CN112776955A - 一种新型复合材料夹层浮筒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海上风力发电设备技术领域，公开了一种新型复合材料夹层浮筒，包括中心钢结构和若干个舱室；所述舱室四周密封，所述舱室的外壁采用纤维增强复合材料制成，所述舱室的内腔填充轻质材料，若干个舱室相互粘接以围成中心贯通的环形夹层，若干个环形夹层沿中心钢结构的轴向依次分布，且环形夹层的内侧与中心钢结构的外侧粘接。其有益效果在于：可有效解决破仓稳性问题，即使浮筒仓壁损坏，不会损失太多浮力，对浮式平台整体稳性不会造成太大影响。
Description
技术领域
本发明涉及海上风力发电设备技术领域，具体涉及一种新型复合材料夹层浮筒。
背景技术
浮筒主要作用是为浮式平台提供浮力，保证浮式平台在水中运行稳定性。因此，浮筒往往被分隔成多个密闭的舱室，即使单个或多个舱室出现破损，短期内浮式平台整体稳定性可以保持，而不出现立即整体倾覆风险。把浮筒分隔成多舱室方案，虽然当单个或多个舱室出现破损时，不会立即倾覆，但破损的舱室被水慢慢填充，导致浮式平台重量分布发生变化，导致浮式平台出现大的倾角而停止工作，当外界条件比较恶劣时，甚至会出现倾覆风险。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理的新型复合材料夹层浮筒。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种新型复合材料夹层浮筒，包括中心钢结构和若干个舱室；所述舱室四周密封，所述舱室的外壁采用纤维增强复合材料制成，所述舱室的内腔填充轻质材料，若干个舱室相互粘接以围成中心贯通的环形夹层，若干个环形夹层沿中心钢结构的轴向依次分布，且环形夹层的内侧与中心钢结构的外侧粘接。
进一步地，所述中心钢结构包括顶部挡板、底部挡板和中空的支撑段；所述支撑段两端开口，所述顶部挡板扣设于支撑段的顶部，以将支撑段的顶部密封，所述底部挡板扣设于支撑段的底部，所述底部挡板的中心开口，所述底部挡板和顶部挡板均开有若干个螺栓孔，底部挡板的螺栓孔沿其中心开口均匀分布，所述环形夹层的内侧与支撑段的外壁粘接。
进一步地，所述支撑段包括内部中空两端开口的基座和筒体；若干段筒体首尾依次焊接，所述基座与位于最低端的筒体连接，所述顶部挡板扣设于位于最顶端筒体的顶部，所述底部挡板扣设于基座的底端，所述环形夹层的内侧形状与对应的基座和筒体相配合。
进一步地，所述基座的内径沿其底部至顶部逐渐减小。
进一步地，还包括钢结构空腔，所述支撑段开有进入口，所述钢结构空腔与支撑段连接，并与进入口连通，登船防撞平台安装于钢结构空腔的外部。
进一步地，所述舱室包括第一圆弧板、第二圆弧板、顶板、底板和侧板；所述第一圆弧板、第二圆弧板、顶板、底板和侧板均由纤维增强复合材料制成，所述第一圆弧板与第二圆弧板相对，所述顶板将第一圆弧板和第二圆弧板的顶部密封，所述底板将第一圆弧板和第二圆弧板的底部密封，两张侧板将第一圆弧板和第二圆弧板的侧面密封。
进一步地，所述舱室的内腔填充的轻质材料为蜂窝状泡沫。
本发明相对于现有技术具有如下优点：
1、本发明中的新型复合材料夹层浮筒，其具有若干个舱室，舱室的外壁采用纤维增强复合材料制成，舱室的内腔填充轻质材料，即使外壁受损，因轻质材料的阻挡，海水也不会进入浮筒内腔，可有效解决破仓稳性问题，即使浮筒仓壁损坏，不会损失太多浮力，不会对浮式平台整体稳性造成太大影响。各舱室之间、舱室与中心钢结构之间采用胶水粘接，制作方便。
2、本发明中的舱室，其外壁纤维增强复合材料包覆耐久性得到大大提升，内腔采用蜂窝状泡沫填充，重量轻，成本低廉，可提升浮式平台整体经济性；纤维增强复合材料和蜂窝状泡沫相结合，还能大大降低纤维增强复合材料的厚度，减轻整个浮筒结构重量，节省成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的新型复合材料夹层浮筒的结构示意图；
图2示出了根据本发明中的舱室的结构示意图；
图3示出了根据本发明中的钢结构空腔与支撑段连接的结构示意图；
图中，1、舱室；101、第一圆弧板；102、第二圆弧板；103、顶板；104、底板；105、侧板；2、中心钢结构；201、顶部挡板；202、底部挡板；203、基座；204、筒体；3、钢结构空腔；4、登船防撞平台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
如图1所示的新型复合材料夹层浮筒，包括中心钢结构2和若干个舱室1；所述舱室1四周密封，所述舱室1的外壁采用纤维增强复合材料制成，所述舱室1的内腔填充轻质材料，若干个舱室1相互粘接以围成中心贯通的环形夹层，若干个环形夹层沿中心钢结构2的轴向依次分布，且环形夹层的内侧与中心钢结构2的外侧粘接。所述舱室1的内腔填充的轻质材料为蜂窝状泡沫，具体实施时也可选用其他轻质材料。舱室1采用强度较高的纤维增强复合材料作为外部，内部采用蜂窝状泡沫填充，通过此设置后可以提高外壁承受海水静水压力，而且外壁结构相对于内腔结构可以做得更薄，可减轻整个浮筒结构重量，节省成本。即使舱室1的外壁在外力作用下出现破损，由于内部有蜂窝状泡沫结构填充，可减少海水渗入内腔，不会导致浮力损失和改变浮式平台重量分布。同时蜂窝状泡沫本身质量轻，价格低廉。蜂窝状泡沫引入使得浮筒整体性能大大提升。各舱室之间、舱室与中心钢结构之间采用胶水粘接，制作方便。
如图2所示，所述舱室1包括第一圆弧板101、第二圆弧板102、顶板103、底板104和侧板105；其中，第一圆弧板101、第二圆弧板102、顶板103、底板104和侧板105均由纤维增强复合材料制成，所述第一圆弧板101与第二圆弧板102相对，所述顶板103将第一圆弧板101和第二圆弧板102的顶部密封，所述底板104将第一圆弧板101和第二圆弧板102的底部密封，两张侧板105分别将第一圆弧板101和第二圆弧板102的两侧面密封。舱室1采用纤维增强复合材料围成一个闭合结构，多个舱室1相粘接围成环形夹层结构，再与中心钢结构粘接组装成一个完整的浮筒。舱室结构简单，组装方便。
如图1所示，中心钢结构2包括顶部挡板201、底部挡板202和中空的支撑段；所述支撑段两端开口，所述顶部挡板201扣设于支撑段的顶部，以将支撑段的顶部密封，防止海水进入支撑段的内腔，所述底部挡板202扣设于支撑段的底部，所述底部挡板202的中心开口，所述底部挡板202和顶部挡板201均开有若干个螺栓孔，底部挡板202的螺栓孔沿其中心开口均匀分布，所述环形夹层的内侧与支撑段的外壁粘接。中心钢结构2上下各有一块挡板，底部挡板202与支撑段的底端焊接，同时底部挡板202开有螺栓孔，通过螺栓与浮式基础连接。底部挡板202中心开口，人可以通过此中心开口经浮式基础内部进入到支撑段内部(既浮筒内部)，便于其它附属件安装。顶部挡板201通过螺栓与支撑段连接。
所述支撑段包括内部中空两端开口的基座203和筒体204；若干段筒体204首尾依次焊接，所述基座203与位于最低端的筒体204连接，所述顶部挡板201扣设于位于最顶端筒体204的顶部，所述底部挡板202扣设于基座203的底端，将支撑段分段设置，便于运输和安装。所述环形夹层的内侧形状与对应的基座203和筒体204相配合，以防止环形夹层与基座203或筒体204之间存在缝隙，影响浮筒的使用。
所述基座203的内径沿其底部至顶部逐渐减小。通过此设置，能够提供一个稳定的底部基础支撑，提高浮筒的稳定性。
如图3所示，还包括钢结构空腔3，所述支撑段开有进入口，所述钢结构空腔3与支撑段连接，并与进入口连通，登船防撞平台4安装于钢结构空腔3的外部。整个浮筒的直径和高度由平台所需浮力及平台吃水及气隙要求确定。对于如需通过浮筒进入到漂浮式基础内部的，如图3所示，在中心钢结构2的支撑段处开一个进入口，进入口的外壁焊接一个钢结构空腔3，同时钢结构空腔3的外部设置登船防撞平台4。安装有钢结构空腔3处对应的舱室1须切除，避免与钢结构空腔3干涉。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：包括中心钢结构和若干个舱室；所述舱室四周密封，所述舱室的外壁采用纤维增强复合材料制成，所述舱室的内腔填充轻质材料，若干个舱室相互粘接以围成中心贯通的环形夹层，若干个环形夹层沿中心钢结构的轴向依次分布，且环形夹层的内侧与中心钢结构的外侧粘接。
2.根据权利要求1所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：所述中心钢结构包括顶部挡板、底部挡板和中空的支撑段；所述支撑段两端开口，所述顶部挡板扣设于支撑段的顶部，以将支撑段的顶部密封，所述底部挡板扣设于支撑段的底部，所述底部挡板的中心开口，所述底部挡板和顶部挡板均开有若干个螺栓孔，底部挡板的螺栓孔沿其中心开口均匀分布，所述环形夹层的内侧与支撑段的外壁粘接。
3.根据权利要求2所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：所述支撑段包括内部中空两端开口的基座和筒体；若干段筒体首尾依次焊接，所述基座与位于最低端的筒体连接，所述顶部挡板扣设于位于最顶端筒体的顶部，所述底部挡板扣设于基座的底端，所述环形夹层的内侧形状与对应的基座和筒体相配合。
4.根据权利要求2所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：所述基座的内径沿其底部至顶部逐渐减小。
5.根据权利要求2所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：还包括钢结构空腔，所述支撑段开有进入口，所述钢结构空腔与支撑段连接，并与进入口连通，登船防撞平台安装于钢结构空腔的外部。
6.根据权利要求1所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：所述舱室包括第一圆弧板、第二圆弧板、顶板、底板和侧板；所述第一圆弧板、第二圆弧板、顶板、底板和侧板均由纤维增强复合材料制成，所述第一圆弧板与第二圆弧板相对，所述顶板将第一圆弧板和第二圆弧板的顶部密封，所述底板将第一圆弧板和第二圆弧板的底部密封，两张侧板将第一圆弧板和第二圆弧板的侧面密封。
7.根据权利要求1所述的新型复合材料夹层浮筒，其特征在于：所述舱室的内腔填充的轻质材料为蜂窝状泡沫。
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