[发明专利]一种自发电保护高桩码头桩基内钢筋的装置及实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自发电保护高桩码头桩基内钢筋的装置及实施方法，尤其涉及一种水位变化下自发电保护高桩码头桩基内钢筋的装置及实施方法，适用于港工建筑物中高桩钢筋的外加直流电源保护。

背景技术

港工建筑物中高桩码头是重要的固定式码头结构型式之一，在我国应用广泛。由于自身结构和海洋工作环境等因素的影响，高桩码头耐久性差，其中钢筋锈蚀是导致其可靠性降低，使用寿命短的主要原因。由于其桩基一直处在水位不断变化，干湿交替的环境中，高桩码头桩基内钢筋更是过早就发生腐蚀，钢筋腐蚀将直接导致桩基的承载力极具下降，极大的缩短了码头的使用寿命。

根据国内外的研究现状，外加直流电源保护技术已被证实是针对钢筋腐蚀较为有效的一种防护技术，而传统的钢筋保护系统是无法自己发电，需要施加外部电流进行保护，这就会产生大量的能源消耗，同时使用一段时间电能消耗完，需要定时更换能源设备，增加了后期维护费用，这将会带来更大的资金投入。

这就使得传统的钢筋保护系统自动化程度差，所以目前亟待一种无须外加电流，可自行发电，对桩基钢筋可进行保护的装置。因此发明自动化桩基钢筋保护装置，对于延长码头的使用寿命以及提高能源利用具有较大意义。本发明可以同时利用潮位变化和波浪变化来产生电流，将电流加到码头桩基内的钢筋上对钢筋进行外加直流电源保护，系统设备简单，自动程度化高，适用性较强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用波浪发电模块和潮位发电模块进行交互式无间断自发电的保护高桩码头桩基内钢筋的装置及实施方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自发电保护高桩码头桩基内钢筋的装置，其特征在于：包括：设置于高桩码头桩基上的波浪发电模块和潮位发电模块；所述波浪发电模块包括固定包覆于所述高桩码头桩基上端的两个相对的半环形磁铁、设置于所述半环形磁铁与高桩码头桩基之间的空隙内且在所述空隙内上下向运动的两个相对的半环形铜杆，两个所述半环形铜杆的下端均通过阶梯状的连接杆与浮子相连，第一导线分别与两个所述半环形铜杆的两端相连接后再与整流器相连；所述整流器用第二导线连接至蓄电池；位于所述连接杆的阶梯内部的所述高桩码头桩基上固定有所述潮位发电模块，所述潮位发电模块包括固定于所述高桩码头桩基上的水箱，所述水箱的底端水平设置有出水管，所述出水管内固定设置有水轮叶片，所述出水管上还设置有阀门，所述阀门的正上方正对连杆的一端，所述连杆的另一端固定于所述连接杆上，所述水轮叶片与发电机电相连，所述发电机通过第三导线与所述蓄电池电相连，所述蓄电池通过第四导线分别与钢筋与辅助阳极相连。

所述半环形磁铁、半环形铜杆、连接杆和浮子的个数均为2个且左右对称式设置。

所述半环形磁铁包括半环形强力磁铁S极与半环形强力磁铁N极。

所述连接杆包括刚性塑料杆。

所述浮子由内置铁芯的泡沫制成。

浮子的重量必须保证当潮位降低至浮子脱离水面时，浮子、连接杆和半环形铜杆的自重足以按压开阀门。

所述水箱为顶端敞口式。

所述阀门为按压式阀门。

所述半环形磁铁设置于最高潮位以上；水箱设置于最高潮位与最低潮位之间，水箱顶面低于最高潮位，底面高于最低潮位；浮子高于最低潮位的距离为最低潮位与最高潮位之间的长度的1/3，以保证水箱有足够的出水时间。

一种自发电保护高桩码头桩基内钢筋的实施方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将半环形强力磁铁S极与半环形强力磁铁N极固定在高桩码头桩基上，蓄电池和整流器均安装在码头横梁上；

2）将半环形铜杆置于所述高桩码头桩基与半环形强力磁铁S极和半环形强力磁铁N极之间的空隙内，保证所述半环形铜杆可以在所述空隙内上下振动；

3）连接杆的一端与所述半环形铜杆相连接，另一端与浮子相连接；

4）水箱安装在最高潮位与最低潮位之间，当在高潮位时，所述水箱蓄满水，所述浮子未脱离水面，所述浮子随着波浪的变化上下振动，从而在所述连接杆的作用下，带动所述半环形铜杆上下来回切割磁感线并产生电流，电流用第一导线连接至所述整流器，所述整流器用第二导线连接至所述蓄电池，所述蓄电池储存电能；

5）当潮位降低至所述浮子脱离水面时，所述半环形铜杆停止振动不产生电流，所述浮子依靠重力带动连杆按压开设置于所述水箱的出水管上的阀门，使水箱内的水流出；

6）水箱水流出时带动设置于所述出水管内的水轮叶片转动，使得与所述水轮叶片电相连的发电机产生电流；