CN102765469B - 低噪声海底阀箱 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供低噪声海底阀箱，包括腔体、倾斜上盖、隔离板、旋转箱体腔口，腔体与倾斜上盖相连，腔体下底为内底板，内底板连接旋转箱体腔口，旋转箱体腔口里安装内凹型栅格片，隔离板包括纵向隔离板和垂直腔口隔离板，纵向隔离板和垂直腔口隔离板固定在内底板上，隔离板上设置成排的气液分离孔，垂直腔口隔离板上气液分离孔的横截面垂直于水流方向，腔体上端设置通气孔，腔体侧端设置海水总管吸口，通气口的高度高于海平面。本发明结构简单、经济性好、实用性强、应用功能完善。

Description

低噪声海底阀箱

技术领域

本发明涉及的是一种振动辐射噪声控制领域的海底阀箱。

背景技术

海底阀箱通常位于船艏、船中和船尾的底部，是尺寸约1米见方的内部装有水的箱体。其主要给船舶主、辅柴油机提供冷却用水，消防用水、压截用水，及冲洗用水等。它是船舶的主要命脉之一，直接关系到船舶的正常营运、船员及乘客的正常生活以及船舶及人身的安全问题。目前随着水声探测装备水平提高，船舶的噪声及可靠性要求也不断地在提高，为保障船舶长期、正常工作，低噪声海底阀箱结构的设计非常必要。

海底阀箱属于陷落式的腔体结构，当海水流过腔体结构时，在腔口处会产生漩涡、流体的流激振荡现象，流激振荡问题是一种非定常的流体流动，在此过程中既包含剪切层流的分离，又有旋涡运动的产生与演化，并且它们是同时发生的。同时还伴随着波的传播及声压力振荡，发生声辐射。由于阀箱结构直接与外流畅相连，之间没有阻抗结构，声波直接辐射到水中，使船舶噪声提高。同时产生流-固耦合作用，导致腔体结构破坏以及疲劳破坏。因此抑制海底阀箱的流激振荡，对船舶有重要意义。

目前，各类船舶采用的海底阀箱是在船底布置的海水吸入阀空间，用于主冷凝器的海水泵吸入，在总管上还有消防总用泵，舱底水消防泵。海底阀箱的位置是根据海水总管的位置而定，而海水总管的位置又是根据主机的布置而定。海水管应尽量靠近主机的机带海水泵，一般在船尾靠近外板的地方。在里面装有锌块作保护阳极，外面装有栅格防止垃圾进入海水系统。另外在阀箱底部布设有泥孔（泄流孔），上部有透气孔。该类海底阀箱在船舶横摇时，箱内海水自由液面晃荡严重，流体导边剪切层离体产生漩涡、流激振荡现象，对船舶稳定性及声隐身性不利。固定式腔口无法随船舶航向的改变而适时改变来流攻角，导致流体分离现象严重。

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单，既满足经济性，又满足实用性的低噪声海底阀箱。

本发明的目的是这样实现的：

本发明低噪声海底阀箱，其特征是：包括腔体、倾斜上盖、隔离板、旋转箱体腔口，腔体与倾斜上盖相连，腔体下底为内底板，内底板连接旋转箱体腔口，旋转箱体腔口里安装内凹型栅格片，隔离板包括纵向隔离板和垂直腔口隔离板，纵向隔离板和垂直腔口隔离板固定在内底板上，隔离板上设置成排的气液分离孔，垂直腔口隔离板上气液分离孔的横截面垂直于水流方向，腔体上端设置通气孔，腔体侧端设置海水总管吸口，通气口的高度高于海平面。

本发明还可以包括：

1、还包括旋转法兰，内底板通过旋转法兰连接旋转箱体腔口，旋转箱体腔口可通过旋转法兰进行旋转。

2、所述的倾斜上盖与腔体侧面所成角度为45度。

本发明的优势在于：本发明结构简单、经济性好、实用性强、应用功能完善。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的结构位置布置图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，在船舶艏部、中部、艉部两侧都可能布置海底阀箱结构，以船中部舷侧典型海底阀箱结构为例，结合附图对本发明做更详细地描述：

内凹型栅格片9通过销轴与旋转箱体腔口5连接，便于拆卸；隔离板3、4焊接在内底板上；在隔离板上布置成排的气液分离孔7；倾斜顶上盖6倾斜角度为45°，保证通气口1高于海平面；旋转箱体腔口5与腔体通过旋转法兰8相连。

水流通过可拆卸的内凹型栅格片9，由腔口5通过带孔垂直腔口隔离板，小孔将水流离散分隔成若干排水柱，沿带孔纵向隔板3水位上升，水中气泡被气液分离口阻挡、汇聚成大气泡，沿倾斜顶上盖6上升，直到高于海平面的通气口1排出海底阀箱箱体，海水则流入连接机带泵海水总管吸孔2，根据不同航向、海况适时的调整与控制系统相连的旋转法兰8改变攻角。最终达到减小噪声、附加阻力的目的。

1、结构参数选取

根据带孔隔离板布置位置、旋转箱体腔口方向对腔型、来流攻角、剪切层分离和旋涡运动的影响规律，选出最优的低噪声海底阀箱参数，设计出最合适的内凹型栅格形状。

2、布置纵向隔离板改变腔型

首先根据得到的低噪声海底阀箱腔型结构参数，选定隔离板布置位置。在海底阀箱内垂直来流方向隔离板，将海底阀箱分割成若干小空间，减小自由液面晃荡横摇；将阀箱分割成小的箱体，使腔体结构为深跨比大的深腔，控制或消除不利的流激振荡。通过对其进行仿真计算指导隔离板的位置结构设计，使其流场剪切层均匀，梯度小。隔离板上端与阀箱上壁留有一定高度空隙，保证海水的通道。隔离板下部1/3处布设成排的小孔，用来阻挡夹杂在海水中的小气泡流入机泵带。

3、加装内凹型栅格片

为了防止海草、海砺等污浊物从箱口内进入阀箱内的栅格或孔板。通过设计合适的栅格内凹型线，来加大腔口与海水的接触面积。内凹结构充分利用船向前航行时动压头增大的特性，增大海水流量。用轴销器使内凹型栅格与船底板连接，便于拆卸，清污。腔口处栅格的存在，使得箱口处壁面增多，栅格片的存在抑制了剪切层的振荡，从而降低辐射噪声。

4、采用阀箱倾斜上盖

海底阀箱的上盖采用倾斜结构，角度定为45°，入水口方向低，出水口方向高，在最高处与通气口相连。通气口要高于海水自由平面，使海水中气泡顺利排出阀箱空间。使水中气泡沿倾斜上盖直接进入通气口，有利于气液分离，减少气泡流入机泵带。

5、旋转箱体腔口结构

为便于调节来流攻角的变化，在陷落腔与船底板接触处布有可旋转的法兰盘。攻角为45°时腔口导边和随边处的脉动力有所减小，侧壁处的脉动力减弱，对于等高腔腔内的脉动压力减小更明显。因此适时的根据船舶航向与海水来流，通过与旋转法兰相连的控制装置，旋转箱体腔口位置，改变攻角减小流激振荡噪声。

旋转腔口方向，可以调节控制海水的流量。控制装置与旋转法兰相连，通过传动装置，在控制室即可改变腔口来流攻角，达到调节腔口处海水流量、较小流激振荡噪声的目的。

Claims (2)

1.低噪声海底阀箱，其特征是：包括腔体、倾斜上盖、隔离板、旋转箱体腔口、旋转法兰，腔体与倾斜上盖相连，腔体下底为内底板，内底板连接旋转箱体腔口，旋转箱体腔口里安装内凹型栅格片，隔离板包括纵向隔离板和垂直腔口隔离板，纵向隔离板和垂直腔口隔离板固定在内底板上，隔离板上设置成排的气液分离孔，垂直腔口隔离板上气液分离孔的横截面垂直于水流方向，腔体上端设置通气孔，腔体侧端设置海水总管吸口，通气口的高度高于海平面；

内底板通过旋转法兰连接旋转箱体腔口，旋转箱体腔口可通过旋转法兰进行旋转。

2.根据权利要求1所述的低噪声海底阀箱，其特征是：所述的倾斜上盖与腔体侧面所成角度为45度。