一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法技术

本发明专利技术提供了一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法，本发明专利技术包括多个防波堤单元，本发明专利技术能够自动调节射流喷口方向角和喷气装置工作水深，防波堤铺设方便快捷，满足抢险救灾和军事行动需求；防波堤铺设在水面下，为船舶通行提供良好的通航视野，防波提停止工作后可以保证船舶的正常通行，解决了传统浮式防波堤阻碍通航或者增长通航时间的问题；通过喷气装置、射流装置的设计，可以灵活使用实现不同功能；通过调节通向压载仓、气仓的水气比实现喷气装置位置的调节，提高防浪效果，解决现有排气管能量消耗高，易被掩埋；通过射流调节器实现自动调节射流方向，在无人值守的工况下自动工作，减小人工成本。

Jet flow and bubble breakwater with automatic adjustment of flow direction and its wave elimination method

The invention provides a jet and bubble breakwater and wave elimination method to automatically adjust the flow direction. The invention includes a plurality of breakwater units. The invention can automatically adjust the direction angle of the jet nozzle and the working water depth of the jet device, the breakwater is laid convenient and fast, and the emergency disaster relief and military action demand can be met; the breakwater is laid on the wall. Under the water, a good navigation vision is provided for the ship to pass through. After stopping the work, the ship can pass the normal passage and solve the problem that the traditional floating breakwater obstruct navigation or increase the navigation time. The water and gas ratio of the ballast storehouse and air bin can adjust the position of the jet device, improve the effect of the wave prevention, solve the high energy consumption of the existing exhaust pipe and be easily buried, and realize the automatic regulation of the jet direction through the jet regulator, and work automatically under the unattended condition and reduce the artificial cost.

【技术实现步骤摘要】
一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法
本专利技术涉及防波堤领域，具体涉及一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法。
技术介绍
防波堤是防御波浪入侵，形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物，位于港口水域的外围，保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊，进行装卸作业和出入航行的要求。气幕式防波堤是由压气站产生具有一定压强的压缩空气输送至海底排气管，排气管小孔排气，气泡上升过程中形成气幕，在水中形成了表面水平流，使波浪的波能衰减，导致波高减小。申请号为201510245410.7，名称为一种采用气幕式防波堤进行堤头施工防护的方法公开了一种气幕式防波堤，包括一根表面上开有大量小孔的管子、压气站，管子铺设在需要掩护的海域外侧接近水底处，压气站装设在靠泊船上或者一艘独立的工作船上，当气幕式防波堤在工作状态时，压气站产生具有一定压强的压缩空气沿导管或干管输移至孔管部分，送入孔管的压缩空气从管上小孔中冒出，形成大量的气泡，这些气泡在水中逐渐上升、膨胀，并在沿孔管的全长范围形成气泡帷幕，消波作用主要有两个方面来实现：一方面是在气幕作用下，在水体表面形成两个方向相反的水平流，迎浪侧的水平流使得波浪所固有的水质点轨迹运动遭到破坏，促使波浪破碎，波能衰减，导致波高减小；另一方面，气泡四周的水表面张力在消减波能方面也起到较大的作用，随着气泡的上升，表面张力加大，部分地削弱了波动流体的能量，此外，原始波浪在气幕前发生部分的反射，也使得越过气幕的透射波高有所减小。申请号为201610460095.4，名称为一种新型自动射流浮式防波堤及其消波方法公开了一种新型自动射流浮式防波堤，将射流出水孔设置于浮体下部，在底部设置有单片机，在防波堤外侧设置压力式波高仪，依据波高仪数据控制射流流速。但是现有的气幕式防波堤普遍存在以下缺点：一是因排气管是一直沉于水底的，随着水深增加，需要压入排气管的压力随之增大，能量消耗高；二是排气管长期沉于海床，海床泥沙受到水流推动而产生输移，使布设在海底的排气管道逐渐在运行的过程中被掩埋；三是排气管停止工作后，水底的泥沙容易堵塞排气管的出气孔；四是在抢险救灾或军事行动中由于受到时间及自然环境限制，传统浮式防波堤存在阻碍通航或者增长通航时间等问题的存在；三是传统射流式防波堤射流方向固定，虽然可以依据来浪数据调整流速，但是未能通过改变来浪方向提高消浪效果。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法，具有能够自动调节射流喷口方向角和压气装置工作水深的特点，使用灵活。本专利技术解决上述问题的技术方案为：一种自动调整流向的射流与气泡防波堤及其消波方法，包括多个防波堤单元；防波堤单元包括水气动力系统、水气输送管道、喷气装置、喷水装置、锚固装置；水气动力系统位于海岸上，喷水装置位于海水内，水气动力系统与喷水装置通过水气输送管道相连，水气输送管道上设有喷气装置，喷气装置位于海床底部，喷气装置与海岸线平行；锚固装置包括锚和锚链；水气动力系统包括空气压缩机、水泵，空气压缩机、水泵均与水气输送管道相连；喷气装置包括头部、输送部，头部与输送部相连成一体结构，头部位于输送部上方；头部为中空结构，头部截面形状为椭圆形，头部内设有气仓，气仓底部设有压气管，压气管分别位于气仓的左右两侧，压气管远离气仓的一端穿过输送部与水气输送管道连通，压气管的前后两侧分别设有压载仓，压载仓关于压气管对称，压载仓位于气仓下方，压载仓底部设有水气压载管，水气压载管远离压载仓的一端穿过输送部与水气输送管道连通；头部上侧曲面设有多个喷气孔，喷气孔与气仓连通；喷水装置包括射流调节器、射流管道、射流传动转轴，射流调节器包括射流调节器主体、螺旋桨，射流调节器主体前端为中空结构，射流调节器主体前端与螺旋桨相连，射流调节器主体底部设有射流传动转轴，射流传动转轴远离射流调节器主体的一端通过锚链与锚相连，锚固定在海床底部；射流传动转轴上设有射流管道，射流管道一端设有射流出流口，另一端与水气输送管道相连；所述水气输送管道为软管。所述头部为铝合金材料。使用上述防波堤的消波方法，单独使用喷气装置或喷水装置，用于对孤立波、有限振幅波进行消减；喷气装置与喷水装置的共同使用，用于降低波长较短的陡波波高。本专利技术具有有益效果：（1）本专利技术能够自动调节射流喷口方向角和喷气装置工作水深，防波堤铺设方便快捷，满足抢险救灾和军事行动需求；防波堤铺设在水面下，为船舶通行提供良好的通航视野，防波提停止工作后可以保证船舶的正常通行，解决了传统浮式防波堤阻碍通航或者增长通航时间的问题；（2）通过喷气装置、射流装置的设计，可以灵活使用实现不同功能，利用喷气装置与射流装置共同使用，可以有效降低波长较短的陡波波高，利用喷气装置与射流装置的单独使用，可以有针对性的对孤立波、有限振幅波进行消减，扩大其适用范围，有效降低防浪减浪所需要的能源消耗；（3）通过调节通向压载仓、气仓的水气比实现喷气装置位置的调节，提高防浪效果，解决现有气幕式防波堤排气管能量消耗高，在运行的过程中易被掩埋，出气孔易被堵塞的问题；通过射流调节器实现自动调节射流方向，在无人值守的工况下自动工作，减小人工成本。附图说明图1为本专利技术俯视图。图2为本专利技术防波堤单元侧视图。图3为本专利技术喷气装置主视图。图4为本专利技术喷气装置侧视图。图5为本专利技术喷水装置主视图。图6为本专利技术喷水装置侧视图。图中：1-防波堤单元，2-水气动力系统，3-喷气装置，4-喷水装置，5-锚固装置，6-水气输送管道，31-喷气孔，32-气仓，33-压载仓，34-压气管，35-水气压载管，37-头部，38-输送部，41-螺旋桨，42-射流调节器主体，43-射流传动转轴，44-射流出流口，45-射流管道，51-锚链，52-锚。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。一种自动调整流向的射流与气泡防波堤，包括多个防波堤单元1；防波堤单元1包括水气动力系统2、水气输送管道6、喷气装置3、喷水装置4、锚固装置5；水气动力系统2位于海岸上，喷水装置4位于海水内，水气动力系统2与喷水装置4通过水气输送管道6相连，水气输送管道6上设有喷气装置3，喷气装置3位于海床底部，喷气装置3与海岸线平行；锚固装置5包括锚52和锚链51；水气动力系统2包括空气压缩机、水泵，空气压缩机、水泵均与水气输送管道6相连；喷气装置3包括头部37、输送部38，输送部38位于头部37的左右两侧，头部37与输送部38相连成一体结构；头部37为中空结构，头部37截面形状为椭圆形，头部37内设有气仓32，气仓32底部设有压气管34，压气管34分别位于气仓32的左右两侧，压气管34远离气仓32的一端穿过输送部38与水气输送管道6连通，压气管34的前后两侧分别设有压载仓33，压载仓33关于压气管34对称，压载仓33位于气仓32下方，压载仓33底部设有水气压载管35，水气压载管35远离压载仓33的一端穿过输送部38与水气输送管道6连通；头部37上侧曲面设有多个喷气孔31，喷气孔31与气仓32连通；喷水装置4包括射流调节器、射流管道45、射流传动转轴43，射流调节器包括射流调节器主体42、螺旋桨41，射流调节器主体42前端为中空结构，射流调节器主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动调整流向的射流与气泡防波堤，其特征在于，包括多个防波堤单元；防波堤单元包括水气动力系统、水气输送管道、喷气装置、喷水装置、锚固装置；水气动力系统位于海岸上，喷水装置位于海水内，水气动力系统与喷水装置通过水气输送管道相连，水气输送管道上设有喷气装置，喷气装置位于海床底部，喷气装置与海岸线平行；锚固装置包括锚和锚链；水气动力系统包括空气压缩机、水泵，空气压缩机、水泵均与水气输送管道相连；喷气装置包括头部、输送部，头部与输送部相连成一体结构，头部位于输送部上方；头部为中空结构，头部截面形状为椭圆形，头部内设有气仓，气仓底部设有压气管，压气管分别位于气仓的左右两侧，压气管远离气仓的一端穿过输送部与水气输送管道连通，压气管的前后两侧分别设有压载仓，压载仓关于压气管对称，压载仓位于气仓下方，压载仓底部设有水气压载管，水气压载管远离压载仓的一端穿过输送部与水气输送管道连通；头部上侧曲面设有多个喷气孔，喷气孔与气仓连通；喷水装置包括射流调节器、射流管道、射流传动转轴，射流调节器包括射流调节器主体、螺旋桨，射流调节器主体前端为中空结构，射流调节器主体前端与螺旋桨相连，射流调节器主体底部设有射流传动转轴，射流传动转轴远离射流调节器主体的一端通过锚链与锚相连，锚固定在海床底部；射流传动转轴上设有射流管道，射流管道一端设有射流出流口，另一端与水气输送管道相连。...

【技术特征摘要】
1.一种自动调整流向的射流与气泡防波堤，其特征在于，包括多个防波堤单元；防波堤单元包括水气动力系统、水气输送管道、喷气装置、喷水装置、锚固装置；水气动力系统位于海岸上，喷水装置位于海水内，水气动力系统与喷水装置通过水气输送管道相连，水气输送管道上设有喷气装置，喷气装置位于海床底部，喷气装置与海岸线平行；锚固装置包括锚和锚链；水气动力系统包括空气压缩机、水泵，空气压缩机、水泵均与水气输送管道相连；喷气装置包括头部、输送部，头部与输送部相连成一体结构，头部位于输送部上方；头部为中空结构，头部截面形状为椭圆形，头部内设有气仓，气仓底部设有压气管，压气管分别位于气仓的左右两侧，压气管远离气仓的一端穿过输送部与水气输送管道连通，压气管的前后两侧分别设有压载仓，压载仓关于压气管对称，压载仓位于气仓下方，压载仓底部设有水气压载管，水气压载管远离压载仓的一端穿过输送部与水气输送管道连...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚远，胡小青，庞鑫宇，
申请(专利权)人：姚远，
类型：发明
国别省市：江苏,32