CN111042064B - 一种可旋转的多层充气式码头护舷装置 - Google Patents

一种可旋转的多层充气式码头护舷装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供的是一种可旋转的多层充气式码头护舷装置。包括底座、固定在底座上的圆柱形支柱、设置在支柱上的气囊，所述气囊的底部胶粘在刚性圆形底面上，圆柱形支柱的顶部开有滑槽，圆柱形支柱的一侧连接有滑道，气囊的底面设置有置于滑槽中的导柱，气囊的底面与旋转臂的一端固定连接，旋转臂的另一端连接中心转轴，中心转轴固定在底座上。本发明通过气囊的受压变形实现多层缓冲，大大提升了装置整体的吸能缓冲能力；同时通过气囊间的相互排气充气减小弹性形变引起的反力；另外，本发明通过旋转，改变气囊位置，使气囊在形变恢复阶段不与船体直接接触，从而进一步减小了反力。

Description

一种可旋转的多层充气式码头护舷装置
技术领域
本发明涉及的是一种码头护舷装置，具体地说是一种气囊式码头护舷装置。
背景技术
码头护舷是一种安装在码头上的弹性缓冲装置，主要用以减缓船舶靠岸或系泊过程中对码头的冲击力，防止或消除船舶、码头受损坏。传统的充气式护舷大多以气囊为主体，单个气囊在受压变形达到形变极限后无法再提供吸能作用，抗压缓冲效果有限。另外在弹性恢复阶段，易对船体产生较大反力，影响船舶的靠泊效果。因此设计一种合理的护舷装置，有效提高护舷吸能缓冲能力的同时，大幅度减小反力对工程实际应用具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸能效果好，能大幅度减小弹性恢复阶段对船体产生的反力的可旋转的多层充气式码头护舷装置。
本发明的目的是这样实现的：
包括底座、固定在底座上的圆柱形支柱、设置在支柱上的气囊，所述气囊的底部胶粘在刚性圆形底面上，圆柱形支柱的顶部开有滑槽，圆柱形支柱的一侧连接有滑道，气囊的底面设置有置于滑槽中的导柱，气囊的底面与旋转臂的一端固定连接，旋转臂的另一端连接中心转轴，中心转轴固定在底座上。
本发明还可以包括：
1.所述的气囊为3层气囊，层层相套且相互独立，外层和中层气囊呈圆环形，内层气囊呈圆柱形，3层气囊底部共用同一圆形底面，外层气囊上方设有排气阀和充气阀、尾部设有从外层气囊到中层气囊的单向气阀、内部设有压力传感器；中层气囊的长度小于外层气囊、上方设有排气阀、尾部设有从中层气囊到内层气囊的单向气阀、内部设有压力传感器；内层气囊的长度小于中层气囊、上方设有排气阀、内部设有压力传感器。
2.同一底座上固定3个圆柱形支柱，3个圆柱形支柱呈等边三角形三顶点形式分布，每个圆柱形支柱的一侧开有凹槽开口，滑道呈圆弧形，3条滑道连接于3个圆柱形支柱之间构成一个圆形，每条滑道的一端的高度等于圆柱形支柱的高度、另一端的高度与凹槽开口的底面高度相等使滑道顶面呈坡形，3个圆柱形支柱上各设置一个气囊，3个气囊的旋转臂共用一根中心转轴。
3.圆柱形支柱的顶面上设置PE板，所述滑槽开在PE板上，滑道一端的高度与圆柱形支柱上的PE板顶面的高度相等。
4.底座通过固定螺栓与岸壁固定，底座与岸壁之间设置有缓冲垫。
本发明提供一种可旋转的多层充气式码头护舷装置。本发明通过缓冲气囊组内3个气囊的层层作用达到多重吸能的效果，同时利用气囊的持续排气以及气囊的移动，大幅度减小弹性恢复阶段对船体产生的反力。
与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明通过多层气囊的相互充气，突破了单个充气气囊的弹性极限，增加了护舷整体的吸能缓冲能力，增加了可靠泊船舶的最大许用压力。
本发明通过气囊的排气，以及气囊的移动，大幅度减小了气囊在弹性恢复阶段对靠泊船舶产生的反力，船舶最终比较平稳的靠泊于PE板。
本发明结构合理，造价低廉，方便维修和更换。
附图说明
图1为护舷整体结构主视图。
图2位护舷整体结构俯视图。
图3为缓冲气囊组示意图。
图4为相邻两组PE板、支柱以及滑道结构安装示意图。
图5为旋转臂结构示意图。
图6为护舷底座结构示意图。
图7为固定螺栓安装细节图。
具体实施方式
下面结合图1-图7，举例对本发明做更详细的描述。
本发明可旋转的多层充气式码头护舷装置包括缓冲气囊组、PE板、旋转臂、圆弧滑道、以及中心转轴和底座。所述缓冲气囊组与靠泊船体直接接触，每套缓冲气囊组由3层气囊组成。所述PE板分别位于缓冲气囊组后方、固定于底座。所述旋转臂一端连接缓冲气囊组，另一端连接中心转轴，并随转轴旋转带动缓冲气囊组转动。所述圆弧滑道一端位于PE板后方，另一端位于缓冲气囊组底面圆心处，供缓冲气囊组在转动过程中沿程滑动。所述中心转轴位于三条圆弧滑道构成的圆形圆心处，底部固定于底座。所述底座位于整体护舷装置最后方，固定于码头岸壁。
所述缓冲气囊组共有3套，每套缓冲气囊组由外层气囊1、中层气囊2、内层气囊3，3个气囊组成，位于护舷装置的最前端，呈等边三角形三顶点形式分布，用于直接对船体的缓冲。
外层气囊1为环形体，位于三个气囊的最外层，内部设有压力传感器、充气阀12、排气阀13、安全气阀11以及外层气囊1到中层气囊2的单向气阀6。充气阀、排气阀和安全气阀安装于气囊顶部，单向气阀设有3个，安装于靠近气囊的环形底面处。初始时刻，所述外层气囊为充气状态，各气阀关闭，当船舶靠泊，气囊受压变形时外层气囊实现第一层缓冲吸能；同时，传感器为压力传感器，当外层气囊内气压受挤压作用增加到一定数值时控制单向气阀打开，气囊受力将内部空气压入中层气囊，给中层气囊充气；而后当外层气囊所受压力减小时，传感器控制排气阀打开，继续使外层气囊向外缓慢排气，气囊体积缩小。当长时间未有船舶靠泊时，传感器控制充气阀打开，外层气囊重新充气。
中层气囊为环形体，所述环形体高小于外层气囊，位于缓冲气囊组中层，内部设有传感器、排气阀、安全气阀以及中层气囊到内层气囊的单向气阀。排气阀和安全气阀安装于顶部，单项气阀3个，安装于靠近气囊的环形底面处。初始时刻，所述中层气囊为非充气状态，各气阀关闭，当气囊充气膨胀，环形体的高超过外层气囊时，中层气囊开始与船体接触，受压变形，中层气囊实现第二层缓冲吸能；同时，气囊内传感器也为压力传感器，当中层气囊内压力增大到一定数值时控制单向气阀打开，气囊受力将内部空气压入3号气囊，给3号气囊充气，当2号气囊所受压力减小时，排气阀打开，继续使2号气囊向外排气，气囊体积缩小。
内气囊为圆柱体，位于缓冲气囊组最内层，结构与作用效果与外层、中层气囊类似，实现第三层缓冲吸能。当内层气囊受压变形时，传感器控制排气阀打开，同时控制中心转轴开始转动，带动所述3个缓冲气囊组旋转，当转角达到120°时停止。当内层气囊长时间未受压力作用时，控制器控制中心转轴反向回转，各缓冲气囊组复原归位。
所述PE板4有3块，呈圆形，直径略大于外层气囊底面，分别安装于3套缓冲气囊组后方，固定于支柱，PE板上开有凹槽18，可使气囊组底部滑动轴承嵌入，进而使得气囊组底面与PE板可以相互接触。所述PE板作为最后一层与船体直接接触的缓冲结构。
圆柱形支柱5用以支撑PE板，并固定于护舷底座10。所述支柱侧面有凹槽开口15，开口直径略大于气囊组底面直径，可供滑道进入，并用以储藏移动后的缓冲气囊组。
旋转臂8有3个，均平行于码头壁面安置，并在垂直于壁面方向具有一定弹性。所述旋转臂一端固定于中心转轴，另一端固定于缓冲气囊组的底面垫板，随着中心转轴的转动带动缓冲气囊组绕转轴旋转。
圆弧滑道7有3个，共同围成圆形。所述滑道呈凹字形，末端有挡板，用以限制气囊转动，后方与底座固定。所述滑道一端与PE板共面接触，另一端延伸至相邻PE板后方立柱的凹槽内。所述滑道可供缓冲气囊组在旋转过程中沿轨迹移动，使缓冲气囊组在受力压缩的同时由原位置移动到相邻PE板处的后方，从而减小因气囊弹性极限而产生的反力，最终状态实现3块PE板与船体的直接接触。
中心转轴9底面固定于底座，位于整个护舷装置中心，受内层气囊内的传感器控制而转动，最大可转角度为顺逆时针120°。
护舷底座10为圆形，通过螺栓固定于码头岸壁，底座与岸壁间有缓冲垫19，以减轻船舶靠泊时的冲击力给岸壁带来的损害。
本实例内各气囊层层相套，相互独立，各气囊底部均与同一圆形底面17胶粘连接，并用螺丝固定加固。各气囊通过单向气阀6相联通；所述各气囊内相应位置设有的单向气阀6沿气囊侧面环绕分布，充气阀12、排气阀13及安全气阀11均安装于气囊顶部，各气阀与气囊连接方式均为焊接。气囊底面17后方与PE板4相接触，但不固定，底面轴承20(导柱)嵌于相接触的PE板(4)的凹槽(18)内。
本实例内PE板4开设有螺纹孔14，通过固定螺栓固定于后方的圆柱形支柱5，支柱5底面焊接于底座10。圆弧形滑道7一端与PE板4边缘接触并与支柱5侧面焊接固定、另一端通过相邻圆柱形支柱凹槽15延伸至支柱5内部，滑道7底部与底座10焊接固定。
旋转臂8连接中心转轴9及缓冲气囊组，与两者连接方式均为焊接固定。
护舷底座10与支柱5、滑道7均为焊接固定，保证整体护舷装置的连接强度；另外护舷底座10及其下方的缓冲垫19设有螺纹孔16与岸壁通过固定螺栓固定，方便拆卸。

Claims (9)

1.一种可旋转的多层充气式码头护舷装置，包括底座、固定在底座上的圆柱形支柱、设置在支柱上的气囊，其特征是：所述气囊的底部胶粘在刚性圆形底面上，圆柱形支柱的顶部开有滑槽，圆柱形支柱的一侧连接有滑道，气囊的底面设置有置于滑槽中的导柱，气囊的底面与旋转臂的一端固定连接，旋转臂的另一端连接中心转轴，中心转轴固定在底座上；所述的气囊为3层气囊，层层相套且相互独立，外层和中层气囊呈圆环形，内层气囊呈圆柱形，3层气囊底部共用同一圆形底面；同一底座上固定3个圆柱形支柱，3个圆柱形支柱呈等边三角形三顶点形式分布，3个圆柱形支柱上各设置一个气囊，3个气囊的旋转臂共用一根中心转轴，圆柱形支柱的顶面上设置PE板。
2.根据权利要求1所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：外层气囊上方设有排气阀和充气阀、尾部设有从外层气囊到中层气囊的单向气阀、内部设有压力传感器；中层气囊的长度小于外层气囊、上方设有排气阀、尾部设有从中层气囊到内层气囊的单向气阀、内部设有压力传感器；内层气囊的长度小于中层气囊、上方设有排气阀、内部设有压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：每个圆柱形支柱的一侧开有凹槽开口，滑道呈圆弧形，3条滑道连接于3个圆柱形支柱之间构成一个圆形，每条滑道的一端的高度等于圆柱形支柱的高度、另一端的高度与凹槽开口的底面高度相等使滑道顶面呈坡形。
4.根据权利要求1或2所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：所述滑槽开在PE板上，滑道一端的高度与圆柱形支柱上的PE板顶面的高度相等。
5.根据权利要求3所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：所述滑槽开在PE板上，滑道一端的高度与圆柱形支柱上的PE板顶面的高度相等。
6.根据权利要求1或2所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：底座通过固定螺栓与岸壁固定，底座与岸壁之间设置有缓冲垫。
7.根据权利要求3所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：底座通过固定螺栓与岸壁固定，底座与岸壁之间设置有缓冲垫。
8.根据权利要求4所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：底座通过固定螺栓与岸壁固定，底座与岸壁之间设置有缓冲垫。
9.根据权利要求5所述的可旋转的多层充气式码头护舷装置，其特征是：底座通过固定螺栓与岸壁固定，底座与岸壁之间设置有缓冲垫。
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