CN114934870A - 一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及垂荡板结构技术领域，且公开了一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，包括联动套筒，联动套筒内腔的中部活动套接有延伸至其顶部的第一活塞连杆，第一活塞连杆与联动套筒内腔的顶部形成了第一腔室，且在联动套筒外表面一侧的顶部固定安装有第一连接管阀，联动套筒内腔的中部活动套接有延伸至其底部的第二活塞连杆。该基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，对于第一活塞连杆、第二活塞连杆以及与其之间形成传动连接的垂荡构件的设置，在面对较大海浪的波动时，其上的垂荡构件可呈现出伸展的状态，而有效增加其与海水之间的有效接触面积，使得该海上平台在面对较大程度的海浪时具有良好的抵抗能力。

Description

一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置
技术领域
本发明涉及垂荡板结构技术领域，具体为一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置。
背景技术
随着对于海上资源的开发和利用，对于深海资源的探索也越发的受到重视，但因在深海区域难以构建桩基，因此，浮式海上平台成为了一种重要的选择，而其作为海上的一种大型浮体结构，为避免海浪的影响而导致其随之发生的垂直振荡现象(简称垂荡)，在现有的技术方案中，通过安装于海面以下的垂荡板及阻尼系统，以有效增大浮式海上平台在垂直运动方向上的附加质量，从而增大了该浮式平台的固有垂荡周期，使之避开波浪能量集中的周期范围，进而有效提高该浮式海上平台对于海浪的抑振效果。
但在现有技术中对于垂荡板的设置，因垂荡板的尺寸是固定的，进而导致其只能对一定程度以下的海浪产生相应的抑振效果，而在面对复杂的海洋环境时，若增大对于该垂荡板的尺寸结构以应对不规则发生的较大程度的海浪，则经济适用性较差，并且，较大尺寸的垂荡板在海浪的冲击下也会对该海上平台的稳定性造成影响；而无视不规则发生的较大程度的海浪影响，则会对该海上平台产生一定的安全隐患，在面对较大程度的海浪时而极易发生倾斜、晃动的现象，稳定性及可靠性较差。
故，亟需一种基于海上平台的垂荡板结构，以解决上述现有的垂荡板在使用过程中所存在的缺陷。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，具备可通过改变该垂荡板的形状尺寸结构以适用于不同程度的海浪影响、有效提高了该海上平台对于海浪的抵抗能力及抑振效果、同时，可对海浪能进行收集以补偿该海平台对于能源的消耗、经济适用性较高且可靠性及安全性较好的优点，解决了在现有技术中对于垂荡板的设置，因垂荡板的尺寸是固定的，进而导致其只能对一定程度以下的海浪产生相应的抑振效果，而在面对复杂的海洋环境时，若增大对于该垂荡板的尺寸结构以应对不规则发生的较大程度的海浪，则经济适用性较差，并且，较大尺寸的垂荡板在海浪的冲击下也会对该海上平台的稳定性造成影响；而无视不规则发生的较大程度的海浪影响，则会对该海上平台产生一定的安全隐患，在面对较大程度的海浪时而极易发生倾斜、晃动的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，包括联动套筒，所述联动套筒内腔的中部活动套接有延伸至其顶部的第一活塞连杆，所述第一活塞连杆与联动套筒内腔的顶部形成了第一腔室，且在联动套筒外表面一侧的顶部固定安装有延伸至第一腔室中的第一连接管阀，所述联动套筒内腔的中部活动套接有延伸至其底部的第二活塞连杆，且第二活塞连杆与联动套筒内腔的底部形成了第二腔室，并在联动套筒外表面一侧的底部设有延伸至第二腔室中的第二连接管阀，所述联动套筒内腔的底部活动套接有活动轴套，所述活动轴套外表面的底部通过伞状骨架活动连接有垂荡构件，所述第一活塞连杆的内腔中通过压力弹簧而弹性连接贯穿第二活塞连杆并延伸至活动轴套底部的传动连杆，且传动连杆的底端与垂荡构件的底端之间固定连接。
优选的，所述第一腔室与第二腔室中均填充有满体积的液压传动油，同时，并分别通过其上的第一连接管阀和第二连接管阀与发电机组之间形成传动连接。
优选的，所述第一活塞连杆的底端与第二活塞连杆的顶端之间存留有间隙，并且，在其上间隙范围内的联动套筒中设有连通其外部的通气孔。
优选的，所述垂荡构件采用的是柔性且不透水的材质所制作而成的，且其在压力弹簧的弹力作用以及第一腔室、第二腔室之间的液压传动下呈现出向上收缩的伞状结构。
优选的，所述第一腔室在初始状态下的容积大于第二腔室的容积，进而使得第一活塞连杆相对于联动套筒向上移动挤压其中的液压传动油的过程中，可分别带动第二活塞连杆以及活动轴套上下移动以使得垂荡构件逐渐地伸展开。
(三)有益效果
本发明具备以下有益效果：
该基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，对于第一活塞连杆、第二活塞连杆以及与其之间形成传动连接的垂荡构件的设置，且因垂荡构件的伞状结构而可有效利用海水的重力及粘滞力以有效增加其与海水之间的相互作用力，进而增大在带动垂荡构件向上移动时的拉力，提高了其对于海浪的抑制效果，并且在面对较大海浪的波动时，其上的垂荡构件可呈现出伸展的状态，而有效增加其与海水之间的有效接触面积，使得该海上平台在面对较大程度的海浪时具有良好的抵抗能力，而不易发生倾斜晃动的现象，稳定性及可靠性较高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构受向上拉力时的动作简图；
图3为本发明结构受向下压力时的动作简图。
图中：1、联动套筒；2、第一活塞连杆；3、第一连接管阀；4、第二活塞连杆；5、活动轴套；6、第二连接管阀；7、伞状骨架；8、垂荡构件；9、传动连杆；10、压力弹簧；A、第一腔室；B、第二腔室。
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1，一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，包括联动套筒1，联动套筒1内腔的中部活动套接有延伸至其顶部的第一活塞连杆2，第一活塞连杆2的顶端与该海上平台的底端固定连接，第一活塞连杆2与联动套筒1内腔的顶部形成了第一腔室A，且在联动套筒1外表面一侧的顶部固定安装有延伸至第一腔室A中的第一连接管阀3用以传递海浪的波动，联动套筒1内腔的中部活动套接有延伸至其底部的第二活塞连杆4，且第二活塞连杆4与联动套筒1内腔的底部形成了第二腔室B，并在联动套筒1外表面一侧的底部设有延伸至第二腔室B中的第二连接管阀6，第一连接管阀3与第二连接管阀6之间相连通，并用以传递第一活塞连杆2在上下移动过程中的能量反馈，联动套筒1内腔的底部活动套接有活动轴套5，活动轴套5外表面的底部通过伞状骨架7活动连接有垂荡构件8，第一活塞连杆2的内腔中通过压力弹簧10而弹性连接贯穿第二活塞连杆4并延伸至活动轴套5底部的传动连杆9，且传动连杆9的底端与垂荡构件8的底端之间通过螺栓固定连接，用以限定垂荡构件8的相对位移量而有效防止其发生脱落的现象。
本技术方案中，第一腔室A与第二腔室B中均填充有满体积的液压传动油，同时，并分别通过其上的第一连接管阀3和第二连接管阀6与发电机组之间形成传动连接，进而在第一活塞连杆2及其上的海上平台在随着海浪波动的过程中，可挤压其上的液压传动油而在第一腔室A与第二腔室B之间流动，在降低该海上平台所受到的振动的同时，可以电能的方式而储存该海上平台在抑制海浪波动时所产生的能量。
本技术方案中，第一活塞连杆2的底端与第二活塞连杆4的顶端之间存留有间隙，并且，在其上间隙范围内的联动套筒1中设有连通其外部的通气孔，以使得第一活塞连杆2以及第二活塞连杆4在海浪的波动作用下可分别上下移动。
本技术方案中，垂荡构件8采用的是柔性且不透水的材质所制作而成的，且其在压力弹簧10的弹力作用以及第一腔室A、第二腔室B之间的液压传动下呈现出向上收缩的伞状结构，进而在垂荡构件8向上移动的过程中，利用海水的重力及粘滞力而有效增加其与海水之间的相互作用力，进而增大可带动垂荡构件8向上移动时的拉力。
本技术方案中，第一腔室A在初始状态下的容积大于第二腔室B的容积，进而使得第一活塞连杆2相对于联动套筒1向上移动挤压其中的液压传动油的过程中，可分别带动第二活塞连杆4以及活动轴套5上下移动以使得垂荡构件8逐渐地伸展开，进而有效增大其与海水之间的有效接触面积，提高该垂荡板结构对于海浪的抑制效果。
本实施例的使用方法和工作原理：
如图2所示，当该海上平台处于波谷而随海浪上升时，第一活塞连杆2在海上平台的作用下受到向上的拉力，进而挤压第一腔室A中的液压传动油，并迫使其经由第一连接管阀3、第二连接管阀6而通过发电机组而进入到第二腔室B中，在带动其发电的同时分别带动第二活塞连杆4以及垂荡构件8上下移动并压缩传动连杆9上的压力弹簧10，进而在伞状骨架7的传动作用下而使得垂荡构件8逐渐地伸展开以有效增大其与海水之间的有效接触面积，提高了该垂荡板结构对于海浪的抑制效果，使得该海上平台在面对较大程度的海浪时具有良好的抵抗能力；
如图3所示，当该海上平台处于波峰而随海浪下降时，第一活塞连杆2在海上平台的作用下受到向下的压力，进而使得第一活塞连杆2的底端与第二活塞连杆4的顶端之间发生接触并带动其向下移动，同时，在压力弹簧10的弹力作用下而带动活动轴套5向上移动，使得垂荡构件8在伞状骨架7的传动作用下而逐渐的恢复至初始的状态，并将第二腔室B中的液压传动油反向压缩至第一腔室A中，而再次带动该发电机组旋转发电，进而使得该垂荡板结构在有效降低海浪对于该海上平台所造成的振动的同时，可以以电能的方式而储存该海上平台在抑制海浪波动时所产生的能量。
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 (5)

1.一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，包括联动套筒(1)，其特征在于：所述联动套筒(1)内腔的中部活动套接有延伸至其顶部的第一活塞连杆(2)，所述第一活塞连杆(2)与联动套筒(1)内腔的顶部形成了第一腔室(A)，且在联动套筒(1)外表面一侧的顶部固定安装有延伸至第一腔室(A)中的第一连接管阀(3)，所述联动套筒(1)内腔的中部活动套接有延伸至其底部的第二活塞连杆(4)，且第二活塞连杆(4)与联动套筒(1)内腔的底部形成了第二腔室(B)，并在联动套筒(1)外表面一侧的底部设有延伸至第二腔室(B)中的第二连接管阀(6)，所述联动套筒(1)内腔的底部活动套接有活动轴套(5)，所述活动轴套(5)外表面的底部通过伞状骨架(7)活动连接有垂荡构件(8)，所述第一活塞连杆(2)的内腔中通过压力弹簧(10)而弹性连接贯穿第二活塞连杆(4)并延伸至活动轴套(5)底部的传动连杆(9)，且传动连杆(9)的底端与垂荡构件(8)的底端之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，其特征在于：所述第一腔室(A)与第二腔室(B)中均填充有满体积的液压传动油，同时，并分别通过其上的第一连接管阀(3)和第二连接管阀(6)与发电机组之间形成传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，其特征在于：所述第一活塞连杆(2)的底端与第二活塞连杆(4)的顶端之间存留有间隙，并且，在其上间隙范围内的联动套筒(1)中设有连通其外部的通气孔。
4.根据权利要求3所述的一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，其特征在于：所述垂荡构件(8)采用的是柔性且不透水的材质所制作而成的，且其在压力弹簧(10)的弹力作用以及第一腔室(A)、第二腔室(B)之间的液压传动下呈现出向上收缩的伞状结构。
5.根据权利要求4所述的一种基于海上平台立柱垂荡板的能量收集装置，其特征在于：所述第一腔室(A)在初始状态下的容积大于第二腔室(B)的容积，进而使得第一活塞连杆(2)相对于联动套筒(1)向上移动挤压其中的液压传动油的过程中，可分别带动第二活塞连杆(4)以及活动轴套(5)上下移动以使得垂荡构件(8)逐渐地伸展开。
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