一种用于港池口门的防浪消波装置技术领域
本发明涉及一种用于港池口门的防浪消波装置，属港口水工建筑物技术领域。
背景技术
防波堤的作用是为港区提供良好的泊稳条件，阻断波浪的冲击力、维护港湾内水面
平稳，利于船舶装卸作业。防波堤的堤头之间形成口门，作为船舶往来进出的通道。然而，
尽管港址的选择上设计将口门所处位置避开强波浪方向，但是波浪传播过程中产生的绕射现
象不容忽视，因而一般工作条件下港池内仍旧有波浪传播现象的存在。港池内的不良波浪状
况会使港池内部水工建筑物需要较高的设计波高，从而极易导致工程施工难度加大、工程花
费较高、后期建筑物及附属设施维护操作困难等问题，同时不良波浪状况也极易对船舶停泊
造成不利影响。
在涉及港口水工建筑物的相关领域中，对于港池口门处防浪消波构件结构型式的关
注较少，同时涉及港池口门防浪消波的已有专利中，其防浪消波的设计亲水性较小，且需要
较大型设备支持才能实现，应用于工程现场难度较大。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种用于港池口门的防浪消波装置，利用
可升降式防波机构用在实体港池口门，起到防浪消波的作用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于港池口门的防浪消波装置，所述用于港池口门的防浪消波装置设置于港池口门的防
波堤之间，包括一个密闭的矩形浮箱，矩形浮箱上贯穿连接有多个垂直导桩，垂直导桩一端
垂直打入港池底部，垂直导桩另一端伸出矩形浮箱外，且伸出矩形浮箱外的垂直导桩外部缠
绕设置有螺旋状的传导线管，传导线管为弹性材料；矩形浮箱内部具有若干个箱体，每个箱
体上端均布置有充气排气阀门，充气排气阀门连接至充气排气管道，充气排气管道连接至空
气泵，空气泵向外连接至传导线管；每个箱体下端均连接有充水排水阀门，充水排水阀门连
接至充水排水管道，充水排水管道向外连接至矩形浮箱外部，充水排水管道外侧直接接触海
水。
传导线管为两层结构，外层为电路通道，内层为气流通道。传导线管发挥作为矩形
浮箱内部空气传导及能源供应的通道的功能。
进一步的，一种用于港池口门的防浪消波装置，还包括刚架，刚架设置在位于靠近
防波堤的垂直导桩之间，且刚架上固定连接有钢丝绳，钢丝绳的一端固定于刚架上，钢丝绳
的一端固定于防波堤上。刚架牢固连接在垂直导桩上方，向侧连接至防波堤，起支架作用。
进一步的，矩形浮箱与垂直导桩连接处设置有限位板，限位板外径大于垂直导桩的
直径。在矩形浮箱的上下两侧设置限位板，限位板起到限制矩形浮箱移动位置和方向的作
用，限制矩形浮箱在限位板之间上下浮动。
本发明在港池口门内的作业具有三个过程：
A.常规作业过程：
此时矩形浮箱位于海平面处，根据波浪高度可人为调节矩形浮箱呈潜式、半潜式
或浮式形态，在港池口门处起到效果显著的挡浪消波作用，类似于浮防波堤。
B.口门下潜过程：
此时有船舶需要进出港池至外海，空气泵开始工作，将浮箱内部气体抽出，海水进入浮
箱，使浮箱在重力作用下实现下潜，直至浮箱低至一定深度后空气泵停止工作，口门处水深
已满足通航要求，船舶可自由进出港池。
C.口门上浮过程：
此时口门处已无船舶进出需求，空气泵开始工作，将空气抽入浮箱内部，海水涌出浮
箱，浮箱在浮力作用下逐渐从海底浮起至海水表面，继续常规作业过程。
采用上述技术方案，本发明具有以下效益：
(1)常规作业过程中，在港池口门处有效阻止波浪向港池内部传播，从而降低了港池内部
设计波高，有利于改善船舶的停泊条件以及通过降低设计波高可降低港口水工建筑物的工程
建设费用。
(2)可浮潜式口门设计使港池口门亲水性良好，在相同的消波效果下可以提高构件
的使用周期和使用年限。
(3)采用浮箱可升降原理工作，使口门工作原理简单且易于实现，不需要大型机械
设备的支持，更易于工程现场的应用。
(4)在港池口门处常规作业过程中也可以根据波浪高度调整构件为潜式、半潜式或
浮式形态，取得最优的消浪效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的矩形浮箱结构示意图。
图3是本发明的俯视图。
图4是本发明的垂直导桩与刚架连接部分示意图。
图5是本发明的传导线管结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
如图所示，本发明包括矩形浮箱1、垂直导桩2、刚架3、传导线管4、限位板5、空气泵
6、充气排气阀门8、充气排气管道7、充水排水阀门9、充水排水管道10、箱体11、防波
堤12、电路通道13、气流通道14、气流通道出口15和电路线16等技术特征。
如图3所示，本发明整体布置在防波堤之间形成的口门处作为港池口门，结构整体内侧为港
池，外侧为外海；垂直导桩布置在港池口门两侧防波堤之间，垂直导桩上端穿过位于矩形浮
箱上的限位板，垂直导桩下部固定于海底，垂直导桩上部连接有刚架，刚架设置在位于靠近
防波堤的垂直导桩之间，且刚架上固定连接有钢丝绳，钢丝绳的一端固定于刚架上，钢丝绳
的一端固定于防波堤上。
如图1、4所示，传导线管呈螺旋状规则缠绕于垂直导桩，传导线管下部连接于矩形
浮箱，上部形式为气流通道出口开口和电路线；电路线以刚架作为支架，通过缠绕刚架向外
架立。传导线管为弹性较好的材料，满足矩形浮箱上下运动过程中传导线管可自由伸缩的条
件需求。
如图2所示，矩形浮箱内部分为若干个箱体，每个箱体上部均布置有充气排气阀
门，充气排气阀门与充气排气管道直接相连，充气排气管道向外连接于空气泵，空气泵向外
连接至传导线管；箱体下部连接有充水排水阀门，充水排水阀门连接于充水排水管道，充水
排水管道外侧直接与矩形浮箱外侧相连；矩形浮箱两侧各有两个限位板，传导线管缠绕垂直
导桩向下在矩形浮箱内部直接连接至空气泵处。
进一步的，矩形浮箱要求密闭性良好，能满足不透水不透气的需求，同时矩形浮箱
上的充气排气阀门和充水排水阀门开启灵活，关闭方便。
如图5所示，传导线管内部分为两层，外层为电路通道，容纳电路线的进出，内层
为气流通道，作为空气流通的通道。
本发明在其工作过程分为常规作业过程、口门下潜过程和口门上浮过程，港池口门
的上升、下潜的运作工程中，矩形浮箱沿垂直导桩作上下运动。
常规作业过程中，矩形浮箱随着在波浪的作用下沿垂直导桩上下浮动，起到挡浪消
波的作用，保障港池内部水面稳定；。
在口门下潜过程中，此时有船舶需要进出港池至外海，此时充气排气阀门打开，充
水排水阀门打开，通过操作控制空气泵工作，将箱体中的气体抽出经充气排气管道汇集，经
空气泵、气流通道传送出去，在气流通道出口处排出；海水在大气负压的作用下会经由充水
排水管道.通过充水排水阀门进入箱体中。此时矩形浮箱内部海水增加，气体减少，矩形浮
箱所受重力作用大于浮力作用，表现为在海水中逐渐下沉，此时空气泵停止工作，充气排气
阀门关闭，充水排水阀门关闭，矩形浮箱下潜至某一特定水深后停止，此时港池口门处水深
满足船舶通航水深，船舶可以自由进出。口门下潜过程中，随着矩形浮箱的下潜，传导线管
的螺旋状绕线发挥作用，螺旋随着矩形浮箱的下沉逐渐解除。
口门上浮过程中，此时矩形浮箱需升起回复原位。此时充气排气阀门打开，充水
排水阀门打开，通过人为控制空气泵工作，在空气泵的作用下，外界空气经由气流通道出
口、气流通道、经空气泵、充气排气管道、充气排气阀门后进入箱体中，在气压作用下，海
水经充水排水阀门、充水排水管道向外排出。矩形浮箱所受浮力大于所受重力，矩形浮箱在
浮力作用下上浮，之后空气泵工作停止工作，矩形浮箱直至上升至水面处停止上浮。口门上
浮过程中，随着矩形浮箱的上浮，传导线管的螺旋状绕线发挥作用，螺旋随着矩形浮箱的上
浮逐渐收紧。
港池口门的上升、下潜的运作工程中，空气泵作为动力装置，其中，电路线作为能
量传递的通道。