CN114352679B - 用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其包括：漂浮基座；浮动缓流组件，同轴竖直设置在所述漂浮基座的下端面，并悬浮在海平面上方；内联制振装置，为圆周阵列设置的多个，各所述内联制振装置分别连接在所述漂浮基座与所述浮动环流组件之间；中部顺流调节组件，可相对转动的同轴设置在所述浮动缓流组件下方；以及下固定轴座，设置在所述中部顺流调节组件下方并与所述中部顺流调节组件相连接，所述下固定轴座的一端嵌入设置在海床结构底部。

Description

用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置

技术领域

本发明属于海洋工程设备技术领域，具体是一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置。

背景技术

目前，全球的经济发展越来越需要海洋资源的开发和利用，而海洋平台结构作为开发资源的基础设施，处于恶劣复杂的坏境中，会受到各种荷载的作用，其为海洋资源的开发与利用提供了作业场所；而目前，引起海洋平台振动和破坏的荷载主要有地震、冰载、波浪、风力及平台上的机器和设备等，现有技术中一般通过材料阻尼器进行减震防晃，但尤其在应对海洋冲击波流以及地震灾害时，阻尼器仅能依靠结构本身的刚度复位，且由于其锁紧力固定不变，因此只能对较窄的振动频率起到减振作用，制振效果一般，难以达到充分防晃减震的目的。因此，本领域技术人员提供了一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其包括：

漂浮基座；

浮动缓流组件，同轴竖直设置在所述漂浮基座的下端面，并悬浮在海平面上方；

内联制振装置，为圆周阵列设置的多个，各所述内联制振装置分别连接在所述漂浮基座与所述浮动环流组件之间；

中部顺流调节组件，可相对转动的同轴设置在所述浮动缓流组件下方；以及

下固定轴座，设置在所述中部顺流调节组件下方并与所述中部顺流调节组件相连接，所述下固定轴座的一端嵌入设置在海床结构底部。

进一步，作为优选，所述内联制振装置包括：

旋转轴，为圆周阵列设置的多个，所述旋转轴可相对转动的设置在所述漂浮基座下方，且所述旋转轴上卷设有连接绳体，所述连接绳体的一端绕过设置在所述漂浮基座下方的导向轮并与配重筒相连接；

滑动导杆，与各所述配重筒一一对应设置，所述配重筒竖直限位滑动设置在所述滑动导杆上；

外安装座，为圆周阵列设置的多个；

浮动囊件，倾斜可相对转动的圆周设置在所述外安装座上，各所述浮动囊件之间通过内排气管相连通，所述内排气管的一端与外设增压泵相连接；

内撑架，对称铰接在所述外安装座上，所述内撑架被构造呈倒人字形结构，且所述内撑架的两端分别与所述漂浮基座相限位滑动连接；以及

制振调压组件，横向连接在所述内撑架之间。

进一步，作为优选，所述制振调压组件包括：

密封缸，横向架设在所述内撑架之间；

滑动轴塞，可相对滑动的同轴密封连接在所述密封缸两侧，各所述滑动轴塞的一端与所述内撑架相连接；

限位滑套，对称滑动套接设置在所述密封缸外，所述限位滑套上均连接有多个外弹簧，所述外弹簧的一端与所述滑动轴塞相连接，所述密封缸外还连通有外增压泵件；以及

内弹簧，为圆周设置的多个，各所述内弹簧横向连接在所述限位滑套之间。

进一步，作为优选，所述浮动缓流组件包括：

主支柱，竖直安装在所述漂浮基座的下方，所述主支柱的一端设置有转接球体，且所述中部顺流调节组件的上端安装有轴接座，所述主支柱通过转接球体限位转动设置在所述轴接座内；

外安装架，同轴套接设置在所述主支柱上；

承接架体，被构造成弧形板架结构，所述承接架体圆周倾斜架设在所述外安装架上；

内导流板，贴合设置在所述承接架体外表面；以及

排流扇叶，可相对转动的嵌入设置在所述外安装架内，所述排流扇叶呈90°直角口排送结构。

进一步，作为优选，所述内导流板呈叠层式弧形外板结构，且各所述内导流板之间可相互偏转铰接。

进一步，作为优选，所述中部顺流调节组件包括：

中心轴；

顺流架，可相对转动的套接设置在中心轴外，所述顺流架被构造成水滴状结构；

散流挡板，铰接在所述顺流架上，所述散流挡板的横截面呈弧形结构；以及

稳流页件，可相对转动的设置在所述顺流架上远离所述散流挡板的一侧。

进一步，作为优选，还包括：

外环圈，同轴套接设置在所述中心轴外，所述外环圈通过多个内转子限位转动在所述顺流架内；以及

缓冲弹簧，为圆周设置的多个，各所述缓冲弹簧分别连接在所述外环圈与所述中心轴之间。

进一步，作为优选，所述顺流架上还对称倾斜铰接有伸缩调节杆，各所述伸缩调节杆的一端与所述散流挡板相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，基于海洋工程结构的漂浮基座，通过在海床结构底部嵌入设置下固定轴座，下固定轴座由中部顺流调节组件与可相对偏转设置的浮动缓流组件相连接，浮动缓流组件能够通过内联制振装置与漂浮基座相连接，从而实现对漂浮基座轴向支撑，而在漂浮基座下方由滑动导杆限位滑动设置有多个配重筒，配重筒能够在旋转轴的旋转作用下通过连接绳体进行竖向位移调整，从而控制配重筒不完全沉入或完全沉入海洋水体中，以便漂浮基座能够在不同环流条件下初步呈对应倾斜实现整体重心偏移，使得其能在应对冲击波浪中达到稳定；且，浮动缓流组件能够通过多个叠层式内导流板将海平面冲击波浪进行引流导向，并由对应的排流扇叶进行排送，其中，各内联制振装置由外安装座多个浮动囊件悬浮在波流中，并对漂浮基座进行减震保护，从而降低漂浮基座的浮动频率以及幅度；而中部顺流调节组件能够对海洋深度中流动波流进行顺向排送，从而降低海洋深度流动的波流对漂浮基座造成冲击影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中内联制振装置的结构示意图；

图3为本发明中制振调压组件的结构示意图；

图4为本发明中浮动缓流组件的结构示意图；

图5为本发明中中部顺流调节组件的结构示意图；

图中：1漂浮基座、2浮动缓流组件、201主支柱、202转接球体、203轴接座、204外安装架、205承接架体、206内导流板、207排流扇叶、3内联制振装置、301旋转轴、302导向轮、303配重筒、304滑动导杆、305外安装座、306浮动囊件、307内撑架、4中部顺流调节组件、401中心轴、402顺流架、403散流挡板、404稳流页件、405外环圈、406缓冲弹簧、407伸缩调节杆、5下固定轴座、6制振调压组件、601密封缸、602滑动轴塞、603外弹簧、604内弹簧。

实施方式

请参阅图1，本发明实施例中，一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其包括：

漂浮基座1；

浮动缓流组件2，同轴竖直设置在所述漂浮基座1的下端面，并悬浮在海平面上方；

内联制振装置3，为圆周阵列设置的多个，各所述内联制振装置3分别连接在所述漂浮基座1与所述浮动环流组件2之间；

中部顺流调节组件4，可相对转动的同轴设置在所述浮动缓流组件2下方；以及

下固定轴座5，设置在所述中部顺流调节组件4下方并与所述中部顺流调节组件4相连接，所述下固定轴座5的一端嵌入设置在海床结构底部，其中，浮动缓流组件能够通过中部顺流调节组件悬浮在海洋表面，此时，漂浮基座通过内联制振装置脱离海平面，并架空在海洋上方，由内联制振装置对其进行制振防晃，以保持漂浮基座的主体稳定。

本实施例中，所述内联制振装置3包括：

旋转轴301，为圆周阵列设置的多个，所述旋转轴301可相对转动的设置在所述漂浮基座1下方，且所述旋转轴301上卷设有连接绳体，所述连接绳体的一端绕过设置在所述漂浮基座1下方的导向轮302并与配重筒303相连接；

滑动导杆304，与各所述配重筒303一一对应设置，所述配重筒303竖直限位滑动设置在所述滑动导杆304上；其中，在不同波流环境中，通过旋转轴的旋转作用由连接绳体对应拉伸配重筒沿滑动导杆进行竖向滑动，从而调整处于对立两侧的配重筒呈不完全沉入或完全沉入海洋水体中，以便控制漂浮基座两侧能在初始状态下呈现一定倾斜状态，并应对海洋表面波浪冲击，同时，能有效调整漂浮基座的整体重心，方便及时水平复位；

外安装座305，为圆周阵列设置的多个；

浮动囊件306，倾斜可相对转动的圆周设置在所述外安装座305上，各所述浮动囊件306之间通过内排气管相连通，所述内排气管的一端与外设增压泵（图中未示出）相连接；以便与海洋波流能在冲击流动时经各浮动囊件之间的流动间隙进行分散，防止其对外安装座整体造成位移偏转；同时，由浮动囊件的注气浮动作用，使得外安装座能呈不同浮力状态漂浮在海洋表面，从而在波浪冲击时能配合浮动缓流组件进行不同幅度、频率的调整；

内撑架307，对称铰接在所述外安装座305上，所述内撑架307被构造呈倒人字形结构，且所述内撑架307的两端分别与所述漂浮基座1相限位滑动连接；以及

制振调压组件6，横向连接在所述内撑架307之间。

作为较佳的实施例，所述制振调压组件6包括：

密封缸601，横向架设在所述内撑架307之间；

滑动轴塞602，可相对滑动的同轴密封连接在所述密封缸601两侧，各所述滑动轴塞602的一端与所述内撑架307相连接；

限位滑套，对称滑动套接设置在所述密封缸601外，所述限位滑套601上均连接有多个外弹簧603，所述外弹簧603的一端与所述滑动轴塞602相连接，所述密封缸601外还连通有外增压泵件（图中未示出）；以及

内弹簧604，为圆周设置的多个，各所述内弹簧604横向连接在所述限位滑套之间，其中，当波浪冲击对外安装座造成振动摇摆时，外安装座能够驱动内撑架进行外扩作用，此时，外弹簧与内弹簧呈拉伸状态，同时密封缸中的滑动轴塞向两侧滑动，并在极限气压状态下出现驻停，从而保持漂浮基座稳定性，其中，外增压泵件能够对密封缸进行增压气体输排，以便控制密封缸内部初始气压大小。

本实施例中，所述浮动缓流组件2包括：

主支柱201，竖直安装在所述漂浮基座1的下方，所述主支柱201的一端设置有转接球体202，且所述中部顺流调节组件4的上端安装有轴接座203，所述主支柱201通过转接球体202限位转动设置在所述轴接座203内；

外安装架204，同轴套接设置在所述主支柱201上；

承接架体205，被构造成弧形板架结构，所述承接架体205圆周倾斜架设在所述外安装架204上；

内导流板206，贴合设置在所述承接架体205外表面；以及

排流扇叶207，可相对转动的嵌入设置在所述外安装架204内，所述排流扇叶207呈90°直角口排送结构，使得海洋波流中的横向冲击流能经由内导流板导向作用进行竖向排送，并由排流扇叶的旋转导流作用进行逆向排出，从而降低洋流冲击力。

本实施例中，所述内导流板206呈叠层式弧形外板结构，且各所述内导流板206之间可相互偏转铰接。

本实施例中，所述中部顺流调节组件4包括：

中心轴401；

顺流架402，可相对转动的套接设置在中心轴401外，所述顺流架402被构造成水滴状结构；

散流挡板403，铰接在所述顺流架402上，所述散流挡板403的横截面呈弧形结构；以及

稳流页件404，可相对转动的设置在所述顺流架402上远离所述散流挡板403的一侧，其中，顺流架能够受海洋内部波流做进行偏转，并最终对与波流方向同向，此时散流挡板能够将海洋波流进行左右分散导向，同时驱动稳流页件进行旋转，使得其在旋转作用下保持顺流架端部稳定性。

作为较佳的实施例，还包括：

外环圈405，同轴套接设置在所述中心轴401外，所述外环圈405通过多个内转子限位转动在所述顺流架402内；以及

缓冲弹簧406，为圆周设置的多个，各所述缓冲弹簧406分别连接在所述外环圈与所述中心轴401之间。

本实施例中，所述顺流架402上还对称倾斜铰接有伸缩调节杆407，各所述伸缩调节杆407的一端与所述散流挡板403相连接，能够通过位于两侧的伸缩调节杆的不同伸缩调节作用控制散流挡板进行不同弧度的形变，此时散流挡板能够将海洋深度波流冲击进行一侧大面积分散导向，而另一侧则呈现低流速状态，此时，缓冲弹簧能够进行对应弹性支撑，从而应对变化量大，流速不稳定的海洋深度激流。

具体地，在应对波浪、波流以及地震的制振中，下固定轴座由中部顺流调节组件与可相对偏转设置的浮动缓流组件相连接，浮动缓流组件能够通过内联制振装置与漂浮基座相连接，从而使得漂浮基座通过内联制振装置脱离海平面，并架空在海洋上方，由内联制振装置对其进行制振防晃，以保持漂浮基座的主体稳定；其中，在前期工作中，由旋转轴的旋转作用通过连接绳体控制配重筒进行竖向位移调整，从而使得其完全沉入或完全沉入海洋水体中，以便漂浮基座能够在不同环流条件下初步呈对应倾斜实现整体重心偏移，使得其能在应对当前环境冲击波浪中达到稳定，方便及时水平复位，此时，浮动缓流组件能够通过导流板导向作用降低洋流冲击力，而中部顺流调节组件能够对海洋深度中流动波流进行顺向排送，从而降低海洋深度流动的波流对漂浮基座造成冲击影响。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其特征在于：其包括：

漂浮基座(1)；

浮动缓流组件(2)，同轴竖直设置在所述漂浮基座(1)的下端面，并悬浮在海平面上方；

内联制振装置(3)，为圆周阵列设置的多个，各所述内联制振装置(3)分别连接在所述漂浮基座(1)与所述浮动缓流组件(2)之间；

中部顺流调节组件(4)，可相对转动的同轴设置在所述浮动缓流组件(2)下方；以及

下固定轴座(5)，设置在所述中部顺流调节组件(4)下方并与所述中部顺流调节组件(4)相连接，所述下固定轴座(5)的一端嵌入设置在海床结构底部；

所述内联制振装置(3)包括：

旋转轴(301)，为圆周阵列设置的多个，所述旋转轴(301)可相对转动的设置在所述漂浮基座(1)下方，且所述旋转轴(301)上卷设有连接绳体，所述连接绳体的一端绕过设置在所述漂浮基座(1)下方的导向轮(302)并与配重筒(303)相连接；

滑动导杆(304)，与各所述配重筒(303)一一对应设置，所述配重筒(303)竖直限位滑动设置在所述滑动导杆(304)上；

外安装座(305)，为圆周阵列设置的多个；

浮动囊件(306)，倾斜可相对转动的圆周设置在所述外安装座(305)上，各所述浮动囊件(306)之间通过内排气管相连通，所述内排气管的一端与外设增压泵相连接；

内撑架(307)，对称铰接在所述外安装座(305)上，所述内撑架(307)被构造呈倒人字形结构，且所述内撑架(307)的两端分别与所述漂浮基座(1)相限位滑动连接；以及

制振调压组件(6)，横向连接在所述内撑架(307)之间；

所述浮动缓流组件(2)包括：

主支柱(201)，竖直安装在所述漂浮基座(1)的下方，所述主支柱(201)的一端设置有转接球体(202)，且所述中部顺流调节组件(4)的上端安装有轴接座(203)，所述主支柱(201)通过转接球体(202)限位转动设置在所述轴接座(203)内；

外安装架(204)，同轴套接设置在所述主支柱(201)上；

承接架体(205)，被构造成弧形板架结构，所述承接架体(205)圆周倾斜架设在所述外安装架(204)上；

内导流板(206)，贴合设置在所述承接架体(205)外表面；以及

排流扇叶(207)，可相对转动的嵌入设置在所述外安装架(204)内，所述排流扇叶(207)呈90°直角口排送结构；

所述中部顺流调节组件(4)包括：

中心轴(401)；

顺流架(402)，可相对转动的套接设置在中心轴(401)外，所述顺流架(402)被构造成水滴状结构；

散流挡板(403)，铰接在所述顺流架(402)上，所述散流挡板(403)的横截面呈弧形结构；以及

稳流页件(404)，可相对转动的设置在所述顺流架(402)上远离所述散流挡板(403)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其特征在于：所述制振调压组件(6)包括：

密封缸(601)，横向架设在所述内撑架(307)之间；

滑动轴塞(602)，可相对滑动的同轴密封连接在所述密封缸(601)两侧，各所述滑动轴塞(602)的一端与所述内撑架(307)相连接；

限位滑套，对称滑动套接设置在所述密封缸(601)外，所述限位滑套上均连接有多个外弹簧(603)，所述外弹簧(603)的一端与所述滑动轴塞(602)相连接，所述密封缸(601)外还连通有外增压泵件；以及

内弹簧(604)，为圆周设置的多个，各所述内弹簧(604)横向连接在所述限位滑套之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其特征在于：所述内导流板(206)呈叠层式弧形外板结构，且各所述内导流板(206)之间可相互偏转铰接。

4.根据权利要求1所述的一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其特征在于：所述中部顺流调节组件(4)还包括：

外环圈(405)，同轴套接设置在所述中心轴(401)外，所述外环圈(405)通过多个内转子限位转动在所述顺流架(402)内；以及

缓冲弹簧(406)，为圆周设置的多个，各所述缓冲弹簧(406)分别连接在所述外环圈与所述中心轴(401)之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置，其特征在于：所述顺流架(402)上还对称倾斜铰接有伸缩调节杆(407)，各所述伸缩调节杆(407)的一端与所述散流挡板(403)相连接。

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