一种动力定位浮式消波堤结构的制作方法

本发明涉及消波堤技术领域，尤其涉及一种动力定位浮式消波堤结构。

背景技术：

消波堤是用来保护一定水域使之不受外来波浪侵扰的设施，采用消波堤能减小海洋波浪的冲击，从而在一定海洋范围内构建一个相对稳定的区域，该区域便于船舶装卸、养殖作业等。研究表明，大部分的波浪能量都聚集在波浪的表面，但是传统的消波堤将大部分材料都使用在堤的下方，材料浪费且不易于保养，并且消波作用不甚理想，为了降低成本，现在常见的消波堤都采用浮动消波堤，常见的浮动消波堤有地毯式柔性浮动消波堤、框架式消波堤以及摇动式消波堤。然而这些现有的消波堤消波效果不佳，而且投入海洋后，消波堤的位置难以调整。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的消波堤存在消波效果不佳、投放位置难以调整的问题，提供了一种消波效果好、投放水域后便于调整定位的动力定位浮式消波堤结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动力定位浮式消波堤结构，包括支架笼体、固定在支架笼体上端两侧的上浮箱，所述支架笼体的底部固定有下舱体，所述下舱体的底部设有若干用于定位的螺旋桨组件；所述支架笼体的两侧均设有操作室，所述操作室的上端与上浮箱固定，所述下舱体的两端分别与操作室的下端侧面固定；所述支架笼体的前侧、后侧均固定有整流消波机构，所述整流消波机构包括若干横向平行分布的导流消波板组件、若干纵向分布的用于导流消波板组件定位的定位隔板，相邻两个导流消波板组件之间形成消波通道。整个消波堤通过支架笼体将上浮箱、操作室、下舱体连接在一起，整体自身结构稳定、抗风浪强度大；

整体通过船托运至待水域进行布设，整体通过上浮箱浮在水面上，操作人员进入操作室内操控螺旋桨组件的工作，从而使得消波堤定位在适宜的位置，多个消波堤之间依次连接形成一个浮在水面上的堤坝，波浪冲向消波堤一侧时，波浪会进入每个消波通道内，波浪进入消波通道内后，消波通道将大波浪分隔成若干小波浪，从而削弱波浪的波幅与波频，小波浪沿着消波通道内流动，小波浪的能量不断衰减，水流的动能损耗，最终从另一侧的消波通道中流出平稳的水流。经过消波通道两次消波，波浪的波幅、波频显著降低，波浪的动能削弱，从而构建出一个相对平稳的适合船舶装卸、养殖作业的水域环境。

作为优选，所述操作室的顶部固定有通道管，所述通道管的上端穿过上浮箱，所述通道管的上端端部设有密封盖，通道管的下端伸入操作室内。投放后，作业人员可以通过通道管进入操作室内槽孔螺旋桨组件以调整消波堤的位置，调整好之后从通道管内出来并盖上密封盖；后续也可以通过通道管进入操作室内进行检修等。

作为优选，两个上浮箱的顶面之间固定有甲板，所述甲板的前侧、后侧均设有防浪板，所述防浪板上设有若干竖槽孔，所述防浪板与甲板之间设有若干加强筋。甲板进一步增加整体连接强度，甲板上的防浪板也能阻挡水面表面的风浪，风浪冲向防浪板后，水流沿着竖槽孔进行分流，从而使得消波堤一侧的水面上更加平稳。

作为优选，所述上浮箱的外侧壁上固定有若干连接座，每个连接座上均设有连接孔。投放多个消波堤并通过螺旋桨组件定位后，相邻两个消波堤之间通过锁链将连接件上的连接孔连接，使得多个消波堤依次连接长一段长堤。

作为优选，所述的导流消波板组件包括上水平板、下水平板、用于连接上水平板与下水平板的连接斜板，所述上水平板与连接斜板的连接端向外延伸形成扰流板。水波从两个下水平板之间的间隙流入后再沿着连接斜板之间的间隙向上流动，水波经过扰流板的时候方向再次改变，在扰流板处发生折返形成扰流区，前面的水波和扰流区的水波混合后进入上水平板之间的间隙中；消波通道限制了水波的波幅，水波的方向发生多次改变，每次改变均会导致能量衰减，扰流区与水波混合后，水分子的作用力使得水波中的大量动能被相互抵消，水波的流速减缓，动能减小，从支架笼体的前侧的整流消波机构中流出的波幅小、波频小、动能小的水波再次进入支架笼体后侧的整流消波机构种，经过消波通道的二次消波，最终水波变成平稳的水流（整个过程中，水波的很大一部分动能转化为消波堤在水面上浮动的动能）。同时水波作用在连接斜板上产生向下的分力，该分力与上浮箱的浮力方向相反，从而使得整个消波堤更加稳定的浮在水面上。

作为优选，所述扰流板上设有若干扰流槽，所述连接斜板上设有若干组扰流孔，每组扰流孔包括两个呈八字形对称分布的长槽孔。连接斜板处流动的水波一分为二，一部分水波直接通到长槽孔流入下面的消波通道内，另一部分水波沿着连接斜板流动至扰流板处；水波经过扰流板的时候又一分为二，一部分水波直接通过扰流槽向前流动，另一部分水波受到扰流板的阻挡而折返形成扰流区，扰流区将消波通道内的水波阻断，扰流区的水与消波通道前端的水波混合时削弱水波的动能，经过扰流区的水波与从扰流槽处直接出来的水波再次混合，进一步削弱动能；而且连接斜板上设置扰流孔，使得上一个消波通道内的水波经过扰流孔直接进入下面的消波通道内，并作用在下面的消波通道内的扰流区，使得扰流区中的水流存在各个方向，进一步抵消了水波中的大量动能；水波经过消波通道时内细分成多股不同动能、不同角度的水波，多股水波之间相互作用（水分子碰撞）使得水波的动能损耗、波幅波频减小，最终起到良好的消波作用。

作为优选，每组扰流孔中的两个长槽孔的夹角为60°-90°，所述连接斜板与上水平板的夹角为30°-55°。

作为优选，所述支架笼体内位于两个整流消波机构的内侧均固定有网孔消波板，所述网孔消波板上设有若干呈阵列分布的消波孔。从消波通道内流出的水流再次经过网孔消波板二次消波，二次消波后的水流最后经过后续的消波通道继续消波。

作为优选，所述支架笼体内位于两块网孔消波板之间的位置设有竖向分布的滑轨，滑轨内设有两条滑槽，每条滑槽内均设有滑板，所述滑板上设有呈阵列分布的分流孔。经过网孔消波板后的水波经过滑板上的分流孔再次细分成多股细小的水波，从分流孔排出的多股水波之间相互作用、相互干涉，水波的动能再次损耗，同时滑板可沿着滑轨移动，水波的作用力使得滑板滑动，水波的部分动能转化为滑板的动能；由于两块滑板的滑动无法保持同步，这就导致分流孔的位置不断改变，也能削弱水波的动能。

作为优选，所述滑板的外侧面均设有横向加强条，所述横向加强条的横截面呈直角三角形，两个横向加强条上的斜面相互平行。横向加强条增加滑板的强度，横向加强条上存在斜面，水波作用在斜面上会产生向上或者向下的分力，该分力使得滑板能够上下滑动，将水波的动能转化为滑板的动能。

因此，本发明具有消波效果好、投放水域后便于调整定位的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1的另一视角的结构示意图。

图3为支架笼体、整流消波机构的连接示意图。

图4为整流消波机构的结构示意图。

图5为图4的侧视图。

图6为图4中a处局部放大示意图。

图7为消波通道内水波流向模拟示意图。

图8为网孔消波板的结构示意图。

图9为图8的正视图。

图10为滑板的结构示意图。

图11为滑板的侧视图。

图12为多个消波堤的连接示意图。

图中：支架笼体1、上浮箱2、连接座200、连接孔201、下舱体3、螺旋桨组件4、操作室5、通道管6、密封盖7、甲板8、防浪板80、竖槽孔81、加强筋82、整流消波机构9、导流消波板组件10、上水平板100、下水平板101、连接斜板102、扰流板103、扰流槽104、扰流孔105、长槽孔106、定位隔板11、消波通道12、网孔消波板13、消波孔130、滑轨14、滑板15、分流孔150、横向加强条151。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3、图4和图5所示的一种动力定位浮式消波堤结构，包括支架笼体1、固定在支架笼体上端两侧的上浮箱2，支架笼体1的底部固定有下舱体3，下舱体3的底部设有若干用于定位的螺旋桨组件4；支架笼体1的两侧均设有操作室5，操作室5的上端与上浮箱2固定，下舱体3的两端分别与操作室5的下端侧面固定；操作室5的顶部固定有通道管6，通道管的上端穿过上浮箱，通道管6的上端端部设有密封盖7，通道管的下端伸入操作室内；两个上浮箱2的顶面之间固定有甲板8，甲板8的前侧、后侧均设有防浪板80，防浪板上设有若干竖槽孔81，防浪板与甲板之间设有若干加强筋82；上浮箱2的外侧壁上固定有若干连接座200，每个连接座上均设有连接孔201。

支架笼体1的前侧、后侧均固定有整流消波机构9，整流消波机构包括若干横向平行分布的导流消波板组件10、若干纵向分布的用于导流消波板组件定位的定位隔板11，相邻两个导流消波板组件10之间形成消波通道12；如图6所示，导流消波板组件10包括上水平板100、下水平板101、用于连接上水平板与下水平板的连接斜板102，上水平板100与连接斜板的连接端向外延伸形成扰流板103，扰流板103上设有若干扰流槽104，连接斜板102上设有若干组扰流孔105，每组扰流孔包括两个呈八字形对称分布的长槽孔106，每组扰流孔中的两个长槽孔的夹角为60°-90°，连接斜板与上水平板的夹角为30°-55°。水波经过消波通道后的状态如图7所示，水波整体沿着消波通过从左到右流动，水波经过扰流孔105时，一股水流经过长槽孔进入下面的消波通道内，另一股水波沿着连接斜板向上流动，水波经过扰流板时，一股水波直接穿过扰流槽后向右流动，另一股水波在扰流板的作用下发生折返形成扰流区，水波经过消波通道时内细分成多股不同动能、不同角度的水波，多股水波之间相互作用（水分子碰撞）使得水波的动能损耗、波幅波频减小，最终起到良好的消波作用。

如图8和图9所示，支架笼体1内位于两个整流消波机构的内侧均固定有网孔消波板13，网孔消波板13上设有若干呈阵列分布的消波孔130；如图10和图11所示，支架笼体1内位于两块网孔消波板13之间的位置设有竖向分布的滑轨14，滑轨14内设有两条滑槽，每条滑槽内均设有滑板15，滑板上设有呈阵列分布的分流孔150，滑板15的外侧面均设有横向加强条151，横向加强条的横截面呈直角三角形，两个横向加强条上的斜面相互平行。

结合附图，本发明的原理如下：整个消波堤通过支架笼体将上浮箱、操作室、下舱体连接在一起，整体自身结构稳定、抗风浪强度大；

整体通过船托运至待水域进行布设，整体通过上浮箱浮在水面上，操作人员进入操作室内操控螺旋桨组件的工作，从而使得消波堤定位在适宜的位置，多个消波堤之间依次连接形成一个浮在水面上的堤坝，连接状态如图12所示；波浪冲向消波堤一侧时（图5中的左侧为受风浪冲击的面），波浪会进入每个消波通道内，波浪在消波通道内的流动状态如图7所示；从支架笼体左侧的整流消波机构流出的水波，经过网孔消波板、滑板上的分流孔后再进入支架笼体右侧的整流消波机构中，最后从消波堤的右侧流出。经过消波通道两次消波、网孔消波板、滑板上的分流孔的消波，波浪的波幅、波频显著降低，波浪的动能削弱，从右侧流出来的水波相对平稳，从而构建出一个相对平稳的适合船舶装卸、养殖作业的水域环境。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

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