CN114455019A - 一种安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构 - Google Patents

一种安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构 Download PDF

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Abstract

一种安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构。本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件；所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒，所述内浮筒设置在所述漂浮架的中部，所述内浮筒的中部设有供所述塔架穿过的安装口，所述内浮筒的内腔填有空气；两组以上所述外浮筒在所述漂浮架的边缘围绕所述内浮筒设置，所述外浮筒由内至外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套。本发明提供的海上风机基础浮式防撞结构利用两个以上环形吸能套与内筒的配合，逐级消耗浮式防撞结构受到的冲击力，有效的减少了风载、浪载对基桩的冲击效果，安全可靠性好。

Description

一种安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构
本案是以申请日为2020-11-03，申请号为202011207484.9，名称为“一种海上风机基础浮式防撞结构”的发明专利为母案而进行的分案申请。
技术领域
本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种海上风机基础浮式防撞结构。
背景技术
在远离大陆的深海区域，有很多优质的风力资源能够被开发利用，市场前景应用广阔。在开发这些深海区域的风力资源时，目前普遍采用的做法是需要使用固定在海底的各种贯穿桩结构来固定海上风机基础。由于海上风高、浪大的恶劣环境，风机基础在受到风载、浪载的冲击下而会发生摇摆震动，同时也存在船只、海洋生物撞击风机基础的隐患，无论哪种情况均会对海上风力发电机组造成较大的损坏，导致海上风力发电机组的建造和维护成本直线上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种防撞、抗冲击的海上风机基础浮式防撞结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件；
所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒，所述内浮筒设置在所述漂浮架的中部，所述内浮筒的中部设有供所述塔架穿过的安装口，所述内浮筒的内腔填有空气；
两组以上所述外浮筒在所述漂浮架的边缘围绕所述内浮筒设置，所述外浮筒由内至外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套；
所述筒身与所述漂浮架固定连接，所述筒身的内腔填有减震介质，所述筒身的圆周外壁设有第一环形装配口，所述筒身位于所述第一环形装配口处设有第一环形轨道，所述第一环形轨道上可转动的设有第一旋转套，所述第一旋转套与所述第一环形装配口过盈配合，所述第一旋转套的圆周内壁设有三个以上伸入所述筒身的内腔的第一转动活塞，所述第一转动活塞与所述筒身的内壁过盈配合，所述第一转动活塞上设有第一通道，所述第一旋转套的圆周外壁设有第一锁孔；
所述环形吸能套的内腔填有减震介质，所述环形吸能套的圆周内壁与所述第一锁孔锁接，所述环形吸能套的圆周外壁设有第二环形装配口，所述环形吸能套位于所述第二环形装配口处设有第二环形轨道，所述第二环形轨道上可转动的设有第二旋转套，所述第二旋转套与所述第二环形装配口过盈配合，所述第二旋转套的圆周内壁设有三个以上伸入所述环形吸能套的内腔的第二转动活塞，所述第二转动活塞与所述环形吸能套的内壁过盈配合，所述第二转动活塞上设有第二通道，一个所述环形吸能套上的第二旋转套的圆周外壁设有与另一个所述环形吸能套的圆周内壁连接的第二锁孔；
远离所述筒身的环形吸能套的圆周外壁沿圆周方向设有三个以上防撞护板。
本发明的有益效果在于：提供一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件，所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒。安装时，将内浮筒设置在漂浮架的中部，使得塔架穿过内浮筒的中部的安装口，将外浮筒设置在漂浮架的边缘并围绕内浮筒设置，外浮筒自内向外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套，将筒身固定安装在漂浮架上，第一旋转套穿过第一环形装配口装入筒身的内腔中，第一旋转套与第一环形轨道滑动配合，第一旋转套与第一环形装配口过盈配合，保证第一旋转套在转动时也可将第一环形装配口密封，第一旋转套利用第一转动活塞将筒身的内腔分隔，第一转动活塞上设有用以供减震介质通过第一通道，将环形吸能套与第一旋转套的第一锁孔锁接，第二旋转套穿过第二环形装配口装入环形吸能套的内腔中，第二旋转套与第二环形轨道滑动配合，第二旋转套与第二环形装配口过盈配合，保证第二旋转套在转动时也可将第二环形装配口密封，第二旋转套利用第二转动活塞将环形吸能套的内腔分隔，第二转动活塞上设有用以供减震介质通过第二通道，在外层的环形吸能套表面设有防撞护板，使用时，当防撞护板受到撞击，冲击力让外层的环形吸能套的第二旋转套转动，第二旋转套驱使第二转动活塞压缩环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套也发生转动，同样驱使内层的转动活塞压缩内层的环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套最后驱使第一旋转套带动第一转动活塞压缩筒身内的减震介质，本发明提供的海上风机基础浮式防撞结构利用两个以上环形吸能套与内筒的配合，逐级消耗浮式防撞结构受到的冲击力，有效的减少了风载、浪载对基桩的冲击效果，减弱了船只、海洋生物撞击风机基础造成的撞击损害，能够满足不同海域中的海上基桩的安全性要求，安全可靠性好。
附图说明
图1为本发明实施例的海上风机基础浮式防撞结构的纵向剖视图；
图2为本发明实施例的外浮筒的横向剖视图；
标号说明：
1、塔架；
2、漂浮架；
3、内浮筒；31、安装口；
4、外浮筒；41、筒身；411、第一环形装配口；412、第一环形轨道；413、第一旋转套；414、第一转动活塞；415、第一通道；416、第一锁孔；42、环形吸能套；421、第二环形装配口；422、第二环形轨道；423、第二旋转套；424、第二转动活塞；425、第二通道；426、第二锁孔；
5、防撞护板。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图2，一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件；
所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒，所述内浮筒设置在所述漂浮架的中部，所述内浮筒的中部设有供所述塔架穿过的安装口，所述内浮筒的内腔填有空气；
两组以上所述外浮筒在所述漂浮架的边缘围绕所述内浮筒设置，所述外浮筒由内至外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套；
所述筒身与所述漂浮架固定连接，所述筒身的内腔填有减震介质，所述筒身的圆周外壁设有第一环形装配口，所述筒身位于所述第一环形装配口处设有第一环形轨道，所述第一环形轨道上可转动的设有第一旋转套，所述第一旋转套与所述第一环形装配口过盈配合，所述第一旋转套的圆周内壁设有三个以上伸入所述筒身的内腔的第一转动活塞，所述第一转动活塞与所述筒身的内壁过盈配合，所述第一转动活塞上设有第一通道，所述第一旋转套的圆周外壁设有第一锁孔；
所述环形吸能套的内腔填有减震介质，所述环形吸能套的圆周内壁与所述第一锁孔锁接，所述环形吸能套的圆周外壁设有第二环形装配口，所述环形吸能套位于所述第二环形装配口处设有第二环形轨道，所述第二环形轨道上可转动的设有第二旋转套，所述第二旋转套与所述第二环形装配口过盈配合，所述第二旋转套的圆周内壁设有三个以上伸入所述环形吸能套的内腔的第二转动活塞，所述第二转动活塞与所述环形吸能套的内壁过盈配合，所述第二转动活塞上设有第二通道，一个所述环形吸能套上的第二旋转套的圆周外壁设有与另一个所述环形吸能套的圆周内壁连接的第二锁孔；
远离所述筒身的环形吸能套的圆周外壁沿圆周方向设有三个以上防撞护板。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件，所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒。安装时，将内浮筒设置在漂浮架的中部，使得塔架穿过内浮筒的中部的安装口，将外浮筒设置在漂浮架的边缘并围绕内浮筒设置，外浮筒自内向外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套，将筒身固定安装在漂浮架上，第一旋转套穿过第一环形装配口装入筒身的内腔中，第一旋转套与第一环形轨道滑动配合，第一旋转套与第一环形装配口过盈配合，保证第一旋转套在转动时也可将第一环形装配口密封，第一旋转套利用第一转动活塞将筒身的内腔分隔，第一转动活塞上设有用以供减震介质通过第一通道，将环形吸能套与第一旋转套的第一锁孔锁接，第二旋转套穿过第二环形装配口装入环形吸能套的内腔中，第二旋转套与第二环形轨道滑动配合，第二旋转套与第二环形装配口过盈配合，保证第二旋转套在转动时也可将第二环形装配口密封，第二旋转套利用第二转动活塞将环形吸能套的内腔分隔，第二转动活塞上设有用以供减震介质通过第二通道，在外层的环形吸能套表面设有防撞护板，使用时，当防撞护板受到撞击，冲击力让外层的环形吸能套的第二旋转套转动，第二旋转套驱使第二转动活塞压缩环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套也发生转动，同样驱使内层的转动活塞压缩内层的环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套最后驱使第一旋转套带动第一转动活塞压缩筒身内的减震介质，本发明提供的海上风机基础浮式防撞结构利用两个以上环形吸能套与内筒的配合，逐级消耗浮式防撞结构受到的冲击力，有效的减少了风载、浪载对基桩的冲击效果，减弱了船只、海洋生物撞击风机基础造成的撞击损害，能够满足不同海域中的海上基桩的安全性要求，安全可靠性好。
进一步的，所述漂浮架包括碳纤维穿孔骨架以及包裹在所述碳纤维穿孔骨架外的塑胶套。
由上述描述可知，利用碳纤维穿孔骨架和塑胶套的配合可有效提升漂浮架的吸能、抗撞击效果，提升浮式防撞结构对基桩的保护能力。
进一步的，所述内浮筒由内至外依次包括两级以上PVC夹网布层。
由上述描述可知，利用PVC夹网布层制成的内浮筒具有防水密封、抗冲击性能好的优点。
进一步的，所述筒身由内至外依次包括波纹钢板、包裹在所述波纹钢板外部的塑胶套以及设置在所述塑胶套表面的DLC涂层。
由上述描述可知，波纹钢板提升了筒身的强度，塑胶套提升了筒身的防撞、耐冲击性能，DLC涂层提升了筒身的防腐耐磨性能。
进一步的，所述第一通道的孔径小于所述第二通道的孔径，靠近所述筒身的环形吸能套的内腔容积大于远离所述筒身的环形吸能套的内腔容积，靠近所述筒身的环形吸能套的第二通道的孔径小于远离所述筒身的环形吸能套的第二通道的孔径。
由上述描述可知，这样设计的目的是实现逐渐增大环形吸能套之间以及环形吸能套与筒身之间转动产生的阻尼力，从而达到缓冲减震的效果。
进一步的，所述第一旋转套与所述第一环形装配口之间以及所述第二旋转套与所述第二环形装配口之间均通过迷宫密封件密封。
由上述描述可知，迷宫密封件密封有助于提高装配结构的耐久密封性。
进一步的，所述漂浮架上设有登乘踏板。
由上述描述可知，登乘踏板起到便于人员登乘的作用。
进一步的，所述减震介质为减震油。
由上述描述可知，减震介质采用减震油一方面提升了减震组件的减震能力，另一方面可提供一定的浮力。
进一步的，所述防撞护板上设有蜂窝状网孔。
由上述描述可知，蜂窝状网孔进一步提升了防撞护板的吸能、导流效果。
进一步的，所述防撞护板与所述环形吸能套的直径的夹角范围为45°～55°。
由上述描述可知，将防撞护板与环形吸能套的直径的夹角设计为45°～55°可满足减震组件在不同撞击条件使用。
请参照图1至图2，本发明的实施例一为：一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架1以及环绕所述塔架1设置的浮式减震组件；
所述浮式减震组件包括漂浮架2、内浮筒3和外浮筒4，所述内浮筒3设置在所述漂浮架2的中部，所述内浮筒3的中部设有供所述塔架1穿过的安装口31，所述内浮筒3的内腔填有空气；
两组以上所述外浮筒4在所述漂浮架2的边缘围绕所述内浮筒3设置，所述外浮筒4由内至外依次包括筒身41以及两个以上环形吸能套42；
所述筒身41与所述漂浮架2固定连接，所述筒身41的内腔填有减震介质，所述筒身41的圆周外壁设有第一环形装配口411，所述筒身41位于所述第一环形装配口411处设有第一环形轨道412，所述第一环形轨道412上可转动的设有第一旋转套413，所述第一旋转套413与所述第一环形装配口411过盈配合，所述第一旋转套413的圆周内壁设有三个以上伸入所述筒身41的内腔的第一转动活塞414，所述第一转动活塞414与所述筒身41的内壁过盈配合，所述第一转动活塞414上设有第一通道415，所述第一旋转套413的圆周外壁设有第一锁孔416；
所述环形吸能套42的内腔填有减震介质，所述环形吸能套42的圆周内壁与所述第一锁孔416锁接，所述环形吸能套42的圆周外壁设有第二环形装配口421，所述环形吸能套42位于所述第二环形装配口421处设有第二环形轨道422，所述第二环形轨道422上可转动的设有第二旋转套423，所述第二旋转套423与所述第二环形装配口421过盈配合，所述第二旋转套423的圆周内壁设有三个以上伸入所述环形吸能套42的内腔的第二转动活塞424，所述第二转动活塞424与所述环形吸能套42的内壁过盈配合，所述第二转动活塞424上设有第二通道425，一个所述环形吸能套42上的第二旋转套423的圆周外壁设有与另一个所述环形吸能套42的圆周内壁连接的第二锁孔426；
远离所述筒身41的环形吸能套42的圆周外壁沿圆周方向设有三个以上防撞护板5。
所述漂浮架2包括碳纤维穿孔骨架以及包裹在所述碳纤维穿孔骨架外的塑胶套。所述内浮筒3由内至外依次包括两级以上PVC夹网布层。所述筒身41由内至外依次包括波纹钢板、包裹在所述波纹钢板外部的塑胶套以及设置在所述塑胶套表面的DLC涂层。所述第一通道415的孔径小于所述第二通道425的孔径，靠近所述筒身41的环形吸能套42的内腔容积大于远离所述筒身41的环形吸能套42的内腔容积，靠近所述筒身41的环形吸能套42的第二通道425的孔径小于远离所述筒身41的环形吸能套42的第二通道425的孔径。所述第一旋转套413与所述第一环形装配口411之间以及所述第二旋转套423与所述第二环形装配口421之间均通过迷宫密封件密封。所述漂浮架2上设有登乘踏板。所述减震介质为减震油。所述防撞护板5上设有蜂窝状网孔。所述防撞护板5与所述环形吸能套42的直径的夹角范围为45°～55°。
综上所述，本发明提供一种海上风机基础浮式防撞结构，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件，所述浮式减震组件包括漂浮架、内浮筒和外浮筒。安装时，将内浮筒设置在漂浮架的中部，使得塔架穿过内浮筒的中部的安装口，将外浮筒设置在漂浮架的边缘并围绕内浮筒设置，外浮筒自内向外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套，将筒身固定安装在漂浮架上，第一旋转套穿过第一环形装配口装入筒身的内腔中，第一旋转套与第一环形轨道滑动配合，第一旋转套与第一环形装配口过盈配合，保证第一旋转套在转动时也可将第一环形装配口密封，第一旋转套利用第一转动活塞将筒身的内腔分隔，第一转动活塞上设有用以供减震介质通过第一通道，将环形吸能套与第一旋转套的第一锁孔锁接，第二旋转套穿过第二环形装配口装入环形吸能套的内腔中，第二旋转套与第二环形轨道滑动配合，第二旋转套与第二环形装配口过盈配合，保证第二旋转套在转动时也可将第二环形装配口密封，第二旋转套利用第二转动活塞将环形吸能套的内腔分隔，第二转动活塞上设有用以供减震介质通过第二通道，在外层的环形吸能套表面设有防撞护板，使用时，当防撞护板受到撞击，冲击力让外层的环形吸能套的第二旋转套转动，第二旋转套驱使第二转动活塞压缩环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套也发生转动，同样驱使内层的转动活塞压缩内层的环形吸能套内的减震介质，内层的环形吸能套最后驱使第一旋转套带动第一转动活塞压缩筒身内的减震介质，本发明提供的海上风机基础浮式防撞结构利用两个以上环形吸能套与内筒的配合，逐级消耗浮式防撞结构受到的冲击力，有效的减少了风载、浪载对基桩的冲击效果，减弱了船只、海洋生物撞击风机基础造成的撞击损害，能够满足不同海域中的海上基桩的安全性要求，安全可靠性好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构，其特征在于，包括塔架以及环绕所述塔架设置的浮式减震组件；
所述浮式减震组件包括外浮筒；
两组以上所述外浮筒围绕所述塔架设置，所述外浮筒由内至外依次包括筒身以及两个以上环形吸能套；
所述筒身与所述塔架连接，所述筒身的内腔填有减震介质，所述筒身的圆周外壁设有第一环形装配口，所述筒身位于所述第一环形装配口处设有第一环形轨道，所述第一环形轨道上可转动的设有第一旋转套，所述第一旋转套与所述第一环形装配口过盈配合，所述第一旋转套的圆周内壁设有伸入所述筒身的内腔的第一转动活塞，所述第一转动活塞与所述筒身的内壁过盈配合，所述第一转动活塞上设有第一通道，所述第一旋转套的圆周外壁设有第一锁孔；
所述环形吸能套的内腔填有减震介质，所述环形吸能套的圆周内壁与所述第一锁孔锁接，所述环形吸能套的圆周外壁设有第二环形装配口，所述环形吸能套位于所述第二环形装配口处设有第二环形轨道，所述第二环形轨道上可转动的设有第二旋转套，所述第二旋转套与所述第二环形装配口过盈配合，所述第二旋转套的圆周内壁设有伸入所述环形吸能套的内腔的第二转动活塞，所述第二转动活塞与所述环形吸能套的内壁过盈配合，所述第二转动活塞上设有第二通道，一个所述环形吸能套上的第二旋转套的圆周外壁设有与另一个所述环形吸能套的圆周内壁连接的第二锁孔；
所述第一通道的孔径小于所述第二通道的孔径，靠近所述筒身的环形吸能套的内腔容积大于远离所述筒身的环形吸能套的内腔容积，靠近所述筒身的环形吸能套的第二通道的孔径小于远离所述筒身的环形吸能套的第二通道的孔径。
2.根据权利要求1所述的安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构，其特征在于，所述筒身由内至外依次包括波纹钢板、包裹在所述波纹钢板外部的塑胶套以及设置在所述塑胶套表面的DLC涂层。
3.根据权利要求1所述的安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构，其特征在于，所述第一旋转套与所述第一环形装配口之间以及所述第二旋转套与所述第二环形装配口之间均通过迷宫密封件密封。
4.根据权利要求1所述的安全可靠的海上风机基础浮式防撞结构，其特征在于，所述减震介质为减震油。
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