CN109826160A - 一种组合式海上风机防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式海上风机防撞装置，它由装配单元、组合单元、连接单元、T型防撞单元以及T型橡胶固定单元组成；T型橡胶单元薄片端与多个装配单元使用连接单元组装成防撞装置基础单元，厚橡胶端将装配单元夹在中间，起防护作用；防撞装置基础单元使用组合单元拼接成圆形的单层防撞装置；两个单层防撞装置可以通过连接单元进行竖直方向上的组合；防撞装置内圈的T型橡胶固定单元和风机之间形成过盈配合使其贴合在风机塔筒上，同时又可以起到防护吸能作用。本发明提出的组合式防撞装置在不失原有的防护吸能的功能外，更加轻量化，并且能够通过使用不同数量和规格的装配组件满足各类海上风力机的实际防撞需求。

Description

一种组合式海上风机防撞装置

所属技术领域

本发明属于海洋工程结构物安全防护领域，涉及一种组合式海上风机基础防撞装置，可以吸收碰撞所产生的能量，从而起到保护海上风机的作用。

背景技术

随着近几年海上风力发电的蓬勃发展，耸立在海洋中的风力发电机越来越多。同时，随着世界贸易的不断加强，海上航线日益密集，加之海上风力电场也需要进行日常的维护和修理工作，船舶与海上风机发生碰撞的情况时有发生，船舶撞击风险已经成为威胁海上风机寿命周期安全性的一个重要因素。

碰撞事故一旦发生，必将导致浮式风力机的结构损伤变形，并且会影响到风力机的正常工作，严重的甚至可能导致浮式风力机的塔筒折断、系泊缆索的破断、风机机舱的脱落和整体结构倒塌等后果，同时，碰撞的结果可能导致船舶损伤凹陷、沉没等严重后果。据统计，世界范围内每年都会发生数起严重的船与海洋结构物的碰撞事件。因此，如何减少船、风力机碰撞造成的损失，已成为海洋工程行业相关工作者必须面对的现实问题。

目前，比较常用的防护方法是通过在风力机周围设置一种防撞装置用以消减船碰撞产生的碰撞力，在实际的工程中应用的比较多的是间接结构措施，如设置防撞桩群、刚性人工岛、围堰等。上述的防撞装置都是通过在风力机前设置一些保证不会将碰撞力传递到风机上的，但是，其结构大、建设成本高的缺点也较为明显，特别是在深海中，建立刚性的防护系统会耗费大量的钢材，并且施工也很复杂。因此，寻求一种组装方便，并且能够起到良好的防护作用的风机防撞装置就显得尤为重要。

组合式海上风机防撞装置，是通过将多个防撞装置基础单元进行组合，构成一个直接套在结构物上的防撞装置，其核心的设计思想是在碰撞力传递到风机结构之前对其进行削减，其中柔性耗能装置起到缓冲与耗能作用，而且，组合式的较传统的整体式的有着便于运输，便于施工安装的优势。

组合式防撞装置具有自重轻、碰撞缓冲、吸能性能好、工厂制作现场组装、可设计性强等优点，在海洋工程防撞领域可以得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式的，吸能效果好的，结构轻便的钢片和橡胶组合的海上风机防撞装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种组合式海上风机防撞装置。本发明由多个防撞装置基础单元组装而成，防撞装置基础单元是由多个T型防撞单元(1)、装配单元(2)、组合单元(4)以及T型橡胶固定单元(5)堆叠组合，并且使用连接单元(6)装配而成。

所述的防撞装置各个组成元件，均为扇形片状体，其中，所述的T型防撞单元(1)内圈为薄片状，其上开有连接用的连接孔(3)，外圈为起防护作用的柱状厚橡胶体；装配单元(2)和组合单元(4)均为扇形薄片状，各个部件均留有用于进行部件之间连接的连接孔(3)；T型橡胶固定单元(5)的形式与T型防撞单元(1)类似，薄片状上预留的连接孔(3)用于组合，厚端的柱状橡胶则用于和风机塔筒(7)进行配合，由于风机塔筒(7)为上窄下宽形式，防撞装置自上而下安装时，橡胶可以贴合在固定在风机塔筒(7)的某个部位，由于防撞装置的内径大小固定，安装完成后可保证不发生下滑，并贴合固定在风机塔筒(7)的设计指定位置上，橡胶不但起到了固定的作用，而且在碰撞发生时还起到减少防撞装置对风机本身因撞击造成的损伤的作用；T型防撞单元(1)放置于多个装配单元(2)之间使用连接单元(6)进行连接，得到用于构造整个防撞装置的防撞装置基础单元；防撞装置基础单元之间使用连接单元(6)和组合单元(4)通过其上预留的连接孔(3)进行组装，得到单层的防撞装置主体；单层的防撞装置在风力机的竖直方向上也可以使用连接单元(6)通过装配单元(2)上预留的连接孔(3)实现竖直方向的组装，从而，完成整个防撞装置的组装。

所述T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)由橡胶材质制成；装配单元(2)和组合单元(4)设计为钢质的；T型防撞单元(1)外圈和T型橡胶固定单元(5)的厚端橡胶将装配单元(2)和组合单元(4)夹在中间，当撞击发生时起到吸能以及保护整个结构的作用。

所述T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)的薄端位于同一平面内，相互抵达对方的厚端根部，T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)上预留的连接孔(3)正好与装配单元(2)的预留的连接孔(3)对齐，通过连接单元(6)进行连接。

所述的防撞装置是由T型防撞单元(1)、多块装配单元(2)和组合单元(4)使用连接单元(6)通过连接孔(3)交替堆叠连接而成，其中T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)放置于多块装配单元(2)中间；防撞装置还可以使用连接单元(6)实现防撞装置竖直方向上的扩充，根据被防护的海上风力机的实际情况，通过增加防撞装置的层数来实现对于防撞装置高度上的要求。

所述的防撞装置通过选用不同数量和规格的T型防撞单元(1)、装配单元(2)、连接孔(3)、组合单元(4)、T型橡胶固定单元(5)和连接单元(6)，并且视实际情况的不同，灵活选用装配单元(2)上不同连接孔(3)进行连接，可以得出不同的连接形式，就可以组合出不同直径的环形防撞装置以满足不同类型、不同直径风力机实际的防撞需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的一种组合式海上风机防撞装置，解决了海上风力机结构安全防护的问题，由于采用了片状单元组合的方式，使结构装配更加轻便，并且便于海上作业和组装更换。组装元件可以预先在工厂制作，根据风机实际的情况进行组装好后运送至风机所在位置进行组装，防撞装置的单元化也使其运输过程更加简单。此外，橡胶材料的应用使得防撞装置的吸能效果更好，可以更好的保护结构，使碰撞对结构造成的损伤降到最小。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是一种组合式海上风机防撞装置的正视图。

图2是一种组合式海上风机装置的俯视图。

图3是一种组合式海上风机防撞装置的三维视图。

图4是基本防撞单元的装配图。

图5是基本防撞装置的装配图。

图6是基本防撞单元的三维视图。

图7是单层防撞单元的三维视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明为一种组合式海上风机防撞装置，包括多个防撞装置的防撞基础单元，通过连接单元(6)组装成一个完整的防撞装置，起到了对海上风力机基础进行保护的功能以减小碰撞对结构本身造成的破坏。

如图4、图5和图6所示，T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)的薄端在同一平面内，且薄端的边缘互相接触到对方的厚橡胶柱体的根部，通过在T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)的薄端上下两侧堆叠多个装配单元(2)并且使用连接单元(6)透过连接孔(3)进行防撞装置基本防撞单元的装配。

如图4、图5和图6所示，通过在两个上述的基本防撞装置装配单元(2)的间隙中放置组合单元(4)，并且使用连接单元(6)透过连接孔(3)即可实现防撞装置单元沿被保护的结构沿圆周的布置，即完成了单层防护装置的组装，防撞装置自上而下安装时，由于风机塔筒(7)为上窄下宽形式，而防撞装置内径大小固定，安装完成后可保证不发生下滑，防撞装置内圈的橡胶可以贴合在固定在风机塔筒(7)的设计制定位置上，风机塔筒(7)与钢质组装元件之间因为有T型橡胶固定单元(5)的存在而没有直接接触，因此，当碰撞发生时，防撞装置与风机基础(7)之间为钢材与橡胶接触，可以起到减少碰撞对风机造成的损伤的作用。

如图3、图6和图7所示，两个上述的单层防撞装置可以通过任意的连接单元(6)，透过装配单元(2)上预留的连接孔(3)进行竖直方向上的组合，防护装置可以按照防护的要求，选取任意数量的单层防撞装置进行组合，满足竖直方向上的防护要求。对于不同的直径的需要被防护的风机，可以通过选用不同数量和规格的组装元件，并且结合实际的情况，可以通过对各个组装元件上预留的连接孔(3)的不同使用方法实现，对各种类别以及不同直径的风机进行防护；当撞击产生时，防撞装置外围的T型防撞单元(1)发生形变，以吸收撞击产生的能量。

本发明采用钢和橡胶材料，材料的模量不同，承受相同应力时有不等的应变，形成不同材料的相对应变，因而会增加耗能。

本发明采用的是装配式结构，由各个的基本单元构成，各个部分可在工厂里预制，方便运输，运输到施工地可以现场进行装配和组装，维修更换更加方便和快捷。

本发明解决了海上风力机的安全防护问题，由于采用了橡胶材质在防护装置在外围直接和撞击物体接触，使得装置具备良好的吸能效果；基本的组成单元采用片状单元形式，可以使结构自身的重量大幅降低，减少防撞装置在风力机正常工作时对风力机自身的影响；组合式结构的使用，可以使运输更加方便，施工也更加简单。

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，上述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，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种组合式海上风机防撞装置，其主要组成包括T型防撞单元(1)、装配单元(2)、组合单元(4)、T型橡胶固定单元(5)以及各个组件之间连接所用的连接单元(6)，其特征在于：防撞装置整体是由防撞装置基础单元组装而成，防撞装置基础单元是由多个T型防撞单元(1)、装配单元(2)、组合单元(4)以及T型橡胶固定单元(5)堆叠组合，并且使用连接单元(6)装配而成。

2.根据权利要求1所述的一种组合式海上风机防撞装置，其特征在于：所述的T型防撞单元(1)内圈为薄片状，其上开有连接用的连接孔(3)，外圈为起防护作用的柱状厚橡胶体；装配单元(2)和组合单元(4)均为扇形薄片状，各个部件均留有用于进行部件之间连接的连接孔(3)；T型橡胶固定单元(5)的形式与T型防撞单元(1)类似，薄片端上预留的连接孔(3)用于组合，厚端的柱状橡胶则用于和风机塔筒(7)进行配合，由于风机塔筒(7)为上窄下宽形式，而防撞装置的内径固定，安装完成后可以保证不发生滑移，防撞装置自上而下安装时可以通过橡胶贴合固定在风机指定位置上，橡胶不但起到了固定的作用，并且在碰撞发生时还起到减少防撞装置对风机本身因撞击造成损伤的作用；T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)放置于多个装配单元(2)之间使用连接单元(6)进行连接，得到用于构造整个防撞装置的防撞装置基础单元；防撞装置基础单元之间使用连接单元(6)和组合单元(4)透过各组装元件上预留的连接孔(3)进行组装，进而得到单层的防撞装置主体；单层的防撞装置在风机的竖直方向上也可以使用连接单元(6)通过装配单元(2)上预留的连接孔(3)实现竖直方向的组装，从而完成了整个防撞装置的组装。

3.根据权利要求2中所述的一种组合式海上风机防撞装置，其特征在于：所述T型防撞单元(1)和T型橡胶固定单元(5)采用橡胶材质制成；装配单元(2)和组合单元(4)选用钢材；T型防撞单元(1)外圈和T型橡胶固定单元(5)的厚橡胶端将装配单元(2)和组合单元(4)夹在中间，当撞击发生时起到吸能并且保护整个结构的作用。

4.根据权利要求1中所述的一种组合式海上风机防撞装置，其特征在于：所述的连接单元(6)为螺栓或其他连接杆件，连接单元(6)又分为长连接单元和短连接单元，短连接单元用于防撞装置基础单元的连接，长连接单元用于单层防撞装置主体之间的连接。

5.根据权利要求书2中所述的一种组合式海上风机防撞装置，其特征在于：所述的任意两个单层防撞装置主体之间可以使用连接单元(6)在竖直方向上进行扩充，以满足不同风机在防护高度上的要求；单层防撞装置主体具有灵活组合性，可以视被防护风机的直径不同，选用各连接组件上预留的不同的连接孔(3)进行任意的组合，即可实现对不同直径风机的防护。