CN215441728U - 一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于大型水池的单向阀‑孔板‑盲沟联合消波装置，包括支撑框架、单向阀、多孔透水板和盲沟板，所述支撑框架的后部固定在水池边壁上，所述支撑框架的底部固定在水池底板上，所述单向阀为框架结构，所述单向阀设置在所述支撑框架的前部且四周与所述支撑框架固定连接，在所述单向阀上沿水深方向上部设置摆动叶片、下部设置过水洞，所述多孔透水板设置在所述单向阀的后侧且四周与所述支撑框架固定连接，所述盲沟板设置在所述多孔透水板与水池边壁之间。本实用新型实现了长周期/大波高波浪的消除，提升了被动消波装置的适用范围。

Description

一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置

技术领域

本实用新型涉及港口、航道与海岸工程及水动力实验的技术领域，更具体地，涉及一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置。

背景技术

港口、航道、海岸、海洋等工程是近年来的热点领域，而波浪理论及实验技术的提升已成为上述工程的发展的先决条件。对于港口、海洋等工程，其波浪性能研究多在试验水池或水槽中通过缩尺模型或原型方式完成，故波浪试验水槽或水池的性能好坏直接影响研究成果的可靠性及数据精度高低。

一般来说，由于试验场地及成本等条件的限制，波浪水池或水槽长度有限，当波浪传播至水池或水槽端部时会发生反射，若反射无法得到有效抑制，则流场混乱，试验无法进行。为消除波浪反射作用的影响影响，水池或水槽端部通常会安装消波装置。消波装置种类多样，从几何形状上，包括倾斜式、直立式和曲面斜坡式；从内部结构形式及材料上，包括碎石、金属卷屑、网或网阵等，或是其他特殊形状的板材、条栅、合成纤维材料以及混凝土块体等。上述消波装置均能满足一定条件的反射波消除要求。不过，目前现有的消波装置大多功能单一。如直立式铁丝网阵，其占用空间小，较为灵活，但其各层铁丝网透空率基本一致，消波效果有限；再如圆弧形消波装置，其可保证波浪各方向能量均能有效消除，但占用空间大，且无法试用水深变化较大的水池或水槽环境。

随着未来海洋战略的发展，港口、航道、海岸、海洋等工程应对环境将愈发复杂，不同水深、不同波浪要素要求将不断提升，模拟范围也将逐步扩大。单一的消波装置已经无法适应期模拟范围与模拟精度。

因此，现有技术中亟需一种适用于大型试验水池的被动消波，保证不同水深、不同波浪周期、不同波高条件的波浪消除，降低波浪反射率，提升波浪的模拟精度的技术方案。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，包括支撑框架、单向阀、多孔透水板和盲沟板，所述支撑框架的后部固定在水池边壁上，所述支撑框架的底部固定在水池底板上，所述单向阀为框架结构，所述单向阀设置在所述支撑框架的前部且四周与所述支撑框架固定连接，在所述单向阀上沿水深方向上部设置摆动叶片、下部设置过水洞，所述多孔透水板设置在所述单向阀的后侧且四周与所述支撑框架固定连接，所述盲沟板设置在所述多孔透水板与水池边壁之间。

多孔透水板的数量为多个，多孔透水板等间距设置，靠近所述单向阀一侧的多孔透水板的孔径最大，其他多孔透水板的孔径沿着波浪的传播方向依次减小。

所述单向阀的宽度和高度与所述支撑框架相同。

所述摆动叶片的高度为所述单向阀高度的1/20～1/30。

所述过水洞的洞口宽度与所述单向阀的宽度相同或接近相同。

所述盲沟板为多孔介质。

所述盲沟板的高度和宽度与所述支撑框架相同。

所述盲沟板的数量为多个，所述盲沟板的间距与所述多孔透水板的间距相同。

所述单向阀为不锈钢框架结构，所述多孔透水板由塑料制成，所述盲沟板是由塑料或钢丝构成的多孔介质。

所述摆动叶片为不锈钢板，且只可沿波浪传递方向向所述单向阀后侧摆动。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

首先，在消波装置前端设置单向阀，可保波浪传递时只具备单项通过功能，水体通过摆动叶片后由于摆动叶片关闭，水体无法返回，并强迫反射水体从单向阀底部过水洞通过，最终实现了长周期/大波高波浪的消除，提升了被动消波装置的适用范围。

其次，在单向阀后侧布置孔隙率由大变小的孔板，可保证大部分水体都能通过孔板进行逐层消能，并把大的波浪水体逐步拆解成小范围水体；同时，前端的大孔隙率孔板可保证绝大多数水体通过，并降低反射水体，而后端小孔隙率孔板可保证反射水体尽可能受阻进行消能，增强了消能效果。

并且，在后端的孔板之间增设盲沟板可使被孔板进行拆解的水体进一步被破碎，进一步消能。

此外，该装置的孔板孔径、数量、间距都可随着不同的目标波浪进行调整，十分灵活，设计简单，操作方便，具有很强的适用性。

附图说明

图1是本实用新型的主视剖面图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是单项阀正视图。

图4是盲沟板正视图。

图5是大孔径多孔透水板正视图。

图6是中孔径孔径多孔透水板正视图。

图7是小孔径多孔透水板正视图。

图8是波浪打入时的单项阀工作原理图。

图9是波浪反射后的单项阀工作原理图。

图中：1、支撑框架；2、单向阀；3、多孔透水板；3A、多孔透水板-大孔径；3B、多孔透水板-中孔径；3C、多孔透水板-小孔径；4、盲沟板；5、摆动叶片；6、过水洞；7A、透水孔-大孔径；7B、透水孔-中孔径；7C、透水孔-小孔径；8、水池边壁；9、水池底板；10、波浪。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。

如图1-9所示的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，包括支撑框架1、单向阀2、多孔透水板3和盲沟板4，支撑框架1的后部固定在水池边壁8上，支撑框架1的底部固定在水池底板9上，支撑框架1用于支撑整个消波装置的各个部件，并保证在进行波浪试验过程中的整个消波装置的稳定性。

沿波浪10传播方向，将单向阀2设置在支撑框架1内的前部，且单向阀2的四周与支撑框架1固定连接，单向阀2为不锈钢框架结构，且宽度和高度与支撑框架1相同。在单向阀2上沿水深方向上部设置摆动叶片5、下部设置过水洞6，摆动叶片5为不锈钢板，且只可沿波浪10传递方向向单向阀2后侧摆动，不能向前摆动。摆动叶片5的高度为单向阀2高度的1/20～1/30。过水洞6的位于水深较大的位置，洞口宽度与单向阀2的宽度相同或接近相同。

多孔透水板3设置在单向阀2的后侧且四周与支撑框架1固定连接，多孔透水板3由塑料制成，多孔透水板3的数量为多个，多孔透水板3等间距设置，靠近单向阀2一侧的多孔透水板3的孔径最大，其他多孔透水板3的孔径沿着波浪10的传播方向依次减小。

盲沟板4设置在多孔透水板3与水池边壁8之间。盲沟板4为塑料或钢丝构成的多孔介质，透水能力强，高度和宽度与支撑框架1相同。盲沟板4的数量为多个，盲沟板4的间距与多孔透水板3的间距相同。

支撑框架1采用模块化设置，其长度、宽度、高度根据水池尺寸、水深要求及波浪要求进行确定。盲沟板4的布设数量根据水深要求及波浪要求确定。

本实施例中，水池宽度32m，水池深度4m，最大水深3m，最大波高0.5m。支撑框架1模块化设置8套，长度6m、宽度4m、高度4m，单向阀2宽度4m、高度4m，四周与支撑框架1相互固定；单向阀2沿水深方向，上部布置10个摆动叶片5，摆动叶片5为不锈钢板，宽度4m，高度10cm，下部设置宽度3.8m、高度2m的过水洞6；如图5-7所示，沿波浪10传播方向，在单向阀2后侧，等间距依次布置5个大孔径多孔透水板(孔径3A)、5个中孔径多孔透水板(孔径3B)、5个小孔径多孔透水板(孔径3C)；多孔透水板3为塑料材料，宽度4m、高度4m，孔径3A、3B、3C分别为24cm、16cm、8cm；沿波浪10传播方向，在水池边壁8与多孔透水板3之间，布置9层盲沟板4；盲沟板4为塑料组成的多孔介质，宽度4m、高度4m、厚度35cm，最后一层盲沟板4紧贴水池边壁8。

本实用新型的消波原理是：

波浪10传递至消波装置时，首先经过单向阀2，由于波浪10中水质点为圆形或者椭圆形运动轨迹，当波峰经过单向阀2时，会推动摆动叶片5向后侧摆动开启，消耗波能；当反射波到来时，单向阀2的摆动叶片5闭合，靠近水面通道闭合，水体受到阻碍后从只得从下部过水洞6通过，从而达到消除长周期波浪效果。

通过单向阀2后，波浪10的能量得到一定衰减，并进入多孔透水板3区域；前端多孔透水板-大孔径3A使波浪尽量减小的反射量，消能的同时使得水体分散进入到后端多孔透水板-中孔径3B及多孔透水板-小孔径3C，后端多孔透水板的孔径逐渐减小，消波阻尼增大，能量逐渐消减，且入射波、反射波波浪能量均可消减。

波浪10通过后端的多孔透水板3后，最后经过盲沟板4，盲沟板4可使波浪破碎，最终消除较小的波浪。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，包括支撑框架(1)、单向阀(2)、多孔透水板(3)和盲沟板(4)，所述支撑框架(1)的后部固定在水池边壁(8)上，所述支撑框架(1)的底部固定在水池底板(9)上，所述单向阀(2)为框架结构，所述单向阀(2)设置在所述支撑框架(1)的前部且四周与所述支撑框架(1)固定连接，在所述单向阀(2)上沿水深方向上部设置摆动叶片(5)、下部设置过水洞(6)，所述摆动叶片(5)只可沿波浪(10)传递方向向所述单向阀(2)后侧摆动；所述多孔透水板(3)设置在所述单向阀(2)的后侧且四周与所述支撑框架(1)固定连接，所述盲沟板(4)设置在所述多孔透水板(3)与水池边壁(8)之间，所述盲沟板(4)为多孔介质。

2.根据权利要求1所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，多孔透水板(3)的数量为多个，多孔透水板(3)等间距设置，靠近所述单向阀(2)一侧的多孔透水板(3)的孔径最大，其他多孔透水板(3)的孔径沿着波浪(10)的传播方向依次减小。

3.根据权利要求1所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，所述单向阀(2)的宽度和高度与所述支撑框架(1)相同。

4.根据权利要求1所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，所述摆动叶片(5)的高度为所述单向阀(2)高度的1/20～1/30。

5.根据权利要求1所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，所述过水洞(6)的洞口宽度与所述单向阀(2)的宽度相同或接近相同。

6.根据权利要求1所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，所述盲沟板(4)的高度和宽度与所述支撑框架(1)相同。

7.根据权利要求2所述的适用于大型水池的单向阀-孔板-盲沟联合消波装置，其特征是，所述盲沟板(4)的数量为多个，所述盲沟板(4)的间距与所述多孔透水板(3)的间距相同。

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