CN113581374B - 一种用于防护监测设备的浮标 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程技术领域，且公开了一种用于防护监测设备的浮标，包括浮体和监测设备，所述浮体的上表面外侧固定安装有防护气囊，所述防护气囊顶端的两侧安装有固定装置，所述固定装置的另一侧固定安装在浮体的上表面。本发明通过在浮体上安装气囊，利用海浪冲击能来冲击撞击外环，使得撞击外环内部的冲击伸缩管收缩，伸缩管在不断的撞击过程中会对气囊进行充气，使得气囊形成防护墙，用于保护监测设备，利用拉绳的拉力来避免海浪冲击能撞击监测设备，从而减少监测设备的损伤和维修，减少维修带来的安全隐患，同时在气囊上设置过风板，既能用于监测风向，又能够避免海浪能过大扯断拉绳。

Description

一种用于防护监测设备的浮标

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种用于防护监测设备的浮标。

背景技术

海上浮标主要起到警示航道、监测海上气象变化、监测海洋环境以及温湿度变化等的作用，现有的用于监测海洋环境的浮标，其主要结构包括浮体、浮体下方安装锚泊装置、支架和监测设备，海下200米以下水流缓慢，因此在锚泊装置的作用下，会使得整个浮标如同钟摆，在海浪能作用下，使得浮体上监测设备摇晃。

海上天气变化多样，经常出现暴风骤雨的情况，在此种天气下，海浪能会过大情况，使得浪头带着巨大的冲击力，直接冲击监测设备，由于冲击力太大，因此长期冲击之下会对监测设备造成损伤，使得设备使用寿命提前到期，这种监测用的浮标一般会放置偏远海域，因此一旦损坏，更换不便，存在巨大的安全隐患。

发明内容

针对背景技术中提出的现有安装有监测设备的浮标在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于防护监测设备的浮标，具备减少海浪冲击能对设备的损伤、提高监测设备的使用寿命、降低更换维修的安全隐患的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于防护监测设备的浮标，包括浮体和监测设备，所述浮体的上表面外侧固定安装有防护气囊，所述防护气囊顶端的两侧安装有固定装置，所述固定装置的另一侧固定安装在浮体的上表面，所述防护气囊的内外侧周向均布有固定装置，所述防护气囊的底部固定连通有内进气管，所述内进气管上安装有单向进阀门，所述浮体的上端侧边固定安装有充气伸缩管，所述内进气管的另一端连通到充气伸缩管的内部，所述充气伸缩管的远离浮体的另一端固定安装有撞击外环，所述充气伸缩管的内部固定安装有控压装置，所述撞击外环靠近监测设备的上表面固定安装有外进气管，所述外进气管上安装有单向进气阀，所述防护气囊的底部还固定连通有出气管，所述出气管上安装有单向出气阀门。

优选的，所述防护气囊共设有四个，四个所述固定装置沿着浮体的圆心周向均布，且四个固定装置构成一个完整的圆，所述固定装置包括系扣与拉绳，所述系扣安装在防护气囊的顶部内外两侧，所述系扣上系有拉绳，所述系扣的另一侧固定安装在浮体的上表面。

优选的，所述防护气囊包括囊体，所述囊体的内部中空，所述囊体为柔性不透气且防水的材质，所述囊体的上端开设有圆角矩形前后开口的空槽，所述空槽内部安装有过风板，所述过风板为“丰”字型，所述空槽与过风板在囊体上线性分布。

优选的，所述充气伸缩管包括管体，所述管体的一端与浮体的外侧壁固定安装，且管体的另一端与撞击外环的内侧壁固定安装，所述撞击外环为环状，所述管体的内部安装有切割环，所述切割环位于管体的转角处，所述切割环为不封口的环体，所述切割环不封口的两端安装有导线，所述导线位于管体内部，且导线所有的切割环串联起来，所述切割环的长度设置在靠近浮体的一端。

优选的，所述控压装置包括压力弹簧，所述压力弹簧的一端与撞击外环的内侧固定安装，所述压力弹簧的另一侧与浮体的外侧壁固定安装，所述压力弹簧的内部安装有磁铁，所述磁铁的一端固定安装在撞击外环的内侧。

优选的，所述出气管靠近浮体的外侧的一端安装有开关装置，所述开关装置包括外框，所述外框的上端位于出气管的内部，所述外框的内部滑动安装有堵水球，所述堵水球的底部固定安装有活板，所述活板的底部固定安装有堵水弹簧，所述堵水弹簧的另一端固定安装在外框的内腔底部，所述外框位于出气管的内部两侧设有过水孔，所述过水孔的半径小于堵水球的半径，所述外框的顶部设置有线圈，所述线圈与导线连通，所述外框的内部填充有缓冲油。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在浮体上安装气囊，利用海浪冲击能来冲击撞击外环，使得撞击外环内部的冲击伸缩管收缩，伸缩管在不断的撞击过程中会对气囊进行充气，使得气囊形成防护墙，用于保护监测设备，利用拉绳的拉力来避免海浪冲击能撞击监测设备，从而减少监测设备的损伤和维修，减少维修带来的安全隐患，同时在气囊上设置过风板，既能用于监测风向，又能够避免海浪能过大扯断拉绳。

2、本发明通过在伸缩管内部设置切割环，用于检测海浪是否过大，只有海浪过大时，造成压力弹簧位移过大时，此时切割环才会切割磁感线，由于天气恶劣导致海浪的冲击能不但大，也非常的急，会加快气囊的充气速度，同时也会使得切割环的切割磁感线速度加快，线圈产生的电流增大，磁吸力增大，堵水球克服堵水弹簧的弹力堵住出气管，避免气囊内部走气，使得气囊快速对监测设备形成防护墙，以此来减少海浪能对监测设备的损伤。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明浮体俯视结构示意图；

图3为本发明气囊侧视结构示意图；

图4为本发明局部结构放大示意图；

图5为本发明图1中A处结构示意图；

图6为本发明图1中B处结构示意图。

图中：1、浮体；2、监测设备；3、防护气囊；31、囊体；32、过风板；4、固定装置；41、系扣；42、拉绳；5、内进气管；6、充气伸缩管；61、管体；62、切割环；63、导线；7、撞击外环；8、控压装置；81、压力弹簧；82、磁铁；9、外进气管；10、出气管；11、开关装置；111、外框；112、堵水球；113、活板；114、堵水弹簧；115、过水孔；116、线圈。

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1-6，一种用于防护监测设备的浮标，包括浮体1和监测设备2，浮体1的上表面外侧固定安装有防护气囊3，防护气囊3顶端的两侧安装有固定装置4，固定装置4的另一侧固定安装在浮体1的上表面，防护气囊3共设有四个，四个固定装置4沿着浮体1的圆心周向均布，且四个固定装置4构成一个完整的圆，防护气囊3的内外侧周向均布有固定装置4，固定装置4包括系扣41与拉绳42，系扣41安装在防护气囊3的顶部内外两侧，系扣41上系有拉绳42，系扣41的另一侧固定安装在浮体1的上表面，当海上的气候处于正常状态时，防护气囊3处于无气状态，防护气囊3处于瘪缩状态，固定装置4处于松弛状态，当海浪过大时，此时防护气囊3处于充盈状态，防护气囊3立起来，与监测设备2等高，固定装置4处于绷紧状态，固定装置4主要用于拉扯防护气囊3.当防护气囊3受到往监测设备2方向冲击的海浪时，此时固定装置4会拉扯住防护气囊3，避免防护气囊3倾倒到监测设备2上，由于防护气囊3的内部填充的是气体，因此，即使防护气囊3倾倒在监测设备2上，气囊也能避免海浪直接对监测设备2形成冲击，对监测设备2起到一个防护缓冲的效果，防护气囊3的底部固定连通有内进气管5，内进气管5上安装有单向进阀门，浮体1的上端侧边固定安装有充气伸缩管6，内进气管5的另一端连通到充气伸缩管6的内部，充气伸缩管6的远离浮体1的另一端固定安装有撞击外环7，充气伸缩管6的内部固定安装有控压装置8，撞击外环7靠近监测设备2的上表面固定安装有外进气管9，外进气管9上安装有单向进气阀，防护气囊3的底部还固定连通有出气管10，出气管10上安装有单向出气阀门，出气管10靠近浮体1的外侧的一端安装有开关装置11。

其中，参考图3，防护气囊3包括囊体31，囊体31的内部中空，囊体31为柔性不透气且防水的材质，囊体31的上端开设有圆角矩形前后开口的空槽，空槽内部安装有过风板32，过风板32为“丰”字型，空槽与过风板32在囊体31上线性分布，在囊体31上开设过风板32的主要原因，是为了减小囊体31承受风浪的受力面积，避免过大海浪整体冲击囊体31时，产生过大的冲击力，导致拉绳42与浮体1脱落，带有巨大冲击力的海浪，在往监测设备2冲击的过程中，一部分的冲击能被过风板32卸掉，减少海浪能对监测设备的损伤，同时设置过风板32的主要原因是为了监测设备在暴风雨天气也能检测风向以及温度，避免重重包围的囊体31影响监测设备2的监测作用，在起到防护作用的同时，不影响监测作用的进行。

其中，参考图4和5，充气伸缩管6包括管体61，管体61的一端与浮体1的外侧壁固定安装，且管体61的另一端与撞击外环7的内侧壁固定安装，撞击外环7为环状，撞击外环7的材质是橡胶材质，撞击外环7对浮体1的作用可以是为了避免浮体1受到撞击，起到一个缓冲防护作用，同时当海浪过大时，海浪冲击撞击外环7，使得控压装置8发生变形，压缩，管体61的内部安装有切割环62，切割环62位于管体61的转角处，切割环62为不封口的环体，切割环62不封口的两端安装有导线63，导线63位于管体61内部，且导线63所有的切割环62串联起来，切割环62的长度设置在靠近浮体1的一端，当海浪过大时，会撞击撞击外环7，使得撞击外环7克服控压装置8的弹簧弹力，向靠近浮体1的一侧运动，挤压充气伸缩管6内部的空气，使得充气伸缩管6内腔的空气通过内进气管5被挤压到防护气囊3中，使得防护气囊3逐渐充盈起来，从而形成防护气墙，当海浪冲击后回潮或者冲击力减小，控压装置8的弹力又会使得充气伸缩管6拉伸，从而使得充气伸缩管6从外进气管9处吸收外部空气，填充内部，来回往复充气，至防护气囊3完成填充，为了避免防护气囊3内部充盈后，一直往内部充气，使得防护气囊3爆炸，因此可在防护气囊3上安装卸压阀，当防护气囊3内部空气压力过大，此时压力挤开压力阀门，向外部卸压。

其中，参考图5，控压装置8包括压力弹簧81，压力弹簧81的一端与撞击外环7的内侧固定安装，压力弹簧81的另一侧与浮体1的外侧壁固定安装，压力弹簧81的内部安装有磁铁82，磁铁82的一端固定安装在撞击外环7的内侧，在设置时，磁铁82的长度与切割环62、导线63的长度之间错开，只有当外界的海浪很大时，使得压力弹簧81克服一定的弹力后，位移至一定位置，此时切割环62切割磁铁82形成的磁场，产生电，当海上的海浪又大又急时，此时会有更多的切割环62切割磁感线，电流增大，同时切割环62来回切割磁感线的频率加快，增大电流强度。

其中，参考图6，开关装置11包括外框111，外框111的上端位于出气管10的内部，外框111的内部滑动安装有堵水球112，堵水球112的底部固定安装有活板113，活板113的底部固定安装有堵水弹簧114，堵水弹簧114的另一端固定安装在外框111的内腔底部，外框111位于出气管10的内部两侧设有过水孔115，过水孔115的半径小于堵水球112的半径，外框111的顶部设置有线圈116，线圈116与导线63连通，外框111的内部填充有缓冲油，因此当外界的海浪过大时，此时切割环62切割磁感线，使得线圈116带电，当电流增大时，线圈116对堵水球112的磁吸力越大，可堵水弹簧114的弹力，使得堵水球112上移，堵住过水孔115，使得防护气囊3内部的空气不能出气管10中出去，当海浪减小，电流减小，此时堵水球112下移，会使的防护气囊3中的空气向外跑气，防护气囊3会恢复到瘪缩状态。

综上，正常状态时，海浪的冲击能较小，因此此时仅会造成充气伸缩管6内部控压装置8的部分压缩，压缩位移较小，此时充气伸缩管6、撞击外环7、控压装置8主要起到防护缓冲作用，避免撞击或者海浪能对浮体1的影响，当海浪过大时，此时海浪的冲击已经能够造成对设备的损伤，此时控压装置8位移至一定距离，使得切割环62与磁铁82位置重合，切割环62切割磁感线，暴雨天气带来的海浪越来越急、越来越大，会使切割环62切割磁感线的个数、距离以及频率增加，使得线圈116的电流增加，磁吸力增大，线圈116的电磁力作用在堵水球112上，使得堵水球112上移，堵住出气管10的通气孔，使得从外进气管9处吸取的空气通过充气伸缩管6、内进气管5进入防护气囊3中后，不会从出气管10处流出，使得防护气囊3处于充盈状态，立起来的防护气囊3利用本身的缓冲力以及固定装置4，来抵抗海浪的冲击能，来减少巨大的海浪冲击能对监测设备造成的损伤，从而实现防护作用，当海浪减小，此时控压装置8克服弹力，电流减小，线圈116磁力减小，堵水球112克服堵水弹簧114的弹力，回复原位置，此时出气管10通，防护气囊3中气体外流，防护气囊3瘪缩，收回，避免晴天时，防护气囊3对监测结果的影响。

本发明的使用方法如下：

正常状态时，海浪的冲击能较小，因此此时仅会造成充气伸缩管6内部控压装置8的部分压缩，压缩位移较小，此时充气伸缩管6、撞击外环7、控压装置8主要起到防护缓冲作用，避免撞击或者海浪能对浮体1的影响，当海浪过大时，此时海浪的冲击已经能够造成对设备的损伤，此时控压装置8位移至一定距离，使得切割环62与磁铁82位置重合，切割环62切割磁感线，暴雨天气带来的海浪越来越急、越来越大，会使切割环62切割磁感线的个数、距离以及频率增加，使得线圈116的电流增加，磁吸力增大，线圈116的电磁力作用在堵水球112上，使得堵水球112上移，堵住出气管10的通气孔，使得从外进气管9处吸取的空气通过充气伸缩管6、内进气管5进入防护气囊3中后，不会从出气管10处流出，使得防护气囊3处于充盈状态，会在监测设备2的外围形成一个环形防护墙，由于防护气囊3上系有固定装置4，海浪向监测设备2方向内冲击防护气囊3时，此时固定装置4会拉住防护气囊3，抵抗海浪冲击能，来减少巨大的海浪冲击能对监测设备造成的损伤，从而实现防护作用，当海浪减小，此时控压装置8克服弹力，电流减小，线圈116磁力减小，堵水球112克服堵水弹簧114的弹力，回复原位置，此时出气管10通，防护气囊3中气体外流，防护气囊3瘪缩，收回，避免晴天时，影响防护气囊3的监测结果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (4)

1.一种用于防护监测设备的浮标，包括浮体（1）和监测设备（2），其特征在于：所述浮体（1）的上表面外侧固定安装有防护气囊（3），所述防护气囊（3）顶端的两侧安装有固定装置（4），所述固定装置（4）的另一侧固定安装在浮体（1）的上表面，所述防护气囊（3）的内外侧周向均布有固定装置（4），所述防护气囊（3）的底部固定连通有内进气管（5），所述内进气管（5）上安装有单向进阀门，所述浮体（1）的上端侧边固定安装有充气伸缩管（6），所述内进气管（5）的另一端连通到充气伸缩管（6）的内部，所述充气伸缩管（6）的远离浮体（1）的另一端固定安装有撞击外环（7），所述充气伸缩管（6）的内部固定安装有控压装置（8），所述撞击外环（7）靠近监测设备（2）的上表面固定安装有外进气管（9），所述外进气管（9）上安装有单向进气阀，所述防护气囊（3）的底部还固定连通有出气管（10），所述出气管（10）上安装有单向出气阀门；

所述充气伸缩管（6）包括管体（61），所述管体（61）的一端与浮体（1）的外侧壁固定安装，且管体（61）的另一端与撞击外环（7）的内侧壁固定安装，所述撞击外环（7）为环状，所述管体（61）的内部安装有切割环（62），所述切割环（62）位于管体（61）的转角处，所述切割环（62）为不封口的环体，所述切割环（62）不封口的两端安装有导线（63），所述导线（63）位于管体（61）内部，且导线（63）所有的切割环（62）串联起来，所述切割环（62）的长度设置在靠近浮体（1）的一端；

所述控压装置（8）包括压力弹簧（81），所述压力弹簧（81）的一端与撞击外环（7）的内侧固定安装，所述压力弹簧（81）的另一侧与浮体（1）的外侧壁固定安装，所述压力弹簧（81）的内部安装有磁铁（82），所述磁铁（82）的一端固定安装在撞击外环（7）的内侧；

在设置时，磁铁（82）的长度与切割环（62）、导线（63）的长度之间错开，只有当外界的海浪很大时，使得压力弹簧（81）克服一定的弹力后，位移至一定位置，此时切割环（62）切割磁铁（82）形成的磁场；

所述出气管（10）靠近浮体（1）的外侧的一端安装有开关装置（11），所述开关装置（11）包括外框（111），所述外框（111）的上端位于出气管（10）的内部，所述外框（111）的内部滑动安装有堵水球（112），所述堵水球（112）的底部固定安装有活板（113），所述活板（113）的底部固定安装有堵水弹簧（114），所述堵水弹簧（114）的另一端固定安装在外框（111）的内腔底部，所述外框（111）位于出气管（10）的内部两侧设有过水孔（115），所述外框（111）的顶部设置有线圈（116），所述线圈（116）与导线（63）连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于防护监测设备的浮标，其特征在于：所述防护气囊（3）共设有四个，四个所述固定装置（4）沿着浮体（1）的圆心周向均布，且四个固定装置（4）构成一个完整的圆，所述固定装置（4）包括系扣（41）与拉绳（42），所述系扣（41）安装在防护气囊（3）的顶部内外两侧，所述系扣（41）上系有拉绳（42），所述系扣（41）的另一侧固定安装在浮体（1）的上表面。

3.根据权利要求1所述的一种用于防护监测设备的浮标，其特征在于：所述防护气囊（3）包括囊体（31），所述囊体（31）的内部中空，所述囊体（31）为柔性不透气且防水的材质，所述囊体（31）的上端开设有圆角矩形前后开口的空槽，所述空槽内部安装有过风板（32），所述过风板（32）为“丰”字型，所述空槽与过风板（32）在囊体（31）上线性分布。

4.根据权利要求1所述的一种用于防护监测设备的浮标，其特征在于：所述过水孔（115）的半径小于堵水球（112）的半径，所述外框（111）的内部填充有缓冲油。

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