一种直立式生态消浪防波堤

技术领域

本发明涉及水工建筑领域，具体的涉及一种直立式生态消浪防波堤。

背景技术

防波堤的功能是防御外海波浪对所掩护海域的侵袭，为船舶的停泊、作业提供平稳、安全水域，保护港内水工建筑物。因此防波堤在港口工程中具有特殊的地位。然而作为近岸海域，防波堤内的港池容易受到有机物、城市污水和工业废水的污染。尤其是封闭或半封闭的海湾，由于其与外界的物质交换能力差，海水的水交换率低，环境承载力更弱。因此，对于半封闭海湾环境下的港池水体更需注意其水环境问题，水体必须得到充分交换，才能保证海域水质，保护海洋环境。

在现有技术中，框架壁桩式码头或壁桩框架结构以及现有的防波堤具有共同的优势是结构型式稳定，抗风浪能力强。但上述结构用作防波堤时，由于其消浪能力较差，导致防波堤的海水交换能力差，波浪对港域环境的侵袭影响很大，尤其是环境条件恶劣的海域，普通防波堤无法保证港内水域的稳定。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种直立式生态消浪防波堤，其能实现生态消浪防波功能，消浪能力强，可保证港内水域的稳定；并能实现对水体内垃圾的打捞清理，有利于维护海洋环境；且高效利用自然资源作为动力源，不需要借助电力，有利于节约能耗。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种直立式生态消浪防波堤，包括岸堤及沿岸堤接触水体的一侧逐一紧挨式设置的若干消浪单元，每个所述消浪单元均包括竖直设置的直立圆筒，设于直立圆筒两侧的两个加速圆筒，设于直立圆筒前方并与加速圆筒一一对应的折形板，以及设于折形板上方的主壳体，初始状态下，同一个消浪单元内的两个所述折形板的横截面构成“八”字形，且两个所述折形板的相近端朝向直立圆筒，相邻两个消浪单元相近侧的折形板抵接在一起；

所述直立圆筒朝向折形板的一侧开设有入水口，所述加速圆筒与直立圆筒的相向侧完全贴合式固定在一起，所述直立圆筒上背向折形板的一侧开设有均匀分布的若干通水孔，所述加速圆筒对应通水孔所在侧开设有进水口，所述加速圆筒内设有加速扇叶，所述加速圆筒朝向相应侧折形板背向直立圆筒一端的一侧开设有喷出口；所述折形板的中部固定穿设有竖直设置的转动轴，所述加速圆筒的中轴线上设有加速转轴，所述加速扇叶沿加速转轴周侧等间距分布并与加速转轴固定连接，每根所述转动轴与其所在侧的一根加速转轴之间均设有一组传动机构；

所述直立圆筒内的中轴线上设有中心转轴，所述中心转轴上螺旋缠绕式固定有绞龙板，所述主壳体套设于直立圆筒上端的外侧，且直立圆筒的顶部与主壳体的内顶部固定连接，所述绞龙板的外侧面贴附在直立圆筒的内侧面上，所述直立圆筒的上端背向折形板的一侧开设有垃圾出口并连接有延伸至主壳体外表面的输送管，所述主壳体的上方固定有用于驱动中心转轴转动的第一驱动盒。

进一步地，所述传动机构包括固定于主壳体内底部的液压缸和第二驱动盒，所述转动轴的上端贯穿主壳体的底部并向上延伸至位于液压缸一侧，所述主壳体的底部供转动轴穿过的位置处设有轴承，所述液压缸的横截面呈与转动轴同轴线设置的扇环形，所述液压缸内设有周边均与其内壁贴合的活塞板，所述活塞板的一侧中部固定有延伸至液压缸外侧的弧形活塞杆，所述弧形活塞杆与转动轴同轴线设置，且弧形活塞杆的外侧端通过连接杆连接到转动轴上，所述活塞板背向弧形活塞杆的一侧连接有与液压缸一端的内壁固定连接的复位弹簧，所述液压缸内对应弧形活塞杆所在侧形成储液腔，且液压缸内对应复位弹簧所在侧形成液体中转腔；所述第二驱动盒内设有与加速转轴同轴固定的转轴，且该转轴上沿其周侧等间距固定有第二扇叶，所述第二驱动盒的输入端通过进液管与储液腔连通，所述第二驱动盒的输出端通过出液管与液体中转腔连通，所述进液管上设有朝向第二驱动盒开启的单向阀，所述出液管上设有朝向液体中转腔开启的单向阀，所述液压缸上外接有连通液体中转腔和储液腔的回流管道，且输送的液体在回流管道内只能从液体中转腔所在侧流向储液腔所在侧。初始状态下，油液存放在储液腔内。当浪或者水流冲击在折形板上后，会推动折形板转动，带动转动轴转动，转动轴通过连接杆带动弧形活塞杆转动，使弧形活塞杆带动活塞板沿液压缸移动，使储液腔收缩，油液通过进液管进入第二驱动盒内，可通过设置第二驱动盒上连接进液管的通口朝向第二扇叶的一侧，使得油液进入第二驱动盒后冲击在第二扇叶上，可推动第二扇叶转动，其带动转轴转动，加速转轴随之转动，可带动加速扇叶转动，有效实现转动轴与加速转轴之间的传动。另外，经过第二驱动盒的油液会沿出液管进入液体中转腔内，随后在复位弹簧的弹力复位作用下，会拉动活塞板向液体中转腔所在侧移动，在单向阀的定向作用下，油液从回流管道回到储液腔内。

更进一步地，所述回流管道包括连接于第一驱动盒输入端的排液总管和连接于第一驱动盒输出端的回流总管，且每个所述消浪单元内设有一根回流总管和一根排液总管，所述排液总管的输入端连接有两根分别与两个液压缸的液体中转腔一一对应连通的排液支管，所述排液总管上设有朝向第一驱动盒开启的单向阀，所述回流总管的输出端连接有两根分别与两个液压缸的储液腔一一对应连通的回流支管，所述回流总管上设有朝向储液腔开启的单向阀；所述第一驱动盒内设有与中心转轴同轴固定的主动轴，且所述主动轴上沿其周侧等间距固定有第一扇叶，所述中心转轴的上端贯穿主壳体的顶部，且主壳体的顶部供中心转轴穿过的位置处设有轴承。在复位弹簧的弹力复位作用下，液体中转腔内的油液从排液支管进入排液总管，并沿排液总管进入第一驱动盒，可通过设置第一驱动盒上连接排液总管的通口朝向第一扇叶的一侧，使得油液进入第一驱动盒后冲击在第一扇叶上，可推动第一扇叶转动，其带动主动轴转动，进而能有效带动中心转轴转动，从而能利用液压缸中油液的回流作为动力实现对第一驱动盒的驱动，可节约电能。

进一步地，所述主壳体的下方连接有与岸堤紧密贴附的固定板，所述固定板朝向直立圆筒的一侧为弧形面，且所述弧形面的中部与直立圆筒紧密贴合，弧形面的两端分别与两个加速圆筒的相背侧紧密贴合。通过固定板上弧形面的设置，可对直立圆筒中流出的水体导向进水口，促进水体进入加速圆筒内。

进一步地，所述岸堤上设有与消浪单元一一对应的垃圾桶，所述垃圾桶连接于相应输送管的输出端。直立圆筒内的垃圾经绞龙板向上输送后，从垃圾出口进入输送管内，随后落入垃圾桶内，便于统一处理。

3.有益效果

(1)本发明设有一排逐一紧挨式设置的若干消浪单元，每个消浪单元均设有位于岸堤前方的可转动的折形板，应用中，波浪向岸堤上冲来时首先会冲击在折形板上，其可推动折形板发生转动，起到缓冲波浪冲击的效果；且每个消浪单元均设有与折形板一一对应的加速圆筒，加速圆筒内设有加速扇叶，波浪对应的水体进入加速圆筒后，通过折形板的转动传动带动加速扇叶转动，可对该部分水体进行旋转加速，并将该部分水体向前侧喷出，喷出的水体可冲向下一个涌来的波浪，则本发明能利用前一个波浪来抵消后一个波浪，防止波浪冲击在岸堤上，高效实现生态消浪防波功能，消浪能力强，可保证港内水域的稳定。

(2)本发明的每个消浪单元内均设有位于折形板和岸堤之间的直立圆筒，直立圆筒背向折形板的一侧开设有通水孔，波浪冲击折形板使之转动后，可进入直立圆筒内，随后水体从通水孔排出，而水体中带有的垃圾杂物会被截留在直立圆筒内，直立圆筒内设有纵向设置置的绞龙板，启动绞龙板转动后，可将截留在直立圆筒内的垃圾杂物上提并将它们从输送管排出，随后垃圾沿输送管输送至岸堤上，后续只要对垃圾进行定期清理即可，则其实现了对水体内垃圾杂物的打捞清理，有利于维护海洋环境，有助于环保。

(3)本发明通过转动轴、加速转轴以及传动机构的设置，可实现由折形板的转动传动带动加速扇叶转动，而折形板被波浪冲击而转动；且传动机构内设有液压缸，直立圆筒的顶部设有用于驱绞龙板的第一驱动盒，并使液压缸的油液回流管道经过第一驱动盒，在油液回流过程中利用油液冲击启动第一驱动盒，以有效驱动绞龙板，则本发明高效利用自然资源作为动力源，不需要借助电力，有利于节约能耗。

综上，本发明能实现生态消浪防波功能，消浪能力强；并能实现对水体内垃圾的打捞清理，有利于维护海洋环境；且高效利用自然资源作为动力源，不需要借助电力，有利于节约能耗。

附图说明

图1为本发明的结构俯视示意图；

图2为图1中A-A截面的结构示意图；

图3为单个消浪单元10对应图2中B-B截面的结构示意图，图中未示出垃圾桶20；

图4为图2中区域A的结构放大示意图；

图5为单个消浪单元10沿液压缸8的水平中心面剖开后的结构示意图，图中未示出垃圾桶20；

图6为相邻两个消浪单元10沿折形板3的水平中心面剖开后的结构示意图。

附图标记：1、第一驱动盒；2、回流总管；3、折形板；4、绞龙板；5、中心转轴；6、入水口；7、转动轴；8、液压缸；9、排液总管；10、消浪单元；11、主壳体；12、输送管；13、直立圆筒；14、通水孔；15、固定板；16、岸堤；17、轴承；18、第一扇叶；19、主动轴；20、垃圾桶；21、连接杆；22、排液支管；23、回流支管；24、进液管；25、第二驱动盒；26、单向阀；27、出液管；28、活塞板；29、弧形活塞杆；30、第二扇叶；31、加速转轴；32、喷出口；33、进水口；34、弧形面；35、加速扇叶；36、加速圆筒；37、复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示的一种直立式生态消浪防波堤，包括岸堤16及沿岸堤16接触水体的一侧逐一紧挨式设置的若干消浪单元10；

如图2及图6所示，每个所述消浪单元10均包括竖直设置的直立圆筒13，设于直立圆筒13两侧的两个加速圆筒36，设于直立圆筒13前方并与加速圆筒36一一对应的折形板3，以及设于折形板3上方的主壳体11，初始状态下，同一个消浪单元10内的两个所述折形板3的横截面构成“八”字形，且两个所述折形板3的相近端朝向直立圆筒13，所述折形板3背向直立圆筒13的一端为平面，相邻两个消浪单元10相近侧的折形板3的平面端抵接在一起，当浪或水流冲向消浪单元10时，若冲击在相邻两个消浪单元10相近侧的折形板3的抵接端，由于在朝向直立圆筒13的推力作用下，相邻两个消浪单元10相近侧的折形板3的抵接端越抵越紧，彼此产生抵抗力阻碍折形板3的转动，而浪或水流冲在折形板3朝向直立圆筒13的一端，可轻易推动折形板3转动，使得浪或水流尽可能的作用在折形板3朝向直立圆筒13的一端，以确保推动折形板3转动；

如图2及图6所示，所述直立圆筒13朝向折形板3的一侧开设有入水口6，所述加速圆筒36与直立圆筒13的相向侧完全贴合式固定在一起，所述直立圆筒13上背向折形板3的一侧开设有均匀分布的若干通水孔14，所述加速圆筒36对应通水孔14所在侧开设有进水口33，所述加速圆筒36内设有加速扇叶35，所述加速圆筒36朝向相应侧折形板3背向直立圆筒13一端的一侧开设有喷出口32；所述折形板3的中部固定穿设有竖直设置的转动轴7，所述加速圆筒36的中轴线上设有加速转轴31，所述加速扇叶35沿加速转轴31周侧等间距分布并与加速转轴31固定连接，每根所述转动轴7与其所在侧的一根加速转轴31之间均设有一组传动机构；

如图3及图5所示，所述传动机构包括固定于主壳体11内底部的液压缸8和第二驱动盒25，所述转动轴7的上端贯穿主壳体11的底部并向上延伸至位于液压缸8一侧，所述主壳体11的底部供转动轴7穿过的位置处设有轴承17，所述液压缸8的横截面呈与转动轴7同轴线设置的扇环形，所述液压缸8内设有周边均与其内壁贴合的活塞板28，所述活塞板28的一侧中部固定有延伸至液压缸8外侧的弧形活塞杆29，所述弧形活塞杆29与转动轴7同轴线设置，且弧形活塞杆29的外侧端通过连接杆21连接到转动轴7上，所述活塞板28背向弧形活塞杆29的一侧连接有与液压缸8一端的内壁固定连接的复位弹簧37，所述液压缸8内对应弧形活塞杆29所在侧形成储液腔，且液压缸8内对应复位弹簧37所在侧形成液体中转腔；所述第二驱动盒25内设有与加速转轴31同轴固定的转轴，且该转轴上沿其周侧等间距固定有第二扇叶30，所述第二驱动盒25的输入端通过进液管24与储液腔连通，所述第二驱动盒25的输出端通过出液管27与液体中转腔连通，所述进液管24上设有朝向第二驱动盒25开启的单向阀26，所述出液管27上设有朝向液体中转腔开启的单向阀26，所述液压缸8上外接有连通液体中转腔和储液腔的回流管道，且输送的液体在回流管道内只能从液体中转腔所在侧流向储液腔所在侧。初始状态下，油液存放在储液腔内。当浪或者水流冲击在折形板3上后，会推动折形板3转动，带动转动轴7转动，转动轴7通过连接杆21带动弧形活塞杆29转动，使弧形活塞杆29带动活塞板28沿液压缸8移动，使储液腔收缩，油液通过进液管24进入第二驱动盒25内，可通过设置第二驱动盒25上连接进液管24的通口朝向第二扇叶30的一侧，使得油液进入第二驱动盒25后冲击在第二扇叶30上，可推动第二扇叶30转动，其带动转轴转动，加速转轴31随之转动，可带动加速扇叶35转动，有效实现转动轴7与加速转轴31之间的传动。另外，经过第二驱动盒25的油液会沿出液管27进入液体中转腔内，随后在复位弹簧37的弹力复位作用下，会拉动活塞板28向液体中转腔所在侧移动，在单向阀26的定向作用下，油液从回流管道回到储液腔内。

如图2所示，所述直立圆筒13内的中轴线上设有中心转轴5，所述中心转轴5上螺旋缠绕式固定有绞龙板4，所述主壳体11套设于直立圆筒13上端的外侧，且直立圆筒13的顶部与主壳体11的内顶部固定连接，所述绞龙板4的外侧面贴附在直立圆筒13的内侧面上，所述直立圆筒13的上端背向折形板3的一侧开设有垃圾出口并连接有延伸至主壳体11外表面的输送管12，如图4所示，所述主壳体11的上方固定有用于驱动中心转轴5转动的第一驱动盒1；如图2及图4所示，所述回流管道包括连接于第一驱动盒1输入端的排液总管9和连接于第一驱动盒1输出端的回流总管2，且每个所述消浪单元10内设有一根回流总管2和一根排液总管9，如图3所示，所述排液总管9的输入端连接有两根分别与两个液压缸8的液体中转腔一一对应连通的排液支管22，所述排液总管9上设有朝向第一驱动盒1开启的单向阀26，所述回流总管2的输出端连接有两根分别与两个液压缸8的储液腔一一对应连通的回流支管23，所述回流总管2上设有朝向储液腔开启的单向阀26；如图4所示，所述第一驱动盒1内设有与中心转轴5同轴固定的主动轴19，且所述主动轴19上沿其周侧等间距固定有第一扇叶18，所述中心转轴5的上端贯穿主壳体11的顶部，且主壳体11的顶部供中心转轴5穿过的位置处设有轴承17。在复位弹簧37的弹力复位作用下，液体中转腔内的油液从排液支管22进入排液总管9，并沿排液总管9进入第一驱动盒1，可通过设置第一驱动盒1上连接排液总管9的通口朝向第一扇叶18的一侧，使得油液进入第一驱动盒1后冲击在第一扇叶18上，可推动第一扇叶18转动，其带动主动轴19转动，进而能有效带动中心转轴5转动，从而能利用液压缸8中油液的回流作为动力实现对第一驱动盒1的驱动，可节约电能。

在本实施例中，如图2及图6所示，所述主壳体11的下方连接有与岸堤16紧密贴附的固定板15，所述固定板15朝向直立圆筒13的一侧为弧形面34，且所述弧形面34的中部与直立圆筒13紧密贴合，弧形面34的两端分别与两个加速圆筒36的相背侧紧密贴合。通过固定板15上弧形面34的设置，可对直立圆筒13中流出的水体导向进水口33，促进水体进入加速圆筒36内。

在本实施例中，如图1及图2所示，所述岸堤16上设有与消浪单元10一一对应的垃圾桶20，所述垃圾桶20连接于相应输送管12的输出端。直立圆筒13内的垃圾经绞龙板4向上输送后，从垃圾出口进入输送管12内，随后落入垃圾桶20内，便于统一处理。

上述直立式生态消浪防波堤的具体作用原理为：

当浪或水流冲向消浪单元10时，浪或水流会冲击在折形板3朝向直立圆筒13的一侧上，从而推动折形板3转动，起到缓冲浪的冲击力的作用，之后涌动的水体从入水口6进入直立圆筒13内，随后又从通水孔14排出直立圆筒13，而水体中带有的垃圾杂物被截留在直立圆筒13内，从通水孔14排出的水体从两侧的进水口33进入两侧的加速圆筒36内；

在折形板3被浪冲击转动的同时，转动轴7随之转动，并通过连接杆21带动弧形活塞杆29转动，使得弧形活塞杆29带动活塞板28沿液压缸8向储液腔所在侧移动，复位弹簧37被拉伸，由于进液管24和回流总管2上的单向阀26的定向作用，使得储液腔内的油液只能通过进液管24进入第二驱动盒25内，并冲击在第二扇叶30上，可推动第二扇叶30转动，其带动转轴转动，加速转轴31随之转动，可带动加速扇叶35转动，加速扇叶35对进入加速圆筒36的水体进行旋转加速，并使水体从喷出口32涌出；由于之前折形板3发生转动，使得相邻两个消浪单元10相近侧的折形板3的抵接端相背移动，呈现出开口，后续的浪会从该开口处涌进，而前述水体经加速扇叶35加速后冲出，刚好冲向开口处，可抵消下一个冲来的波浪，高效发挥生态消浪防波效果。

当没有波浪的冲击作用时，在复位弹簧37的弹力复位作用下，拉动活塞板28和弧形活塞杆29复位，且通过连接杆21带动转动轴7复位转动，折形板3随之复位；在上述过程中进入第二驱动盒25的油液会沿出液管27进入相应液压缸8的液体中转腔内，在活塞板28向液体中转腔所在侧移动时，配合出液管27和排液总管9上的单向阀26的定向作用下，油液会沿排液总管9进入第一驱动盒1内，并冲击在第一扇叶18上，可推动第一扇叶18转动，然后沿回流总管2、回流支管23返回到液压缸8的储液腔内；第一扇叶18转动带动主动轴19转动，进而能有效带动中心转轴5转动，绞龙板4随之转动，可将截留在直立圆筒13内的垃圾杂物上提并将它们从输送管12排出，随后垃圾沿输送管12落入垃圾桶20内，后续只要对垃圾桶20进行定期清理即可，则其实现了对水体内垃圾杂物的打捞清理，有利于维护水体环境，有助于环保。

由上述内容可知，本发明能实现生态消浪防波功能，消浪能力强；并能实现对水体内垃圾的打捞清理，有利于维护海洋环境；且高效利用自然资源作为动力源，不需要借助电力，有利于节约能耗。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。