[發(fā)明專利]一種利用波浪能為氣浮平臺充氣的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610867273.5
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106438270B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭志群;馬慶位;郝紅彬;張學(xué)棟;于一飛;陳天文;劉樹偉;劉玉潔;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F04B35/02
• 分類號: F04B35/02;F04B27/12;F04B39/00;F04B39/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種充氣裝置，尤其涉及一種利用波浪能為氣浮平臺充氣的裝置。

背景技術(shù)

與常規(guī)駁船型海洋平臺相比，氣浮平臺在波浪中受到的彎矩和慢性漂移力相對較小，垂蕩和縱搖、橫搖運(yùn)動響應(yīng)也相對平緩，且氣浮平臺運(yùn)動響應(yīng)的自然周期比相同尺寸或排水量的駁船型平臺長，可有效避免平臺與波浪共振，因而在海洋工程中氣浮平臺備受青睞，被用作海上浮式機(jī)場、人工島、貨物運(yùn)輸平臺等。

氣浮平臺要求在平臺下方的氣墊內(nèi)保持一定壓力的氣體。然而氣墊內(nèi)的壓縮空氣容易因平臺的密封性不好而緩慢泄露，或者在高海況下因平臺的大幅運(yùn)動而逃逸出去。而氣墊一旦失壓，氣浮平臺的水動力性能就達(dá)不到設(shè)計要求，甚至可能因氣浮平臺的儲備浮力不夠而沉沒。

長期以來，為克服氣浮平臺氣墊的氣體泄露問題，大多采用氣泵或空氣壓縮機(jī)為氣浮平臺供氣/補(bǔ)氣，這種充氣技術(shù)需要消耗可觀的電能，且需要額外的氣壓監(jiān)控設(shè)備對氣浮平臺的氣墊壓力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控以判定是否需要充氣。顯然，對于無人值守或沒有電力供應(yīng)的氣浮平臺，這種常規(guī)的充氣技術(shù)實(shí)施起來較為困難。因而利用波浪能為氣浮平臺進(jìn)行自動充氣是一種非常理想、經(jīng)濟(jì)的方案，而這種方案目前在國內(nèi)外已公開的文獻(xiàn)或專利中還未出現(xiàn)過。

不過在更廣的范圍內(nèi)，已有一些專利涉及利用波浪能制備壓縮空氣的裝置，比較典型的如專利201420308943.6(波浪能供氣裝置)公開了一種在海岸邊利用波浪能為儲氣罐供氣的裝置，該裝置把推板安裝在具有坡度、帶有限位槽的基座上，推板可以在基座上平移，該裝置利用波浪驅(qū)動推板、帶動活塞桿和充氣筒內(nèi)的活塞把空氣壓縮到儲氣罐中。然而，把該專利中的充氣裝置直接用作氣浮平臺的充氣裝置實(shí)施起來較為困難，原因主要包括以下幾點(diǎn)：

1)該裝置的推板只能接收一個方向的波浪能，當(dāng)波浪方向與推板行進(jìn)方向不一致時，該裝置的波浪能利用效率就比較低；

2)該裝置沒有充氣工作停止的機(jī)制，只要有波浪作用到推板上，充氣工作就一直進(jìn)行，從而使儲氣空間中的氣壓不斷上升、直至波浪推不動推板為止，容易造成儲氣空間內(nèi)壓力過高發(fā)生危險；

3)該裝置的活塞桿直接暴露在海水中，容易腐蝕或附著污染物，在來回抽插中與充氣筒上的密封環(huán)摩擦容易使密封環(huán)失效，從而造成充氣筒漏水。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種工作效率更高、結(jié)構(gòu)更加可靠、使用上更加安全的利用波浪能為氣浮平臺充氣的裝置，可用于維持海上有人或無人值守的氣浮平臺的氣墊壓力，防止氣浮平臺因慢撒氣或運(yùn)動幅值過大漏氣而造成氣壓不足。該裝置可根據(jù)氣浮平臺的浮態(tài)自動啟動或停止充氣工作，無需人為干預(yù)，且只依靠吸收波浪能工作，不需要額外提供能量，因此該裝置還具有綠色、節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括安裝在氣浮平臺外側(cè)壁上的基座、輸氣管、吸氣管、連接桿、浮子、設(shè)置在基座內(nèi)部的限位腔、基座空腔、打氣筒和設(shè)置在基座空腔內(nèi)的壓板，連接桿的一端與浮子固連、另一端伸入至基座空腔內(nèi)與壓板固連，且在連接桿與基座的連接處設(shè)置有密封的隔水膜，壓板還鉸接連接有支撐桿，支撐桿的端部固連有限位片，限位片位于限位腔內(nèi)，所述打氣筒至少有四個且對稱設(shè)置在支撐桿的周圍，每個打氣筒的活塞桿的底端設(shè)置有彈簧、頂端通過滾輪壓在壓板上，每個打氣筒的活塞桿上設(shè)置有一號單向閥和二號單向閥，所述輸氣管的一端與氣墊連通、另一端穿過基座后與打氣筒的排氣口連通，所述吸氣管的一端與大氣連通、另一端穿過基座通過基座空腔與打氣筒的進(jìn)氣口連通，所述輸氣管與氣墊連接的端部設(shè)置有三號單向閥，輸氣管上還設(shè)置有泄壓閥。本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述吸氣管與大氣連通的端部設(shè)置有防雨帽。

2.所述基座是圓臺結(jié)構(gòu)，且圓臺的側(cè)面與底面之間的夾角不大于60度、側(cè)面與上表面的夾角不小于120度。

3.所述浮子是多面體結(jié)構(gòu)，且各個表面均是凹曲面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明采用了一種可以上下左右前后運(yùn)動的浮子來俘獲波浪能，這樣無論波浪從哪個方向傳播過來，該浮子都能跟隨波浪運(yùn)動，有效克服了推板只能吸收單一方向波浪能的缺陷；此外，為了進(jìn)一步提高浮子的波浪能俘獲效率，本發(fā)明把浮子的各表面設(shè)為凹曲面形，試驗證明凹曲面結(jié)構(gòu)的波浪能俘獲效率比平面結(jié)構(gòu)高。