一种可控沉浮的阻波帘及其使用方法与流程

1.本发明是属于水下冲击波防护技术，具体是一种可控沉浮的阻波帘及其使用方法，尤其涉及通过充抽气控制阻波帘块沉浮并形成阻波帘阻波。


背景技术：

2.阻波帘是利用一种材料做成帘状，它的波阻抗与水的波阻抗相差较大，水中冲击波遇到阻波帘时起反射；同时水中冲击波对阻波帘压缩、变形而吸收冲击波的能量，从而削减冲击波的危害。在水下爆破施工、水下爆炸作业时，用于保护邻近设施、水生物不受损害。可控沉浮阻波帘主要是为在航道附近施工中，因安装阻波帘而影响航道使用而设计的可控沉浮的阻波装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种可控沉浮的阻波帘及其使用方法，能够解决因航道安装阻波帘而影响船舶航行的问题。
4.本发明提供的技术方案是：一种可控沉浮的阻波帘，所述阻波帘是由若干阻波块按水平方向、垂直方向用系绳捆扎连接构成，所述阻波块由外锥管、内锥管、u型螺栓、充气气囊、系绳以及防浮系绳孔构成；充气气囊之间相互连通，阻波块的块与块之间通过系绳结连接，每块阻波块的两侧分别设有充抽气用的外锥管、内锥管和u型螺栓，内锥管插入外锥管内、u型螺栓拧紧在外锥管的螺纹上；外锥管与充抽气橡胶管连接，充抽气橡胶管与充抽气机相接，充抽气橡胶管与充抽气机之间设有抽气阀门和充气阀门，充气时，充抽气橡胶管连接到充气阀门，充气阀门连接在充抽气机气罐；抽气时，充抽气橡胶管连接到抽气阀门，抽气阀门直接与充抽气机进气口相接。
5.所述充气气囊为柱状、网格状或蛋形状。
6.所述系绳结上加挂有配重。
7.所述充抽气橡胶管在水中部份加挂有充抽气管配重。
8.所述u型螺栓相对于内锥管是活动的，螺纹是内螺纹，外锥管是固定的外螺纹，使用时将内锥管插入外锥管，u型螺栓拧紧在外锥管的固定的外螺纹上。
9.所述阻波帘下端的阻波块防浮系绳孔穿过塑胶钢丝绳连接，配重快扣挂在塑胶钢丝绳上，抗浮配重扣在配重快扣上。
10.所述的可控沉浮的阻波帘的使用方法，其步骤如下：
11.(1)将可控沉浮的阻波块用阻波帘块间系绳连接，充抽气管用外锥管、内锥管及u型螺栓紧密连接；
12.(2)最下端的椭圆形防浮系绳孔用配重快扣扣在串有抗浮配重的塑胶钢丝绳上；
13.(3)侧端的内锥管及u型螺栓用充抽气橡胶管连接在充抽气机带充、抽气阀门的接头上；
14.(4)将若干块可控沉浮充气阻波块连接组成阻波帘沉入水底；
15.(5)打开充气阀和抽气阀，起动充抽气机充气，使可控沉浮的阻波帘充气浮起，形成阻波帘阻波，充气完成，关闭充气阀；
16.(6)阻波工作完毕，打开充、抽气阀，将橡胶充气管改接到抽气端口，起动充抽气机抽气，使可控沉浮阻波帘排气缩小，沉入水底，关闭抽气阀。
17.所述阻波帘的充抽气管连接端及阻波块充气口和抽气口间联接端的采用锥形密封接口连接。
18.所述阻波块之间通过系绳捆挷连接。
19.本发明突出的优点在于：
20.1、能够吸收冲击波的能量，从而削减冲击波的危害。在水下爆破施工、水下爆炸作业时，用于保护邻近设施、水生物不受损害。
21.2、可控沉浮充气阻波帘主要是为在航道附近施工中，因安装阻波帘而影响航道使用而设计的可控沉浮的阻波装置。
附图说明
22.图1是本发明所述的可控沉浮的充气阻波帘的结构示意图。
23.图2是本发明所述的可控沉浮的阻波块的结构示意图。
24.图3是本发明所述的可控沉浮的阻波帘的外锥管结构示意图。
25.图4是本发明所述的可控沉浮的阻波帘的内锥管结构示意图。
26.图5本发明所述的可控沉浮的阻波帘的内锥管与外锥管连接图。
27.图中标记为：外锥管1、内锥管2、充气气囊3、阻波帘块间系绳4、防浮系绳孔5、抽气阀门6、充抽气机气罐7、充气阀门8、充抽气机9、充抽气橡胶管10、塑胶钢丝绳11、抗浮配重12、配重快扣13、气管封口14、系绳结15、u型螺栓16、阻波块17、充抽气管配重18以及加挂配重19。
具体实施方式
28.以下通过附图和实施例对本的技术方案作进一步说明。
29.实施例1
30.如图1至图5所示，本发明所述的可控沉浮的阻波帘，组成构件包括外锥管1、内锥管2、充气气囊3、阻波帘块间系绳4、防浮系绳孔5、抽气阀门6、充抽气机气罐7、充气阀门8、充抽气机9、充抽气橡胶管10、塑胶钢丝绳11、抗浮配重12、配重快扣13、气管封口14、系绳结15、u型螺栓16、阻波块17、充抽气管配重18以及加挂配重19。组成构件的具体结构为：
31.所述阻波帘是由若干阻波块按水平方向、垂直方向连接组成，所述阻波块17由外锥管1、内锥管2、u型螺栓16、充气气囊3、阻波帘块间系绳4以及防浮系绳孔5构成，所述充气气囊3为柱状或网格状，充气气囊3底部设有防浮系绳孔5，充气气囊3之间相互连通，阻波块17的块与块之间通过系绳4结成的系绳结15连接，并在系绳结15上加挂配重19；阻波块17上的内锥管2插入外锥管1内、u型螺栓16拧紧在外锥管1的螺纹上；外锥管1与充抽气橡胶管10连接，充抽气橡胶管10与充抽气机9相接，充抽气橡胶管10与充抽气机9之间设有抽气阀门6、充气阀门8；所述阻波块17上的防浮系绳孔5用塑胶钢丝绳11穿过，然后用配重快扣13将防浮系绳孔5、塑胶钢丝绳11连同抗浮配重12扣起来；充气时，充抽气橡胶管10连接到充气
阀门8，充气阀门8连接在充抽气机气罐7；抽气时，充抽气橡胶管10连接到抽气阀门6，抽气阀门6直接与充抽气机9进气口相接。
32.组装好的阻波块17多余的外锥管1的口用气管封口14封堵。
33.所述充抽气橡胶管10在水中部份加挂充抽气管配重18。
34.实施例2
35.本实施例为本发明所述的可控沉浮的阻波帘的使用方法，包括以下步骤：
36.(1)连接可控沉浮的阻波帘。平摊开可控沉浮的阻波块17，将各阻波块的外锥管1、内锥管2和u型螺栓16连接拧紧密闭，阻波块的块与块之间用高强尼龙扁带制成的系绳4捆扎连成整体；可控沉浮的阻波帘另一端的外锥管1用封口14封堵。充抽气橡胶管10另一端牵拉到水面。
37.(2)配重安装。连接好阻波帘下端防浮系绳孔5，抗浮配重12扣在配重快扣13上。抗浮配重12可以用预制作好的混凝土块、装石块铁笼或用预制好的钢构件制成，将可控沉浮的阻波帘沉入水下。亦可以先将抗浮配重12安装水下，然后将可控沉浮的阻波帘扣上抗浮配重12。可控沉浮的阻波帘如果密度过小，应在阻波帘块间系绳4系上加挂配重19。
38.(3)连接充气。将连接可控沉浮的阻波帘的充抽气橡胶管10连接在充气阀门8上，开机充气，将可控沉浮的阻波帘浮起，关闭充气阀8即可使用。
39.(4)抽气下沉。工作完毕，将充抽气橡胶管10移至抽气阀门6上，打开抽气阀门6、充气阀8，开机抽气，使阻波帘收缩减小浮力，沉入水底，恢复通航。
40.所述可控沉浮的阻波块17是由橡胶、防水布、涂胶布制作。
41.所述充气气囊3呈小柱状、多网格状、蛋形状。
42.所述充气气囊3互通，并与充抽气管的充抽气阀螺母1、充抽气阀螺杆2相通。
43.所述充抽气管连接端及阻波块充气口和抽气口间联接端的锥形管螺纹连接由外锥管、内锥管和u型螺栓组成；其中u型螺栓相对于内锥管是活动的，螺纹是内螺纹，外锥管是固定的外螺纹；使用时将内锥管插入外锥管，u型螺栓拧紧在外锥管的固定的外螺纹上。
44.工作原理及过程：
45.可控沉浮的阻波帘阻挡衰减冲击波的工作原理是利用可控沉浮阻波帘中的气囊在水中产生一道气体墙，它的密度ρ1很小，波的传递速度c1也小，波阻抗ρ1c1约为9860kg/m2.s；而水的密度ρ2较大，波的传递速度c2较大，水的波阻抗ρ2c2约为1450000kg/m2.s。
46.当水中冲击波入射遇到可控沉浮的阻波帘时，界面上两侧的质点速度相等，设水的波阻抗与可控沉浮的阻波帘中的气囊气体的波阻抗之比为：
47.n＝ρ2c2/ρ1c1ρ1c1＝147.06
48.则透射进入可控沉浮的阻波帘的冲击波透射率为：
49.t＝2/(1 n)＝0.0135
50.反射回水中的冲击波的反射率为：
51.f＝(1
‑
n)/(1 n)＝
‑
98.65(反射冲击波与入射冲击波方向相反)。
52.当入射冲击波的波峰压力为p，透射进入可控沉浮的阻波帘的冲击波的波峰压力为p
t
，反射回水中的冲击波的波峰压力为p
f
时：
53.p
t
＝t
·
p＝0.0135p
54.p
f
＝f
·
p＝
‑
98.65p
55.由此可见，安装了可控沉浮的阻波帘后，理论上透射到可控沉浮的阻波帘的冲击波的波峰压力p
t
仅仅是水中入射冲击波的波峰压力p的1.35％，其余的均反射了。
56.可控沉浮的阻波帘除了对入射冲击波反射外，同时对入射冲击波的能量也具有吸收作用。气囊受冲击波压力作用下变形、压缩、伸张的过程中，把一部分冲击波能量转化为热量，通过热传导，损耗于水介质中。