一种适用于海上浮体的半潜式消波墙及消波墙组的制作方法
【专利摘要】一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，包括浮箱平台和设置在浮箱平台上的消波碎波组件；所述消波碎波组件包括若干层消波模块，上下层消波模块之间通过支架固定支撑，所述消波模块包括基体和设置在基体迎波面、背波面的横向片状消波瓦，消波瓦上设有开孔；浮箱平台底部通过锚链系统连接在海底，浮箱平台上表面设有内置的凹槽轨道，消波碎波组件最底层的消波模块下方设有与所述凹槽轨道相适配的滑轮，所述滑轮通过连杆与该消波模块固定连接，所述连杆与液压系统的液压缸活塞杆连接。本实用新型消波墙结构设置合理，易于制造，消波、碎波效果好，且能用于对海面状况的检测与预警，尤其适用于大型海上浮体的保护。
【专利说明】一种适用于海上浮体的半潜式消波墙及消波墙组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种消波装置，具体为一种适用于海上浮体的半潜式消波墙及消波墙组。
【背景技术】
[0002]随着对海洋资源的不断开发，近些年来对“超大型海上浮体”的研宄热潮席卷了国内外。世界各国从上世纪八十年代后期开始基于各国海洋环境特点、经济发展水平及需求开始展开对超大型海上浮体的研宄。中国作为一个海洋大国已经逐渐意识到研宄与建设海上超大型浮体对我国国防及经济建设的重要性。由于海上超大型浮体一般都远离陆地，且多用于飞行设备的起飞及降落，所以海上超大型浮体的稳性及耐波性显得尤为重要，一旦海上超大型浮体有较大幅度的摇摆，将严重影响其工作性能。综上所述，研宄一种可靠的、有效的，适用于海上超大型浮体的消波碎波装置就显得尤为重要。
[0003]超大型海上浮体构造简单、维护方便，但其易受风流和波浪等各种扰动而产生稳性的影响，纵观国际上对海上超大型浮体的稳性及耐波性研宄，多是从浮体本身的结构设计着手，技术水平要求高。因此需要专门设计和研宄一种适用于海上超大型浮体消波装置。
【发明内容】
[0004]本发明的技术目的是提供一种消波效果好，能用于海上超大型浮体的新型消波墙及消波墙组。
[0005]为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为:
[0006]一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，包括浮箱平台和设置在浮箱平台上的消波碎波组件；
[0007]所述消波碎波组件包括若干层消波模块，上、下层消波模块之间通过支架固定支撑，所述消波模块包括基体和设置在基体前侧迎波面、后侧背波面的多层相互平行的横向片状消波瓦，所述消波瓦上设有多个开孔；
[0008]所述浮箱平台底部通过锚链系统连接在海底，浮箱平台上表面设有沿前后方向延伸的内置式凹槽轨道，所述凹槽轨道长度小于浮箱平台的前后长度，消波碎波组件最底层的消波模块下方设有与所述凹槽轨道相适配的滑轮，所述滑轮通过连杆与该消波模块固定连接，所述连杆与液压系统的液压缸活塞杆连接，所述活塞杆设置在滑轮的后方。
[0009]所述浮箱平台为消波墙提供了支撑和固定消波碎波组件的平台，同时为整个装置提供足够的浮力，一般由中空、并具有一定宽度和长度的箱体构成。
[0010]对上述技术内容进一步的改进方案包括:
[0011]消波碎波组件各消波模块均横向设置，最上端的消波模块的竖向截面为等腰三角形，下方的消波模块的竖向截面均为等腰梯形，使消波碎波组件整体构成横躺的等腰三棱柱结构。
[0012]所述片状消波瓦为弧形，其凹面面向消波模块，凸面向外，顶部连接在消波模块上，底部通过倾斜的撑杆撑起，使消波瓦底端和下层消波瓦或消波模块基体表面之间留有一定距离。当波浪拍到消波碎波组件上后，一部分波浪会穿过各个消波模块之间的孔隙，从而碎掉大块的波浪，剩余的小块波浪再通过消波瓦逐级碎波、消波，瓦解波浪的动能。
[0013]所述消波瓦上设有多排横向排列的通孔，所述通孔自上至下依次变小。
[0014]所述液压系统还包括油泵、油箱、管路系统以及控制器，所述管路系统包括进油管路、出油管路以及溢流管路:
[0015]所述进油管路、出油管路上设有控制其启闭的电磁阀，液压缸的活塞与液压缸壁之间留有过油的间隙，液压缸的出油口位于液压缸伸出活塞杆的前端，液压缸的进油口位于液压缸的后端；
[0016]所述出油管路一端与液压缸出油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的入口连接；所述进油管路一端与液压缸的进油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的出口连接，所述油泵设置在电磁阀与油箱之间的进油管路上；
[0017]所述溢流管路一端连接在液压缸与电磁阀之间的进油管路上，另一端连接在电磁阀与油箱之间的出油管路上，所述溢流管路上设有溢流阀；
[0018]所述电磁阀、油泵分别与所述控制器连接。
[0019]所述浮箱平台包括左、右两个结构对称的浮箱，两浮箱之间通过横撑杆架连接，每个浮箱上均设有一凹槽轨道和一套液压系统，所述消波碎波组件下方设有两个滑轮，分别对应地安装在两浮箱上。
[0020]本发明消波墙还设有预警系统，所述预警系统包括测速仪以及固定在浮箱平台上的灯塔，所述灯塔上设有多个不同颜色的信号指示灯，所述测速仪的发射组件安装在所述消波碎波组件上，测速仪的接收组件安装在所述灯塔上，所述灯塔内设有控制器，所述测速仪、信号指示灯分别与所述控制器连接。
[0021]作为优选，所述浮箱平台的壳体由纤维玻璃制成，纤维玻璃密度低，具有很强的浮性、强度以及抗腐蚀等优点。
[0022]作为优选，所述片状消波瓦采用铝合金材料，铝合金材料具有密度低、质量轻、强度高且抗腐蚀的特点。
[0023]一种适用于海上浮体的半潜式消波墙组，均匀分布在海上浮体周侧，与海上浮体连接，其特征在于，所述半潜式消波墙组由多个如上所述半潜式消波墙通过锚链连接构成。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]本发明消波墙及消波墙组在工作时，海浪拍向浮箱平台及其上面设置的消波碎波组件，被消波碎波组件破碎和分割。当波浪动能超过一定程度后，消波碎波组件会向后移动，液压系统起到缓冲的作用，避免消波碎波组件因强烈撞击引起的损坏。且消波碎波组件的移动一定程度上反应了海浪的大小，配合预警系统可方便基地人员及时掌握海面的情况。且本发明结构设计简洁、合理，施工难度小，容易生产制造，造价较低，使用寿命长，尤其适用于大型海上浮体的保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明的单体消波墙的结构示意图；
[0027]图2为图18处放大图；
[0028]图3为液压系统原理图；
[0029]图4为消波碎波组件的放大图；
[0030]图5为消波碎波组件的主视图；
[0031]图6为消波碎波组件的侧视图；
[0032]图7为片状消波瓦放大图；
[0033]图8为由消波墙构成的消波墙组在海上超大型浮式基地周围排列简图；
[0034]上图中，1、锚链，2、配重块，3、左浮箱，4、右浮箱，5、横撑杆架，6、凹槽轨道，7、上层消波模块，8、支架，9、灯塔，10、红色信号指示灯，11、绿色信号指示灯灯，12、迎波面，13、消波瓦，14、滑轮，15、活塞杆，16、大型浮体，17、单个消波墙，18、撑杆，19、配重块，20、液压缸，21、溢流阀，22、油泵，23、油箱，24、电磁换向阀。
【具体实施方式】
[0035]为了进一步说明本发明的技术方案和技术效果，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的阐述。
[0036]如图1至图7所示，一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，包括以下构成组件:
[0037]1)浮箱平台；
[0038]所述浮箱平台包括左右两个结构对称的浮箱，所述浮箱为中空结构，浮箱外壳由纤维玻璃材料制成，两浮箱之间通过横撑杆架5连接。左浮箱3和右浮箱4底部通过锚链系统连接在海底，每个浮箱上表面均设有沿前后方向延伸的内置式凹槽轨道6，所述凹槽轨道6长度小于浮箱平台的前后长度。
[0039]所述锚链系统优选采用多点散射系泊系统，由锚链1和挂在在锚链1中部的配重块19、连接在锚链1底部的配重块12构成。
[0040]2)消波碎波组件；
[0041]所述消波碎波组件包括上下两层横向设置的消波模块，上、下层消波模块之间通过支架8固定支撑。上层消波模块7的竖向截面为等腰三角形(优选设置为等边三角形，即顶角为60° ),下层消波模块的竖向截面为等腰梯形，整个消波碎波组件构成横躺的等腰三棱柱结构，如图4至图6所示。
[0042]所述消波模块包括基体和设置在基体前侧迎波面、后侧背波面的多层相互平行的横向片状消波瓦13，所述消波瓦13上设有多排横向排列的通孔，所述通孔自上至下依次变小，如图7所示。所述片状消波瓦13呈弧形，优选采用铝合金材料制成，其凹面面向消波模块，凸面向外，顶部连接在消波模块上，底部通过倾斜的撑杆18撑起，使消波瓦底端和下层消波瓦或消波模块基体表面之间留有一定距离。
[0043]所述消波碎波组件横架在左、右两浮箱上，底层消波模块的下方设有与所述凹槽轨道6相适配的滑轮14，所述滑轮14通过连杆与该消波模块固定连接，所述连杆与液压系统的液压缸活塞杆15连接，所述活塞杆15设置在滑轮的后方。
[0044]3)液压系统；
[0045]所述液压系统还包括液压缸20、油泵22、油箱23、管路系统以及控制器(未图示)，所述管路系统包括进油管路、出油管路以及溢流管路。
[0046]所述进油管路、出油管路上设有控制其启闭的电磁阀，液压缸20的活塞与液压缸壁之间留有过油的间隙，液压缸20的出油口位于液压缸20伸出活塞杆15的前端，液压缸20的进油口位于液压缸20的后端。
[0047]所述出油管路一端与液压缸出油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的入口连接；所述进油管路一端与液压缸的进油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的出口连接，所述油泵22设置在电磁阀与油箱23之间的进油管路上。
[0048]所述溢流管路一端连接在液压缸20与电磁阀之间的进油管路上，另一端连接在电磁阀与油箱23之间的出油管路上，所述溢流管路上设有溢流阀21。
[0049]所述电磁阀、油泵22分别与所述控制器连接。所述电磁阀可选用电磁换向阀24，使进油管路、出油管路不同时开启或关闭。
[0050]当海浪拍向消波碎波组件时，消波碎波组件向后移动，同时带动液压缸活塞杆15移动，液压油流向活塞前部的液压缸空腔中，油液可通过液压缸出油口逸出回到油箱，当液压缸承载力过大时，油液可从溢流管路流回油箱23内。当活塞杆15运动到极限位置后，控制器控制油泵22启动，进油管路开启，出油管路关闭，将活塞杆推15回到初始位置。
[0051]所述液压系统设置在浮箱内，不与海水直接接触，左、右浮箱内各设置一套，保障消波碎波组件移动的稳定性。
[0052]4)预警系统；
[0053]当波浪大小不同时，消波碎波组件的移动速度及距离都将不同，由此可根据消波碎波组件一段时间内移动的速度与距离来预报波浪的大小。例如，当波浪的大小处于一个安全等级内不会对海上大型浮体16的工作产生影响时，亮绿色信号指示灯。当波浪的大小超过大型浮体16所能承受的范围时，亮红色信号指示灯，具体可通过以下方案实现。
[0054]所述预警系统包括测速仪以及分别安装在左浮箱3和右浮箱4上的灯塔9，左浮箱3灯塔上设置红色信号指示灯10，右浮箱4灯塔上设置了绿色信号指示灯11。所述测速仪的发射组件安装在消波碎波组件上，测速仪的接收组件安装在所述灯塔上，所述灯塔内设有控制器，所述测速仪、信号指示灯分别与所述？仏控制器连接。根据具体海域及海上超大型浮体的性能把预警的速度区间编辑成程序输入？IX控制器中，当速度的数据从测速仪上传输过来之后，控制器可以与事先输入的速度区间数据进行比较，然后发出指令，控制不同指示灯亮起。通过这个设计可以使监测浮体的基地人员制定应急预案。
[0055]上述的消波墙可按照迎浪方向分布在海上超大型浮体16的周围，各消波墙之间留有一定距离，通过锚链1相互连接，并与浮体16连接，形成消波墙组。所述消波墙组可设置两层，外围的消波墙组与内层消波墙组交错布置，如图8所示，使外围消波墙位于内层相邻两消波墙之间。
[0056]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，包括浮箱平台和设置在浮箱平台上的消波碎波组件； 所述消波碎波组件包括若干层消波模块，上、下层消波模块之间通过支架固定支撑，所述消波模块包括基体和设置在基体前侧迎波面、后侧背波面的多层相互平行的横向片状消波瓦，所述消波瓦上设有多个开孔； 所述浮箱平台底部通过锚链系统连接在海底，浮箱平台上表面设有沿前后方向延伸的内置式凹槽轨道，凹槽轨道长度小于浮箱平台的前后长度，消波碎波组件最底层的消波模块下方设有与所述凹槽轨道相适配的滑轮，所述滑轮通过连杆与该消波模块固定连接，所述连杆与液压系统的液压缸活塞杆连接，所述活塞杆设置在滑轮的后方。
2.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，消波碎波组件各消波模块均横向设置，最上端的消波模块的竖向截面为等腰三角形，下方的消波模块的竖向截面均为等腰梯形，使消波碎波组件整体构成横躺的等腰三棱柱结构。
3.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述片状消波瓦为弧形，其凹面面向消波模块，凸面向外，顶部连接在消波模块上，底部通过倾斜的撑杆撑起，使消波瓦底端和下层消波瓦或消波模块基体表面之间留有一定距离。
4.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述消波瓦上设有多排横向排列的通孔，所述通孔自上至下依次变小。
5.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述液压系统还包括油泵、油箱、管路系统以及控制器，所述管路系统包括进油管路、出油管路以及溢流管路； 所述进油管路、出油管路上设有控制其启闭的电磁阀，液压缸的活塞与液压缸壁之间留有过油的间隙，液压缸的出油口位于液压缸伸出活塞杆的前端，液压缸的进油口位于液压缸的后端； 所述出油管路一端与液压缸出油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的入口连接；所述进油管路一端与液压缸的进油口连接，另一端通过电磁阀与油箱的出口连接，所述油泵设置在电磁阀与油箱之间的进油管路上； 所述溢流管路一端连接在液压缸与电磁阀之间的进油管路上，另一端连接在电磁阀与油箱之间的出油管路上，所述溢流管路上设有溢流阀； 所述电磁阀、油泵分别与所述控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述浮箱平台包括左、右两个结构对称的浮箱，两浮箱之间通过横撑杆架连接，每个浮箱上均设有一凹槽轨道和一套液压系统，所述消波碎波组件下方设有两个滑轮，分别对应地安装在两浮箱上。
7.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，设有预警系统，所述预警系统包括测速仪以及固定在浮箱平台上的灯塔，所述灯塔上设有多个不同颜色的信号指示灯，所述测速仪的发射组件安装在所述消波碎波组件上，测速仪的接收组件安装在所述灯塔上，所述灯塔内设有PLC控制器，所述测速仪、信号指示灯分别与所述PLC控制器连接。
8.根据权利要求1-7中任一权项所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述浮箱平台的壳体由纤维玻璃制成。
9.根据权利要求1-7中任一权项所述的一种适用于海上浮体的半潜式消波墙，其特征在于，所述消波瓦为铝合金材料。
10.一种适用于海上浮体的半潜式消波墙组，均匀分布在海上浮体周侧，与海上浮体连接，其特征在于，所述半潜式消波墙组由多个如权利要求1-7中任一权项所述半潜式消波墙通过锚链连接构成。
【文档编号】B63B39/10GK204236748SQ201420625875
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】沈中祥, 张超, 朱明明, 潘亦鹏, 霍发力, 刘聪, 马海潇 申请人:江苏海事职业技术学院