥與油箱之間的出油管路上，所述溢流管路上設(shè)有溢流閥； 所述電磁閥、油泵分別與所述控制器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述浮箱平臺包括左、右兩個結(jié)構(gòu)對稱的浮箱，兩浮箱之間通過橫撐桿架連接，每個浮箱上均設(shè)有一凹槽軌道和一套液壓系統(tǒng)，所述消波碎波組件下方設(shè)有兩個滑輪，分別對應(yīng)地安裝在兩浮箱上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，設(shè)有預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)包括測速儀以及固定在浮箱平臺上的燈塔，所述燈塔上設(shè)有多個不同顏色的信號指示燈，所述測速儀的發(fā)射組件安裝在所述消波碎波組件上，測速儀的接收組件安裝在所述燈塔上，所述燈塔內(nèi)設(shè)有PLC控制器，所述測速儀、信號指示燈分別與所述PLC控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)項所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述浮箱平臺的殼體由纖維玻璃制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)項所述的一種適用于海上浮體的半潛式消波墻，其特征在于，所述消波瓦為鋁合金材料。
10.一種適用于海上浮體的半潛式消波墻組，均勻分布在海上浮體周側(cè)，與海上浮體連接，其特征在于，所述半潛式消波墻組由多個如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)項所述半潛式消波墻通過錨鏈連接構(gòu)成。
【文檔編號】B63B39/10GK104309779SQ201410584280
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】沈中祥, 張超, 朱明明, 潘亦鵬, 霍發(fā)力, 劉聰, 馬海瀟 申請人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院