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申请/专利权人：江苏科技大学

摘要：本发明提供了一种适用于冰区可调节高度的弧面抗冰锥装置及控制方法，包括桩腿，套设在所述桩腿上的锥体，所述锥体能够沿桩腿上下滑动，所述锥体为环形空腔体，所述桩腿从上至下依次设置高压气泵、高压软管和锥体，所述高压软管一端连接高压气泵,另一端穿过设置在锥上的密封孔延伸至锥体内部，所述锥体下部设有两个水密孔，所述水密孔分别连接两根水管，所述水管一根设置充水单向阀，另一根设置排水单向阀，本发明采用环形空腔体形的锥体，增强锥体的抗压能力，通过高压气泵充气与排气功能配合单向阀的使用，控制锥体内部充水量，达到调节锥体高度的效果，使得锥体始终处于最佳抗冰位置，避免海冰与隔板边缘处锥角碰撞导致冰载荷过大等问题。

主权项：1.一种适用于冰区可调节高度的弧面抗冰锥控制方法，采用弧面抗冰锥装置，所述的弧面抗冰锥装置包括桩腿1，套设在所述桩腿1上的锥体3，所述锥体3能够沿桩腿1上下滑动，所述锥体3为环形空腔体，所述桩腿1从上至下依次设置高压气泵21、高压软管22和锥体3，所述高压软管22一端连接高压气泵21,另一端穿过设置在锥体3上的密封孔38延伸至锥体3内部，所述锥体3下部设有两个水密孔，所述水密孔分别连接两根水管37，所述水管37一根设置充水单向阀35，另一根设置排水单向阀36；在所述桩腿1顶部设置控制系统、海冰监测系统以及定位系统，在锥体3内部设置水压传感器以及水位传感器；所述锥体3由上下两块锥壳板31以及钢管焊接形成环形空腔体，所述锥壳板31纵剖面呈外凸弧状，隔板33设置于上下两块锥壳板31交接处，所述隔板33上均匀设置若干流水孔331，所述锥壳板31内表面沿轴向均匀设置加强筋32，所述加强筋32沿锥体3顶部不间断焊接延伸至隔板33处，所述加强筋32在锥体3上下部分中对称设置；所述锥壳板31弧度通过斜切角a与交切角b来控制，所述斜切角a为纵剖面上锥壳板31弧线中点切线与水平线的夹角，所述弧线中点切线与弧线起点与终点连线平行，所述交切角b为纵剖面上锥壳板31弧线终点切线与水平线的夹角；在高压气泵21与锥体3之间的桩腿1上设置软管收紧盘23，所述桩腿1上位于软管收紧盘23出管处设置上固定套环24，所述密封孔38设置于锥体3上半部分，所述锥体3上半部分设置下固定套环39，所述高压软管22经过软管收紧盘23下端依次穿过上固定套环24、下固定套环39以及密封孔38且延伸至锥体3内部，所述下固定套环39与上固定套环24处于同一纵轴线上；所述桩腿1侧边设置有若干纵向凸起的滑动轨道25，所述锥体3上钢管部分对应位置设置滑动凹槽34，所述滑动轨道25与锥体3的滑动凹槽34相适配；所述斜切角a范围为40°≤a≤60°，所述交切角b范围为50°≤b≤80°；所述桩腿1水线以下位置设置限位板26；其特征在于，包含以下步骤：设定初始状态为锥体3沉于水下；S1：定位系统监测到桩腿1周边1km内存在海冰，发送信号到控制系统；S2：控制系统控制高压气泵21打开充气，锥体3内部压强P3不断升高，当P3大于排水单向阀36预设工作压力P1时，排水单向阀36打开，锥体3内部海水被排出，锥体3随内部海水量的减少而上浮，与此同时，控制系统发送信号至海冰监测系统，海冰监测系统打开工作；S3：海冰监测系统根据监测得到的海冰高度H计算出锥体3的最佳抗冰高度h，h为锥体3底部至海平面的高度，再根据公式，式中为压强、ρ为海水密度、g为重力加速度，计算出锥体3处于最佳抗冰高度时海水的压强，海冰监测系统将计算所得压强信号发送给控制系统；S4：当锥体3内部压强等于数值时，水压传感器将信号发送给控制系统；S5：控制系统控制高压气泵21关闭，锥体3高度固定；S6：抗冰结束，海冰随海流飘走；S7：定位系统监测到桩腿1周边1km内没有海冰出现，发送信号至控制系统；S8：控制系统控制高压气泵21打开排气，锥体3内部压强P3不断降低，当P3小于充水单向阀35预设工作压力P2时，充水单向阀35打开向锥体3内部充入海水，锥体3随内部海水量的增加而开始下沉；S9：水位传感器监测到锥体3内部充满海水时，发送信号至控制系统；S10：控制系统控制高压气泵21关闭，锥体3恢复初始状态。

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