一种浮力可调式柔性防撞装置及其装配安装方法与流程

本发明属于结构防护，具体涉及一种浮力可调式柔性防撞装置及其装配安装方法。

背景技术：

1、近年来，随着江河上航行船舶的数量越来越多，吨位越来越大，船舶撞击桥墩的事件时有发生。船桥碰撞往往会造成船桥结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难性后果。因此，在桥梁桥墩上，往往设置有安全措施或者防护装置，以保证船舶撞击下结构的稳定性和安全性。

2、目前，常见的桥墩防护装置可分为直接构造和间接构造两大类。其中，直接构造指防护装置直接构造在被保护的桥墩上，撞击发生后，撞击力通过防护装置直接作用于被保护的桥墩上。而间接构造指防护装置与被保护的桥梁没有直接连接，撞击力不直接作用在被保护的桥梁上。对于两种防护装置而言，虽然都能在一定程度上实现结构的防护，但也分别存在一定的缺陷。

3、对于间接构造的防护装置而言，其设置后被撞时的撞击力可被防护装置吸收，不会作用于被保护的桥墩，对桥墩有较强的防护作用。但是，间接构造的防护装置与被保护的桥墩之间往往具有一定距离，使得其需要占用河道或水域，且维修工程量往往较大。与之相比，直接构造的防护装置通常直接构造在被保护的桥墩上，主要分为弹性变形型、压坏(塑性)变形型、变位型三种类型。其中，弹性变形型防护装置被撞击后，虽然能实现弹性恢复，且维修工作小，但只能适用能量较小的冲击，一旦冲击超过其弹性变形范围，桥墩将被直接冲击，酿成重大事故。而压坏变形型防护装置和变位型防护装置虽然能通过装置本身的塑性变形和变位能吸收巨大的冲击能量，但每次撞击后装置的维护和维修工作量较大，导致防护装置的应用成本较高。

4、在上述应用背景的前提下，申请人在在先专利申请cn 2021202888234中提出了一种多芯管防撞胶囊，利用在橡胶壳体的内部设置多个由橡胶制成的芯管，以之为胶囊的工作提供浮力和为胶囊被撞后的恢复提供恢复力，实现防撞胶囊的防撞功能和自恢复功能。对于上述防撞胶囊而言，其能够一定程度上满足实际应用的需求，但也存在一定的局限性，主要体现在：上述防撞胶囊在设置完成后其浮力通常便已确定，防撞胶囊使用时在水中的浸入深度也相对固定，缺乏调节使用的灵活性，这就导致防撞胶囊的使用受到一定的限制，很难完美应对不同的应用需求，存在一定的应用局限性。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种浮力可调式柔性防撞装置及其装配安装方法，能够满足防撞需求的同时，进一步实现柔性防撞装置的浮力调整，灵活调整柔性防撞装置设置于水中时的浸入深度，提升柔性防撞装置的使用灵活性和便捷性。

2、为实现上述目的，本发明的一个发明，提供一种浮力可调式柔性防撞装置，包括具有封闭容置空腔的柔性外壳和紧密嵌设于所述容置空腔的浮力组件；所述外壳的顶部设置有可开闭的排气嘴，且其底部设置有由溢流阀与单向阀组合而成并连通该外壳底部内外的单向溢流阀；

3、所述浮力组件由柔性材料制成，其包括分别为封闭管状结构的浮筒和填充管，并在所述浮筒和所述填充管内分别封装有一定气压的气体；

4、所述填充管为所述浮筒外周紧密排布的多个，其由外壳的一端延伸至其另一端，并以外周壁面分别抵紧所述外壳的内壁面和所述浮筒的外壁面；

5、所述浮筒的长度小于所述填充管的长度，并对应其设置有浮筒调节组件；所述浮筒调节组件的一端匹配连接所述浮筒的顶部，其另一端与所述外壳的顶部可调连接，使得通过调节所述浮筒调节组件便可调整所述浮筒与所述外壳顶部的距离。

6、作为本发明的进一步改进，所述浮筒调节组件包括调节螺杆和螺杆连接座；

7、所述螺杆连接座连接于所述浮筒的顶部；所述调节螺杆的一端活动连接所述螺杆连接座，其另一端与所述外壳的顶部螺纹匹配并伸出所述外壳。

8、作为本发明的进一步改进，所述螺杆连接座与所述浮筒的顶部之间设置有缓冲垫。

9、作为本发明的进一步改进，在所述外壳的顶部设置有法兰连接组件，其包括分设于所述外壳顶部内外两侧的外法兰和内法兰；

10、两法兰以若干连接件连接，且两法兰之间开设有连接通孔，所述调节螺杆穿过所述连接通孔并与之螺纹连接。

11、作为本发明的进一步改进，所述排气嘴为开设于所述法兰连接组件上的螺纹孔，并对应所述螺纹孔设置有螺堵。

12、作为本发明的进一步改进，所述浮筒与所述外壳同轴设置；

13、和/或

14、所述浮筒的外径大于所述填充管的外径。

15、作为本发明的进一步改进，在所述外壳的外周沿环向间隔设置有多个束带扣，用于束带的穿设固定。

16、作为本发明的进一步改进，所述外壳、所述填充管和/或所述浮筒为多段构件连接而成，且相邻两段构件之间的连接方式为热熔焊接。

17、作为本发明的进一步改进，相邻两填充管挤紧排列后所形成的缝隙中填充设置有浮力件；

18、和/或

19、在所述外壳的底部对应所述单向溢流阀的连接开设有底部通孔，并对应该底部通孔设置有法兰连接构件，使得所述单向溢流阀连接在所述法兰连接构件上。

20、本发明的另一个方面，提供一种所述的浮力可调式柔性防撞装置的装配安装方法，其包括如下过程：

21、(1)在进行柔性外壳的封装成型前，在外壳的顶部开设排气嘴，并将浮力组件填充装设于外壳内，使得浮筒位于外壳的中部且多个填充管紧密排布于浮筒的外周；

22、(2)设置浮筒调节组件，将其一端与所述浮筒的顶部连接，另一端可调连接在外壳的顶部；

23、(3)在外壳的底部安装单向溢流阀，并进行外壳的封装成型，使得浮力组件封装在外壳内，且浮筒在外壳内的位置可通过浮筒调节组件进行调节；

24、(4)进行柔性防撞装置的现场安装；

25、首先，开启排气嘴，将装置整体浸入水中，外界水通过单向溢流阀的单向阀进入外壳内腔，并将外壳内的气体经由排气嘴排出；

26、此后，随着外壳内水量的不断增加，填充管和浮筒产生的浮力逐渐增大，柔性防撞装置下沉到平衡位置；此时，若装置的浸没深度过浅，则向上调节浮筒调节组件，以令浮筒位置上升，直至装置浸没深度达到预期；反之，若装置的浸没位置过深，则反向调节所述浮筒调节组件。

27、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

28、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

29、(1)本发明的浮力可调式柔性防撞装置，其包括外壳、浮力组件和单向溢流阀，利用浮力组件中浮筒与填充管的对应组合设置，以及外壳与浮筒之间浮筒调节组件的对应设置，使得柔性防撞装置在具备良好防撞能力的同时，能够通过浮筒调节组件的调节准确调整柔性防撞装置在水中的浸没深度，进而提升柔性防撞装置的使用灵活性，满足其在不同应用需求下的应用，降低柔性防撞胶囊的制造成本和维护成本。

30、(2)本发明的浮力可调式柔性防撞装置，其通过优选设置浮筒调节组件的结构组成，配合法兰连接组件的对应设置，能够准确实现浮筒的调节过程；同时，通过优选设置外壳、填充管、浮筒的设置形式，利用分段式热熔焊接的方式进行各部件的成型，有效保证了各部件成型的准确性，简化了各部件成型的过程，降低了柔性防撞装置的设置成本和调节维护难度。

31、(3)本发明的浮力可调式柔性防撞装置，其结构简单，设置简便，能够实现相应构件的柔性防撞，并在承受撞击后快速恢复；而且，通过浮力组件的对应设计以及浮筒调节组件的对应设置，使得装置具备了灵活的调整能力，能够灵活调节浮力组件工作时的浮力，进而灵活调整防撞装置使用时的浸没深度，以满足不同应用场景下的应用需求，提升柔性防撞装置的功能性和使用灵活性，具有较好的实用价值和应用前景。