一種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，屬于破冰設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海冰是高瑋度海域海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計和安全運營的重要影響因素，海冰在與海洋結(jié)構(gòu)物相互作用時總是要設(shè)計成海冰先遭到破壞，我國渤海和黃海北部每年出現(xiàn)不同程度的冰凍，冰荷載是渤海海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性荷載。
[0003]我國渤海風能資源豐富，海上風能發(fā)電市場具有廣闊的發(fā)展前景，但渤海灣屬于高瑋度寒區(qū)，每年冬春季海面都有海冰情況，對結(jié)構(gòu)的影響很大，為保障渤海海上風能資源開發(fā)的安全，基于消除海冰對結(jié)構(gòu)的破壞，擬研究一套具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)。
[0004]目前已有的破冰結(jié)構(gòu)大多是固定式，作用于破冰結(jié)構(gòu)的冰力直接傳遞到粧上，易使粧受到冰的反復(fù)作用而破壞，亟待研究開發(fā)一套新型的破冰結(jié)構(gòu)，提高粧的使用壽命。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型旨在提供一種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，該破冰結(jié)構(gòu)可以有效地避免水中建構(gòu)筑物承受冰載荷，延長水中建構(gòu)筑物的壽命，尤其適用于在海冰海域利用海上風能的裝置，從而推動海上風能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新和商業(yè)化應(yīng)用。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點是，包括用于套設(shè)在水中建構(gòu)筑物浸水面處外壁上的圓筒，設(shè)置在圓筒上的球板，該球板外壁上設(shè)有多個彈性元件，可伸縮的所述彈性元件外端固定有環(huán)向布置的破冰元件;所述圓筒與球板之間形成向水中建構(gòu)筑物側(cè)產(chǎn)生負壓力的真空腔。
[0008]本實用新型在圓筒與球板之間形成真空，產(chǎn)生向水中建構(gòu)筑物側(cè)的負壓力，同時通過在破冰元件與水中建構(gòu)筑物之間增加彈性元件連接，可以使水中建構(gòu)筑物受到的冰力通過彈性元件消耗掉，并通過優(yōu)化破冰結(jié)構(gòu)的型式，減少冰對水中建構(gòu)筑物的作用，促進水中建構(gòu)筑物的使用壽命。
[0009]根據(jù)本實用新型的實施例，還可以對本實用新型作進一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案:
[0010]作為一種替換方式，所述球板與水中建構(gòu)筑物外壁之間直接形成所述真空腔。換句話說，就是取消所述圓筒，直接將球板固定在水中建構(gòu)筑物外壁上，并形成真空腔，也可以達到同樣的效果。
[0011]優(yōu)選地，所述球板上裝有真空閥門。由此通過真空閥門和大功率抽氣栗抽空圓筒與球板之間所封閉區(qū)域的氣體，在圓筒與球板之間形成真空，產(chǎn)生向鋼管粧側(cè)的負壓力。
[0012]為了提高破冰效果，優(yōu)選所述破冰元件的最外端為錐環(huán)，錐環(huán)的尖端朝外。更優(yōu)選地，所述圓筒外壁裝有水平布置的橫桿，該橫桿穿過真空腔，且橫桿的外端相對所述錐環(huán)伸出。
[0013]優(yōu)選地，所述彈性元件為彈簧。更優(yōu)選地，所述彈簧包括橫向伸縮段和豎向伸縮段。由此，破冰元件可以做水平往復(fù)運動或上下往復(fù)運動，從而提高破冰效果。
[0014]為了適應(yīng)海水建構(gòu)筑物的情況，所述圓筒、球板外均設(shè)有環(huán)氧樹脂型重防腐涂料層。優(yōu)選地，所述彈性元件和破冰元件外均設(shè)有聚氨酯漆涂料層。
[0015]作為一種優(yōu)選的實施例，所述水中建構(gòu)筑物為鋼管粧，該鋼管粧為單粧大直徑薄壁結(jié)構(gòu)，該鋼管粧的上部裝有風機，該鋼管粧的底端固定在海底。
[0016]本實用新型通過真空閥門抽空圓筒與球板之間的封閉區(qū)域，形成向水中建構(gòu)筑物側(cè)的負壓力，使破冰結(jié)構(gòu)與粧更緊密連接，減少破冰結(jié)構(gòu)與水中建構(gòu)筑物的相互作用力，有效避免了破冰結(jié)構(gòu)與水中建構(gòu)筑物的焊接破壞，使破冰結(jié)構(gòu)與水中建構(gòu)筑物形成有機的整體。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型尤其解決了海冰區(qū)結(jié)構(gòu)受海冰作用發(fā)生破壞的情況，提高了結(jié)構(gòu)的整體抗冰能力，促進了海上風電行業(yè)的整體發(fā)展，有利于推動海冰區(qū)海上風能資源的開發(fā)應(yīng)用。
[0018]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。
【附圖說明】

[0019]圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0020]圖2為圖1的俯視圖；
[0021]圖3為圖1的側(cè)視圖；
[0022]圖4為所述破冰結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]在圖中:
[0024]1-破冰結(jié)構(gòu);2-鋼管粧;3-錐環(huán);4-球板;5-橫桿;6_彈簧;7_真空閥門；8_圓筒。
【具體實施方式】
[0025]—種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，如圖1所示，所述結(jié)構(gòu)包括破冰結(jié)構(gòu)1、鋼管粧2，鋼管粧2外側(cè)套有破冰結(jié)構(gòu)I，破冰結(jié)構(gòu)I與鋼管粧2通過焊接相連，鋼管粧2結(jié)構(gòu)上部為風機，下部深入海底，整個結(jié)構(gòu)以鋼管粧2基礎(chǔ)為支撐固定在海上。
[0026]如圖2-3所示，所述破冰結(jié)構(gòu)I包括錐環(huán)3、球板4、橫桿5、真空閥門7和圓筒8，圓筒
8、球板4和橫桿5均采用不銹鋼合金材料，外涂環(huán)氧樹脂型重防腐涂料。
[0027]所述錐環(huán)3、彈簧6、真空閥門7采用合金結(jié)構(gòu)鋼材料，外涂聚氨酯漆涂料。
[0028]如圖4所示，所述破冰結(jié)構(gòu)包括錐環(huán)3、球板4、橫桿5、彈簧6、真空閥門7和圓筒8，橫桿5穿過球板4焊接在圓筒8上，橫桿5頭部為錐形并伸出球板4，球板4和橫桿5焊接在圓筒8上，錐環(huán)3與球板4通過彈簧6焊接相連，真空閥門7嵌在球板4中。
[0029]所述真空閥門7通過大功率抽氣栗，抽空圓筒8與球板4之間所封閉區(qū)域的氣體，在圓筒8與球板4之間形成真空，產(chǎn)生向鋼管粧2側(cè)的負壓力。
[0030]所述破冰結(jié)構(gòu)I與鋼管粧2通過焊接相連，鋼管粧2通過打粧船施打固定在海底。
[0031]本實用新型可以推動海冰區(qū)的海上風電的開發(fā)利用，加快海上風能發(fā)電設(shè)備的市場化和商業(yè)化，促進海上風能資源大規(guī)模商業(yè)開發(fā)利用，實現(xiàn)我國的減排承諾。
[0032]上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括用于套設(shè)在水中建構(gòu)筑物浸水面處外壁上的圓筒(8)，設(shè)置在圓筒(8)上的球板(4)，該球板(4)外壁上設(shè)有多個彈性元件，可伸縮的所述彈性元件外端固定有環(huán)向布置的破冰元件;所述圓筒(8)與球板(4)之間形成向水中建構(gòu)筑物側(cè)產(chǎn)生負壓力的真空腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述球板(4)與水中建構(gòu)筑物外壁之間直接形成所述真空腔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述球板(4)上裝有真空閥門(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述破冰元件的最外端為錐環(huán)(3)，錐環(huán)(3)的尖端朝外。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓筒(8)外壁裝有水平布置的橫桿(5)，該橫桿(5)穿過真空腔，且橫桿(5)的外端相對所述錐環(huán)(3)伸出。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性元件為彈簧(6)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈簧(6)包括橫向伸縮段和豎向伸縮段。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓筒(8)、球板(4)外均設(shè)有環(huán)氧樹脂型重防腐涂料層。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性元件和破冰元件外均設(shè)有聚氨酯漆涂料層。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述水中建構(gòu)筑物為鋼管粧(2)，該鋼管粧(2)為單粧大直徑薄壁結(jié)構(gòu)，該鋼管粧(2)的上部裝有風機，該鋼管粧(2 )的底端固定在海底。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有真空腔的水中建構(gòu)筑物破冰結(jié)構(gòu)。所述破冰結(jié)構(gòu)包括用于套設(shè)在水中建構(gòu)筑物浸水面處外壁上的圓筒，設(shè)置在圓筒上的球板，該球板外壁上設(shè)有多個彈性元件，可伸縮的所述彈性元件外端固定有環(huán)向布置的破冰元件；所述與球板之間形成向水中建構(gòu)筑物側(cè)產(chǎn)生負壓力的真空腔。本實用新型避免了水中建構(gòu)筑物發(fā)生冰載荷破壞的情況，提高了結(jié)構(gòu)的整體抗冰能力。
【IPC分類】E02B1/00, E02B17/00
【公開號】CN205382460
【申請?zhí)枴緾N201521111199
【發(fā)明人】劉功鵬, 鐘耀, 張曉明, 羅成喜, 黃春芳, 顏彪, 曾啟東, 孫曉娟
【申請人】中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月29日