CN102303686A - 一种船舶独立货舱的可调节固定装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

一种船舶独立货舱可调节固定装置，包括设有竖向通孔的隔热垫块，螺栓杆穿过隔热垫块的通孔焊接固定在船体面板上，调节螺母和锁紧螺母旋合在螺栓杆上，且分别贴合隔热垫块的底面和顶面。一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，包括以下步骤：将螺栓杆焊接在船体面板上的安装位置；将隔热垫块的通孔套在螺栓杆上，并贴合在调节螺母的顶面上；旋转调节螺母，将隔热垫块调节至合适的高度；将锁紧螺母旋入螺栓杆并旋紧。本发明提供的可调节固定装置及安装方法，通过调节螺母实现对垫块高度的调节，结构简单、操作方便、安装精度高，且不破坏船体的整体结构，也无需对船结构进行局部加强，保证了船体结构的安全可靠，也节约了结构成本。

Description

一种船舶独立货舱的可调节固定装置及安装方法

技术领域

本发明涉及一种船舶独立货舱的固定装置及安装方法，特别是涉及一种沥青船的高温货舱的固定装置及安装方法，属于船舶技术领域。

背景技术

沥青船是国际三大主流船型之一的油船系列中技术难度最高的一种船型。由于沥青固有的物理特性，决定其只能在高温溶化状态下才能装卸和运输，因而运输时温度均在180℃以上，等级要求高的甚至250℃以上。高温沥青货舱与船体之间的隔热固定安装是沥青船的重要技术问题，历史上多次出现过因隔热不当，导致货舱开裂，沥青泄漏到空舱固化，甚至整船报废的惨痛教训。

现有技术的高温沥青货舱的安装固定装置主要有以下三种：

1.夹层型固定装置

高温沥青货舱与船体之间设置夹层，夹层中填充隔热材料，使高温货舱传递到船体上的温度低于船舶相关规范的要求。这种装置的主要问题在于：由于环境温度、散热及夹层中压力平衡估算等不确定因素，造成运输过程中沥青的温度不易控制在安全范围内，沥青温度过高时会使船体或高温货舱产生爆裂，导致船舶损毁，甚至人员伤亡的重大事故，安全性差。

2.垫块型固定装置

货舱做成与船体完全独立的结构，仅通过限位装置和防浮装置与船体接触，独立货舱通过一定数量的由特殊隔热材料制成的垫块固定安装在船体上，为与船体结构精确配合，最后一块垫块必须在现场测量间隙，再加工、拂磨后配合安装。这种装置克服了夹层型固定装置安全性差的缺陷，但最后一块垫块的安装工艺复杂，对工人技术水平要求高，且船舶上作业空间狭小、安装难度大。

3.可调节固定装置

为克服垫块型固定装置的安装工艺复杂等问题，还可将垫块制成可调节高度的结构：首先在船体结构上钻孔，将垫块与船体用螺栓联接固定，再在船体结构上加工两个螺纹孔，用顶升螺钉调节垫块高度。可调节固定装置克服了垫块型固定装置的安装工艺复杂等问题，但是，每安装一个隔热垫块需要在船体上钻一个安装孔和两个顶升螺钉孔，特别是根据船舶油漆涂装标准要求，孔沿还必须打磨成至少R2的圆角，上述钻孔、孔沿打磨等工序，显著增加了安装工作量。另一方面，在船体上打孔过多，对船体结构的应力场产生较大破坏，影响船体的强度和结构稳定性，如果对船体结构进行加强，包括增加面板厚度和面板下增加肋板支撑，既增加了结构成本和安装工作量，又显著增加船体自重，影响船舶运输能力。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的船舶独立货舱可调节固定装置存在的破坏船体结构、需要对船体局部加强，以及打孔、打磨等安装工作量大的缺陷与不足，提供一种船舶独立货舱可调节固定装置，不破坏船体整体结构，也无需对船体结构进行局部加强，且不需要打孔、打磨等安装工序，安装操作简单、技术要求不高，并且隔热效果好、安全可靠度高。

本发明实现第一个技术目的采用的技术方案是：

一种船舶独立货舱可调节固定装置，包括隔热垫块和螺栓连接机构，所述螺栓连接机构包括调节螺母、锁紧螺母和螺栓杆，所述隔热垫块上设置有竖向的通孔，所述通孔与螺栓杆的外表面相配合，所述螺栓杆的底部焊接固定在船体面板上，所述调节螺母旋合在螺栓杆上，且调节螺母的顶面贴合在隔热垫块的底面上，所述锁紧螺母旋合在螺栓杆上，且锁紧螺母的底面贴合在隔热垫块的顶面上。

一种船舶独立货舱可调节固定装置，所述通孔与螺栓杆的外表面动配合。

一种船舶独立货舱可调节固定装置，所述隔热垫块的底面与船体面板之间的空隙填充有环氧树脂粘结层。

一种船舶独立货舱可调节固定装置，所述隔热垫块上设有开口向上的凹槽，所述凹槽的横截面大于锁紧螺母的横截面，所述通孔位于凹槽内，所述锁紧螺母的底面贴合在隔热垫块位于凹槽内的顶面上。

一种船舶独立货舱可调节固定装置，所述船体面板固定在船体龙骨的顶面上，所述螺栓杆的底部固定在船体龙骨的顶部对应的船体面板上。

本发明的第二个目的是针对现有技术的船舶独立货舱采用可调节固定装置的安装方法存在的需要在船体结构上打孔、对船体结构破坏作用大，以及打孔、打磨等安装工作量大的缺陷与不足，提供一种使用可调节固定装置安装船舶独立货舱的方法，不破坏船体结构，也无需对船体结构进行局部加强，且不需要打孔、打磨等工序，安装方法简单，安装工作量小，对技术要求不高，安全可靠度高。

本发明实现第二个技术目的采用的技术方案是：

一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，包括以下步骤：

A.确定隔热垫块在船体面板上的安装位置，将螺栓杆焊接在船体面板上确定的安装位置；

B.将隔热垫块通过通孔套在螺栓杆上，并使隔热垫块的底面贴合在调节螺母的顶面上；

C.旋转调节螺母，带动隔热垫块上下直线运动，将隔热垫块调节至合适的高度；

D.将锁紧螺母旋入螺栓杆并拧紧，使锁紧螺母的底面紧压在隔热垫块的顶面上，从而将隔热垫块通过螺栓连接机构与船体面板固定连接成整体。

一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，所述安装方法步骤D之后还包括步骤E：

E.在隔热垫块与船体面板之间的空隙浇注环氧树脂粘结层，将隔热垫块与船体面板通过粘结层粘结加固。

一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，所述隔热垫块上设有开口向上的凹槽，所述凹槽的横截面大于锁紧螺母的横截面，所述通孔位于凹槽内，所述步骤D中锁紧螺母的底面紧压在隔热垫块位于凹槽内的顶面上。

一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，所述步骤A中隔热垫块在船体面板上的安装位置，位于船体龙骨的顶部对应的船体面板上。

一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，所述步骤A中隔热垫块在船体面板上的安装位置，按照隔热垫块的分布密度1个/10DWT确定。

与现有技术相比，本发明具有的特点是：

1.可调节固定装置及安装方法不需要在船体上打孔，不破坏船体的整体结构，也无需对船体结构进行局部加强，保证了船体结构的安全可靠，也节约了结构成本。

2.可调节固定装置及安装方法通过调节螺母实现对垫块高度的调节，结构简单、操作方便、安装精度高，特别适用于船舶操作空间狭窄、控制精度难度大的操作环境。

3.在螺栓连接机构四周浇注环氧树脂，通过环氧树脂优异的粘结性能将垫块与船体粘结加固，且环氧树脂具有的优良的抗腐蚀性能够有效保护金属螺栓结构免受腐蚀，进一步增强垫块与船体的连接强度和可靠性。

4.可调节固定装置在船体面板上的安装位置位于船体龙骨顶面对应的位置，改变了现有技术中安装位置设在船体面板的架空位置的做法，避免了独立货舱的较大重力作用对船体面板产生的较大的弯矩和弯曲变形，使船体面板的负载整体减轻且分布均衡，受力情况显著改善。

5.可调节固定装置及安装方法能够有效减小船体面板的结构尺寸以及船体自重，显著节约结构成本、提高船舶运输能力。

6.可调节固定装置的安装方法简单，对工人技术要求低，且避免了钻孔、打磨等复杂工序，安装工作量小。

附图说明

图1是本发明船舶独立货舱可调节固定装置的结构示意图。

图中：隔热垫块1，通孔2，调节螺母3，锁紧螺母4，螺栓杆5，粘结层6，凹槽7，船体面板8，船体龙骨9。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置，包括隔热垫块1和螺栓连接机构，螺栓连接机构由调节螺母3，锁紧螺母4和螺栓杆5组成。隔热垫块1采用特殊隔热材料制成，热传导率非常低，能够确保热传递到船体的温度低于船舶相关规范的要求。隔热垫块1上设置有竖向的通孔2，通孔2与螺栓杆5的外表面相配合，配合包括动配合、静配合和过渡配合，但为安装方便，优选动配合。螺栓杆5的底部焊接在船体面板8上确定的安装位置，其固定连接方式为焊接。调节螺母3旋合在螺栓杆5上，并保持其顶面贴合在隔热垫块1的底面上，利用调节螺母3在螺栓杆5上旋转而产生轴向位移的原理，通过旋转调节螺母3带动隔热垫块1上下运动，实现对隔热垫块1的高度的精确调节。锁紧螺母4旋合在螺栓杆5上并位于隔热垫块1的上部，当隔热垫块1调节到合适高度后，旋紧锁紧螺母4，使锁紧螺母4的底面紧压在隔垫垫块1的顶面上，从而将隔热垫块1通过螺栓连接机构与船体面板8固定连接成整体。本发明提供的船舶独立货舱的可调节固定装置，不需要在船体上打孔，不破坏船体的整体结构，也无需对船体结构进行局部加强，保证了船体结构的安全可靠，也节约了结构成本。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置，还可以在隔热垫块1的底面与船体面板8之间的空隙填充环氧树脂粘结层6。环氧树脂对金属和非金属材料均有良好的粘结性，并且化学性质稳定，抗腐蚀性强，通过环氧树脂粘结层6将隔热垫块1与船体面板8粘结固定，可进一步增强隔热垫块1与船体的连接强度和整体性，并且能够有效保护金属材料的螺栓结构免受腐蚀，提高隔热垫块1与船体连接的可靠度。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置，还可以在隔热垫块1上设置开口向上的凹槽7，凹槽7的横截面大于锁紧螺母4的横截面，以保证锁紧螺母4能放置在凹槽7内。通孔2位于凹槽7内，但为使受力均衡，优选将通孔2设置在凹槽7的中部。当隔热垫块1调节到合适高度后，并旋紧锁紧螺母4时，将锁紧螺母4的底面紧压在隔热垫块1位于凹槽7内的上表面。在隔热垫块1上设置凹槽7，可减少隔热垫块的材料，节约成本，并减少隔热垫块1与高温货舱的接触面积，减少热传递，延长隔热垫块1的使用寿命。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置，船体面板8固定在船体龙骨9上，隔热垫块1在船体面板8上的安装位置，可以位于没有船体龙骨9支撑的船体面板8上架空的位置，但此时独立货舱的较大重力作用对船体面板8形成的较大的弯曲荷载，使船体面板8承受较大的弯矩和弯曲变形，船体面板8的受力极为不利，甚至可能由于强度或刚度不足发生破坏。因而，隔热垫块1在船体面板8上的安装位置，优选位于船体龙骨9的顶面对应的船体面板8的位置，此时独立货舱的重力通过隔热垫块1直接传递到受力结构船体龙骨9上，船体面板8除受到局部的压力外，没有受到独立货舱的较大重力作用产生的较大的弯矩和弯曲变形，船体面板8的负载显著减轻。

现有技术中隔热垫块1通过在船体面板8上设置安装孔和顶升螺钉孔并用螺栓固定连接，为防止打孔破坏船体龙骨9，安装位置均设在远离船体龙骨9的船体面板8上的架空位置，使船体面板8承受货舱重力作用产生的较大弯矩和弯曲变形，受力十分不利，往往需要对船体结构进行加强，包括增加面板厚度和面板下增加肋板支撑，既增加了结构成本和安装工作量，又显著增加船体自重，影响船舶运输能力。而本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置的安装位置设置在船体龙骨9的龙骨顶面对应的船体面板8的位置，使船体面板8的负载减轻且分布均衡，受力情况显著改善，并能有效减小船体面板8的结构尺寸以及船体自重，并节约结构成本。

本发明提供的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，包括以下步骤：

A.确定隔热垫块1在船体面板8上的安装位置，将螺栓杆5焊接在船体面板8上确定的安装位置上；

B.将隔热垫块1通过通孔2套在螺栓杆5上，并使隔热垫块1的底面贴合在调节螺母3的顶面上；

C.旋转调节螺母3，带动隔热垫块1上下直线运动，将隔热垫块1调节至合适的高度；

D.旋紧锁紧螺母4，使锁紧螺母4紧压在隔热垫块1的顶面上，从而将隔热垫块1与船体面板8通过螺栓连接机构固定连接成整体。

本发明提供的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，在步骤D之后还可以包括步骤E：在隔热垫块1的底面与船体面板8之间的空隙浇注环氧树脂粘结层6，将隔热垫块1与船体面板8通过粘结层6粘结加固。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，当隔热垫块1上设有开口向上的凹槽7时，步骤D中锁紧螺母4紧压在隔热垫块1位于凹槽7内的顶面上。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法的步骤A中，隔热垫块1在船体面板8上的安装位置优选船体龙骨9的顶部对应的船体面板8上，此时独立货舱的重力通过隔热垫块1直接传递到受力结构船体龙骨9上，船体面板8除受到局部的压力外，没有受到独立货舱的较大重力作用产生的较大的弯矩和弯曲变形，船体面板8的负载显著减轻。隔热垫块1的安装位置还可以根据其分布密度确定，隔热垫块1的分布密度根据货舱的重量确定，一般可按照1个/10DWT的标准设置，即每10载重吨设置一个隔热垫块1。

本发明提供的船舶独立货舱可调节固定装置及安装方法与现有技术对比显示：船体面板的结构重量减少至1/3，工时消耗减少至1/4，技术效果显著。

上面结合附图对本发明的实施例做了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种船舶独立货舱可调节固定装置，包括隔热垫块(1)和螺栓连接机构，其特征在于：所述螺栓连接机构包括调节螺母(3)、锁紧螺母(4)和螺栓杆(5)，所述隔热垫块(1)设置有竖向的通孔(2)，所述通孔(2)与螺栓杆(5)的外表面相配合，所述螺栓杆(5)的底部焊接固定在船体面板(8)上，所述调节螺母(3)旋合在螺栓杆(5)上，且调节螺母(3)的顶面贴合在隔热垫块(1)的底面上，所述锁紧螺母(4)旋合在螺栓杆(5)上，且锁紧螺母(4)的底面贴合在隔热垫块(1)的顶面上。

2.根据权利要求1所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置，其特征在于：所述通孔(2)与螺栓杆(5)的外表面动配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置，其特征在于：所述隔热垫块(1)的底面与船体面板(8)之间的空隙填充有环氧树脂粘结层(6)。

4.根据权利要求1～3所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置，其特征在于：所述隔热垫块(1)上设有开口向上的凹槽(7)，所述凹槽(7)的横截面大于锁紧螺母(4)的横截面，所述竖向的通孔(2)位于凹槽(7)内，所述锁紧螺母(4)的底面贴合在隔热垫块(1)位于凹槽(7)内的顶面上。

5.根据权利要求1所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置，其特征在于：所述船体面板(8)固定在船体龙骨(9)的顶面上，所述螺栓杆(5)的底部固定在船体龙骨(9)的顶部对应的船体面板(8)上。

6.一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，其特征在于所述安装方法包括以下步骤：

A.确定隔热垫块(1)在船体面板(8)上的安装位置，将螺栓杆(5)焊接在船体面板(8)上确定的安装位置；

B.将隔热垫块(1)通过通孔(2)套在螺栓杆(5)上，并使隔热垫块(1)的底面贴合在调节螺母(3)的顶面上；

C.旋转调节螺母(3)，带动隔热垫块(1)上下直线运动，将隔热垫块(1)调节至合适的高度；

D.将锁紧螺母(4)旋入螺栓杆(5)并拧紧，使锁紧螺母(4)的底面紧压在隔热垫块(1)的顶面上，从而将隔热垫块(1)通过螺栓连接机构与船体面板(8)固定连接成整体。

7.根据权利要求6所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，其特征在于：所述安装方法步骤D之后还包括步骤E：

E.在隔热垫块(1)与船体面板(8)之间的空隙浇注环氧树脂粘结层(6)，将隔热垫块(1)与船体面板(8)通过粘结层(6)粘结加固。

8.根据权利要求6或7所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，其特征在于：所述隔热垫块(1)上设有开口向上的凹槽(7)，所述凹槽(7)的横截面大于锁紧螺母(4)的横截面，所述通孔(2)位于凹槽(7)内，所述步骤D中锁紧螺母(4)的底面紧压在隔热垫块(1)位于凹槽(7)内的顶面上。

9.根据权利要求6～7所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，其特征在于：所述步骤A中隔热垫块(1)在船体面板(8)上的安装位置，位于船体龙骨(9)的顶部对应的船体面板(8)上。

10.根据权利要求6、7或9所述的一种船舶独立货舱可调节固定装置的安装方法，其特征在于：所述步骤A中隔热垫块(1)在船体面板(8)上的安装位置，按照隔热垫块(1)的分布密度1个/10DWT确定。