CN111172938B - 一种减弱重力式码头前波浪反射的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减弱重力式码头前波浪反射的装置，包括水深自适应模块，包括喷气容器、轨道和气囊，气囊连接喷气容器，喷气容器通过滚轮连接轨道，且沿轨道移动，轨道竖直设置，喷气容器上设置有喷气口和喷气阀门，喷气阀门控制喷气口喷气，喷气容器中盛装有高压气体，喷气口设置在喷气容器侧壁；波浪自适应模块，包括浮子，浮子连接喷气阀门；喷气模块，包括空气压缩机、输气软管和风力发电装置，空气压缩机通过风力发电装置供电，输气软管连通风力发电机和喷气容器。根据实时的水位及波浪情况，调节喷气管道的位置以及喷气管道喷气的强度，可实现在任意入射波情况下均发挥较好的消波效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种波浪反射装置，尤其涉及一种减弱重力式码头前波浪反射的装置。
背景技术
重力式码头作为港工建筑物中比较常见的结构型式，凭借其耐久性好，对工艺变化适应性强等优点，成为业内较为青睐的码头结构型式。但重力式码头均为岸壁式结构，码头下部不透空，波浪入射撞击码头壁后发生反射，导致船舶的泊稳条件较差，对船舶的装卸作业等均造成较大不便。
为减弱波浪反射问题，部分码头采用开孔沉箱或开孔空心块体等型式进行消能。但结构物的开孔率、消能室宽度等对消波效果影响巨大，随着入射波波长、相位等波浪要素的变化，原有的开孔形式无法对任意入射波均发挥较好的消波效果。
对于外海等波浪掩护条件较差的区域，减弱重力式码头前的波浪反射成为一个亟待解决的问题。因此建成一种能适应不同入射波情况且消浪效果良好的装置，对于码头的日常经营活动具有非常重要的实际意义。
发明内容
针对波浪撞击重力式码头岸壁产生较大反射影响船舶安全泊稳和装卸作业的问题，本发明提供了一种减弱重力式码头前波浪反射的装置。
本发明所采取的技术方案为：一种减弱重力式码头前波浪反射的装置，包括
水深自适应模块，包括喷气容器、轨道和气囊，所述气囊连接所述喷气容器，所述喷气容器通过滚轮连接所述轨道，且沿所述轨道移动，所述轨道竖直设置，所述喷气容器上设置有喷气口和喷气阀门，所述喷气阀门控制所述喷气口喷气，所述喷气容器中盛装有高压气体，所述喷气口设置在所述喷气容器侧壁；
波浪自适应模块，包括杠杆，所述杠杆一端通过连接杆连接浮子，另一端连接所述喷气阀门，所述杠杆的支点通过支杆连接喷气容器；
喷气模块，包括空气压缩机、输气软管和风力发电装置，所述空气压缩机通过所述风力发电装置供电，所述输气软管连通空气压缩机和喷气容器。
进一步的，喷气口设置在所述喷气容器背对码头一侧，喷气方向为斜向上喷出。
进一步的，所述气囊设置有多个，所述喷气容器为喷气管道，多个气囊沿管道纵向方向排列。
进一步的，所述水深自适应模块和波浪自适应模块均设置在重力式码头背离海岸的一侧，同时是安装在码头壁上。
进一步的，所述风力发电装置包括风扇叶片。
进一步的，所述喷气阀门通过吊耳连接杠杆，所述杠杆连接吊耳的一端设置有与吊耳相对应的第一通孔，吊耳和杠杆通过销钉连接。
进一步的，所述杠杆上设置有第二通孔，支杆穿过所述第二通孔，支杆两端连接于所述喷气容器内壁。
进一步的，支杆与杠杆固定连接，所述支杆两端通过轴承连接于喷气容器内壁上。
进一步的，所述连接杆与所述杠杆垂直设置。
进一步的，所述气囊通过杆或线或管连接所述喷气容器。
本发明所产生的有益效果包括：（1）本发明提供了一种减弱重力式码头前波浪反射的装置及实施方法，根据实时的水位及波浪情况，调节喷气管道的位置以及喷气管道喷气的强度，可实现在任意入射波情况下均发挥较好的消波效果；
（2）本发明提供了一种减弱重力式码头前波浪反射的装置及实施方法，较开孔沉箱和开孔空心块体等传统型式而言，施工简单，拆迁方便；
（3）本发明提供了一种减弱重力式码头前波浪反射的装置及实施方法，可有效减弱码头前水体表层波能，为重力式码头前船舶的泊稳及装卸作业提供了便利条件；
（4）本发明提供了一种减弱重力式码头前波浪反射的装置及实施方法，利用码头前丰富的风力能源进行发电，进而带动装置进行工作，无需额外的能源消耗，节能环保。
附图说明
图一为本发明的正视图；
图二为本发明的俯视图；
图三为本发明波浪自适应模块及其与阀门连接情况的细部图；
图四为图三中A部分的放大图；
图五为本发明的原理图；
附图标记说明：1-浮子、2-连接杆、3-杠杆、4-喷气阀门、5-支杆、6-喷气管道、7-气囊、8-连杆、10-轨道、11-1-主轮，11-2、副轮，12-风扇叶片、13-空气压缩机、14-输气软管、15-吊耳、16-销钉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
如图1-4所示，一种减弱重力式码头前波浪反射的装置，包括：波浪自适应模块、水深自适应模块和喷气管道模块；所述波浪自适应模块包括浮子1、连接杆2和杠杆3；所述浮子1通过所述连接杆2和所述杠杆3一端固定；所述杠杆3另一端与喷气阀门4连接，杠杆3与喷气阀门4可采用销连接，便于杠杆绕支点转动时，所述喷气阀门4可自由上下运动，无波条件下，所述喷气阀门4处于关闭状态，有波浪条件下，所述浮子1在波峰作用下，沿竖直方向运动至最高点，通过所述连接杆2带动所述杠杆3绕支点进行转动，从而控制所述喷气阀门4向下开启；同理，所述浮子1在波谷作用下，沿竖直方向运动至最低点，通过所述连接杆2带动杠杆3绕支点进行转动，从而控制所述喷气阀门4向上开启；所述杠杆3支点处通过支杆5设置于喷气管道6内，所述杠杆3上设置有第二通孔，支杆5穿过所述第二通孔，支杆5两端连接于所述喷气容器内壁，支杆与第二通孔内壁为间隙连接，杠杆3可绕支杆5转动，支杆5与杠杆3固定连接，所述支杆3两端通过轴承连接于喷气容器内壁上；水深自适应模块包括气囊7、连杆8和自行走装置；连杆8一端和气囊7固定；连杆8另一端和所述喷气管道6固定；自行走装置包括轨道10和滚轮；所述滚轮设置于所述喷气管道上，且沿轨道10行走，滚轮限位于轨道内；所述喷气管道模块包括风扇叶片12、空气压缩机13、输气软管14、喷气管道6和喷气阀门4；所述风扇叶片12和所述空气压缩机13连接；所述输气软管14一端和所述空气压缩机13连接；所述输气软管14另一端和所述喷气管道6连接；所述风扇叶片12通过风力进行发电，将风能转化为电能后带动所述空气压缩机13工作，产生压缩气体，通过所述喷气管道6喷气进行消能。
所述浮子1在不同波要素的波浪作用下，协同所述连接杆2做上下起伏运动，带动所述杠杆3绕支点转动，从而控制所述喷气阀门4的上下开闭工作；同时，所述喷气阀门4在无波浪条件下处于关闭状态，在不同波要素的混合浪作用下，所述浮子1可根据实时波高，通过所述杠杆3，调整所述喷气阀门4开闭的大小程度，从而自动调节喷气强度，实现较好消波效果；空气压缩机中的压缩气体通过调节喷气阀门上下移动的距离来控制喷气阀门开启的大小，从而调节喷出的气体的量。
所述气囊7浮于水面，喷气管道置于水面下，根据实时水位情况，通过所述连杆8带动所述喷气管道6上下移动，实现水体表层处的消能；所述气囊7个数可根据所述喷气管道6自重和气囊浮力进行选择，若采用多个时，可沿所述喷气管道6纵向均匀布置，便于所述喷气管道6平稳移动。
所述喷气管道6、轨道10、滚轮、杠杆3等材质均为表面作防腐处理的铝青铜或不锈钢。
本发明中的装置设置在码头一侧，所述喷气管道6直径不宜过大，所述喷气管道6外缘距码头壁距离不应大于橡胶护舷压缩后的厚度，避免船舶直接撞到喷气管道上。
所述轨道10中间有凸槽，所述滚轮中间有凹槽，工作时两者紧密咬合；同时，所述滚轮由一个主轮11-1和两个副轮11-2组合而成，可防止所述滚轮脱离所述轨道10；如图2所示，在主轮11-1上侧左右各有一个副轮11-2，如果只有主轮11-1的话，考虑轮子是沿垂直方向做上下运动，轮子仅仅通过图中下侧的轨道边缘进行限位，轮子会掉出来，如果加上两个副轮11-2的话，副轮11-2通过上侧轨道边缘进行限制，就能卡在轨道里不易错位。
所述喷气管道6管壁上预设喷气孔洞，所述喷气孔洞位于所述喷气管道6背离码头一侧，喷气方向为斜上方喷出。
所述杠杆3和所述喷气阀门4通过吊耳15和销钉16连接，在所述杠杆3前后两侧各设一所述吊耳15，所述吊耳15与所述喷气阀门4焊接处理，所述吊耳15和所述杠杆3末端预设直径相同的孔洞，通过所述销钉16将所述吊耳15和所述杠杆3连接。工作时所述杠杆3和所述喷气阀门4可绕所述销钉16做一定角度转动，便于不同波要素下所述阀门的自动调节。
所述吊耳15应有一定长度，保证所述杠杆3和所述喷气阀门4连接时不会直接接触，从而使两者工作时可绕所述销钉16产生微小角度的转动，有利于所述喷气阀门4自动调节开闭大小。
所述风扇叶片12利用码头前丰富的风力能源进行发电，从而带动所述空气压缩机13工作，产生压缩气体，进而由输气软管运送至所述喷气管道6，进行喷气消能；利用风力进行发电，无需额外的能源消耗，绿色环保；
本发明的使用方法如图5，包括以下步骤：
由于受季节、潮汐等因素影响，码头前水位值在高水位和低水位之间动态变化，通过连接杆和喷气管道连接的气囊，浮于水面，并随水位值变化而带动喷气管道上下移动，从而使喷气管道在任意水位情况下，均位于水体表层，可较好的减弱水体表层处波能；和杠杆相连的浮子，在波浪作用下做上下起伏运动，带动杠杆绕支点转动，从而控制杠杆另一端的阀门做上下开闭工作，使高压气体从喷气管道的预设孔洞中喷出，形成水、空气混合的空气帘幕，从而有效减弱码头前波浪入射和反射波的波能。同时，在不同波要素的波浪作用下，浮子上下起伏的位移量不同，可调节阀门启闭大小，使装置根据实时波浪情况实现最佳消能效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：包括
水深自适应模块，包括喷气容器、轨道和气囊，所述气囊连接所述喷气容器，所述喷气容器通过滚轮连接所述轨道，且沿所述轨道移动，所述轨道竖直设置，所述喷气容器上设置有喷气口和喷气阀门，所述喷气阀门控制所述喷气口喷气，所述喷气容器中盛装有高压气体，所述喷气口设置在所述喷气容器侧壁；
波浪自适应模块，包括杠杆，所述杠杆一端通过连接杆连接浮子，另一端连接所述喷气阀门，所述杠杆的支点通过支杆连接喷气容器；
喷气模块，包括空气压缩机、输气软管和风力发电装置，所述空气压缩机通过所述风力发电装置供电，所述输气软管连通空气压缩机和喷气容器。
2.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述气囊设置有多个，所述喷气容器为喷气管道，多个气囊沿管道纵向方向排列。
3.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述水深自适应模块和波浪自适应模块均设置在重力式码头背离海岸的一侧。
4.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述风力发电装置包括风扇叶片。
5.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述喷气阀门通过吊耳连接杠杆，所述杠杆连接吊耳的一端设置有与吊耳相对应的第一通孔，吊耳和杠杆通过销钉连接。
6.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述杠杆上设置有第二通孔，支杆穿过所述第二通孔，支杆两端连接于所述喷气容器内壁。
7.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：支杆与杠杆固定连接，所述支杆两端通过轴承连接于喷气容器内壁上。
8.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述连接杆与所述杠杆垂直设置。
9.根据权利要求1所述的减弱重力式码头前波浪反射的装置，其特征在于：所述气囊通过杆或线或管连接所述喷气容器。
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