[發明專利]一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置

在審

• 申請號: 202011523540.X
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112519970A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 李超;刁鈺城;李璐希;李宏男
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;F16F15/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置，屬于結構振動控制技術領域。所述耗能減振裝置包括齒條桿、齒輪、滾珠軸承、桿軸、立柱、葉片板以及底部浮板。本裝置的齒條桿連接于上部海洋浮式結構，當結構發生上下振動時，齒條桿也跟著發生軸向運動，進而帶動周邊布置的齒輪轉動；由于每個齒輪均上連接有葉片板，因此當齒輪轉動時，呈花瓣狀分布的葉片板也將在水中開始劃動，并通過水給予的反作用力去實現耗能減振效果，進而去減小上部結構的振動。同時，本發明可以通過調節齒輪的大小及葉片板的面積去實現不同的耗能效果，進而去適應不同的工作環境和設計需求。本發明構造新穎，安全靈活，是一種高效的水下耗能減振裝置。

技術領域

本發明涉及一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置，主要應用于海洋浮式結構的振動控制，屬于結構振動控制技術領域。

背景技術

為了適應國家的發展和能源的供給，越來越多的國家開始進行海上能源開發。并且，隨著技術的進步，關于海洋資源的開發逐步從淺海資源開發發展到深海資源開發，但這也給資源開采結構的建設帶來了更大的困難。因此，為迎接深水鉆井和采油的挑戰，目前已發展了幾大類適合于深水作業的浮式結構物：半潛式平臺、張力腿平臺和Spar立柱式平臺等。

海洋浮式結構物位于環境惡劣的深海當中，因此經常會受到地震、波浪、風等載荷的影響，導致海洋浮式結構物發生振動，影響正常工作的能力。相較于淺海資源開采所用的重力式等傳統海洋平臺，深海所用的海洋浮式結構物更容易受到惡劣環境的影響。目前，海洋平臺的減振措施主要包括基礎和結構隔振技術及采用耗能減振技術。其中，基礎和結構隔振技術并不適用與已經建立的平臺及結構，且深海的浮式海洋結構物沒有傳統意義的基礎結構，因此基礎和結構隔震技術并不適用于深海中的海洋浮式結構物，而耗能減振技術不論在淺海的傳統海洋平臺結構或者是深海海洋浮式結構都擁有廣泛的應用。

目前，很多已建的海洋平臺結構已經應用了調諧質量阻尼器系統、調諧質量阻尼器系統及粘彈性阻尼器等耗能減振裝置；其應用結果也表明，在海洋平臺結構上采用耗能減振裝置能夠有效的減少它們的振動效應。但目前可應用于海洋浮式結構物上的減振裝置較少，因此如何提供一種靈活高效、構造簡便的海洋浮式結構減振耗能裝置，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是研發一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置，該耗能減振裝置主要依靠葉片板在水中劃動時，水給予的反作用力實現減振耗能，是一種靈活高效的水下耗能減振裝置。

本發明的技術方案：

一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置，該花瓣狀水下耗能減振裝置包括齒條桿1、齒輪2、滾珠軸承3、桿軸4、立柱5、葉片板6以及底部浮板7；

所述齒條桿1為一個六個側面為齒條面的正六棱柱；所述立柱5為正四棱柱，并固接于底部浮板7上；所述桿軸4為圓柱形桿軸，并固接于立柱5上；所述滾珠軸承3的內鋼圈套在桿軸4上，并與桿軸4固接；所述齒輪2為空心齒輪，并將滾珠軸承3嵌入齒輪2的空心中，齒輪2與滾珠軸承3固接；所述齒輪2與齒條桿1齒接；所述底部浮板7設置可供齒條桿1通過的孔洞；所述葉片板6為等腰梯形板，其短邊與齒輪2的齒接觸并固接，共計六個葉片板6呈花瓣狀；其中，所述底部浮板7上共設置六根立柱5，立柱5設置位置分別對應正六邊形的六個頂點，且所圍繞成的正六邊形與齒條桿1截面的正六邊形同心；所述桿軸4固接于兩個相鄰立柱5之間，其與立柱5共同構成一個六棱柱框架；所述葉片板6的短邊固接的齒是距離齒條桿1最遠的齒，且葉片板6是水平固接于齒輪2上。

本發明的有益效果：本裝置依靠葉片板在水中進行劃動運動時，水給予的反作用力來實現減振耗能，具有靈活、高效的耗能能力；且本發明可以根據實際情況和設計需求調整齒輪半徑及葉片板面積的大小來實現不同的耗能效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種適用于海洋浮式結構的花瓣狀水下耗能減振裝置的俯視剖面結構示意圖；