CN113463634B - 一种海洋液压打桩锤的消音装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋液压打桩锤的消音装置，包括：围堰，内顶壁安装有击打帽；所述击打帽与替打和桩帽相适配套装，且内设有用于在冲击替打时的消音结构；囊体结构，安装在所述围堰的内侧壁，且包括弹性的囊体和顶杆；所述囊体设有排气部，对所述囊体充气，通过顶杆驱动排气部对囊体泄压，使该囊体存在膨胀与收缩依次循环交替的两种状态。本发明，利用囊体交替的膨胀和收缩、气泡降噪、水幕降噪和真空降噪，使打桩作业产生的噪音几乎无法往外传播，从而避免噪音对工作人员造成危害、以及对海洋生物产生恶劣的影响，同时也避免产生噪音污染。

Description

一种海洋液压打桩锤的消音装置

技术领域

本发明涉及降噪设备技术领域，具体为一种海洋液压打桩锤的消音装置。

背景技术

如图1所示，在海洋作业中，通常需要建设海上平台，以方便作业；在建设海上平台时，用打桩锤将桩基3固定是非常重要的一步。在打击桩基3过程中，打桩锤撞击会产生很大的噪音，给施工环境带来严重的噪音污染问题；这些噪音不仅容易对工作人员造成危害，还会对海洋生物产生恶劣的影响。现有技术中，一般情况下桩基3表面还安装有桩帽2和替打1。液压打桩锤周期性的下落并冲击替打1，桩基3受到间接冲击后逐渐下沉并深入土壤深处，最终实现桩基3的稳定安装。打桩锤和替打1均由钢铁制成，两者在撞击过程中产生的噪音十分巨大。申请公布号CN111554259A公开的种海洋液压打桩锤的消音装置的方案，包括消音外筒和消音内筒；消音外筒包括外层板、内层板和顶板等，解决了现有技术中一些存在的问题：降低了替打产生的噪音，改善施工现场的声音环境。但是该方案依然存在的不足有：顶板和替打之间还具有多个空间层，这样在击打顶板的时候空间层会产生噪音，而且也不利于提高顶板强度，利用水幕消音，消音方式有待进一步加强和提高，桩基震动辐射到附加筒外震音有待进一步减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋液压打桩锤的消音装置，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：

一种海洋液压打桩锤的消音装置，包括：

围堰，内顶壁安装有击打帽；

所述击打帽与替打和桩帽相适配套装，且内设有用于在冲击替打时的消音结构；

囊体结构，安装在所述围堰的内侧壁，且包括弹性的囊体和顶杆；

所述囊体设有排气部，

对所述囊体充气，通过顶杆驱动排气部对囊体泄压，使该囊体存在膨胀与收缩依次循环交替的两种状态；

在所述膨胀状态时，该囊体用于消音；

在所述收缩状态时，该囊体放出气体，该气体冲击替打、桩帽和桩基周围的水体，产生带气泡的暗流。

优选的，所述消音结构包括开设在击打帽内的若干个空腔，所述空腔之间联通，位于外侧的空腔连接有管接通道。

优选的，相邻的空腔之间具有加强肋，位于外侧的空腔连接有出水通道，该出水通道设置在击打帽内，且沿着替打和桩帽的侧面，所述管接通道及空腔联通管路的内径大于出水通道的内径。

优选的，所述击打帽与围堰之间具有间隔，所述囊体结构有若干组，由上到下均匀间隔的分布在围堰的内侧壁，且还包括上板和下板，所述囊体安装在上板上，所述顶杆安装在下板上。

优选的，所述排气部包括设在囊体内的外罩，所述外罩的侧面及底部分别设有与腔体联通的侧开口和出气口，在外罩的腔体内设有用于堵住出气口的封块，所述出气口位置与顶杆位置相对。

优选的，所述腔体内的顶部开设有滑槽，所述封块通过支撑杆与滑槽滑动，位于出气口上方的两侧安装有封块座。

优选的，所述侧开口内设有类似 “人体静脉瓣”的瓣膜结构，可控制气体/液体单向流动，所述封块上设有联通通道。

优选的，所述上板上安装有对称栅格板，所述囊体位于栅格板之间，且该囊体内具有弹性拉线。

优选的，所述围堰的内侧壁具有真空腔体，在该真空腔体内填充消音棉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明，通过设置击打帽，用于打桩锤击打，而通过设置空腔，而在空腔内可填充消音棉，并且通过击打帽侧面其中的一个管接通道连接液体介质如水，这样用来吸收震动产生的能量，即可实现缓冲吸收震动产生的噪音，作为第一道消音。通过设置了出水通道，可以在替打和桩帽的周围形成水幕，利用水幕吸收替打和桩帽侧面产生的声波，达到降低噪音的效果，可以吸收击打帽与替打作用产生的热量，提高装置的使用寿命。囊体的交替膨缩，产生带气泡的暗流。这些气泡作为第二道消声屏障。利用囊体及其囊体空腔体积的变化，可以作为，作为第三道消音。通过真空腔体及其内填充的消音棉，可以实现隔绝替打、桩帽和桩基震动的噪声辐射到围堰外，进一步保证了消音装置的降噪效果。

本发明，利用囊体交替的膨胀和收缩、气泡降噪、水幕降噪和真空降噪，使打桩作业产生的噪音几乎无法往外传播，从而避免噪音对工作人员造成危害、以及对海洋生物产生恶劣的影响，同时也避免产生噪音污染。

附图说明

图1是现有技术桩基的结构示意图；

图2为本发明整体结构示意图；

图3为本发明囊体收缩产生带气泡的暗流示意图；

图4为本发明囊体及其内弹性拉线示意图；

图5为本发明图2中A出放大示意图；

图6为本发明图5中封块打开示意图；

图7为本发明支撑杆与滑槽配合示意图。

图中：1替打、2桩帽、3桩基、4围堰、5真空腔体、6消音棉、7击打帽、8空腔、9管接通道、10加强肋、11囊体结构、12上板、13下板、14囊体、15顶杆、16排气部、17外罩、18腔体、19侧开口、20封块、21封块座、22支撑杆、23滑槽、24联通通道、25“人体静脉瓣”的瓣膜结构、26弹性拉线、27间隔、28出水通道、29出气口、30栅格板、31进气管、32气泡。

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。

实施例：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种海洋液压打桩锤的消音装置，包括：

围堰4，内顶壁安装有击打帽7；

所述击打帽7与替打1和桩帽2相适配套装，且内设有用于在冲击替打时的消音结构；

囊体结构11，安装在所述围堰4的内侧壁，且包括弹性的囊体14和顶杆15；

所述囊体14设有排气部16，

对所述囊体14充气，通过顶杆15驱动排气部16对囊体14泄压，使该囊体14存在膨胀与收缩依次循环交替的两种状态；

在所述膨胀状态时，该囊体14用于消音；

在所述收缩状态时，该囊体14放出气体，该气体冲击替打1、桩帽2和桩基3周围的水体，产生带气泡32的暗流。

具体的，所述消音结构包括开设在击打帽7内的若干个空腔8，所述空腔8之间联通，位于外侧的空腔8连接有管接通道9。相邻的空腔8之间具有加强肋10，位于外侧的空腔8连接有出水通道28，该出水通道28设置在击打帽7内，且沿着替打1和桩帽2的侧面，所述管接通道9及空腔8联通管路的内径大于出水通道28的内径。

如图1所示，采用液压打桩锤，周期性的下落并冲击替打1，桩基3受到间接冲击后逐渐下沉并深入土壤深处，最终实现桩基3的稳定安装。打桩锤和替打1均由钢铁制成，两者在撞击过程中产生的噪音十分巨大。本发明，如图2所示，通过设置击打帽7，用于打桩锤击打，而通过设置空腔8，而在空腔8内可填充消音棉，并且通过击打帽7侧面其中的一个管接通道9连接液体介质如水，这样用来吸收震动产生的能量，即可实现缓冲吸收震动产生的噪音，作为第一道消音。由于周期性击打，采用加强肋10可以增加击打帽7以及与替打1结合面的强度，通过设置了出水通道28，出水通道28的内径小于管接通道9的内径，在保证相互联通的空腔8内水充盈的情况下，使得水流持续向下，可以在替打1和桩帽2的周围形成水幕，利用水幕吸收替打1和桩帽2侧面产生的声波，达到降低噪音的效果，而且空腔8和出水通道28有持续不断的水流，可以吸收击打帽7与替打1作用产生的热量，提高装置的使用寿命。

具体的，所述击打帽7与围堰4之间具有间隔27，所述囊体结构11有若干组，由上到下均匀间隔的分布在围堰4的内侧壁，且还包括上板12和下板13，所述囊体14安装在上板12上，所述顶杆15安装在下板13上，所述上板12上安装有两个栅格板30，所述囊体14位于两个栅格板30之间，且该囊体14内具有弹性拉线26。本发明，如图2、图5所示，可以在间隔27顶部引入液体介质，与桩基3安装环境水质一致，一般是海水，这样也可以在整个桩基周围形成水幕，用于消音，通过安装对称的栅格板30，本实施例为4组，分布在囊体14的周围，可在最大程度降低整个装置的重量的情况下，保证囊体14再由空瘪到膨胀过程中可以保证顶杆15对准封块20，考虑到全方位多层次消音的目的，本实施例中栅格板30采用消音棉制成，为消音棉栅格板，本发明，如图4所示，由于在囊体14泄压放气后，其要收缩，为了达到加快囊体14排气的目的，通过弹性拉线26，以增强囊体14收缩作用力。

具体的，所述排气部16包括设在囊体14内的外罩17，所述外罩17的侧面及底部分别设有与腔体18联通的侧开口19和出气口29，在外罩17的腔体18内设有用于堵住出气口29的封块20，所述出气口29位置与顶杆15位置相对。所述腔体18内的顶部开设有滑槽23，所述封块20通过支撑杆22与滑槽23滑动，位于出气口29上方的两侧安装有封块座21。所述侧开口19内设有类似“人体静脉瓣”的瓣膜结构25，所述封块20上设有联通通道24。

本发明，如图5、图6所示，在囊体14未充气时，囊体14体积较小，未与顶杆15的顶部接触，二者具有间距，随着通过进气管31正压，向囊体14充入空气，囊体14体积逐渐被充盈，实现膨胀变大，带动排气部16朝顶杆15方向运动，当运动到顶杆15顶起封块20，侧开口19内的“人体静脉瓣”的瓣膜结构25因压差打开，从而实现囊体14内气体依次从侧开口19、出气口29喷出，该气体冲击替打1、桩帽2和桩基3周围的水体，产生带气泡32的暗流。这些气泡32作为第二道消声屏障，而且由于囊体14内的压力较大，排出的气体喷射，一方面可以产生较多的气泡，二是可以形成如图3中a方向的暗流，从而达到改变水流目的，以使该区域水幕可以消耗更多的声波能量，增强吸收声波的目的，达到降低噪音的效果，还有就是，囊体14可以存在膨胀与收缩依次循环交替，利用囊体14、其囊体空腔体积的变化，可以作为，作为第三道消音。

本实施例中，在随着囊体14气体的排出，囊体14体积收缩，考虑到排气过程中，通过设置了联通通道24，尽可能的保证封块20缓缓下降，直到囊体14压力小于外界压力时，“人体静脉瓣”的瓣膜结构25关闭，这样在外界压力作用下即可将封块20实现关闭出气口29，可以重新实现囊体14的充气膨胀。如图7所示，为了能够便于顶杆15将封块20顶起，触发将出气口29打开，本实施例中，支撑杆22顶部与滑槽23顶部之间的空间不是密闭的，这样即可便于支撑杆22在滑槽23内滑动。考虑到囊体14越靠近桩基3的底部其所受压力越大，充气越慢，所以进气管31可以为独立的管径、或者处于上面的囊体14体积大一些，下面的小一些、或者上、中、下为囊体14充气的压力不同，以便于处于不同部位的囊体14膨缩。

具体的，所述围堰4的内侧壁具有真空腔体5，在该真空腔体5内填充消音棉6。如图2或图3，本发明中，将围堰4的内侧壁设有真空腔体5，通过真空腔体5及其内填充的消音棉6，可以实现隔绝替打1、桩帽2和桩基3震动的噪声辐射到围堰4外，进一步保证了消音装置的降噪效果。利用囊体14交替的膨胀和收缩、气泡32降噪、水幕降噪和真空降噪，使打桩作业产生的噪音几乎无法往外传播，从而避免噪音对工作人员造成危害、以及对海洋生物产生恶劣的影响，同时也避免产生噪音污染。

本发明，其余未叙述部分均可与现有技术相同、或为公知技术或可采用现有技术加以实现，此处不再详述。

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)

1.一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，包括：

围堰(4)，内顶壁安装有击打帽(7)；

所述击打帽(7)与替打(1)和桩帽(2)相适配套装，且内设有用于在冲击替打时的消音结构；

囊体结构(11)，安装在所述围堰(4)的内侧壁，且包括弹性的囊体(14)和顶杆(15)；

所述囊体(14)设有排气部(16)，

对所述囊体(14)充气，通过顶杆(15)驱动排气部(16)对囊体(14)泄压，使该囊体(14)存在膨胀与收缩依次循环交替的两种状态；

在所述膨胀状态时，该囊体(14)用于消音；

在所述收缩状态时，该囊体(14)放出气体，该气体冲击替打(1)、桩帽(2)和桩基(3)周围的水体，产生带气泡(32)的暗流。

2.根据权利要求1所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述消音结构包括开设在击打帽(7)内的若干个空腔(8)，所述空腔(8)之间联通，位于外侧的空腔(8)连接有管接通道(9)。

3.根据权利要求2所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，相邻的空腔(8)之间具有加强肋(10)，位于外侧的空腔(8)连接有出水通道(28)，该出水通道(28)设置在击打帽(7)内，且沿着替打(1)和桩帽(2)的侧面，所述管接通道(9)及空腔(8)联通管路的内径大于出水通道(28)的内径。

4.根据权利要求1所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述击打帽(7)与围堰(4)之间具有间隔(27)，所述囊体结构(11)有若干组，由上到下均匀间隔的分布在围堰(4)的内侧壁，且还包括上板(12)和下板(13)，所述囊体(14)安装在上板(12)上，所述顶杆(15)安装在下板(13)上。

5.根据权利要求1所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述排气部(16)包括设在囊体(14)内的外罩(17)，所述外罩(17)的侧面及底部分别设有与腔体(18)联通的侧开口(19)和出气口(29)，在外罩(17)的腔体(18)内设有用于堵住出气口(29)的封块(20)，所述出气口(29)位置与顶杆(15)位置相对。

6.根据权利要求5所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述腔体(18)内的顶部开设有滑槽(23)，所述封块(20)通过支撑杆(22)与滑槽(23)滑动，位于出气口(29)上方的两侧安装有封块座(21)。

7.根据权利要求5所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述侧开口(19)内设有“人体静脉瓣”的瓣膜结构(25)，所述封块(20)上设有联通通道(24)。

8.根据权利要求4所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述上板(12)上安装有对称的栅格板(30)，所述囊体(14)位于栅格板(30)之间，且该囊体(14)内具有弹性拉线(26)。

9.根据权利要求1所述的一种海洋液压打桩锤的消音装置，其特征在于，所述围堰(4)的内侧壁具有真空腔体(5)，在该真空腔体(5)内填充消音棉(6)。

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