CN110172948B - 一种涌喷式浮式防波堤及系统 - Google Patents

一种涌喷式浮式防波堤及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种涌喷式浮式防波堤及系统，包括两个浮箱，所述浮箱的迎浪面设有进水口，所述的进水口的上端和第一储水舱连接，所述的第一储水舱的底部通过管道和第二储水舱连接，所述的第二储水舱上部设有气体单向阀，两个所述的浮箱通过连接件连接，每个所述的浮箱还包括气体压缩舱，所述的气体压缩舱底端无封板，直接与外部海水相连，所述气体压缩舱上端设有第一气体压力控制阀和大气连通，所述的气体压缩舱的上部设有第二气体压力控制阀和第二储水舱连通，所述的第二储水舱中设有喷水装置，本发明的有益效果是：本发明巧妙地将防波堤与水幕式喷水装置相结合，具有结构简单、无污染、易组装、消波效果好、可批量化生产等优点，适合推广使用。

Description

一种涌喷式浮式防波堤及系统
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种涌喷式浮式防波堤及系统。
背景技术
我国的地理位置良好，背靠欧亚大陆，面临太平洋，拥有6500多个岛屿，岛屿面积大，海岸线广阔，占据了海洋的地利优势，可以利用的海洋资源和海洋空间非常丰富。随着我国对海洋探究的不断深入，稳定的海上工作环境越来越成为我们探究海洋奥秘的必要条件；此外，我国大部分岛礁基础设施较为落后，并且海域海洋环境恶劣，多变的海况影响岛屿居民的日常生活及岛屿建设过程中的作业安全。因此，浮式防波堤是我国岛屿建设和海洋开发过程中要解决的关键技术之一。
浮式防波堤因其优良的消波性能备受国内外学者青睐，消波装置的主要作用是减少甚至消除波浪和海流对港口或海上平台作业的影响，增加作业时长和效率，保证船舶正常进出港口等。浮式防波堤有很强的水质交换能力，可防止水质污染；其造价比固定式防波堤要便宜，且能较好的适应水深的变化，工程造价不会随着水深增加而急剧增加；可以适用多种地质条件，可以不破坏珊瑚礁，对保护当地的海洋自然环境和自然渔业资源意义重大；建造周期短，速度快，安装和拆卸方便，相比固定式防波堤，浮式防波堤后期维修方便，费用低。
水幕发生器是将水自下而土高速喷出，使水雾化形成扇面形状，即“水幕”，水幕与放映设备等结合形成可水幕电影，水幕电影具有气势磅礴、场面壮观、色彩绚丽、图像清晰的特点，它发展了传统电影，也极大地改善了商业广告的效果。而现有技术存在的水幕式防波堤多是利用电能来形成“水幕”效果，其结构比较复杂，而且也比较浪费电能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涌喷式高效新型浮式防波堤及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种涌喷式浮式防波堤，包括两个浮箱，所述浮箱的迎浪面设有进水口，所述的进水口的上端和第一储水舱连接，所述的第一储水舱的底部通过管道和第二储水舱连接，所述的第二储水舱上部设有气体单向阀，两个所述的浮箱通过连接件连接，每个所述的浮箱还包括气体压缩舱，所述的气体压缩舱底端无封板，直接与外部海水相连，所述气体压缩舱上端设有第一气体压力控制阀和大气连通，所述的气体压缩舱的上部设有第二气体压力控制阀和第二储水舱连通，所述的第二储水舱中设有喷水装置，所述的喷水装置包括水幕喷头、管路和水压控制阀，所述的管路一端设置在第二储水舱下部，另一端和水幕喷头连接，所述的水压控制阀设置在管路上。
优选的，所述的进水口为喇叭形进水孔，其截面沿着浪向逐渐减小呈现喇叭口形状，且高度逐渐升高。
优选的，所述的管道中设置流体单向阀，使水只能从第一储水舱流向第二储水舱。
优选的，所述浮箱中从迎浪面往背浪面依次为进水口、第一储水舱、气体压缩舱、第二储水舱。
优选的，所述的连接件为多个横撑，所述的横撑在所述浮箱的长度方向均匀布置。
优选的，所述第二储水舱靠近浮箱的背浪面，所述的浮箱的背浪面设置有倒角，所述的管路的下端位于第二储水舱内浮箱的背浪面设置的倒角处。
优选的，所述的浮箱迎浪面的上下都设有倒角。
优选的，所述气体单向阀是上设置一个顶盖。
优选的，所述的顶盖为锥形。
一种涌喷式浮式防波堤系统，包括所述的涌喷式浮式防波堤，多个所述的涌喷式浮式防波堤通过连接件依次连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涌喷式浮式防波堤，巧妙地将消波装置和水幕装置一体化，利用防波堤垂荡运动的特点，实现自动喷水供游客观赏的目的。本发明涌喷式高效新型浮式防波堤具有模块化特点，便于安装更新和维护，适合批量化生产，此外，其喷水原理可以广泛应用于其他类型的浮式防波堤，可复制性极强；
本发明涌喷式浮式防波堤，其中，喇叭形入水孔及喷水装置喷出的水流在结构设计上具有絮乱入射波的功能，且两浮箱之间有月池效应，具有较好的消波效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构三维示意图。
图2是本发明的整体结构主视图。
图3是本发明的整体结构俯视图。
图4是本发明的整体结构剖面三维示意图。
图5是本发明的整体结构剖视图。
图6是本发明的喷水装置主视图。
图7是本发明的气体单向阀的三维图。
图中：1浮箱、2连接件、3喷水装置、4进水口、6第一储水舱、7气体压缩舱、8第二储水舱、9第二气体压力控制阀、10第一气体压力控制阀、12气体单向阀、13管道、14水幕喷头、15管路、16水压控制阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种涌喷式浮式防波堤，包括两个浮箱1，所述浮箱1的迎浪面设有进水口4，所述的进水口4的上端和第一储水舱6连接，所述的第一储水舱6的底部通过管道13和第二储水舱8连接，所述的第二储水舱上部设有气体单向阀12，值得注意的是，所述气体单向阀12是上设置一个顶盖，所述的顶盖为锥形，两个所述的浮箱1通过连接件2连接，所述的连接件2为多个横撑，所述的横撑在所述浮箱1的长度方向均匀布置，每个所述的浮箱1还包括气体压缩舱7，所述的气体压缩舱7底端无封板，直接与外部海水相连，所述气体压缩舱7上端设有第一气体压力控制阀10和大气连通，所述的气体压缩舱7的上部设有第二气体压力控制阀9和第二储水舱8连通，所述的第二储水舱8中设有喷水装置3，所述的喷水装置3包括水幕喷头14、管路15和水压控制阀16，所述的管路15一端设置在第二储水舱8下部，另一端和水幕喷头14连接，所述的水压控制阀16设置在管路15上。
值得注意的是，所述的进水口4为喇叭形进水孔，其截面沿着浪向逐渐减小呈现喇叭口形状，且高度逐渐升高。
值得注意的是，所述的管道13中设置流体单向阀，使水只能从第一储水舱6流向第二储水舱8，所述第二储水舱8靠近浮箱1的背浪面，所述的浮箱1的背浪面设置有倒角，所述的管路15的下端位于第二储水舱8内浮箱1的背浪面设置的倒角处。
值得注意的是，所述浮箱1中从迎浪面往背浪面依次为进水口4、第一储水舱6、气体压缩舱7、第二储水舱8，所述的浮箱1迎浪面的上下都设有倒角。
一种涌喷式浮式防波堤系统，包括所述的涌喷式浮式防波堤，多个所述的涌喷式浮式防波堤通过连接件依次连接
工作原理：
首先，本发明通过结构上的设计形成月池，月池具有良好的消波效果，其次，在海浪和水流的作用下，水质点由喇叭形的进水孔4进入第一储水舱6，所述第一储水舱6中的水通过管道13进入第二储水舱8，然后第二储水舱8中的水不断上涨最终液面高于喷水装置3底部管路15的高度。
当气体压缩舱7内的海水液面相对于防波堤向下移动时，位于气体压缩舱7顶部的第一气体压力控制阀10打开，空气进入气体压缩舱7内，此时第二气体压力控制阀9关闭；
当气体压缩舱7内的海水液面相对于防波堤向上移动时，位于气体压缩舱7顶部的第一气体压力控制阀10关闭，此时第二气体压力控制阀9打开，气体压缩舱7顶端的气体通过第二气体压力控制阀9进入第二储水舱8。
随着第二储水舱8顶端的气压逐渐增大，当压力达到第三气体压力控制阀16的预定压力值后，水压控制阀16在压力作用下，压力达到水压控制阀16预定压力值后，水压控制阀16打开，在气压作用下，水流经管路15和水幕喷头14喷出水流经管路15和水幕喷头14喷出。管路15安装位置位于浮箱1主体后侧倒角处，确保防波堤顶端不会积水。当涌喷一定水量后，第二储水舱8中压强减少，舱室中的水面下降到一定位置后，气体单向阀12打开，使得第二储水舱8中的上层气室进行放气，第一储水舱6中的海水再次进入到第二储水舱8中；并关闭气体第气体单向阀12，完成一次涌喷。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种涌喷式浮式防波堤，包括两个浮箱（1），所述浮箱（1）的迎浪面设有进水口（4），所述的进水口（4）的上端和第一储水舱（6）连接，所述的第一储水舱（6）的底部通过管道（13）和第二储水舱（8）连接，所述的第二储水舱上部设有气体单向阀（12），其特征在于：两个所述的浮箱（1）通过连接件（2）连接，每个所述的浮箱（1）还包括气体压缩舱（7），所述的气体压缩舱（7）底端无封板，直接与外部海水相连，所述气体压缩舱（7）上端设有第一气体压力控制阀（10）和大气连通，所述的气体压缩舱（7）的上部设有第二气体压力控制阀（9）和第二储水舱（8）连通，所述的第二储水舱（8）中设有喷水装置（3），所述的喷水装置（3）包括水幕喷头（14）、管路（15）和水压控制阀（16），所述的管路（15）一端设置在第二储水舱（8）下部，另一端和水幕喷头（14）连接，所述的水压控制阀（16）设置在管路（15）上，所述的管道（13）中设置流体单向阀，使水只能从第一储水舱（6）流向第二储水舱（8），当气体压缩舱（7）内的海水液面相对于防波堤向上移动时，位于气体压缩舱（7）顶部的第一气体压力控制阀（10）关闭，此时第二气体压力控制阀（9）打开，气体压缩舱（7）顶端的气体通过第二气体压力控制阀（9）进入第二储水舱（8），随着第二储水舱（8）顶端的气压逐渐增大，当压力达到水压控制阀（16）的预定压力值后，水压控制阀（16）在压力作用下，压力达到水压控制阀（16）预定压力值后，水压控制阀（16）打开，在气压作用下，水流经管路（15）和水幕喷头（14）喷出水流经管路（15）和水幕喷头（14）喷出，管路（15）安装位置位于浮箱（1）主体后侧倒角处，确保防波堤顶端不会积水，当涌喷一定水量后，第二储水舱（8）中压强减少，舱室中的水面下降到一定位置后，气体单向阀（12）打开，使得第二储水舱（8）中的上层气室进行放气，第一储水舱6中的海水再次进入到第二储水舱（8）中；并关闭气体第气体单向阀（12），完成一次涌喷。
2.根据权利要求1所述的一种涌喷式高效新型浮式防波堤，其特征在于：所述的进水口（4）为喇叭形进水孔，其截面沿着浪向逐渐减小呈现喇叭口形状，且高度逐渐升高。
3.根据权利要求1所述的一种涌喷式高效新型浮式防波堤，其特征在于：所述浮箱（1）中从迎浪面往背浪面依次为进水口（4）、第一储水舱（6）、气体压缩舱（7）、第二储水舱（8）。
4.根据权利要求1所述的一种涌喷式高效新型浮式防波堤，其特征在于：所述的连接件（2）为多个横撑，所述的横撑在所述浮箱（1）的长度方向均匀布置。
5.如权利要求1-4任意权利要求所述的涌喷式浮式防波堤，其特征在于：所述第二储水舱（8）靠近浮箱（1）的背浪面，所述的浮箱（1）的背浪面设置有倒角，所述的管路（15）的下端位于第二储水舱（8）内浮箱（1）的背浪面设置的倒角处。
6.如权利要求1-4任意权利要求所述的涌喷式浮式防波堤，其特征在于：所述的浮箱（1）迎浪面的上下都设有倒角。
7.如权利要求1-4任意权利要求所述的涌喷式浮式防波堤，其特征在于：所述气体单向阀（12）是上设置一个顶盖。
8.如权利要求7所述的涌喷式浮式防波堤，其特征在于：所述的顶盖为锥形。
9.一种涌喷式浮式防波堤系统，其特征在于：包括多个如权利要求1-8任意权利要求所述的涌喷式浮式防波堤，多个所述的涌喷式浮式防波堤通过连接件依次连接。
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