CN100418846C - 带有可充气的稳定圈的水上运输工具 - Google Patents

带有可充气的稳定圈的水上运输工具 Download PDF

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Abstract

一种水上运输工具，包括一坚固的船身，该船身具有一坚固的船舷外壁和一吃水线，所述船舷外壁限定一个外表面和一个在该外表面内的凹部，所述外表面至少从吃水线延伸到船舷外壁的顶部，所述凹部在吃水线上方基本上水平地延伸，在该凹部中固定地设置一可弹性变形的安全元件(11)，该安全元件在第一种工作状态中是自身折叠的，而在第二种工作状态中借助来自于压力流体源(2)的压缩气体充气鼓起来，以便为所述水上运输工具提供漂浮力和稳定性，其特征在于，在船舷外壁(5)上在凹部(9)中构成至少一个底切的突出部(15、15.1、15.2)，以及所述安全元件(11)与突出部(15、15.1、15.2)成负形地具有至少一个凹槽(11.1、11.2)，从而所述至少一个突出部(15、15.1、15.2)形锁合和力锁合地嵌进所述至少一个凹槽(11.1、11.2)中，从而将所述安全元件(11)连接于所述凹部(9)。

Description

带有可充气的稳定圈的水上运输工具
技术领域
本发明涉及一种水上运输工具，包括一坚固的船身，该船身具有一坚固的船舷外壁和一吃水线，所述船舷外壁限定一个外表面和一个在该外表面内的凹部，所述外表面至少从吃水线延伸到船舷外壁的顶部，所述凹部在吃水线上方基本上水平地延伸，在该凹部中固定地设置一可弹性变形的安全元件，该安全元件在第一种工作状态中是自身折叠的，而第二种工作状态中借助来自于一个压力流体源的压缩气体充气鼓起来，以便为所述水上运输工具提供漂浮力和稳定性。
背景技术
例如从DE197 47 359专利中已知一种这样的水上运输工具。可弹性变形的安全元件沿其整个长度通过支撑螺栓旋紧在船舷外壁上。支撑螺栓连接必须在该长度上以近似相同的力锁合来实现。这点是昂贵的和难以检查的。比如，一些支撑螺栓可能在装配时断了而没觉察到。即使对于这种损伤可能在终检时被发现的情况，对其进行消除也是相当昂贵的。而最重要的缺点是，这种安全元件没有高昂的花费是不可能装配的。
发明内容
因此本发明的任务是，创造一种开头所述类型的水上运输工具，它的安全元件可用简单的方法来装配和拆卸。
这个任务可这样来解决，在船舷外壁上在凹部中构成至少一个底切的突出部，并且安全元件与突出部成负形地具有至少一个凹槽，从而所述至少一个突出部形锁合和力锁合地嵌进所述至少一个凹槽中，从而将所述安全元件连接于所述凹部。
通过本发明的解决方案，能够以结构简单和特别有利的方式创造一种安全系统，该安全系统可无需手操作的附加部件地安装在水上运输工具上。
所述弹性的安全元件现在可以从船首或从船尾通过其突出部在纵向上被拉到正形的底切的突出部上。
另一优点在于，这些突出部近似T-形地构成。由此船身上的支承件得到了加强。
按照权利要求3至5之一所述的突出部设置也能够导致有利地将安全元件固定在船身上。
其他的优点是：
-可预计的防止沉没的安全性；
-可预计的防止倾覆的安全性；
-可预计的防止水下碰撞(暗礁、冰山)的安全性；
-系统是非常结实和有抵抗力的；
-通过造型提供附加的船身稳定性；
-是相当简单的和不复杂的系统；
-是可以重复使用的；
-可以手动和自动激活；
-由于取消了通常的救生和安全设备而是成本低廉的；
-更有利的保险费总价；
-不仅营救全体船员而且营救贵重的船只；
-可按照标准尺寸进行生产；
-适应于各种船型；
其它的优点由从属权利要求2至8的特征得到。
附图说明
下面借助附图详细地描述本发明的实施形式。附图中：
图1a和1b分别简示出一种水上运输工具的侧视图和前视图，该水上运输工具有一坚固的船身和一坚固的船舷外壁，以及一可弹性变形的处于第一种未激活的工作状态的安全元件；
图2a和2b分别简示出如附图1a和1b中的一种水上运输工具的侧视图和前视图，该水上运输工具有一坚固的船身和一坚固的船舷外壁，以及一可弹性变形的处于第二种已激活的工作状态的安全元件；
图3简示出一个根据发明的处于第一种工作状态的可弹性变形的安全元件的横截面图；
图4a、4b、4c和4d分别简示出在激活安全元件时在第一种工作状态(图4a)与第二种工作状态(图4d)之间的各种状态。
具体实施方式
在图1a和1b中简示出一个有一坚固的船身3和一坚固的船舷外壁5的水上运输工具1的横截面图。船舷外壁5在吃水线的上方并在相当接近其上端7处设有一凹部9。出于稳定的原因规定，该凹部9的轮廓转到船舷内壁上，以便使船舷壁的厚度也保持在凹部9区域内。“坚固的船舷外壁”这一表述在这中是指：至少在其上要形成凹部9的船舷外壁的这部分，相对于从外部作用的压力是相当形状稳定的。由一种本身弹性的材料制成的船舷外壁也属于上述表述范畴，但这种材料通过提高刚性或者化学的和/或物理的处理，使其至少在凹部区域内是相当形状稳定的。
在凹部9中设置一可弹性变形的处于第一种工作状态的安全元件11。在第一种工作状态中，所述可弹性变形的安全元件11只微小地在船舷外壁的垂直平面上延伸这么多，使所述可弹性变形的安全元件11可以用作为例如护舷碰垫板条或耐磨板条。所述可弹性变形的安全元件11优选是一个在其第一种工作状态时自身折叠的软管体，并由此得到为其作为护舷碰垫板条的第二种作用所要的空间长度。所述可弹性变形的安全元件11，亦即软管体固定地安装在凹部9中，以使它不会滑落。
在船身3的内部设置一压力流体源(未示出)，该压力流体源通过一传统的管路系统(未示出)与可弹性变形的安全元件11作用连接。压力流体源可以市一个以传统方法在压力使压力流体排出的任意装置，比如空气压缩机。选择“压力流体”名称，以便将能喷射的泡沫、液体和作为空气等的其它气体也都包括在内，它们在施加的压力作用下或者保持它们的原始物态或者根据压力改变其物态。
图2a和2b简示出这种处于第二种工作状态的可弹性变形的安全元件11。在该安全元件中压力流体源已被激活，从而相应的流体通过管路系统被吹进在图1a或1b中折叠着的可弹性变形的安全元件11中。由此所述可弹性变形的安全元件11就被流体充得满满的(现在该流体在安全元件11中以原始的物态如压缩空气，或是以一种新的物态如泡沫存在。)，并饱满地紧贴在凹部9中。在水上运输工具遇到海难时，由此在船舷外壁5的上端处得到的浮力就促成该水上运输工具1的稳定状态。在海难情况下，压力流体设备的激活可以手动实施，但也可通过适宜的传感器(未示出)电子启动。断定出水上运输工具或其它运输工具不稳定并启动相应的安全系统的这些传感器已是普遍知道的，并因而在此不再进一步描述。
在本实施形式中，凹部9构成为基本上圆锥形的，并有一向顶点方向稍微增加的曲率，该曲率附加地将处于第二种工作状态中的安全元件11固定就位。
通过在船舷外壁5上的充满压力流体的救生圈，陷于海难中的水上运输工具1得到一个相对稳定的状态，这种状态可保持到问题解决为止，亦即救援来到，可以驶向码头等等。
图3示出可弹性变形的安全元件11处于其第一种未充气的工作状态的详图。在船舷外壁5中可以看出凹部9。在凹部9的区域中，在船舷外壁5上构成有一排突出部15。这些突出部15或者是凹部9区域船舷外壁5整体组成部分，或者是附加地固定在船舷外壁5上的单独的部件。为了固定可采用现有技术中已知的任何手段，包括(用螺栓)拧紧、铆接和粘贴。
尽管在本实施形式中描述了多个突出部15，可以根据水上运输工具1以及凹部9的大小来选择突出部15的一个任意的数量，包括只有一个唯一的突出部。
每个突出部15有两个腿15.1和15.2，它们以一自由端15.3固定在船舷外壁5上，并这样弯曲着，致使它们以其自由端15.4彼此间隔地相对置。每个突出部15以其两个腿15.1和15.2围成一个底切的槽，例如接近T-形状的。在本实施形式中，这两个腿15.1和15.2以可变半径圆弧形地延伸。根据一突出部15处在同样弯曲延伸的凹部9的那个位置时，各个腿15.1或15.2的长度也可以不相同。每个突出部15的自由端15.4之间的间距，优选对于每个突出部15，是相同宽的，并形成空隙17。空隙17由腿15.1和15.2的几乎平行的自由端15.4围成。一个突出部15的平行的各自由端15.4优选不平行于在一个垂直平面中相邻的突出部15的那些自由端15.4。更确切地说，这些自由端15.4会聚在相邻突出部15的垂直平面中。
在存在多个突出部15的情况下，它们基本上可以任意地沿凹部9的表面分布上。这些突出部15，比如在垂直方向和/或水平方向上，可以是相互间隔相同距离并列地设置。但这些突出部15也可以在水平方向和垂直方向上是相互位错的。
在本实施形式中，构成为软管体的安全元件11的一个圆周部分设有凹槽11.1和11.2。这些凹槽11.1和11.2适配于突出部15的腿15.1和15.2，并优选构成为它们的负形。折叠在一起的安全元件11包括一个空腔17。该空腔在所述工作状态时为图示目的只有一个可见的容积。空腔17通过一导管19、阀门等与一压力流体源21相连接。所述弹性的安全元件11在从船首或从船尾装配时，以其凹槽11.1和11.2套装突出部15的腿15.1和15.2上，并由此夹紧在凹部9内。通过大面积的固定夹紧保证，软管体不会点状过载和断裂。
也可以在安全元件11中设置隔膜(未示出)，它们也可构成为半渗透的。通过这种多腔配置保证，在可弹性变形的安全元件11各区域发生碰撞和受损的情况下，不仅整个安全系统不被损坏，而且好确保其功能可靠性。
从这些附图中可看出，可弹性变形的安全元件11基本上设置在一个水平面上。但是根据船的类型也可以考虑其他的定位。
在另一在此不作详述的实施形式中也可设想，将可弹性变形的安全元件11不做成软管，而只做作成软管壁段，它以其自由的纵向边缘固定在船舷外壁5上。在这种情况下，压缩气体被吹入一个空心体中，该空心体部分地由船舷外壁5的凹部9组成并且部分地由软管壁段的内壁组成。作为与船舷外壁5的固定，比如可设置底切的槽(未示出)，比如T形槽，软管体的相应构成的边缘插入该槽中。在此，这些材料也可通过金属芯子和其他坚固的材料加强刚性，从而一直保证更安全的连接。
下面列出了根据本发明的可弹性变形的安全元件的浮力计算表。这些数据是些近似值，其容许误差最大为1.5％。自重被考虑到了。
直径    每米的浮力    用于水上运输工具
30cm    70kg          直到2.5T(吨)
50cm    196kg         直到7T(吨)
70cm    385kg         直到27T(吨)
90cm    635kg         直到75T(吨)
对于可弹性变形的安全元件11用作为抗倾覆的情况，这些浮力作为最大可能的杠杆作用对水上运输工具的垂直重心线产生作用。
对于可弹性变形的安全元件11用作为浮标的情况，为了防止水上运输工具沉没，只能够平衡处于水下各部分重量的大约三分之一(包括处于吃水线上方的各部分)。通过在高的位置安置，即在船舷壁上端附近，可以考虑大约25％的安全浮力。
所述安全系统也可以补装。可以设想，将可弹性变形的安全元件11福建地安装在船尾甲板部分上(船身3的最高区域)，在必要时通过在结构上相适配的船舷外壁实施。
图4a、4b、4c和4d简示出第一种未充气的工作状态(图4a)、中间工作状态(图4b和图4c)以及第二中已充气的工作状态(图4d)。
该安全元件11在其折叠状态时构成活节接头(Gelenkknoten)23，它们位于凹部9的在垂直平面内下部的边缘上(图3)。当压力流体激活时(图4a)，比如通过对压力流体设备21电子或电控制，或通过爆发打开在压力流体设备21上的或供给管端部处的一个安全阀，进入的流体在安全元件11附近将安全元件11的折叠区域围绕所设置的活节接头23首先向下(图4b)并然后向外挤压(图4c)，直到安全元件11被充得满满的为止(图4d)。
本发明的整个不会沉没的保险装置也可与一控制装置(未示出)相连接，该控制装置在开启动保险元件13的第二种工作状态时，自动产生和发送一个紧急情况信号。比如，已众所周知的卫星导航系统GPS适合于遍及全球的定位。
所述控制装置在开起第二种工作状态时也可以抛出一个传动锚，该传动锚用于在无机动性能的情况下稳定船只，从而将船只以船首迎着风浪。
所述安全元件不仅可以用压缩空气或另一种气体，而且也可以用有喷射力的泡沫来充满，该泡沫在安全元件11中扩展成为稳定的泡沫结构。

Claims (8)

1. 一种水上运输工具，包括一坚固的船身，该船身具有一坚固的船舷外壁和一吃水线，所述船舷外壁限定一个外表面和一个在该外表面内的凹部(9)，所述外表面至少从吃水线延伸到船舷外壁的顶部，所述凹部在吃水线上方基本上水平地延伸，在该凹部中固定地设置一可弹性变形的安全元件(11)，该安全元件在第一种工作状态中是自身折叠的，而在第二种工作状态中借助来自于一个压力流体源(2)的压力流体充气鼓起来，以便为所述水上运输工具提供漂浮力和稳定性，其特征在于，在船舷外壁(5)上在凹部(9)中构成至少一个底切的突出部(15、15.1、15.2)，以及所述安全元件(11)与突出部(15、15.1、15.2)成负形地具有至少一个凹槽(11.1、11.2)，从而所述至少一个突出部(15、15.1、15.2)形锁合和力锁合地嵌进所述至少一个凹槽(11.1、11.2)中，从而将所述安全元件(11)连接于所述凹部(9)。
2. 按照权利要求1所述的水上运输工具，其特征在于，所述突出部(15)是近似T形地底切的。
3. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，所述突出部(15)在一个垂直方向上并列设置。
4. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，所述突出部(15)在一个水平方向上依次设置。
5. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，各相邻的突出部(15)在水平和垂直方向上彼此位错地设置。
6. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，所述凹部(9)构成在船尾和在船舷外壁(5)的纵侧上。
7. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，弹性的安全元件(11)是一软管体。
8. 按照权利要求1或2所述的水上运输工具，其特征在于，可弹性变形的安全元件(11))在第一种工作状态中是一个护舷碰垫板条。
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