CN102490875A - 水上平台抗风暴潜浮控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水上平台抗风暴潜浮控制装置及方法。它包括有若干个漂浮在海面上两两活动铰接而成的升潜浮台、每两相邻升潜浮台之间设有的传动机构和能量转换机构，还包括有若干根通气管、若干根拉绳以及始终漂浮在海面上的若干个浮体，所述升潜浮台内设有若干个带有进气孔和排水孔的进水腔，进水腔的排水孔与升潜浮台外部相通，进水腔的进气孔与所述通气管的一端口连通，所述通气管的另一端口固定连接所述浮体上，在通气管的另一端口上设有封堵件；在浮体与升潜浮台之间固定连接有若干根所述拉绳。在风暴来临时，将升潜浮台沉入海面下避免浮台的损坏，风暴过后，可直接采用高压气充气的方式实现了浮台的自动浮起，避免了打捞的麻烦。

Description

水上平台抗风暴潜浮控制装置及方法

技术领域

本发明涉及海浪能量采集装置和方法，特指一种水上平台抗风暴潜浮控制装置及方法。

背景技术

随着新型能源的不断开发，利用海浪的起伏来进行能量的采集的装置也应运而生，这些采集海浪能量的装置具有传动部件和能量转换部件，这些精密的部件需要相对稳定的外部环境，尤其是对于利用海浪发电的装置；但是，海上有时会起风暴，风暴的破坏力会把海面上的采集装置破坏。为了避免风暴的破坏，可以在风暴来临前，把海面上的采集装置全部收起，风暴过后在放回海面。但由于海面采集装置面往往分散面积很大，将其全部收起再重新放置非常麻烦。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足之处而提供一种水上平台抗风暴潜浮控制装置及方法。

本发明的又一目的在于提供一种能够抗风暴且内部封闭防水的海浪发电装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：水上平台抗风暴潜浮控制装置，包括有若干个漂浮在海面上两两活动铰接而成的升潜浮台、每两相邻升潜浮台之间设有的传动机构和能量转换机构，还包括有若干根通气管、若干根拉绳以及始终漂浮在海面上的若干个浮体，所述升潜浮台内设有若干个带有进气孔和排水孔的进水腔，进水腔的排水孔与升潜浮台外部相通，进水腔的进气孔与所述通气管的一端口连通，所述通气管的另一端口固定连接所述浮体上，在通气管的另一端口上设有封堵件； 在浮体与升潜浮台之间固定连接有若干根所述拉绳。

每个所述进水腔的进气孔通过通气管道彼此连通，通气管道与若干根所述通气管的一端口连通。

所述封堵件为密封塞或通气阀门。

所述升潜浮台内置有防水密封腔，所述进水腔为设置在防水密封腔两旁的左进水腔和右进水腔；每两相邻升潜浮台铰接的转轴由外部穿过左进水腔和右进水腔中的任意一个进入防水密封腔，所述转轴和防水密封腔内壁、左进水腔内壁或右进水腔内壁之间设有防水密封结构，在防水密封腔内还设有传动摆杆和能量转换机构，位于防水密封腔内的转轴的传动部分与传动摆杆的一端连接使传动摆杆随转轴的转动而摆动，传动摆杆的另一端与能量转换机构活动连接。

所述升潜浮台内置有防水密封腔，所述进水腔为设置在防水密封腔两旁的左进水腔和右进水腔；所述转轴分别贯穿左进水腔内壁、防水密封腔内壁、和右进水腔内壁，所述转轴和防水密封腔内壁、左进水腔内壁、右进水腔内壁之间设有防水密封结构；在防水密封腔内还设有传动摆杆和能量转换机构，位于防水密封腔内的转轴的传动部分与传动摆杆的一端连接使传动摆杆随转轴的转动而摆动，传动摆杆的另一端与能量转换机构活动连接。

所述防水密封结构包括有并排设置的防水密封圈和轴承或轴瓦。

所述升潜浮台底部设有配重块，所述进气孔开设于进水腔的上部位置和所述排水孔开设于进水腔的下部位置。

所述能量转换机构为直线发电机或液压油缸、水压缸、气压缸，该能量转换机构的上端铰接在防水密封腔内壁的固定铰座上，能量转换机构的下部活动端与传动摆杆的另一端活动铰接。

本发明还公开了利用上述装置的水上平台抗风暴潜浮控制方法，该方法包括以下步骤：

第一步，在风暴来临前，将通气管的另一端口上的封堵件打开，使通气管的另一端口与外部大气相通来进行排气或者在通气管的另一端口上连接抽气装置进行排气；

第二步，海水从进水腔的排水孔进入进水腔，使进水腔内注入海水；

第三步，由于进水腔进水使各个升潜浮台的重力大于自身的浮力而沉入海水中，当升潜浮台的下降深度小于拉绳的长度而落在浅海海底时，拉绳处于松弛状态；或者当升潜浮台的下降深度大于拉绳的长度时处于深海区域时，由于浮体和海面下的升潜浮台的总浮力大于两者总重力，所以始终浮在海面上的浮体通过拉绳而将升潜浮台悬吊在海水中防止其继续下沉，此时的升潜浮台处于水面下不受风暴影响的区域； 

第四步，当风暴过后，找到浮在海面上的浮体，打开通气管的另一端口的封堵件，通过高压气泵往通气管的另一端口内泵入高压气体，高压气体通过通气管到达进水腔，并将进水腔内的水从排水口挤出到海里；

第五步，升潜浮台内的进水腔充气后使各个升潜浮台的自身浮力大于自身的重力，升潜浮台重新浮出海面正常工作，然后用封堵件封堵住通气管的另一端口。

采用上述结构后，本发明对升潜浮台内置的进水腔进行进水或进气来控制升潜浮台的沉浮，在风暴来临时，将升潜浮台沉入海面下避免浮台的损坏，并通过始终浮在海面上的浮体拉拽住水底的升潜浮台，使升潜浮台不致被破坏。风暴过后，可直接采用高压气充气的方式实现了升潜浮台的自动浮起，避免了打捞的麻烦。另外，本发明升潜浮台中内置的防水密封腔将传动部件和能量转换部件密封住，防止海水的腐蚀，又不影响各个浮台在海面工作，将两相互铰接相邻升潜浮台之间的机械转动转换成其它能量，例如电能等，使本发明成为抗风暴且内部封闭防水的海浪发电装置。

附图说明

图1是本发明浮台实施例一的立体结构示意图。

图2是本发明浮台实施例二的立体结构示意图。

图3是本发明水上平台抗风暴潜浮控制装置处于风暴时的立体状态图。

图4是本发明水上平台抗风暴潜浮控制装置正常工作时的立体状态图。

图5是本发明水上平台抗风暴潜浮控制装置处于风暴时的剖面结构图。

图6是本发明水上平台抗风暴潜浮控制装置正常工作时的剖面结构图。

图7是本发明防水密封结构的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-7作进一步详述：

水上平台抗风暴潜浮控制装置，包括有若干个漂浮在海面上两两活动铰接而成的升潜浮台10、每两相邻升潜浮台10之间设有的传动机构20和能量转换机构30，还包括有若干根通气管50、若干根拉绳90以及始终漂浮在海面上的若干个浮体60，所述升潜浮台10内设有若干个带有进气孔11a和排水孔11b的进水腔11，进水腔11的排水孔11b与升潜浮台10外部相通，进水腔11的进气孔11a与所述通气管50的一端口连通，所述通气管50的另一端口51固定连接所述浮体60上，在通气管50的另一端口51上设有封堵件52； 在浮体60与升潜浮台10之间固定连接有若干根所述拉绳90。

每个所述进水腔11的进气孔11a通过通气管道40彼此连通，通气管道40与若干根所述通气管50的一端口连通。

所述封堵件52为密封塞或通气阀门。

如图1所示实施例，所述升潜浮台10内置有防水密封腔12，所述进水腔11为设置在防水密封腔12两旁的左进水腔111和右进水腔112；每两相邻升潜浮台10铰接的转轴21由外部穿过左进水腔111和右进水腔112中的任意一个进入防水密封腔12，所述转轴21和防水密封腔12内壁、左进水腔111内壁或右进水腔112内壁之间设有防水密封结构70，在防水密封腔70内还设有传动摆杆22和能量转换机构30，位于防水密封腔12内的转轴21的传动部分与传动摆杆22的一端连接使传动摆杆22随转轴21的转动而摆动，可以采用花键23活动套接，传动摆杆22的另一端与能量转换机构30活动连接。

如图2所示实施例，所述升潜浮台10内置有防水密封腔12，所述进水腔11为设置在防水密封腔12两旁的左进水腔111和右进水腔112；所述转轴21分别贯穿左进水腔111内壁、防水密封腔12内壁、和右进水腔112内壁，所述转轴21和防水密封腔12内壁、左进水腔111内壁、右进水腔112内壁之间设有防水密封结构70；在防水密封腔12内还设有传动摆杆22和能量转换机构30，位于防水密封腔12内的转轴21的传动部分与传动摆杆22的一端连接使传动摆杆22随转轴21的转动而摆动，可以采用花键23活动套接，传动摆杆22的另一端与能量转换机构30活动连接。

如图7所示，所述防水密封结构70包括有并排设置的防水密封圈71和轴承72或轴瓦。

所述升潜浮台10底部设有配重块80，所述进气孔11a开设于进水腔11的上部位置和所述排水孔11b开设于进水腔11的下部位置。

所述能量转换机构30为直线发电机或液压油缸、水压缸、气压缸，该能量转换机构30的上端铰接在防水密封腔12内壁的固定铰座31上，能量转换机构30的下部活动端与传动摆杆22的另一端活动铰接。

本发明还公开了利用上述装置的水上平台抗风暴潜浮控制方法，该方法包括以下步骤：

第一步，在风暴来临前，将通气管50的另一端口51上的封堵件52打开，使通气管50的另一端口51与外部大气相通来进行排气或者在通气管的另一端口上连接抽气装置进行排气；

第二步，海水从进水腔11的排水孔11b进入进水腔11，使进水腔11内注入海水；

第三步，由于进水腔11进水使各个升潜浮台10的重力大于自身的浮力而沉入海水中，当升潜浮台10的下降深度小于拉绳90的长度而落在浅海海底时，拉绳90处于松弛状态；或者当升潜浮台10的下降深度大于拉绳90的长度时处于深海区域时，由于浮体60和海面下的升潜浮台10的总浮力大于两者总重力，所以始终浮在海面上的浮体60通过拉绳90而将升潜浮台10悬吊在海水中防止其继续下沉，此时的升潜浮台90处于水面下不受风暴影响的区域； 

第四步，当风暴过后，找到浮在海面上的浮体60，打开通气管50的另一端口51的封堵件52，通过高压气泵往通气管50的另一端口51内泵入高压气体，高压气体通过通气管50到达进水腔11，并将进水腔11内的水从排水口挤出到海里；

第五步，升潜浮台10内的进水腔11充气后使各个升潜浮台10的自身浮力大于自身的重力，升潜浮台10重新浮出海面正常工作，然后用封堵件52封堵住通气管50的另一端口51。

采用上述结构后，本发明对升潜浮台10内置的进水腔11进行进水或进气来控制浮台的沉浮，在风暴来临时，将升潜浮台10沉入海面下避免浮台的损坏，并通过始终浮在海面上的浮体60拉拽住水底的浮台，使浮台不致被冲走。风暴过后，可直接采用高压气充气的方式实现了升潜浮台10的自动浮起，避免了打捞的麻烦。另外，本发明升潜浮台10中内置的防水密封腔12将传动部件20和能量转换部件30密封住，防止海水的腐蚀，又不影响各个升潜浮台10工作，将两相邻浮台之间的转动转换成能量。

以上仅是本发明的具体实施方式，并不限定本发明专利的保护范围，本领域技术人员可以做适当的变通，例如本发明的浮体的形状和数量可根据需要进行变化；浮体与浮台之间的可以采用拉绳连接，而气管可以与拉绳分开，做成两个部件。此类等同设计均应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.水上平台抗风暴潜浮控制装置，包括有若干个漂浮在海面上两两活动铰接而成的升潜浮台、每两相邻升潜浮台之间设有的传动机构和能量转换机构，其特征在于：还包括有若干根通气管、若干根拉绳以及始终漂浮在海面上的若干个浮体，所述升潜浮台内设有若干个带有进气孔和排水孔的进水腔，进水腔的排水孔与升潜浮台外部相通，进水腔的进气孔与所述通气管的一端口连通，所述通气管的另一端口固定连接所述浮体上，在通气管的另一端口上设有封堵件； 在浮体与升潜浮台之间固定连接有若干根所述拉绳。

2.根据权利要求1所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：每个所述进水腔的进气孔通过通气管道彼此连通，通气管道与若干根所述通气管的一端口连通。

3.根据权利要求1所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述封堵件为密封塞或通气阀门。

4.根据权利要求1所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述升潜浮台内置有防水密封腔，所述进水腔为设置在防水密封腔两旁的左进水腔和右进水腔；每两相邻升潜浮台铰接的转轴由外部穿过左进水腔和右进水腔中的任意一个进入防水密封腔，所述转轴和防水密封腔内壁、左进水腔内壁或右进水腔内壁之间设有防水密封结构，在防水密封腔内还设有传动摆杆和能量转换机构，位于防水密封腔内的转轴的传动部分与传动摆杆的一端连接使传动摆杆随转轴的转动而摆动，传动摆杆的另一端与能量转换机构活动连接。

5.根据权利要求1所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述升潜浮台内置有防水密封腔，所述进水腔为设置在防水密封腔两旁的左进水腔和右进水腔；所述转轴分别贯穿左进水腔内壁、防水密封腔内壁、和右进水腔内壁，所述转轴和防水密封腔内壁、左进水腔内壁、右进水腔内壁之间设有防水密封结构；在防水密封腔内还设有传动摆杆和能量转换机构，位于防水密封腔内的转轴的传动部分与传动摆杆的一端连接使传动摆杆随转轴的转动而摆动，传动摆杆的另一端与能量转换机构活动连接。

6.根据权利要求4或5所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述防水密封结构包括有并排设置的防水密封圈和轴承或轴瓦。

7.根据权利要求6所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述升潜浮台底部设有配重块，所述进气孔开设于进水腔的上部位置和所述排水孔开设于进水腔的下部位置。

8.根据权利要求7所述的水上平台抗风暴潜浮控制装置，其特征在于：所述能量转换机构为直线发电机或液压油缸、水压缸、气压缸，该能量转换机构的上端铰接在防水密封腔内壁的固定铰座上，能量转换机构的下部活动端与传动摆杆的另一端活动铰接。

9.根据权利要求1装置的水上平台抗风暴潜浮控制方法，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：

第一步，在风暴来临前，将通气管的另一端口上的封堵件打开，使通气管的另一端口与外部大气相通来进行排气或者在通气管的另一端口上连接抽气装置进行排气；

第二步，海水从进水腔的排水孔进入进水腔，使进水腔内注入海水；

第三步，由于进水腔进水使各个升潜浮台的重力大于自身的浮力而沉入海水中，当升潜浮台的下降深度小于拉绳的长度而落在浅海海底时，拉绳处于松弛状态；或者当升潜浮台的下降深度大于拉绳的长度时处于深海区域时，由于浮体和海面下的升潜浮台的总浮力大于两者总重力，所以始终浮在海面上的浮体通过拉绳而将升潜浮台悬吊在海水中防止其继续下沉，此时的升潜浮台处于水面下不受风暴影响的区域； 

第四步，当风暴过后，找到浮在海面上的浮体，打开通气管的另一端口的封堵件，通过高压气泵往通气管的另一端口内泵入高压气体，高压气体通过通气管到达进水腔，并将进水腔内的水从排水口挤出到海里；

第五步，升潜浮台内的进水腔充气后使各个升潜浮台的自身浮力大于自身的重力，升潜浮台重新浮出海面正常工作，然后用封堵件封堵住通气管的另一端口。

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