CN112681230A - 一种非牛顿流体码头护舷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非牛顿流体码头护舷装置，包括护舷基体、橡胶袋和防撞橡胶，所述橡胶袋内设有非牛顿流体层，护舷基体内安装有两条水平的紧固板，导向弹簧杆上下两侧均对称设有的弹簧杆轨道与弹簧架组，弹簧杆轨道安装在护舷基体上，且弹簧杆轨道与紧固板内侧固定连接，弹簧杆轨道内安装有弹簧杆，弹簧杆均铰接有连杆，连杆均与所述橡胶袋铰接，弹簧架组一端固接在护舷基体上，弹簧架组另一端固定连接有阻尼板，阻尼板外侧固定连接所述防撞橡胶。本发明能大幅度降低靠泊船过量的冲击力对码头结构的损伤，有效缓冲吸收靠泊船碰撞冲击时的动能。

Description

一种非牛顿流体码头护舷装置
技术领域
本发明涉及码头护舷技术领域，具体涉及一种非牛顿流体码头护舷装置。
背景技术
工程船舶在靠岸泊船过程中，存在靠泊碰撞的客观情况，一般都采用护舷结构以应对外部冲击。在靠泊船的碰撞挤压下，护舷结构通常发生大变形以起到保护码头结构的作用，在碰撞冲击时要能够缓冲吸收靠泊船的动能，同时挤压变形产生的反力应尽可能小，避免频繁泊船对码头结构带来的疲劳性损伤。现有技术中，仅仅依靠橡胶护舷材或者钢质护舷材难以满足实际需求，不仅缓冲效果较差，不能有效的将船舶与码头碰撞时的能量吸收，使得船舶在靠近码头时，码头结构受到疲劳性损伤，寿命达不到设计年限，而且当靠泊船的速度超出护舷设计的速度时，极易对码头结构造成永久损伤，实用性较差。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种非牛顿流体码头护舷装置，能够有效缓冲吸收靠泊船碰撞冲击带来的动能，而且可以大幅度降低超速时靠泊船过量的冲击力对码头结构的永久损伤。
一种非牛顿流体码头护舷装置，包括护舷基体、橡胶袋和防撞橡胶，其特征在于：所述橡胶袋内设有非牛顿流体层，所述护舷基体外侧安装有导向弹簧杆，护舷基体上安装有两条水平设置的紧固板，导向弹簧杆上下两侧均对称设有的弹簧杆轨道与弹簧架组，其中，弹簧杆轨道安装在护舷基体上，且弹簧杆轨道与紧固板内侧固定连接，弹簧杆轨道内安装有弹簧杆，压缩弹簧设置在弹簧杆外圈，弹簧杆均铰接有连杆，连杆均与所述橡胶袋铰接，连杆外圈均安装有刚性弹簧，弹簧架组一端固接在护舷基体上，弹簧架组另一端固定连接有阻尼板，阻尼板外侧固定连接所述防撞橡胶，所述橡胶袋与阻尼板之间紧密贴合。
作为本发明进一步方案：所述非牛顿流体层采用的填充物为聚乙烯、聚丙烯酰胺或聚氯乙烯。
作为本发明进一步方案：所述护舷基体与码头胸墙之间设有安装座，安装座通过螺栓与护舷基体和码头胸墙固定连接，护舷基体采用L型截面结构。
作为本发明进一步方案：所述导向弹簧杆的杆头部分设置为球面形，橡胶袋、阻尼板和防撞橡胶内均设有导向弹簧杆滑动的轨道。
作为本发明进一步方案：所述防撞橡胶外侧设有凸弧形的发泡层。
作为本发明进一步方案：所述护舷基体底端垂直连接有中空板，中空板内部为空心结构，中空板底部设有固定安装在护舷基体上的肋板。
与现有技术相比，本发明通过设置的防撞橡胶与发泡层进行初步缓冲吸能，利用非牛顿流体独特的粘滞特性，来灵活应对靠泊船带来的碰撞冲击，设置的弹簧架组、压缩弹簧与刚性弹簧进行充分的缓冲吸能，有效应对冲击作用力，降低码头结构内产生的反力。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明护舷基体主视图。
图中标记：1-码头胸墙；2-护舷基体；3-安装座；4-紧固板；5-导向弹簧杆；6-弹簧杆轨道；7-弹簧杆；8-压缩弹簧；9-连杆；10-刚性弹簧；11-橡胶袋；12-非牛顿流体层；13-阻尼板；14-弹簧架组；15-防撞橡胶；16-发泡层；17-中空板；18-肋板。
具体实施方式
参见图1与图2，本实施例提供了一种非牛顿流体码头护舷装置，包括护舷基体2、橡胶袋11和防撞橡胶15，所述橡胶袋11内设有非牛顿流体层12，非牛顿流体层12采用的填充物为聚乙烯、聚丙烯酰胺或聚氯乙烯，由于非牛顿流体的剪应力与剪切应变率之间为非线性关系，非牛顿流体受作用力会产生粘滞特性，利用这种粘滞特性来应对靠泊船带来的碰撞冲击，冲击力小时，非牛顿流体的粘滞性弱，冲击力大时，非牛顿流体的粘滞性强。
所述护舷基体2与码头胸墙1之间设有安装座3，安装座3通过螺栓与护舷基体2和码头胸墙1固定连接，护舷基体2采用L型截面结构。所述护舷基体2外侧安装有导向弹簧杆5，护舷基体2上安装有两条水平设置的紧固板4，导向弹簧杆5上下两侧均对称设有的弹簧杆轨道6与弹簧架组14，其中，弹簧杆轨道6安装在护舷基体2上，且弹簧杆轨道6与紧固板4内侧固定连接，弹簧杆轨道6内安装有弹簧杆7，压缩弹簧8设置在弹簧杆7外圈，弹簧杆7均铰接有连杆9，连杆9均与所述橡胶袋11铰接，连杆9外圈均安装有刚性弹簧10，弹簧架组14一端固接在护舷基体2上，弹簧架组14另一端固定连接有阻尼板13，阻尼板13外侧固定连接所述防撞橡胶15。所述防撞橡胶15外侧设有凸弧形的发泡层16。所述橡胶袋11与阻尼板13之间紧密贴合。所述导向弹簧杆5的杆头部分设置为球面形，橡胶袋11、阻尼板13和防撞橡胶15内均设有导向弹簧杆5滑动的轨道，导向弹簧杆5用于前端装置的导向，促进冲击作用力尽可能沿垂直方向分布。
护舷基体2底端垂直连接有中空板17，中空板17内部为空心结构，中空板17底部设有固定安装在护舷基体2上的肋板18。空心结构的中空板17具有一定的向上的浮力，对阻尼板13和防撞橡胶15起到支撑的作用，肋板19对中空板17进行限位。
本发明工作原理如下，靠泊船靠岸时，最前端的防撞橡胶15和发泡层16初步缓冲，因靠泊船的碰撞冲击发生挤压变形，作用力传递到阻尼板13上，一方面，固接在阻尼板13上的弹簧架组14将部分作用力水平传导给护舷基体2并且弹簧架组14吸收部分动能，另一方面，阻尼板13和防撞橡胶15在作用力和导向弹簧杆5导向的作用下水平移动，将作用力传递给橡胶袋11，橡胶袋11水平移动，铰接在橡胶袋11上的连杆9发生摆动，弹簧杆7在弹簧杆轨道6内被垂直压缩，与此同时，压缩弹簧8与刚性弹簧10收缩缓冲吸能，弹簧杆7将力传递到两边的水平设置的紧固板4上，紧固板4再将作用力传递给护舷基体2。阻尼板13将其所受的一部分水平冲击力传递给弹簧架组14，另一部分传递给防撞橡胶15，通过机械传动件将这一部分的水平冲击力削弱转化为垂直作用力。当靠泊船速度正常时，非牛顿流体层12里的牛顿流体填充物在作用力下粘滞特性较低，当靠泊船超速时，阻尼板13传递给橡胶袋11过量的冲击作用力，非牛顿流体层12里的牛顿流体填充物会在作用力下瞬间硬化，呈现出刚性特质，以应对靠泊船的碰撞冲击，有效应对过量的冲击作用力，弹簧架组14、压缩弹簧8与刚性弹簧10均可对装置内作用反力的缓冲吸能，来降低码头结构内产生的反力。
需要说明的是,本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例,但是,本发明可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,实施例不作为对本发明内容的额外限制,提供实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围；进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种非牛顿流体码头护舷装置，包括护舷基体(2)、橡胶袋(11)和防撞橡胶(15)，其特征在于：所述橡胶袋(11)内设有非牛顿流体层(12)，所述护舷基体(2)外侧安装有导向弹簧杆(5)，护舷基体(2)上安装有两条水平设置的紧固板(4)，导向弹簧杆(5)上下两侧均对称设有的弹簧杆轨道(6)与弹簧架组(14)，其中，弹簧杆轨道(6)安装在护舷基体(2)上，且弹簧杆轨道(6)与紧固板(4)内侧固定连接，弹簧杆轨道(6)内安装有弹簧杆(7)，压缩弹簧(8)设置在弹簧杆(7)外圈，弹簧杆(7)均铰接有连杆(9)，连杆(9)均与所述橡胶袋(11)铰接，连杆(9)外圈均安装有刚性弹簧(10)，弹簧架组(14)一端固接在护舷基体(2)上，弹簧架组(14)另一端固定连接有阻尼板(13)，阻尼板(13)外侧固定连接所述防撞橡胶(15)，所述橡胶袋(11)与阻尼板(13)之间紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体码头护舷装置，其特征在于：所述非牛顿流体层(12)采用的填充物为聚乙烯、聚丙烯酰胺或聚氯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体码头护舷装置，其特征在于：所述护舷基体(2)与码头胸墙(1)之间设有安装座(3)，安装座(3)通过螺栓与护舷基体(2)和码头胸墙(1)固定连接，护舷基体(2)采用L型截面结构。
4.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体码头护舷装置，其特征在于：所述导向弹簧杆(5)的杆头部分设置为球面形，橡胶袋(11)、阻尼板(13)和防撞橡胶(15)内均设有导向弹簧杆(5)滑动的轨道。
5.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体码头护舷装置，其特征在于：所述防撞橡胶(15)外侧设有凸弧形的发泡层(16)。
6.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体码头护舷装置，其特征在于：所述护舷基体(2)底端垂直连接有中空板(17)，中空板(17)内部为空心结构，中空板(17)底部设有固定安装在护舷基体(2)上的肋板(18)。
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