CN212506351U - 一种填海造陆用沉箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种填海造陆用沉箱，其包括有箱体、用于为箱体提供浮力的悬浮装置、用于使箱体在水面上平稳运行的压载装置、用于控制悬浮装置开闭的控制装置、以及用于连接固定相邻箱体的连接机构。本实用新型能够根据海水深度调节自身的吃水线，使得沉箱底部与海底的距离恢复到安全范围以内，避免发生搁浅以保证拖行安全。

Description

一种填海造陆用沉箱

技术领域

本实用新型涉及海洋工程的技术领域，尤其是涉及一种填海造陆用沉箱。

背景技术

重力式沉箱是海洋工程建筑物的主要结构形式之一，它可以依靠自身及填料的重量来维持结构的抗倾抗滑稳定性需要，整体性好，结构可靠，耐久性高，维修量小，能承受较大的荷载，但其工程量相对较大，造价高，一般用于大型的海洋工程。

目前，沉箱通常在码头建造装配好后，利用龙门吊或者履带吊将其吊至海面，利用其浮力将其漂浮于海面上，再拖运到指定地点下沉。但是当拖运距离较远时，比如从大陆港口拖运至南海岛礁处，其海平面与海底的距离受到涨潮和退潮的影响，由于沉箱体积大重量沉，拖运时间较长，航线各处海平面与海底的距离在较长的拖运时间里会有较大波动。沉箱在拖运时具有一定的吃水深度，当触碰到较浅的海底时将会搁浅，容易导致拖绳断裂。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种能够根据海水深度调节自身的吃水线的填海造陆用沉箱。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种填海造陆用沉箱，包括箱体、用于为箱体提供浮力的悬浮装置、以及用于控制悬浮装置开闭的控制装置，所述悬浮装置包括设置于箱体侧壁底部的气囊、以及设置于箱体上的用于为气囊充气的打气机，所述控制装置包括：

深度检测模块，包括设置于箱体底部的距离传感器，用于检测箱体底部与海底之间的距离，并基于距离输出深度检测信号；

控制模块，包括用于输出预设深度信号的预设信号输出源，所述控制模块连于深度检测模块，并基于深度检测信号和预设深度信号输出控制信号；

执行模块，连于控制模块，基于控制信号控制打气机的开启和关闭。

通过采用上述技术方案，当海水开始退潮时，或者沉箱被拖运到较浅处时，距离传感器探测到箱体底部与海底之间的距离减小，相应的，输出的深度检测信号的电平逐渐减小。人们通过调控预设信号输出源以设定预设深度信号的大小，与人们评估的危险距离相对应。控制模块对深度检测信号和预设深度信号进行比较，当深度检测信号小于预设深度信号时，控制模块输出相应的控制信号，该控制信号控制打气机开启。打气机开启后对气囊进行充气，充气后的气囊增大了沉箱的排水量，从而降低了沉箱的吃水线，使得沉箱底部与海底的距离恢复到安全值以内。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述箱体内还设置有压载装置，所述压载装置包括设置于箱体内的用于容纳压舱水的压载舱、设置于压载舱侧壁底部并与箱体外连通的排水管、以及安装于排水管上的排水泵，所述执行模块基于控制信号控制排水泵的开启和关闭。

通过采用上述技术方案，为了保证沉箱的平稳运行，避免海浪波动导致震动乃至侧翻，沉箱通常需要压舱物，本实用新型采用压舱水，当控制模块输出控制信号时，执行模块同时打开排水泵，排水泵将压载舱中的压舱水排出箱体，从而降低箱体的重量，降低了沉箱的吃水线使得沉箱底部与海底的距离恢复到安全值以内。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气囊均匀设置于箱体的外侧壁。

通过采用上述技术方案，沉箱各处均匀受到浮力，避免发生侧向倾斜。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述箱体上还设置有用于连接其它沉箱的连接机构，所述连接机构包括分别设置于箱体相对侧壁上的对位卡口和用于嵌入其它沉箱上对位卡口的对位卡块，所述对位卡块的底面设置有开口朝向箱体底面的对位卡槽，所述对位卡槽的槽底到箱体底面的距离与对位卡口下缘到箱体底面的距离相适配。

通过采用上述技术方案，当沉箱拖运到指定地点时，各个沉箱之间需要相互连接形成一个统一整体，人们可以通过调节压舱水的排出调节两个箱体的吃水线，使之出现高低差异，再将吃水线浅的箱体上的对位卡块嵌入吃水线低的箱体上的对位卡槽，直至两个箱体的侧面相贴合，再调平两个箱体的吃水线，此时两个箱体的底面位于同一平面上，且对位卡槽的槽底与对位卡口的下缘相抵接，使得对位卡槽的侧壁抵接于箱体内壁，阻止两个箱体相互脱离。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对位卡槽的宽度与箱体侧壁的厚度相适配。

通过采用上述技术方案，在对位卡槽嵌入对位卡口时，对位卡槽的相对侧壁将会分别抵接于箱体的内壁和外壁，阻止两个箱体在相向或者相背的方向上发生位移。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对位卡块的顶面和底面在背离箱体侧壁的方向上的距离逐渐减小。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对位卡块背离箱体的侧壁为弧面并与顶面和底面光滑过渡。

通过采用上述技术方案，由于海水具有一定的波动，对位卡块的顶面和底面呈斜面能够更方便与对位卡块和对位卡口之间的对位，从而方便嵌入。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对位卡口在朝向箱体底面方向上的宽度大于对位卡块顶面和地面之间的距离，所述连接机构还包括用于嵌入对位卡块顶面和对位卡口上侧壁之间的填充块，所述对位卡块和箱体侧壁均与填充块过盈配合。

通过采用上述技术方案，能够方便对位卡块嵌入对位卡口中，当对位卡块嵌入对位卡口且两箱体的底面调平后，对位卡块顶面与对位卡口的上侧壁之间将会产生缝隙，填充块用于嵌入该缝隙中以阻止对位卡块上下移动而与相邻箱体发生脱离。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述填充块为楔形块。

通过采用上述技术方案，楔形的填充块能够更方便地嵌入对位卡块顶面与对位卡口的上侧壁之间的缝隙。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.能够根据海水深度调节自身的吃水线，使得沉箱底部与海底的距离恢复到安全范围以内，避免发生搁浅以保证拖行安全；

2.能够方便地对多个沉箱进行固定或拆解，连接稳固。

附图说明

图1是本实施例中一种填海造陆用沉箱的结构示意图；

图2是本实施例中一种填海造陆用沉箱的局部连接示意图；

图3是本实施例中控制装置的电路图。

图中，

1、箱体；

2、悬浮装置；21、气囊；22、打气机；

3、压载装置；31、压载舱；32、排水管；33、排水泵；

4、控制装置；41、深度检测模块；411、距离传感器；42、控制模块；421、预设信号输出源；43、执行模块；

5、连接机构；51、填充块；52、对位卡口；53、对位卡块；531、对位卡槽；54、缝隙。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种填海造陆用沉箱，能够根据海水深度调节自身的吃水线，包括有箱体1、用于为箱体1提供浮力的悬浮装置2、用于使箱体1在水面上平稳运行的压载装置3、用于控制悬浮装置2开闭的控制装置4、以及用于连接固定相邻箱体1的连接机构5。

由于箱体1在长时间拖行的过程中，海水深度会随时间和地点发生变化，为了避免搁浅，悬浮装置2能够为箱体1提供浮力以改变箱体1吃水深度，而控制装置4能够根据海水深度控制悬浮装置2的开关，并根据海水深度相应调整箱体1的吃水深度。悬浮装置2包括设置于箱体1侧壁底部的气囊21、以及设置于箱体1上的打气机22，打气机22通过软管与各个气囊21相连通，用于对气囊21进行充气，充气后的气囊21体积增大，使得沉箱整体的排水量增加，浮力增大。气囊21在箱体1的外侧壁上均匀设置，以使得箱体1整体均匀受到浮力，避免发生倾斜。

参考图3，控制装置4包括用于检测海水深度的深度检测模块41、连于深度检测模块41的控制模块42、以及连于控制模块42的执行模块43。

深度检测模块41包括设置于箱体1底部的距离传感器411，在本实施例中距离传感器411为超声波传感器，用于检测箱体1底部与海底之间的距离，并基于该距离输出深度检测信号。

控制模块42包括用于输出预设深度信号的预设信号输出源421和电压比较器OA1，电压比较器OA1的同相端连于预设信号输出源421，反向端连于深度检测模块41，电压比较器OA1对预设深度信号和深度检测信号的相对大小进行比较，并输出相应的控制信号。当预设深度信号大于深度检测信号时，控制信号为高电平信号。

执行模块43包括第一电阻R1、NPN型三极管Q1和继电器，继电器包括继电线圈KM和常开的继电开关S，第一电阻R1的一端连于三极管Q1的基极，另一端为执行模块43的输入端。三极管Q1的集电极连于Vcc，发射极通过继电线圈KM连于地线。继电开关S的一端连于市电，另一端连于打气机22，打气机22远离继电开关S的一端连于地线。当执行模块43的输入端接收到高电平的控制信号时,三极管Q1导通，继电线圈KM闭合继电开关S，此时打气机22通电并开始对气囊21进行打气。

为了保证沉箱的平稳运行，避免海浪波动导致震动乃至侧翻，沉箱通常需要压舱物，压载装置3即起到压舱的作用。参考图1和图2，压载装置3包括用于容纳压舱水的压载舱31、连通压载舱31内部和箱体1外部的排水管32、以及安装于排水管32上的排水泵33，排水泵33同样接于继电开关S和地线之间。压载舱31分别设置于箱体1的两侧，以使得箱体1的重量均匀分布。排水管32与压载舱31的连接处位于压载舱31侧壁的底部，以便于最大限度地排出压舱水。执行模块43基于控制信号控制排水泵33的开启和关闭，当执行模块43的输入端接收到高电平的控制信号时,三极管Q1导通，继电线圈KM闭合继电开关S，此时排水泵33通电，并将压载舱31中的压舱水排出箱体1，从而降低箱体1的重量，降低了沉箱的吃水线使得沉箱底部与海底的距离恢复到安全范围以内。

参考图1和图2，当沉箱被拖运到指定地点时，连接机构5能够让各个沉箱之间相互连接形成一个统一整体，连接机构5包括填充块51、以及分别设置于箱体1相对侧壁上的对位卡口52和对位卡块53，对位卡块53用于嵌入其它沉箱上对位卡口52，在本实施例中对位卡口52为方形通槽，对位卡块53的顶面和底面在背离箱体1侧壁的方向上的距离逐渐减小，且对位卡块53背离箱体1的侧壁为弧面，该弧面的两侧分别与对位卡块53的顶面和底面光滑过渡。对位卡块53的底面设置有开口朝向箱体1底面的对位卡槽531，对位卡槽531的槽底到箱体1底面的距离与对位卡口52下缘到箱体1底面的距离相适配。对位卡槽531的宽度与箱体1侧壁的厚度相适配，且对位卡口52在朝向箱体1底面方向上的宽度大于对位卡块53顶面和地面之间的距离。人们可以通过调节压舱水的排出调节两个箱体1的吃水线，使之出现高低差异，再将吃水线浅的箱体1上的对位卡块53嵌入吃水线低的箱体1上的对位卡槽531，直至两个箱体1的侧面相贴合，再调平两个箱体1的吃水线，此时两个箱体1的底面位于同一平面上，且对位卡槽531的槽底与对位卡口52的下缘相抵接，使得对位卡槽531的侧壁抵接于箱体1内壁，阻止两个箱体1相互脱离。在对位卡槽531嵌入对位卡口52时，对位卡槽531的相对侧壁将会分别抵接于箱体1的内壁和外壁，阻止两个箱体1在相向或者相背的方向上发生位移。

当对位卡块53嵌入对位卡口52且两箱体1的底面调平后，对位卡块53顶面与对位卡口52的上侧壁之间将会产生缝隙54，填充块51用于嵌入该缝隙54，在本实施例中填充块51为楔形块，在填充块51嵌入对位卡块53顶面和对位卡口52上侧壁之间的缝隙54时，对位卡块53和箱体1侧壁均与填充块51过盈配合，以阻止对位卡块53上下移动而与相邻箱体1发生脱离。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种填海造陆用沉箱，其特征在于，包括箱体(1)、用于为箱体(1)提供浮力的悬浮装置(2)、以及用于控制悬浮装置(2)开闭的控制装置(4)，所述悬浮装置(2)包括设置于箱体(1)侧壁底部的气囊(21)、以及设置于箱体(1)上的用于为气囊(21)充气的打气机(22)，所述控制装置(4)包括：

深度检测模块(41)，包括设置于箱体(1)底部的距离传感器(411)，用于检测箱体(1)底部与海底之间的距离，并基于距离输出深度检测信号；

控制模块(42)，包括用于输出预设深度信号的预设信号输出源(421)，所述控制模块(42)连于深度检测模块(41)，并基于深度检测信号和预设深度信号输出控制信号；

执行模块(43)，连于控制模块(42)，基于控制信号控制打气机(22)的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述箱体(1)内还设置有压载装置(3)，所述压载装置(3)包括设置于箱体(1)内的用于容纳压舱水的压载舱(31)、设置于压载舱(31)侧壁底部并与箱体(1)外连通的排水管(32)、以及安装于排水管(32)上的排水泵(33)，所述执行模块(43)基于控制信号控制排水泵(33)的开启和关闭。

3.根据权利要求2所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述气囊(21)均匀设置于箱体(1)的外侧壁。

4.根据权利要求1所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述箱体(1)上还设置有用于连接其它沉箱的连接机构(5)，所述连接机构(5)包括分别设置于箱体(1)相对侧壁上的对位卡口(52)和用于嵌入其它沉箱上对位卡口(52)的对位卡块(53)，所述对位卡块(53)的底面设置有开口朝向箱体(1)底面的对位卡槽(531)，所述对位卡槽(531)的槽底到箱体(1)底面的距离与对位卡口(52)下缘到箱体(1)底面的距离相适配。

5.根据权利要求4所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述对位卡槽(531)的宽度与箱体(1)侧壁的厚度相适配。

6.根据权利要求4所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述对位卡块(53)的顶面和底面在背离箱体(1)侧壁的方向上的距离逐渐减小。

7.根据权利要求4所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述对位卡块(53)背离箱体(1)的侧壁为弧面并与顶面和底面光滑过渡。

8.根据权利要求4所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述对位卡口(52)在朝向箱体(1)底面方向上的宽度大于对位卡块(53)顶面和地面之间的距离，所述连接机构(5)还包括用于嵌入对位卡块(53)顶面和对位卡口(52)上侧壁之间的填充块(51)，所述对位卡块(53)和箱体(1)侧壁均与填充块(51)过盈配合。

9.根据权利要求8所述的填海造陆用沉箱，其特征在于，所述填充块(51)为楔形块。

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