王曼+李俊+胡慶松+陳雷雷+林軍
摘 要:近年來(lái),我國(guó)將發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)納入國(guó)家戰(zhàn)略,海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展,用于消減風(fēng)浪,防護(hù)海水養(yǎng)殖設(shè)施的浮式消波裝置也被大力推廣使用。文章設(shè)計(jì)了一種新型浮式消波筏間的連接輔助構(gòu)件,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧,拆卸容易,可在不破壞消波筏組件的情況下原地拆卸連接結(jié)構(gòu),更換消波筏單體,使浮式消波筏組件的維修保養(yǎng)更為方便,可大大節(jié)省人力物力,促進(jìn)漁民增產(chǎn)增收。
關(guān)鍵詞:海水養(yǎng)殖;浮式消波筏;連接輔助構(gòu)件;L形連接件
中圖分類號(hào):TH131.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)35-0048-02
引言
隨著陸地糧食資源緊缺,海洋資源的爭(zhēng)奪也將更加激烈,國(guó)家“十三五”規(guī)劃提出了拓展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)空間,壯大海洋經(jīng)濟(jì)等一系列目標(biāo)[1],海洋牧場(chǎng)的建設(shè)也得到了進(jìn)一步加強(qiáng),海水養(yǎng)殖是建設(shè)海洋牧場(chǎng)的重要組成部分,也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)漁業(yè)持續(xù)增產(chǎn)增收的重要途徑[2]。
現(xiàn)有的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)大都集中在10米等深線的沿海近岸海域,養(yǎng)殖空間擁擠,導(dǎo)致水體流動(dòng)性差,局部海域超負(fù)荷發(fā)展, 海水富營(yíng)養(yǎng)化程度不斷惡化,養(yǎng)殖病害不斷發(fā)生等一系列問(wèn)題,成為制約海水養(yǎng)殖的瓶頸。近海開放型海域和遠(yuǎn)海水域一般離岸比較遠(yuǎn), 水質(zhì)優(yōu)良。并且水域開闊,海流通暢, 環(huán)境容量大, 自凈能力強(qiáng), 能有效降低養(yǎng)殖病害發(fā)生, 非常適宜海水養(yǎng)殖。但這些開放海域往往風(fēng)大、浪高、流急,海況復(fù)雜,養(yǎng)殖設(shè)施的抗風(fēng)浪防護(hù)問(wèn)題越來(lái)越凸顯,各式各樣的消波裝置也應(yīng)運(yùn)而生[3-4]。其中浮式消波筏由于生產(chǎn)成本低,消波效果好等優(yōu)點(diǎn)在海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)中得到大量應(yīng)用[5]。浮式消波筏間通過(guò)連接構(gòu)件連接后組成浮式消波系統(tǒng),但現(xiàn)有浮式消波筏單體之間的連接由于配合間隙問(wèn)題,導(dǎo)致單體間的相互扭動(dòng)不夠理想;在惡劣的臺(tái)風(fēng)期間,消波筏單體間的連接件受力集中,易損壞(圖1),現(xiàn)有連接件在不破壞消波筏單體的情況下,難以拆卸和更換,維護(hù)成本很高。
針對(duì)上述問(wèn)題,文章設(shè)計(jì)了一種新型的浮式消波筏間的連接輔助構(gòu)件,該連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧,拆卸較容易,當(dāng)有某一個(gè)消波筏單體受損時(shí),可在不破壞消波筏組件的情況下原地拆卸連接結(jié)構(gòu),更換消波筏單體,輔助連接構(gòu)件的設(shè)計(jì)使受損組件維修更方便。
1 消波筏的工作原理介紹
消波系統(tǒng)的工作機(jī)理是通過(guò)具有一定體積和自重的浮動(dòng)構(gòu)筑物,在海上受各向風(fēng)、浪、流組合作用時(shí),所發(fā)生的橫搖、縱搖、升沉、進(jìn)退、橫移和首尾擺動(dòng),以衰減外力作用的能力,從而起到消波的作用。其中浮式消波筏由于消波效果好,透水性好,掩護(hù)區(qū)域內(nèi)的水體換水率高,水體循環(huán)受到的限制小,對(duì)海產(chǎn)品濾食海水中的浮游生物和有機(jī)碎屑顆粒影響較小,因而較傳統(tǒng)消波裝置而言使用的越來(lái)越廣泛。浮式消波筏單體間通過(guò)連接件組裝在一起,消波筏既直接反射波浪,還通過(guò)消波筏單體之間的上下扭動(dòng)起到壓浪的作用。圖2所示為消波筏的正常工作示意圖。
2 浮式消波筏間連接輔助構(gòu)件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)消波筏的安裝作用和使用現(xiàn)狀,對(duì)連接輔助構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。文章設(shè)計(jì)的消波筏間連接輔助構(gòu)件主要由一對(duì)L形連接件,一個(gè)限位銷塊和一根銷棒等部件組成,其構(gòu)件立體結(jié)構(gòu)圖和剖面圖見圖3,圖4。其中一對(duì)L形連接件相互裝配并在水平面內(nèi)呈中心對(duì)稱,L形連接件具有長(zhǎng)端和短端,長(zhǎng)端具有供短端插入的限位槽;限位槽底部留有供銷棒插入的插入孔,短端也對(duì)應(yīng)著銷棒插入孔;圖3中限位銷塊上也有銷棒插入孔。
3 浮式消波筏間連接輔助構(gòu)件的關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 L型連接鍵的設(shè)計(jì)
圖5 L形連接件相互裝配并在水平面內(nèi)呈中心對(duì)稱,它具有長(zhǎng)端101與短端102。長(zhǎng)端101具有供短端102插入的限位槽,限位槽底部留有供銷棒插入的孔101a;短端102設(shè)有插入孔102a,銷棒插入孔102a為不封閉的弧形槽孔。長(zhǎng)端設(shè)計(jì):長(zhǎng)端101內(nèi)切面內(nèi)有銷塊斜面引導(dǎo)凸臺(tái),且長(zhǎng)端恰能和另外一個(gè)L型連接鍵的短端過(guò)盈配合。短端設(shè)計(jì):短端102設(shè)有與銷塊引導(dǎo)凸臺(tái)相配合的凹槽203,用于銷塊的輔助限位。L型連接件的長(zhǎng)短端配合設(shè)計(jì),給浮體上下左右的晃動(dòng)留有一定間隙,消波筏的消波效果更好。
3.2 銷塊及銷棒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖6中的限位銷塊兩側(cè)具有弧形面202,弧形面202與L形連接件長(zhǎng)端的弧形面形成近似圓形的連接孔,用于連接相鄰的浮式消波筏管件。圖7斜面銷塊引導(dǎo)凸臺(tái)決定該輔助構(gòu)件與浮式消波筏單體管件間的配合間隙,銷塊引導(dǎo)凸臺(tái)與凹槽203過(guò)盈配合,用于保證兩個(gè)L型連接件緊密配合。
銷棒(圖8)的長(zhǎng)度小于L形連接件兩側(cè)的距離,銷棒插入孔(101a)外側(cè)具有螺紋,用于與螺栓裝配,將銷棒限定在輔助構(gòu)件內(nèi)部。
3.3 整體結(jié)構(gòu)配合設(shè)計(jì)
對(duì)于消波筏輔助構(gòu)件的各部分裝配也有一定要求,銷棒與各個(gè)插入孔過(guò)盈配合,且銷棒的長(zhǎng)度小于L形連接件兩側(cè)的距離,銷棒在浮式消波筏單體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,不受消波筏單體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相互作用力。
限位銷塊兩側(cè)具有弧形面202,弧形面與L形連接件的弧形面形成近似圓形的連接孔,用于連接相鄰的浮式消波筏。斜面銷塊引導(dǎo)凸臺(tái)決定該輔助構(gòu)件與浮式消波筏單體管件間的配合間隙,銷塊引導(dǎo)凸臺(tái)與凹槽203過(guò)盈配合,用于保證兩個(gè)L型連接件緊密配合。銷棒、限位銷塊及L型連接鍵的組裝放大圖如圖9所示。圖10所示為消波輔助構(gòu)件在連接銷波筏時(shí)的具體使用效果圖。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的浮式消波筏連接件的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)L形連接件相互對(duì)稱,零部件種類少,制作、儲(chǔ)備、使用都十分方便。配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,可緊密配合,輔助構(gòu)件將浮式消波筏單體的管件左右間隙連接,能保證消波筏單體間在波浪的作用下上下扭動(dòng),限位銷塊可將浮式消波筏單體的管件上下限位,也保證了凸臺(tái)與凹槽間能夠過(guò)盈配合,防止浮式消波筏間連接輔助構(gòu)件的松動(dòng)。銷棒可將銷塊固定,防止銷塊脫落。
(2)裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,輔助構(gòu)件自身穩(wěn)定,可靠性高,同時(shí)還能保證浮式消波筏單體連接需要的間隙,滿足浮式消波筏單體間的上下扭動(dòng)。整個(gè)連接構(gòu)件設(shè)計(jì)精巧,拆卸較容易,當(dāng)有消波筏組件受損時(shí),可在不破壞消波筏單體的情況下原地拆卸連接結(jié)構(gòu),方便維修受損組件。該連接輔助構(gòu)件已經(jīng)獲得發(fā)明專利(專利號(hào):ZL201610075970.7)
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