本发明专利技术涉及一种多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，包括环形漂浮体和正多边形消能环。正多边形消能环叠放于环形漂浮体上，且可自由旋动地套设于海上风电单桩基础的外围。正多边形消能环包括承力架和网状缓冲单元。承力架包括基础环形体和支撑臂。支撑臂固定于基础环形体的外侧壁上。网状缓冲单元由多个支撑臂所协同拉展、且负担。如此，基础环形体因间接地受到船舶冲撞力作用而围绕海上风电单桩基础执行周向旋转运动，即意味着部分撞击动能转化为旋转动能，且其自身发生弹性形变，以吸收部分撞击动能。与此同时，与船舷始终相顶触的网状缓冲单元亦发生跟随性周向旋转运动，且发生自适应性弹性变形，以吸收剩余撞击动能。以吸收剩余撞击动能。以吸收剩余撞击动能。
【技术实现步骤摘要】
一种多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置
[0001]本专利技术涉及海上风电单桩基础防护
，尤其是一种多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置。
技术介绍
[0002]近年来，海上风力发电得到了越来越多的关注，根据《新兴能源产业发展规划》，到2020年全国风电规划装机以达1.5亿千瓦，其中海上风电3000万千瓦，随着相关鼓励政策的提出和技术瓶颈的突破，海上风电发电将成为一个极具前景的行业。
[0003]在实际运营中，海上风电单桩基础极易因受到船舶的撞击而受损，如此，一方面，因其结构强度被大幅度削减，从而影响到海上风机的运行安全性，情况严重时，甚至会发生倾倒事故；另一方面，如果来犯船舶类型为油轮时，除了为造成海上风电单桩基础受损，油轮因受到刚性冲击力作用而破损，进而导致所运输石油泄漏现象的发生。
[0004]中国专利技术专利CN203420256U公开了一种用于自升式平台桩腿的护舷，所述护舷从内至外依次由内橡胶圆筒、内钢圆筒、蝶形弹性元件、外钢圆筒、外橡胶圆筒套装并相连接构成；其中，所述内橡胶圆筒内圆表面沿轴向均等设有若干圈突出内圆表面的橡胶环Ⅰ，内橡胶圆筒外圆表面沿轴向均等设有若干圈突出外圆表面的橡胶环Ⅱ；所述内钢圆筒内圆表面沿轴向均等设有若干圈与所述内橡胶圆筒外圆表面设有的橡胶环相对应的环槽Ⅰ，所述外钢圆筒外圆表面沿轴向均等设有若干圈环槽Ⅱ；所述外橡胶圆筒内圆表面沿轴向均等设有若干圈与所述外钢圆筒外圆表面设有的环槽相对应的橡胶环Ⅲ。实际应用中，护舷在360
°
范围内均对桩腿起到良好的缓冲保护作用，降低了冲击反力，有效地避免了自升式平台桩腿因受到船舶冲撞而受损问题的出现。然而，上述技术方案亦伴随有以下问题：1）护舷的相对高度位置固定，并不能随着潮汐而进行适应性位置调整，因此导致需护舷沿着平台桩腿轴向进行超长铺设以更好地迎接船舶冲撞，从而势必大大提升了护舷的施工困难度以及施工成本；2）护舷直接套设于平台桩腿的外围，且周向旋转自由度受到限制。如此，仅能依靠护舷的弹性形变来吸收来自于船舶的冲撞动能，而且经过实际观察可知，护舷各区域受到撞击的机率差异极大，即意味着易受到撞击的区域相对固定（一般位于临近主航道位置），极易出现护舷部分区域受损严重，而其他区域未受到冲撞的现象，以上两方面因素综合最终导致护舷的实际应用寿命远远低于设计寿命，需要频繁地对护舷进行维护或换新操作。因此，亟待技术人员解决上述问题。
技术实现思路
[0005]故，本专利技术课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断探讨以及设计改进，最终导致该多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置的出现。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术涉及一种多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其包括环形漂浮体和正多边形消能环。正多边形消能环叠放于环形漂浮体上，且两者均
采取间隙配合方式套设于海上风电单桩基础的外围。应用状态下，环形漂浮体悬浮于海水中，而用来直接承受来自于船舶撞击力的正多边形消能环因受到来自有于环形漂浮体的托顶力作用而漂浮于海面上。正多边形消能环包括有承力架和网状缓冲单元。承力架包括有基础环形体和支撑臂。基础环形体环绕海上风电单桩基础进行布置。支撑臂固定于基础环形体的外侧壁上，且其中心轴线的反向延伸线与基础环形体的中心轴线相交。支撑臂的数目设为多个，且围绕基础环形体的中心轴线进行周向均布。网状缓冲单元用来直接承受来自于船舶的冲撞力，其由多个支撑臂所协同拉展、且负担。当基础环形体因间接地受到船舶冲撞力作用而围绕海上风电单桩基础执行周向旋转运动时，与船舷始终相顶触的网状缓冲单元亦发生跟随性周向旋转运动，且发生自适应性弹性变形。
[0007]作为本专利技术技术方案的进一步改进，网状缓冲单元优选由多片围绕基础环形体中心轴线进行周向均布的缓冲网构成。每个缓冲网均由两相邻支撑臂所协同负担。
[0008]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，缓冲网优选为钢丝绳网或尼龙绳网。
[0009]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，当网状缓冲单元受到船舶冲撞力作用时，支撑臂可以沿其轴向产生伸缩形变。
[0010]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，承力架由弹性模量不小于10*4pa的工程塑料一体注塑而成，且支撑臂直接由基础环形体的外侧壁继续向外延伸而成。
[0011]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，正多边形消能环还包括有稳形单元。稳形单元被网状缓冲单元所环绕，且其由多个橡胶条构成。每个橡胶条均同时连接于两相邻的支撑臂之间。
[0012]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，正多边形消能环还包括有减震单元。减震单元被稳形单元所环绕，且其由多个减震子单元构成。每个减震子单元均由夹设于两相邻支撑臂之间，且被两相邻支撑臂所协同负担。
[0013]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，减震子单元包括有内侧安装板、中间弹性压缩部以及外侧安装板。内侧安装板、外侧安装板均成型于两相邻支撑臂之间，且相互平行而置。中间弹性压缩部可通过自身弹性形变以间接地吸收冲击动能，其被组装于内侧安装板和外侧安装板之间。
[0014]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，减震子单元优选由多个沿着内侧安装板长度方向进行排布、且夹设于内侧安装板和外侧安装板之间的柱状弹簧构成。
[0015]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，减震子单元还包括有橡胶缓冲座。橡胶缓冲座用来承接经由橡胶条传递而来的冲击能动，其可拆卸地固定于外侧安装板的外侧壁上。
[0016]当然，作为上述技术方案的另一种改型设计，基础环形体由刚性材料制得。承力架还包括有环形橡胶衬垫。环形橡胶衬垫贴附、且固定于基础环形体的内侧壁上。支撑臂为与基础环形体组装为一体的缓冲气缸或缓冲液压缸。
[0017]在实际应用中，多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置至少取得了以下几方面的有益效果：1）正多边形消能环环绕海上风电单桩基础进行布置，其用来直接吸收来自于船舶的撞击力，而用来托顶正多边形消能环的环形漂浮体在水浮力的作用下悬浮于海水中。在实际应用中，正多边形消能环可根据不同时段海水水位的不同自适应性地进行相对高度位
置调整，以确保其始终正对位于预来犯船舶。如此，在不明显增加制造成本以及建造困难度的前提下，实现了对海上风电单桩基础的全方位防护，以确保其具有迎接来自于不同方向船舶的意外碰撞的能力；2）当正多边形消能环受到船舶撞击力作用时，其可绕自中心轴线自由地发生周向旋转运动，即意味着部分撞击动能转化为正多边形消能环的旋转动能，而剩余的撞击动能被正多边形消能环通过自身发生弹性形变的方式所吸收，从而在确保对海上风电单桩基础的全方位、可靠防护的前提下，进而可尽可能地降低防撞装置受到撞击时所受到的撞击强度，确保正多边形消能环具有较长的使用寿命；3）当正多边形消能环因受到撞击力作用可自由地执行周向旋动时，网状缓冲单元亦发生跟随性周向旋转运动，且发生自适应性弹性变形以直接吸收来自于船舶的冲撞动能，且在此进程进程中，网状缓冲单元始终与船舷相顶触。如此，从而有效地优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其包括环形漂浮体和正多边形消能环；所述正多边形消能环叠放于所述环形漂浮体上，且两者均采取间隙配合方式套设于海上风电单桩基础的外围；应用状态下，所述环形漂浮体悬浮于海水中，而用来直接承受来自于船舶撞击力的所述正多边形消能环因受到来自有于所述环形漂浮体的托顶力作用而漂浮于海面上，其特征在于，所述正多边形消能环包括有承力架和网状缓冲单元；所述承力架包括有基础环形体和支撑臂；所述基础环形体环绕海上风电单桩基础进行布置；所述支撑臂固定于所述基础环形体的外侧壁上，且其中心轴线的反向延伸线与所述基础环形体的中心轴线相交；所述支撑臂的数目设为多个，且围绕所述基础环形体的中心轴线进行周向均布；所述网状缓冲单元用来直接承受来自于船舶的冲撞力，其由多个所述支撑臂所协同拉展、且负担；当所述基础环形体因间接地受到船舶冲撞力作用而围绕海上风电单桩基础执行周向旋转运动时，与船舷始终相顶触的所述网状缓冲单元亦发生跟随性周向旋转运动，且发生自适应性弹性变形。2.根据权利要求1所述的多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其特征在于，所述网状缓冲单元由多片围绕所述基础环形体中心轴线进行周向均布的缓冲网构成；每个所述缓冲网均由两相邻所述支撑臂所协同负担。3.根据权利要求2所述的多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其特征在于，所述缓冲网为钢丝绳网或尼龙绳网。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其特征在于，当所述网状缓冲单元受到船舶冲撞力作用时，所述支撑臂可以沿其轴向产生伸缩形变。5.根据权利要求4所述的多面缓冲式海上风电单桩基础防撞装置，其特征在于，所述承力架由弹性模量不小于10*4pa的工程塑料一体注塑而成，且所述支...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈中祥，赵周杰，陈继业，毕玙璠，雍允豪，王文庆，罗嘉鑫，蒋印，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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