[发明专利]一种利用波浪能为气浮平台充气的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种充气装置，尤其涉及一种利用波浪能为气浮平台充气的装置。

背景技术

与常规驳船型海洋平台相比，气浮平台在波浪中受到的弯矩和慢性漂移力相对较小，垂荡和纵摇、横摇运动响应也相对平缓，且气浮平台运动响应的自然周期比相同尺寸或排水量的驳船型平台长，可有效避免平台与波浪共振，因而在海洋工程中气浮平台备受青睐，被用作海上浮式机场、人工岛、货物运输平台等。

气浮平台要求在平台下方的气垫内保持一定压力的气体。然而气垫内的压缩空气容易因平台的密封性不好而缓慢泄露，或者在高海况下因平台的大幅运动而逃逸出去。而气垫一旦失压，气浮平台的水动力性能就达不到设计要求，甚至可能因气浮平台的储备浮力不够而沉没。

长期以来，为克服气浮平台气垫的气体泄露问题，大多采用气泵或空气压缩机为气浮平台供气/补气，这种充气技术需要消耗可观的电能，且需要额外的气压监控设备对气浮平台的气垫压力进行实时监控以判定是否需要充气。显然，对于无人值守或没有电力供应的气浮平台，这种常规的充气技术实施起来较为困难。因而利用波浪能为气浮平台进行自动充气是一种非常理想、经济的方案，而这种方案目前在国内外已公开的文献或专利中还未出现过。

不过在更广的范围内，已有一些专利涉及利用波浪能制备压缩空气的装置，比较典型的如专利201420308943.6(波浪能供气装置)公开了一种在海岸边利用波浪能为储气罐供气的装置，该装置把推板安装在具有坡度、带有限位槽的基座上，推板可以在基座上平移，该装置利用波浪驱动推板、带动活塞杆和充气筒内的活塞把空气压缩到储气罐中。然而，把该专利中的充气装置直接用作气浮平台的充气装置实施起来较为困难，原因主要包括以下几点：

1)该装置的推板只能接收一个方向的波浪能，当波浪方向与推板行进方向不一致时，该装置的波浪能利用效率就比较低；

2)该装置没有充气工作停止的机制，只要有波浪作用到推板上，充气工作就一直进行，从而使储气空间中的气压不断上升、直至波浪推不动推板为止，容易造成储气空间内压力过高发生危险；

3)该装置的活塞杆直接暴露在海水中，容易腐蚀或附着污染物，在来回抽插中与充气筒上的密封环摩擦容易使密封环失效，从而造成充气筒漏水。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种工作效率更高、结构更加可靠、使用上更加安全的利用波浪能为气浮平台充气的装置，可用于维持海上有人或无人值守的气浮平台的气垫压力，防止气浮平台因慢撒气或运动幅值过大漏气而造成气压不足。该装置可根据气浮平台的浮态自动启动或停止充气工作，无需人为干预，且只依靠吸收波浪能工作，不需要额外提供能量，因此该装置还具有绿色、节能、结构简单等优点。

本发明的目的是这样实现的：包括安装在气浮平台外侧壁上的基座、输气管、吸气管、连接杆、浮子、设置在基座内部的限位腔、基座空腔、打气筒和设置在基座空腔内的压板，连接杆的一端与浮子固连、另一端伸入至基座空腔内与压板固连，且在连接杆与基座的连接处设置有密封的隔水膜，压板还铰接连接有支撑杆，支撑杆的端部固连有限位片，限位片位于限位腔内，所述打气筒至少有四个且对称设置在支撑杆的周围，每个打气筒的活塞杆的底端设置有弹簧、顶端通过滚轮压在压板上，每个打气筒的活塞杆上设置有一号单向阀和二号单向阀，所述输气管的一端与气垫连通、另一端穿过基座后与打气筒的排气口连通，所述吸气管的一端与大气连通、另一端穿过基座通过基座空腔与打气筒的进气口连通，所述输气管与气垫连接的端部设置有三号单向阀，输气管上还设置有泄压阀。本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述吸气管与大气连通的端部设置有防雨帽。

2.所述基座是圆台结构，且圆台的侧面与底面之间的夹角不大于60度、侧面与上表面的夹角不小于120度。

3.所述浮子是多面体结构，且各个表面均是凹曲面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明采用了一种可以上下左右前后运动的浮子来俘获波浪能，这样无论波浪从哪个方向传播过来，该浮子都能跟随波浪运动，有效克服了推板只能吸收单一方向波浪能的缺陷；此外，为了进一步提高浮子的波浪能俘获效率，本发明把浮子的各表面设为凹曲面形，试验证明凹曲面结构的波浪能俘获效率比平面结构高。