一種自發(fā)電保護高樁碼頭樁基內(nèi)鋼筋的裝置及實施方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置及實施方法，尤其涉及一種水位變化下自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置及實施方法，適用于港工建筑物中高粧鋼筋的外加直流電源保護。
【背景技術(shù)】
[0002]港工建筑物中高粧碼頭是重要的固定式碼頭結(jié)構(gòu)型式之一，在我國應(yīng)用廣泛。由于自身結(jié)構(gòu)和海洋工作環(huán)境等因素的影響，高粧碼頭耐久性差，其中鋼筋銹蝕是導(dǎo)致其可靠性降低，使用壽命短的主要原因。由于其粧基一直處在水位不斷變化，干濕交替的環(huán)境中，高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋更是過早就發(fā)生腐蝕，鋼筋腐蝕將直接導(dǎo)致粧基的承載力極具下降，極大的縮短了碼頭的使用壽命。
[0003]根據(jù)國內(nèi)外的研宄現(xiàn)狀，外加直流電源保護技術(shù)已被證實是針對鋼筋腐蝕較為有效的一種防護技術(shù)，而傳統(tǒng)的鋼筋保護系統(tǒng)是無法自己發(fā)電，需要施加外部電流進行保護，這就會產(chǎn)生大量的能源消耗，同時使用一段時間電能消耗完，需要定時更換能源設(shè)備，增加了后期維護費用，這將會帶來更大的資金投入。
[0004]這就使得傳統(tǒng)的鋼筋保護系統(tǒng)自動化程度差，所以目前亟待一種無須外加電流，可自行發(fā)電，對粧基鋼筋可進行保護的裝置。因此發(fā)明自動化粧基鋼筋保護裝置，對于延長碼頭的使用壽命以及提高能源利用具有較大意義。本發(fā)明可以同時利用潮位變化和波浪變化來產(chǎn)生電流，將電流加到碼頭粧基內(nèi)的鋼筋上對鋼筋進行外加直流電源保護，系統(tǒng)設(shè)備簡單，自動程度化高，適用性較強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種利用波浪發(fā)電模塊和潮位發(fā)電模塊進行交互式無間斷自發(fā)電的保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置及實施方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置，其特征在于:包括:設(shè)置于高粧碼頭粧基上的波浪發(fā)電模塊和潮位發(fā)電模塊；所述波浪發(fā)電模塊包括固定包覆于所述高粧碼頭粧基上端的兩個相對的半環(huán)形磁鐵、設(shè)置于所述半環(huán)形磁鐵與高粧碼頭粧基之間的空隙內(nèi)且在所述空隙內(nèi)上下向運動的兩個相對的半環(huán)形銅桿，兩個所述半環(huán)形銅桿的下端均通過階梯狀的連接桿與浮子相連，第一導(dǎo)線分別與兩個所述半環(huán)形銅桿的兩端相連接后再與整流器相連；所述整流器用第二導(dǎo)線連接至蓄電池；位于所述連接桿的階梯內(nèi)部的所述高粧碼頭粧基上固定有所述潮位發(fā)電模塊，所述潮位發(fā)電模塊包括固定于所述高粧碼頭粧基上的水箱，所述水箱的底端水平設(shè)置有出水管，所述出水管內(nèi)固定設(shè)置有水輪葉片，所述出水管上還設(shè)置有閥門，所述閥門的正上方正對連桿的一端，所述連桿的另一端固定于所述連接桿上，所述水輪葉片與發(fā)電機電相連，所述發(fā)電機通過第三導(dǎo)線與所述蓄電池電相連，所述蓄電池通過第四導(dǎo)線分別與鋼筋與輔助陽極相連。
[0007]所述半環(huán)形磁鐵、半環(huán)形銅桿、連接桿和浮子的個數(shù)均為2個且左右對稱式設(shè)置。
[0008]所述半環(huán)形磁鐵包括半環(huán)形強力磁鐵S極與半環(huán)形強力磁鐵N極。
[0009]所述連接桿包括剛性塑料桿。
[0010]所述浮子由內(nèi)置鐵芯的泡沫制成。
[0011]浮子的重量必須保證當(dāng)潮位降低至浮子脫離水面時，浮子、連接桿和半環(huán)形銅桿的自重足以按壓開閥門。
[0012]所述水箱為頂端敞口式。
[0013]所述閥門為按壓式閥門。
[0014]所述半環(huán)形磁鐵設(shè)置于最高潮位以上；水箱設(shè)置于最高潮位與最低潮位之間，水箱頂面低于最高潮位，底面高于最低潮位；浮子高于最低潮位的距離為最低潮位與最高潮位之間的長度的1/3，以保證水箱有足夠的出水時間。
[0015]一種自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的實施方法，其特征在于:包括以下步驟:
1)將半環(huán)形強力磁鐵S極與半環(huán)形強力磁鐵N極固定在高粧碼頭粧基上，蓄電池和整流器均安裝在碼頭橫梁上；
2)將半環(huán)形銅桿置于所述高粧碼頭粧基與半環(huán)形強力磁鐵S極和半環(huán)形強力磁鐵N極之間的空隙內(nèi)，保證所述半環(huán)形銅桿可以在所述空隙內(nèi)上下振動；
3)連接桿的一端與所述半環(huán)形銅桿相連接，另一端與浮子相連接；
4)水箱安裝在最高潮位與最低潮位之間，當(dāng)在高潮位時，所述水箱蓄滿水，所述浮子未脫離水面，所述浮子隨著波浪的變化上下振動，從而在所述連接桿的作用下，帶動所述半環(huán)形銅桿上下來回切割磁感線并產(chǎn)生電流，電流用第一導(dǎo)線連接至所述整流器，所述整流器用第二導(dǎo)線連接至所述蓄電池，所述蓄電池儲存電能；
5)當(dāng)潮位降低至所述浮子脫離水面時，所述半環(huán)形銅桿停止振動不產(chǎn)生電流，所述浮子依靠重力帶動連桿按壓開設(shè)置于所述水箱的出水管上的閥門，使水箱內(nèi)的水流出；
6)水箱水流出時帶動設(shè)置于所述出水管內(nèi)的水輪葉片轉(zhuǎn)動，使得與所述水輪葉片電相連的發(fā)電機產(chǎn)生電流；
7)所述發(fā)電機通過第三導(dǎo)線與所述蓄電池電相連，所述蓄電池儲存所述發(fā)電機產(chǎn)生的電能；
8)所述蓄電池通過第四導(dǎo)線分別與鋼筋與輔助陽極相連，對鋼筋進行外加直流電源保護。
[0016]本發(fā)明的裝置安裝于高粧碼頭粧基上，當(dāng)潮位較高時，浮子隨波浪上下振動帶動剛性塑料桿，使得半環(huán)形銅桿上下振動，切割磁力線產(chǎn)生電流，傳至整流器，整流器整流好的電流連接到蓄電池上。
[0017]浮子受到波浪影響上下振動，通過剛性塑料桿連接的半環(huán)形銅桿也產(chǎn)生上下運動，由于在粧基上設(shè)置了半環(huán)形強力磁鐵S極與半環(huán)形強力磁鐵N極，所以半環(huán)形銅桿在運動過程中會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過閉合回路就會產(chǎn)生感應(yīng)電流；其利用的公式是:
E=BLV
式中V為切割磁感線的速度，B為磁感應(yīng)強度，L為有效的導(dǎo)線長度。
[0018]由于上下振動，所以產(chǎn)生的電流的方向也在不斷變化，產(chǎn)生的是交流電，利用整流器可使交流電轉(zhuǎn)換成直流電，然后將直流電儲存到蓄電池上進行保存。
[0019]蓄電池可以貯存大量的電能，蓄電池引出正負極導(dǎo)線，將負極接到粧內(nèi)的鋼筋上，正極接到輔助陽極上，這樣就起到保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的作用。
[0020]同時，當(dāng)潮位較高時，浮子和水面接觸并浮起，連桿沒有接觸到按壓式閥門，此時閥門是處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)潮位上升至最高水位時，水箱內(nèi)灌滿水，當(dāng)潮位降低至浮子脫離水面時，在浮子和剛性塑料桿的重力下，連桿按壓按壓式閥門，閥門打開，水從水箱的管道里流出，帶動水輪葉片轉(zhuǎn)動，水輪葉片會牽動發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)電，此時將產(chǎn)生的電能通過導(dǎo)線儲存到蓄電池上。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)明能將波浪上下振動能量轉(zhuǎn)化成電能；
2、同時本發(fā)明也可利用潮位變化進行發(fā)電，高效地利用的能量；
3、本發(fā)明利用了水位變化的能量，實現(xiàn)了節(jié)能減排低碳的設(shè)計理念；
4、可靠性較強，安裝之后無需人員前來維護和更換系統(tǒng)；
5、本發(fā)明適用于所有港工建筑物中高粧碼頭粧基鋼筋保護，適用性廣。
[0022]本發(fā)明提供的一種自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置及實施方法，利用波浪發(fā)電模塊和潮位發(fā)電模塊進行交互式無間斷自發(fā)電，依靠波浪變化及潮位變化來發(fā)電，無需外加電流，高效利用新能源，節(jié)能減排低碳，可靠性強，自動化程度高，人工維護簡便，適用性廣。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A部分的放大圖；
圖3為本發(fā)明中鋼筋外加直流電源的電路圖；
圖4為本發(fā)明中半環(huán)形銅桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0025]如圖1~4所示，1、一種自發(fā)電保護高粧碼頭粧基內(nèi)鋼筋的裝置，其特征在于:包括:設(shè)置于高粧碼頭粧基I上的波浪發(fā)電模塊2和潮位發(fā)電模塊3 ;所述波浪發(fā)電模塊2包括固定包覆于所述高粧碼頭粧基I上端的兩個相對的半環(huán)形磁鐵21、設(shè)置于所述半環(huán)形磁鐵21與高粧碼頭粧基I之間的空隙內(nèi)且在所述空隙內(nèi)上下向運動的兩個相對的半環(huán)形銅桿22，兩個所述半環(huán)形銅桿22的下端均通過階梯狀的連接桿23與浮子24相連，第一導(dǎo)線25分別與兩個所述半環(huán)形銅桿22的兩端相連接后再與整流器26相連；所述整流器26用第二導(dǎo)線27連接至蓄電池28 ;位于所述連接桿23的階梯內(nèi)部的所述高粧碼頭粧基I上固定有所述潮位發(fā)電模塊3，所述潮位發(fā)電模塊3包括固定于所述高粧碼頭粧基I上的水箱31，所述水箱31的底端水平設(shè)置有出水管32，所述出水管32內(nèi)固定設(shè)置有水輪葉片33，所述出水管32上還設(shè)置有閥門34，所述閥門34的正上方正對連桿35的一端，所述連桿35的另一端固定于所述連接桿23上，所述水輪葉片33與發(fā)電機36電相連，所述發(fā)電機36通過第三導(dǎo)線37與所述蓄電池28電相連，所述蓄電池28通過第四導(dǎo)線38分別與鋼筋4與輔助陽極5相連。
[0026]所述半環(huán)形磁鐵21包括半環(huán)形強力磁鐵S極211與半環(huán)形強力磁鐵N極212，半環(huán)形磁鐵21為強力磁鐵。
[0027]所述連接桿23包括剛性塑料桿。
[0028]所述浮子24由內(nèi)置鐵芯的泡沫制成。浮子24的重量要求是，當(dāng)潮位降低至