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置在基體迎波面、背波面的橫向片狀消波瓦，消波瓦上設有開孔；浮箱平臺底部通過錨鏈系統連接在海底，浮箱平臺上表面設有內置的凹槽軌道，消波碎波組件最底層的消波模塊下方設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的液壓缸活塞桿連接。本發明消波墻結構設置合理，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

【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]隨著對海洋資源的不斷開發，近些年來對“超大型海上浮體”的研究熱潮席卷了國內外。世界各國從上世紀八十年代后期開始基于各國海洋環境特點、經濟發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逐漸意識到研究與建設海上超大型浮體對我國國防及經濟建設的重要性。由于海上超大型浮體一般都遠離陸地，且多用于飛行設備的起飛及降落，所以海上超大型浮體的穩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]超大型海上浮體構造簡單、維護方便，但其易受風流和波浪等各種擾動而產生穩性的影響，縱觀國際上對海上超大型浮體的穩性及耐波性研究，多是從浮體本身的結構設計著手，技術水平要求高。因此需要專門設計和研究一種適用于海上超大型浮體消波裝置。


【發明內容】

[0004]本發明的技術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]為實現上述技術目的，本發明提供的技術方案為:
[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置在基體前側迎波面、后側背波面的多層相互平行的橫向片狀消波瓦，所述消波瓦上設有多個開孔；
[0008]所述浮箱平臺底部通過錨鏈系統連接在海底，浮箱平臺上表面設有沿前后方向延伸的內置式凹槽軌道，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的液壓缸活塞桿連接，所述活塞桿設置在滑輪的后方。
[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成。
[0010]對上述技術內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成橫躺的等腰三棱柱結構。
[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]所述液壓系統還包括油泵、油箱、管路系統以及控制器，所述管路系統包括進油管路、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、右兩個結構對稱的浮箱，兩浮箱之間通過橫撐桿架連接，每個浮箱上均設有一凹槽軌道和一套液壓系統，所述消波碎波組件下方設有兩個滑輪，分別對應地安裝在兩浮箱上。
[0020]本發明消波墻還設有預警系統，所述預警系統包括測速儀以及固定在浮箱平臺上的燈塔，所述燈塔上設有多個不同顏色的信號指示燈，所述測速儀的發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，所述燈塔內設有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點。
[0022]作為優選，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，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成。
[0024]本發明的有益效果:
[0025]本發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置的消波碎波組件，被消波碎波組件破碎和分割。當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了海浪的大小，配合預警系統可方便基地人員及時掌握海面的情況。且本發明結構設計簡潔、合理，施工難度小，容易生產制造，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為本發明的單體消波墻的結構示意圖；
[0027]圖2為圖1B處放大圖；
[0028]圖3為液壓系統原理圖；
[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視圖；
[0032]圖7為片狀消波瓦放大圖；
[0033]圖8為由消波墻構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明的技術方案和技術效果，下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步的闡述。
[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，包括以下構成組件:
[0037]I)浮箱平臺；
[0038]所述浮箱平臺包括左右兩個結構對稱的浮箱，所述浮箱為中空結構，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底部通過錨鏈系統連接在海底，每個浮箱上表面均設有沿前后方向延伸的內置式凹槽軌道6，所述凹槽軌道6長度小于浮箱平臺的前后長度。
[0039]所述錨鏈系統優選采用多點散射系泊系統，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(優選設置為等邊三角形，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成橫躺的等腰三棱柱結構，如圖4至圖6所示。
[0042]所述消波模塊包括基體和設置在基體前側迎波面、后側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的液壓缸活塞桿15連接，所述活塞桿15設置在滑輪的后方。
[0044]3)液壓系統；
[0045]所述液壓系統還包括液壓缸20、油泵22、油箱23、管路系統以及控制器(未圖示)，所述管路系統包括進油管路、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閉。
[0050]當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，當液壓缸承載力過大時，油液可從溢流管路流回油箱23內。當活塞桿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，出油管路關閉，將活塞桿推15回到初始位置。
[0051]所述液壓系統設置在浮箱內，不與海水直接接觸，左、右浮箱內各設置一套，保障消波碎波組件移動的穩定性。
[0052]4)預警系統；
[0053]當波浪大小不同時，消波碎波組件的移動速度及距離都將不同，由此可根據消波碎波組件一段時間內移動的速度與距離來預報波浪的大小。例如，當波浪的大小處于一個安全等級內不會對海上大型浮體16的工作產生影響時，亮綠色信號指示燈。當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。
[0054]所述預警系統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燈塔上設置紅色信號指示燈10，右浮箱4燈塔上設置了綠色信號指示燈11。所述測速儀的發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，所述燈塔內設有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。根據具體海域及海上超大型浮體的性能把預警的速度區間編輯成程序輸入PLC控制器中，當速度的數據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間數據進行比較，然后發出指令，控制不同指示燈亮起。通過這個設計可以使監測浮體的基地人員制定應急預案。
[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。所述消波墻組可設置兩層，外圍的消波墻組與內層消波墻組交錯布置，如圖8所示，使外圍消波墻位于內層相鄰兩消波墻之間。
[0056]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發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明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。
【權利要求】
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置在基體前側迎波面、后側背波面的多層相互平行的橫向片狀消波瓦，所述消波瓦上設有多個開孔； 所述浮箱平臺底部通過錨鏈系統連接在海底，浮箱平臺上表面設有沿前后方向延伸的內置式凹槽軌道，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的液壓缸活塞桿連接，所述活塞桿設置在滑輪的后方。
2.根據權利要求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成橫躺的等腰三棱柱結構。
3.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，所述液壓系統還包括油泵、油箱、管路系統以及控制器，所述管路系統包括進油管路、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，所述溢流管路上設有溢流閥； 所述電磁閥、油泵分別與所述控制器連接。
6.根據權利要求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、右兩個結構對稱的浮箱，兩浮箱之間通過橫撐桿架連接，每個浮箱上均設有一凹槽軌道和一套液壓系統，所述消波碎波組件下方設有兩個滑輪，分別對應地安裝在兩浮箱上。
7.根據權利要求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，設有預警系統，所述預警系統包括測速儀以及固定在浮箱平臺上的燈塔，所述燈塔上設有多個不同顏色的信號指示燈，所述測速儀的發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，所述燈塔內設有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.根據權利要求1-7中任一權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.根據權利要求1-7中任一權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，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利要求1-7中任一權項所述半潛式消波墻通過錨鏈連接構成。
【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 優先權日:2014年10月27日
【發明者】沈中祥, 張超, 朱明明, 潘亦鵬, 霍發力, 劉聰, 馬海瀟 申請人:江蘇海事職業技術學院