CN108532538A - 一种可折叠的应急式防波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可折叠的应急式防波装置,包括:多个空心块体,彼此之间由连接绳连接,充气后用于消浪;上垫层,充气后作为空心块体的承载平台,空心块体布置于上垫层表面;下垫层,位于上垫层下部且两者不相通,用于通过抽气充水后降低重心;充气/抽气部件,该部件连接气管,气管有多个支路,分别用于向下垫层和空心块体、上垫层抽气或充气;多个气体流速控制部件,设置于支路上、下垫层上,用于调控气管中的气体流速;固定部件,设置于下垫层上,用于将整个装置固定于海床。本发明不使用时可折叠存放,占用空间小;需要使用时,可快速运输至现场,并快速充气锚固,从而削减波浪的能量,维持内部水域平稳,保护海洋工程结构物安全。

Description

一种可折叠的应急式防波装置
技术领域
[0001] 本发明涉及海洋工程设备领域,具体地,是一种可折叠的应急式防波装置。
背景技术
[0002] 海洋工程结构物通常面临着波浪、暗流等侵袭破坏,需要采取一些消浪措施加以 保护。但随着全球气候变暖,极端天气时有发生,更加恶劣的海况给海洋工程结构物带来 的威胁陡然增大。如何保证恶劣海况条件下海洋工程结构物的安全成为一项严峻挑战。
[0003] 由于固定式防波堤只能在固定的地点建设,且受地基条件、水深等诸多条件限 制,浮式防波堤越来越受到学者的关注和研宄。但是随着工程实例的运用,浮式防波堤的 缺点也不断地暴露了出来,比如现有浮式防波堤材料多用钢或混凝土,不便于快速布设和 运输,且由于其自身宽度的限制,大多无法有效降低长波的影响。浮式防波装置的宽度对 消浪性能有显著影响,其宽度越大消浪效果越好。但如果增加装置的宽度,则会导致经济 性降低,且不易在工程中实现。如何在保证浮式防波装置的重量轻、便于安放、移动性好等 优点的基础上,增大其宽度,提高其消浪性能,还有待进一步研宄。
[0004] 经检索,中国专利申请号:201620712712 • 0,名称为:一种具有多重消波功能的圆 台式浮式防波堤,包括若干个防波堤单元,相邻的防波堤单元通过连接装置连接,所述防 波堤单元包含锥台状的底座和位于底座上的环形挡板,所述底座的顶端和底座设有平行 分布的直线T型材,在底座的中部设有圆弧T型材,环形挡板上设有骨架结构,所述环形挡 板的后方设有消波方箱,消波方箱的两端设有扇形外壳,所述消波方箱内设有横纵交错并 且相互连通的管道,管道的两端均穿过消波方箱的箱壁。该发明主要的不足之处在于:锥 台状底座锥角受限,对长波的消减效果有限,且安装工艺复杂,不适用于应急工况。
[0005] 中国专利申请号:201710696773.1,名称为:一种浮式防波堤,包括多个浮箱,连 接装置,防撞垫及锚链;所述浮箱包括上浮体和下浮体;所述上浮体为设置有多个块状消 能装置的回环形加斜坡形的凹槽型结构;所述下浮体是一个高强度聚丙烯材料的矩形体, 其内设置有多个贯通交错的消浪孔。该发明主要的不足之处在于:制作工艺复杂,不便于 迅速布设,且浮箱连接处载荷较大,有易毁坏的隐患。
[0006] 此外,中国专利申请号:201710235784.x,名称为:一种快速拆装浮式防波堤,该 专利包括圆筒形浮筒,实心钢杆,浮体橡胶,连接装置及锚泊系统;所述圆筒形浮筒两端安 装圆盖,内部安装套有浮体橡胶的实心钢杆;所述实心钢杆包含至少三段等长度的钢杆单 元,贯穿整个浮体;所述浮体橡胶为空心充气结构;所述连接装置包含焊接在圆盖上的若 干个钢链连接器;所述锚泊系统包括系泊链和配重块,系泊链一端与圆筒形浮筒连接,系 泊链另一端与配重块连接。该发明主要的不足之处在于:浮体外设突出块较小,消波性能 较差,且一旦外部圆柱筒遭到破坏,内部实心钢杆有被海水侵蚀的隐患。
[0007] 总体而言,国内外现有的浮式防波堤大多结构较复杂,不便于快速安装和移动, 无法满足恶劣海况条件下,迅速为海洋工程结构物提供便捷安稳的水域环境。
发明内容
[0008] 针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是针对恶劣海况条件下,提供一种结构简 单,重量极轻,便于快速布设运输的可折叠的应急式防波装置,为海洋工程结构物迅速提 供有效的保护。
[0009] 为实现以上目的,本发明采取了以下技术方案:
[0010] 本发明提供一种可折叠的应急式防波装置,包括:
[0011] 多个空心块体,所述空心块体彼此之间由连接绳连接,充气后用于消浪;
[0012] 上垫层,充气后作为空心块体的承载平台,所述空心块体排列布置于所述上垫层 表面;
[0013] 下垫层,位于所述上垫层下部且两者不相通,用于通过抽气充水后降低重心;
[00M]充气/抽气部件,该部件连接气管,通过所述气管向所述下垫层、所述空心块体、 所述上垫层抽气或充气;
[0015] 多个气体流速控制部件,设置于所述支路上、所述下垫层上,用于调控所述气管 中的气体流速;
[0016] 固定部件,设置于所述下垫层上,用于将整个装置固定于海床。
[0017] 优选地,所述空心块体是由耐磨防腐防水防紫外线的材料制作成的块体,不充气 时可折叠,充气后提供不同的消浪效果。
[0018] 更优选地,所述空心块体为圆柱体、扭王字块或工字块,当然,也可以采用其他的 结构形式。
[0019] 优选地,所述空心块体两两之间交错布置,其底部与所述上垫层连通通气。
[0020] 更优选地,所述气管上设有三通部件,所述三通部件将气路分成两个支路,这两 个支路分别用于向所述下垫层和所述空心块体、所述上垫层抽气或充气。
[0021] 优选地,所述上垫层是由耐磨防腐防水防紫外线的材料制成,固定在所述下垫层 表面上,不充气时可折叠,充气后成为所述空心块体的承载平台。
[0022] 优选地,所述下垫层由耐磨防腐防水防紫外线的材料制成,不充气时可折叠。
[0023] 优选地,所述气管由防水、耐腐蚀、防爆材料制成,分别连接所述气栗和所述上垫 层、所述下垫层,作为过气通道。
[0024] 优选地,所述充气/抽气部件为气栗,设置于装置侧面,通过调控所述气泵至正转 或反转状态实现充气或抽气。
[0025]优选地,所述气体流速控制部件为阀门,设置在气管的各支路上,用于调控气管 中的气体流速。
[0026]优选地,所述固定部件包括锚链和锚定结构,其中:所述锚链一端连接所述下垫 层,另一端与所述锚定结构相连;所述锚定结构的另一端锚定于海床。
[0027]本发明上述装置不使用时,可以折叠放置;使用时,将装置通过拖船运送到指定 作业位置展开;关闭下垫层支路及底部气体流速控制部件(如阀门),打开上垫层支路气体 流速控制部件,同时打开充气/抽气部件(如气泵)至充气状态,对上垫层及空心块体饱和 充气;然后关闭上垫层支路气体流速控制部件,打开下垫层支路及底部的气体流速控制部 件,同时开启充气/抽气部件至抽气状态,对下垫层排气充水;当下垫层吸水膨胀下沉至适 当深度后关闭所有气体流速控制部件及充气/抽气部件;最后通过固定部件(如锚定结构 和锚链)将装置整体系泊于海床。完成本次作业后收回固定部件,打开下垫层支路及底部 气体流速控制部件并将充气/抽气部件开启至充气状态,对下垫层充气排水;待装置完全 上浮至水面后关闭下垫层所有气体流速控制部件并打开上垫层支路气体流速控制部件, 将充气/抽气部件调至抽气状态对上垫层和空心块体排气并折叠回收,以备下次使用。 [0028]与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0029]本发明作为一种应急式防波装置,整体结构简单,造价低廉,操作方便;不使用时 可折叠存放,占用空间小;当发生恶劣海况需要使用时,可快速运输至现场,布设于海洋工 程结构物外围并快速充气锚固,从而削减波浪的能量,维持内部水域平稳,保护海洋工程 结构物的安全。
附图说明
[0030] 本发明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,以期本发明 的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0031] 图1和图2为本发明优选实施例一的结构示意图;
[0032] 图3和图4为本发明优选实施例二的结构示意图;
[0033]图中:空心块体1、连接绳2、上垫层3、下垫层4、气泵5、气管6、三通接头7、阀门8、 锚链9、销定结构10。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技 术人员进一步理解本发明,但不限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来 说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若千改进和润饰,也应视为本发明的保护 范围。
[0035] 实施例1
[0036]本实施例为最大波浪波高不超过2m的海域提供一种可折叠的应急式防波装置, 如图1和图2所示,主要包括空心块体1、连接绳2、上垫层3、下垫层4、气泵5、气管6、三通接 头7、阀门8、锚链9和锚定结构10。其中:空心块体1彼此之间由连接绳2连接,排列布置于上 垫层3表面,空心块体1两两之间交错布置,其底部与上垫层3连通通气;上垫层3坐落于下 垫层4上,且不与下垫层4连通;气泵5连接气管6,通过三通接头7分成两个支路,分别向上 垫层3、下垫层4、空心块体1抽气或充气;两个支路上及下垫层4底部设置有阀门8,通过改 变阀门8开度来调控气管6中的气体流速;下垫层4的四角通过锚链9与锚定结构10连接,并 锚定于海床。
[0037] 本实施例中,所述空心块体1由磨防腐防水防紫外线HDPE高分子材料制成,型式 为相互连接、交错分布的扭王字块,相邻扭王字块距离为〇.lm,高2.2m。
[0038] 本实施例中,所述连接绳2是由耐腐蚀耐磨损的304细软不锈钢丝绳制成,直径 8mm 〇
[0039] 本实施例中,所述上垫层3由HDPE高分子材料制成,长17.5m,宽7,5m,高0.6m。
[0040] 本实施例中,所述下垫层4也由HDPE高分子材料制成,高度为1.8m。
[0041]本实施例中,所述气泵5是抽气部件,规格型号为850Wx 3-100L,额定功率 2.55kw,转速为 1400r/min,排气宣为680L/min。
[0042]本实施例中,所述气管6由PU材料制作成透明软管,尺寸为外径5〇mm,厚5mm。
[0043] 本实施例中,所述三通接头7是连接部件,由PE材料制成,外径为45mm。
[0044] 本实施例中,所述阀门妯PVC材料制成,外径为2〇mffl。
[0045] 本实施例中,所述锚链9由高抗拉强度、耐腐蚀的凯夫拉高分子纤维制成,直径 30mm 〇
[0046] 本实施例中,所述锚定结构1〇是带高频微幅振动的动力埋入锚,直径50cm,长 50cm,该锚体能快速钻入海床,为装置提供超高的锚固力。
[0047]本发明上述实施例装置使用时,装置通过拖船运送到指定作业位置展开;关闭下 垫层4支路及底部阀门8,打开上垫层3支路阀门8,同时打开气泵5至充气状态,对上垫层3 及空心块体1饱和充气;然后关闭上垫层3支路阀门8,打开下垫层4支路及底部阀门8,同时 开启气栗5至抽气状态,对下垫层4排气充水;当下垫层4吸水膨胀下沉至适当深度后关闭 所有阀门8及气栗5;最后通过四角的锚定结构10和锚链9将装置整体系泊于海床。
[0048]完成作业后收回锚链9及锚旋结构10,打开下垫层4支路及底部阀门8并将气泵5 开启至充气状态,对下垫层4充气排水;待装置完全上浮至水面后关闭下垫层4所有阀门8 并打开上垫层3支路阀门8,将气泵5调至抽气状态对上垫层3和空心块体1排气折叠回收, 以备下次使用。
[0049]本实施例实现了最大波浪波高不超过2m时快速布设可折叠的应急式防波装置于 海洋工程结构物外围并快速充气锚固,削减波浪的能量,维持内部水域平稳,为海洋工程 结构物提供便捷安稳的水域环境,保护海洋工程结构物安全。
[0050] 实施例2
[0051] 本实施例最大波浪波高不超过5m的海域提供一种可折叠的应急式防波装置,如 图3和图4所示,主要包括空心块体1、连接绳2、上垫层3、下垫层4、气泵5、气管6、三通接头 7、阀门8、锚链9和锚定结构10。其中:空心块体1彼此之间由连接绳2连接,排列布置于上垫 层3表面,空心块体1两两之间交错布置,其底部与上垫层3连通通气;上垫层3坐落于下垫 层4上,且不与下垫层4连通;气栗5连接气管6,通过三通接头7分成两个主支路,各主支路 通过三通接头7再各分成两个支路,分别向上垫层3、下垫层4、空心块体1抽气或充气;两 个主支路上及下垫层4底部设置有阀门8,通过改变阀门8开度来调控气管6中的气体流速; 下垫层4的四角通过锚链9与锚定结构10连接,并锚定于海床。
[0052] 本实施例中,所述空心块体1由磨防腐防水防紫外线PU高分子材料制成,型式为 相互连接、交错分布的扭王字块,相邻扭王字块距离为〇. 15m,高5 • 2m。
[0053] 本实施例中,所述连接绳2是由耐腐蚀耐磨损的3〇4细软不锈钢丝绳制成,直径 8mm 〇
[0054] 本实施例中,所述上垫层3由TO高分子材料制成,长20m,宽5m,高0 • 6m。
[0055] 本实施例中,所述下垫层4也由H3PE高分子材料制成,高度为3m。
[0056] 本实施例中,所述气栗5是抽气部件,规格型号为l5〇〇Wx 4_22〇L,额定功率6kw, 转速为1400r/min,排气量为980L/min。
[0057] 本实施例中,所述的气管6由PU材料制作成透明软管,外径为80ram,壁厚10mm。
[0058]本实施例中,所述三通接头7是连接部件,由304不锈钢材料制成,外径为70mm。 [0059]本实施例中,所述阀门8是调节和控制输送水流的管路附件,由3〇4不诱钢材料制J 成,外径为40mm。
[0060]本实施例中,所述锚链9由高抗拉强度、耐腐蚀的凯夫拉高分子纤维制成,直径 50mm 〇
[0061]本实施例中,所述锚定结构10是带高频微幅振动的动力埋入锚,直径80cm,长 80cm,该锚体能快速钻入海床,为装置提供超高的锚固力。
[0062]本实施例使用的操作过程与实施例1相同,能实现最大波浪波高不超过5111时快速 布设可折叠的应急式防波装置于海洋工程结构物外围并快速充气锚固,削减波浪的能量, 维持内部水域平稳,为海洋工程结构物提供便捷安稳的水域环境,保护海洋工程结构物安 全。
[0063]应当理解的是,上述气路设置仅仅是本发明的部分实施例,在其他实施例中,也 可以设置多个支路通向上垫层或下垫层,这些均可以实现本发明的目的。这些变形和实现 对于本领域技术人员来说是很容易理解的。
[0064] 综上,本发明所述的装置不使用时可折叠存放,占用空间小;需要使用时,可快速 运输至现场,布设于海洋工程结构物外围并快速充气锚固,从而削减波浪的能量,整体结 构简单,造价低廉,操作方便。
[0065] 本发明能满足恶劣海况条件下,迅速为海洋工程结构物提供便捷安稳的水域环 境的需求。
[0066]图中,相同的附图标记代表相同的零部件或作用同等的零部件,目的是为了方便 地描述本发明。所有附图仅仅是为了便于解释说明本发明的技术内容;构成最优实施方式 所采用的数字、零部件的位置、零部件之间的相互关系以及零部件的尺寸等技术特征不构 成对技术方案本身的限定,而应延伸至该技术领域所覆盖的整个领域。
[0067]上述通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解 为对本发明的限制。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度,,、“上”、(下’、“前”、“后,’、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本 发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0068]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述 特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影 响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,包括: 多个空心块体,所述空心块体彼此之间由连接绳连接,充气后用于消浪; 上垫层,充气后作为空心块体的承载平台,所述空心块体布置于所述上垫层表面; 下垫层,位于所述上垫层下部且两者不相通,用于通过抽气充水后降低重心; 充气/抽气部件,该部件连接气管,通过所述气管向所述下垫层、所述空心块体、所述上 垫层抽气或充气; 多个气体流速控制部件,设置于所述支路上、所述下垫层上,用于调控所述气管中的气 体流速; 固定部件,设置于所述下垫层上,用于将整个装置固定于海床。
2. 根据权利要求1所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述空心块体是 由耐磨防腐防水防紫外线的材料制作成的块体,不充气时可折叠,充气后提供不同的消浪 效果。
3. 根据权利要求2所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述空心块体为 圆柱体、扭王字块或工字块。
4. 根据权利要求1所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述空心块体两 两之间交错布置,其底部与所述上塾层连通通气。
5. 根据权利要求4所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述气管上设有 三通部件,所述三通部件将气路分成两个支路,这两个支路分别用于向所述下垫层和所述 空心块体、所述上垫层抽气或充气。
6.根据权利要求1所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述上垫层是由 耐磨防腐防水防紫外线的材料制成,固定在所述下垫层表面上,不充气时可折叠,充气后成 为所述空心块体的承载平台。
7. 根据权利要求1所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述下垫层由耐 磨防腐防水防紫外线的材料制成,不充气时可折叠。
8. 根据权利要求1_7任一项所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述充 气/抽气部件为气泵,设置于装置侧面,通过调控所述气栗至正转或反转状态实现充气或抽 气。
9. 根据权利要求1_7任一项所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述气 管由防水、耐腐蚀、防爆材料制成,分别连接所述气泵和所述上垫层、所述下垫层,作为过气 通道。
10. 根据权利要求1-7任一项所述的一种可折叠的应急式防波装置,其特征在于,所述 固定部件包括锚链和锚定结构,其中:所述锚链一段连接所述下垫层,另一端与所述锚定结 构相连;所述锚定结构的另一端锚定于海床
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