一种防止倾覆的浮体装置

本发明涉及海上浮体领域，具体地说是一种防止倾覆的浮体装置。

背景技术：

1、随着我国全方面的高速发展，我国正逐步从一个海洋大国完成向海洋强国的转变。“海上丝绸之路”的提出表明了我国对于海洋经济、海洋资源、海洋空间的高度重视。对于海上资源的可持续利用与有效开发将成为我国实现海洋强国梦的必经之路。由于海上作业环境存在风浪的影响，极易发生作业船舶与浮体发生碰撞的情况。一旦浮体大面积、不均匀受损，整体浮体将会受到不平衡浮力、海面接触面积减小导致浮力变小所带来的风险，同时风浪流的作用会进一步强化浮体在海水中所受横摇、纵荡的影响，当幅值较大时会致使浮体发生倾覆。因此，如何保证浮体在破损后仍能保持稳定、安全的工作状态是亟待解决的问题。

2、相关技术中，中国专利公开号cn114802623a，公开了一种漂浮式海上风力发电设备用浮体，包括上封板和下封板，且上封板和下封板均设置为圆形；所述上封板和下封板之间固接有一组浮筒；所述浮筒采用大管径塑料管材制成，且多个浮筒呈圆周均布；所述上封板和下封板中部固接有套筒；所述套筒内部贯穿设置有承载柱；所述承载柱顶部安装有风机立柱；所述承载柱底部固接有配重座；相关技术的不足在于该浮体大量采用了大管径塑料管材，不具备一定的抗冲击能力，当浮体破损时，缺失的浮力所导致浮体受力不均匀从而发生不必要的摇晃，重心的大范围改变会使得平台不再具备安全稳定的工作环境。

3、相关技术中，中国专利公开号cn114368456a，公开了一种海上风电平台半潜平台；所述浮台两侧固定安装有浪潮发电机组，两侧的所述浪潮发电机组远离浮台一侧活动设置有若干浮力摆臂，若干所述浮力摆臂远离浪潮发电机组一端均固定安装有浮球；所述摆臂槽两侧均开设有与出气道连通的突出式遮挡孔，两侧的所述突出式遮挡孔均与橡胶挡片活动配合。在海洋风浪发生时自动操动升降杆下降，进而防止风机在恶劣环境下发生倾覆风险，同时浮台两侧还设置有浪潮发电机组，该浪潮发电机组不仅作为发电装置，还作为海面风浪的检测机构，通过浮力摆臂的上下震荡自动完成升降杆的升降操作。相关技术的不足在于该浮体结构虽然能通过操纵升降杆调整重心，但配备了过多的设备自重较大、造价高不适合大量布置与应用。

4、因此，本申请克服上述现有技术中的弊端，在此基础上对浮体在破损后仍能保持稳性安全作业做出了一定的优化，通过气囊的迅速膨胀，启动可展式浮筒和可伸式套筒，同时排出所有最外层浮体，并通过产生的气囊及浮体装置的扩张提供新的稳定的浮力，以解决所述存在问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种防止倾覆的浮体装置，当浮体破损时通过气囊的膨胀排出所有的最外圈浮体，给予整体浮体一个稳定、平衡的新的浮力，通过可伸式套筒、可展式浮筒、绳杆结构、绳索卷轴的联合作用，降低制作难度与成本便于大面积铺设与应用，提升了内部整体浮体的使用寿命，大大降低了其在海浪作用下倾覆的可能性。

2、本发明提供的一种防止倾覆的浮体装置包含最外圈浮体，浮体装置以及内部浮体；最外圈浮体与浮体装置通过浮体连接器相连接，其连接杆上的突起卡块嵌入带有卡槽的浮体连接器，并由弹性卡爪固定其位置，内部浮体则是通过浮体连接杆与该浮体装置相连。所述的水密盖以及水密封条的布置能有效保证该浮体装置在未给气囊充气时具有很好的水密性能，在具体布置中可以采用线性阵列布置、环状阵列布置的拓扑方式进行布置。

3、所述的气囊组中可展式浮筒与内筒所组成的空间被弧状限位器及环状布置的弹性限位器分成上下左右四个分别对称的气囊室。

4、所述的内筒内布置有气体发生装置，通过出气孔控制气囊的膨胀，内筒中心对称环向布置了滑槽，其内部布置有可在滑槽内滑动的绳杆结构。

5、所述的绳杆结构由张紧的弹性绳、滑杆、固定器、滑槽脱落位以及两侧对称布置的长杆所构成。所述的弹性绳分别固定于对称布置的绳索卷轴处，同时杆件安装于固定器中，其两侧的滑杆金属扣与两侧水密盖的水密盖橡胶钩相扣连接。

6、所述的绳索卷轴由带有橡胶垫圈、主动轮、旋钮、壳体橡胶钩、对称布置的绳索缆器以及限位杆的外部壳体和带有与绳索缆器、对应布置的从动轮以及盖板金属扣的盖板组成；所述内部弹性缆绳的头部固定于其内部限位杆上，弹性缆绳的两头分别以顺时针与逆时针旋转方向环绕的方式收缩在绳索缆器的绳槽中，两侧从动轮的齿轮分别与主动轮齿轮相扣，通过主动轮中心装有的旋钮控制联动运转，达到松紧弹性缆绳的作用；内部的弹性缆绳分别穿过绳索卷轴外部壳体的弹性孔并以“8”字环绕的方式分别穿过位于可展式浮筒内的线性布置的半球形系绳孔内。

7、所述的可展式浮筒由两瓣空心半圆形结构以及两侧水密盖组成，通过半圆形浮筒连接处的水密封条、水密盖橡胶垫圈以及绳杆结构两侧杆件端处的滑杆金属扣与水密盖橡胶钩相扣连接构成了一个水密结构，其中两瓣空心半圆形浮筒通过上垫片与下垫片周向布置了一定数量的缓震弹簧；同时，在一侧空心半圆形浮筒中心位置处固定了可伸式套筒，并将其穿过弧状限位器。

8、所述的可伸式套筒的外套筒固定安装于可展式浮筒的一侧，其下端环状布置滑轨为推杆提供移动轨迹，在滑轨脱离处带有八个锯齿状凸起，推杆的上部环状布置有八个突起分别与外套筒的滑槽相对应，在其头部有八个锯齿状突起为线性运动转化为旋转运动提供基础；凸轮细长杆处安置于推杆空心位置处，四个锯齿凸起与推杆的八个锯齿状突起相互间隔对应，均朝向推杆方向；外推杆同样安置于凸轮的空心位置处，并在其外圈套上伸缩弹簧；可伸式套筒的顶部布置有限位套筒，该限位套筒与浮体连接器相连。

9、该浮体装置的出现，能很好地解决了当浮体受到大面积、不规律浮体破损时遭受不平衡浮力作用下容易横摇、纵荡甚至是倾覆的情况，提升了内部整体浮体的使用寿命，同时也具备了造价低、便于制造、可大面积应用的特点。

10、与相关技术相比，本发明有益效果如下：

11、所述的可展式浮筒在受到冲击时，压力传感器可同时启动气体发生器使气囊膨胀，在可伸式套筒的作用下能够同时排出所有最外圈浮体，使得整体浮体能够不受局部位置大量浮力损失所带来的不平衡力的作用，减少其受到横摇、纵荡的影响。

12、所述的可展式浮筒可扩展成四个气囊室，气囊的迅速膨胀使其不会受海水波浪浸润的危险。可展式结构的运用更好地为结构提供更多的浮力，均匀合理地布置该装置可在排出最外圈浮体后仍能为其提供新的稳定平衡的浮力，以适应海上复杂的环境。

13、所述的浮体装置由几个简单的结构，即可展式浮筒，可伸式套筒，绳杆结构及绳索卷轴构成，原理清晰，用料简单，适合大面积布置与应用。

技术特征：

1.一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

5.如权利要求 4 所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

7.如权利要求6所述的一种防止倾覆的浮体装置，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种防止倾覆的浮体装置，该装置主要由可展式浮筒、可伸式套筒以及气囊组所组成；可展式浮筒包括了布置有中心对称滑轨的内筒，按一定规律排布的缓震弹簧，环状分布的弹性限位器，两侧对称布置的水密盖，上下对称布置的弹性绳索卷轴及控制可展运动的绳杆结构；可伸式套筒安装于可展式外筒的一侧，包括了承受气囊膨胀带来压力从而启动装置的内推杆，为内推杆提供滑动轨迹的套筒，产生位移余量的弹簧，可嵌入套筒的旋转凸轮以及推出最外圈浮体的外推杆；气囊组在限位器的作用下分为了4个气囊室，为启动可伸式套筒提供一定的推力并为受损的浮体结构提供新的稳定平衡浮力。

技术研发人员：何彧韬,郭佳民,史旦达,赵宇,彭黄华,李骞,郑现振,陈伟刚,马维泽
受保护的技术使用者：上海海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12