CN103407558A - 一种软式气模浮筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软式气模浮筒，包括圆筒形的筒体，内胆，两个半球形的封头，多条经线加强筋，多条纬线加强筋，至少两个充气阀门，至少三条水密拉锁和两个法兰组件；所述筒体的两端分别设置有一个向外凸起的封头，所述筒体与两个封头组成外壳，所述外壳上设置有至少两个充气阀门，所述外壳的表面沿经线方向均匀分布有多条经线加强筋，沿纬线方向均匀分布有多条纬线加强筋，所述外壳将所述内胆包覆于内，每个所述法兰组件均设置于封头的半球形的顶点处，所述至少三条水密拉锁设置于筒体的底部。本发明具有强度大、可折叠、抗老化、抗刺破、可多次重复使用、可实现快速打捞沉船(包括沉物)的特点。

Description

一种软式气模浮筒

技术领域

本发明涉及沉船打捞装置，特别涉及一种软式气膜浮筒。

背景技术

由海军和交通部在七十年代初联席在青岛举行北方会议，会议决定成立烟台，上海，广州三个救捞局，并与北海，东海，南海三大舰队配伍，任务是做到战时军事征用，保证在战时对港口，航道的疏通通并共同形成国家的执海权和海上威慑力量。并要求在战争状态下，将沉没在港口和航道上的舰船尽快打捞出水，快速解放航道。

目前浮筒的使用局限性：因尚无建立实验和试验手段，并未服务于海军的战略防务——快速解放港口、航道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在沉船打捞时，将其置于船外和舱室内，作为主抬浮力使用的的软式气模浮筒。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种软式气模浮筒，包括圆筒形的筒体，内胆，两个半球形的封头，多条经线加强筋，多条纬线加强筋，至少两个充气阀门，至少三条水密拉锁和两个法兰组件；

所述筒体的两端分别设置有一个向外凸起的封头，所述筒体与两个封头组成外壳，所述外壳上设置有至少两个充气阀门，所述外壳的表面沿经线方向均匀分布有多条经线加强筋，沿纬线方向均匀分布有多条纬线加强筋，所述外壳将所述内胆包覆于内，每个所述法兰组件均设置于封头的半球形的顶点处，所述至少三条水密拉锁设置于筒体的底部。

本发明的有益效果是：本发明能大大地节约能源；操作简便，节约时间，能做到快速打捞，疏通港口和航道；不仅能做外浮力，而且能用作内浮力使用，在救捞工程中，它能大大地减少自由液面的惯性力矩的影响，提高沉船起浮和拖航的稳性.并能打捞任意大的沉船；能作为深海打捞锰结核和油坨子的开式浮力使用；具有强度大，可保存，可折叠，抗老化、抗刺破、以多次重复使用，又能大幅度地节约运输、管理、维修等成本；它能根据不同的客户，不同的要求、不同的船型，不同的使用位置等按要求进行设计与制造；能把钢壳浮筒打捞沉船时的大量的水下工作，变为陆上工作，它能避免钢壳浮筒的操作所导致的巨大风险，包括人身伤亡、和对船体的损伤，即使船体结构保持原有的结构强度不变。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述封头与筒体密封固定。

进一步，所述法兰组件与封头密封固定。

进一步，所述充气阀门与封头密封固定。

进一步，所述筒体包括内壁和外壁，所述外壁设置于内壁外部并将内壁包覆于内，所述外壁为经编芳纶布，并在经编芳纶布表面涂有非水溶性环氧树脂，所述内壁为斜纹锦纶布，并在斜纹锦纶布的表面涂有非水溶性环氧树脂。

进一步，所述法兰组件包括内法兰、中间法兰和外法兰，所述中间法兰与封头固定，所述经线加强筋和纬线加强筋分别和中间法兰固定，所述内法兰套于中间法兰的内部，所述外法兰套于中间法兰的外部。

进一步，所述内胆为半透膜斜纹锦纶布。

进一步，所述软式气模浮筒底部的两侧还设置有至少两排、多个膨胀浮力出口，所述膨胀浮力出口分两排设置于筒体的底部，所述膨胀浮力出口的材质为聚氨酯。

进一步，在软式气模浮筒的两端还分别设置有两个用于起吊浮筒的浮筒吊环。

进一步，一种对软式气模浮筒中筒体缠绕加强筋的方法，包括以下步骤：

步骤1：粘贴第一层纬线加强筋，粘贴第一层经线加强筋；

步骤2：待第一层纬线加强筋和第一层经线加强筋晾干后，粘贴第二层纬线加强筋，再粘贴第二层经线加强筋；

步骤3：待第二层纬线加强筋和第二层经线加强筋，直到所有纬线加强筋粘贴完毕。

附图说明

图1为本发明软式气模浮筒结构主视图；

图2为本发明软式气模浮筒左视图；

图3为本发明软式气模浮筒法兰组件的主视图；

图4为本发明软式气模浮筒法兰组件处局部放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、筒体，2、内胆，3、封头，4、经线加强筋，5、纬线加强筋，6、充气阀门，7、水密拉锁，8、法兰组件，9、膨胀浮力出口，10、浮筒吊环，11纵向内拉索，12纵向内拉索拉环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明软式气模浮筒结构图，图2为本发明软式气模浮筒左视图；图3为本发明软式气模浮筒法兰组件的主视图；图4为本发明软式气模浮筒法兰组件处局部放大图。

实施例1

一种软式气模浮筒，包括圆筒形的筒体1，内胆2，两个半球形的封头3，多条经线加强筋4，多条纬线加强筋5，至少两个充气阀门6，至少三条水密拉锁7和两个法兰组件8；

所述筒体1的两端分别设置有一个向外凸起的封头3，所述筒体1与两个封头3组成外壳，所述外壳上设置有至少两个充气阀门6，所述外壳的表面沿经线方向均匀分布有多条经线加强筋4，沿纬线方向均匀分布有多条纬线加强筋5，所述外壳将所述内胆2包覆于内，每个所述法兰组件8均设置于封头3的半球形的顶点处，所述至少三条水密拉锁7设置于筒1的底部。所述封头3与筒体1密封固定。所述法兰组件8与封头3密封固定。所述充气阀门6与封头3密封固定。

所述筒体1包括内壁和外壁，所述外壁设置于内壁外部并将内壁包覆于内，所述外壁为经编芳纶布，并在经编芳纶布表面涂有非水溶性环氧树脂，所述内壁为斜纹锦纶布，并在斜纹锦纶布的表面涂有非水溶性环氧树脂。

所述法兰组件8包括内法兰、中间法兰和外法兰，所述中间法兰与封头固定，所述经线加强筋和纬线加强筋分别和中间法兰固定，所述内法兰套于中间法兰的内部，所述外法兰套于中间法兰的外部。所述内胆2为半透膜性质的斜纹锦纶布。

所述软式气模浮筒底部两侧上还设置有至少两排、多个膨胀浮力出口9，所述膨胀浮力出口9分两排设置于筒体1的底部，所述膨胀浮力出口9的材质为聚氨酯。

在软式气模浮筒的两端还分别设置有两个浮筒吊环10。

一种对软式气模浮筒中，筒体缠绕加强筋的方法，包括以下步骤：

步骤1：粘贴第一层纬线加强筋，粘贴第一层经线加强筋；

步骤2：待第一层纬线加强筋和第一层经线加强筋晾干后，粘贴第二层纬线加强筋，再粘贴第二层经线加强筋；

步骤3：待第二层纬线加强筋和第二层经线加强筋，直到所有纬线加强筋粘贴完毕。

筒体1的总长26.10mxR3.15mx r3.10m，浮力600t;纬线加强筋5的设计为FR=1.0mx20根x60条，每1根的长度为26.00mx宽度0.1mx3层;经线加强筋4的设计为Fr=0.615m x42根x126条，每1根的长度为19.78（按20计）mx宽度0.1mx3层;

在外壳两端的内法兰上分别均匀焊接有6只纵向内拉索拉环（12），并通过纵向内拉索（11）与其对面相对一侧的内法兰上的六只纵向内拉索拉环连接，例如，一侧的内法兰上位于上部的纵向内拉索拉环与其相对一侧的内法兰的位于下部的纵向内拉索拉环通过纵向内拉索连接，一侧的内法兰上位于左侧的纵向内拉索拉环与其相对一侧的内法兰的位于右侧的纵向内拉索拉环通过纵向内拉索连接，依此类推。这样用以克服纵向膨胀力之用，6根（实际为156m的1整根）,尺寸156mXΦ40mm芳纶缆绳；

筒体1外壁所采用的材料为高强度的经编芳纶布3360D涂平/3360D平，内壁为半透膜性质的锦纶布；

气密措施为环氧树脂胶（不溶于水），采用无气喷涂技术，再用滚轮滚压4层粘压成复合层；

筒体1的内胆2的材料为半透膜性质锦纶布（斜纹的水密层）；

筒体1底部设置3条x2m长的纵向水密拉锁7，其用途是人进入桶内进行穿缆、修补等活动及穿入安置栓缚26m长的芳纶浮筒缆绳格拉棒用的钢管；

筒体1的充气阀门6为凸形，下面的横板部分要求为R=200mm不锈钢薄圆片，上面的直面部分要求为Φ38.1mm不锈钢细纹螺纹管接头（公头，用于接充气管），两者采用角接焊缝熔接，其将被安置在筒体的上部或设置在两端的封头上；

两端的封头3为R=3.15m的半球型的封头3（采用4层芳纶布加4层锦纶布）。封头3的中央封口为三层式不锈钢法兰盘，中间法兰用于缠绕筒体和纵向加强筋布的，内外法兰是用于夹紧中间法兰而为之，并通过螺栓的拧紧达到牢固和水密。

筒体1及属件的制作装配工艺要点说明：

非水溶性的环氧树脂胶黏贴内外层（内层为半透膜的锦纶布，外层为芳纶布3360D涂平/3360D平），要求制作一个16mx20m的砼平面（应该全平面卡水准仪），用于刷胶及黏贴及滚压成型；

充气阀门安置：在筒体上挖一个Φ38.1mm的洞，将Φ38.1mm的接头由里向外插入，然后再内面用r=0.5/0.3/0.15m的芳纶贴片加非水溶性的环氧树脂胶黏贴内层，其外层用r=0.5/0.4/0.3/0.2/0.15m的芳纶贴片加非水溶性的环氧树脂胶黏贴在外表层。其工艺要点是注意气密性。最后用一块R=200mm，r=38.1mm法兰盘及6只M8的不锈钢双螺母螺栓拧紧。

纵横加强筋的粘贴工艺具体为；粘结的加强筋纵向，横向各位三层布，其宽度为100mm。粘结的程序是，先粘结纵向第一层，再粘结横向第一层，晾干后，再进行第二层纵，横向加强筋。最后再重复上述程序再将第三层加强筋粘好。应该注意的是纵横加强筋的黏贴每一根都不能连续的贴3条，以免将纵横向的交叉点处叠加过高，而影响粘贴的效果及强度；

封头3加工工艺及尺寸：

两端封头3加工工艺：封头3为半球形的形体，它的加工可采用两种方式，其一，在纺织过程中，织成球形或者半球形，然后与筒体对接。或者采用篮球制作工艺，通过电脑绘图进行分瓣制作，在胎具上进行粘结合拢。封头厚度要求是筒体厚度的两倍。

筒体1和两端法兰组件的粘结工艺：将封头3的裙边极经线加强筋5按照中间法兰盘的形状和尺寸，依次、分层、涂胶并缠绕到中间法兰盘上。然后将内、外法兰盘装配上进行螺栓紧箍。

封头3和筒体1的粘结工艺：仍然采用环氧树脂胶进行粘结成型。

封头3不锈钢体的制作要求：要求在两端分别设计两只Φ25.4mm的充气阀，以阀为中心点向法兰盘方向分别焊接内部肋骨6根（60度一根）

中间法兰盘R=1200mmX r=1000mmx厚度为30mm,内层封头法兰盘R=1200mmX r=980mmx厚度为30mm/外层封头法兰盘R=1220mmX r=1020mmx厚度为30mm,三个法兰盘的箍紧螺栓数量为70只，型号为M20不锈钢螺栓。在内部法兰上每隔60度焊接一个拉力为50吨的挂环，用来穿引内部纵向补强拉索；

膨胀浮力出口9：按设计在浮筒的下半部设计20只x左右对称的2排，共计40只膨胀浮力出口，出口在筒体上为R=300mm，r=150mm的椭圆，然后采用聚氨脂（1mm厚度）按照膨胀浮力出口的规格尺寸制作放气筒，其长度为800mm，上端（胶黏在下部筒体上，呈现椭圆状，其下部为“一”字形，这样在向外排气时，“一”字形变成椭圆形向外跑气，反之，水向浮筒筒内进入时，该口就闭合。一句话，就是只能向外跑气不会向筒内进水）。为不使膨胀浮力出口9进入到浮筒内部，设计在膨胀浮力出口9（的）两侧设置两根长度为800mm的支撑档杆，材料选择为竹竿；

经编布复合加工：设计采用芳纶布两层（作为外层——承压层），内层采用两层一般的腈纶布分别采用不溶性的环氧树脂胶铺展到作业平台上，并采用无气喷涂（上海出产的PR-2设备）将环氧树脂黏胶喷涂在布的表面上，然后用重量为10吨X26米长XΦ400mm，表面光滑的滚筒进行滚压（滚压的目的是将两层布进行紧密粘合，并将挤出内部的气体。）然后，再将腈纶和芳纶两种布再按照上述工艺粘结在一起。

纬线加强筋5和经线加强筋4粘结在筒体上的工艺：粘结的加强筋纵向，横向各位三层布，其宽度为100mm。粘结的程序是，先粘结纵向第一层，再粘结横向第一层，晾干后，再进行第二层纵，横向加强筋。最后再重复上述程序再将第三层加强筋粘好。

两端封头3的加工工艺：封头3为半球形的形体，它的加工可采用两种方式，其一，在纺织过程中，织成球形或者半球形，然后与筒体1对接。如果纺织工艺难以突破那就采用篮球制作工艺，通过电脑绘图进行分瓣制作然后粘结合拢。封头3厚度要求是筒体厚度的两倍。

筒体1两端的法兰组件8的粘结工艺：将的封头3按照法兰盘的尺寸开口，然后将加工好的法兰盘按照内，中，外的次序进行螺栓紧箍。

封头3和筒体1的粘结工艺：仍然采用环氧树脂胶进行粘结成型。

封头3不锈钢体的制作要求：要求在两端分别设计两只Φ25.4mm的充气阀，以阀为中心点向法兰盘方向分别焊接内部肋骨6根（60度一根）

浮筒吊环10：浮筒在两端各设一只吊环用来作为起吊浮筒之用。具体使用时，将吊环栓上吊车的吊钩吊起，然后用绳索栓在两个封头的法兰盘上的小耳环（每400mm焊接一个），吊起后拉紧绳索进行筒体捆绑，将26m长的筒体压缩到7m左右近似于球状体送于水下，协助潜水员进行与沉船之间的连接。

筒体与沉船之间连接模式的措施设计：

捆绑式连接模式：所谓捆绑式连接模式，系指浮筒缆绳先捆绑在浮筒上，缆绳的下端则采用挂钩或者隔拉棒与沉船相连接。每一只浮筒用3根强度为300t拉力的芳纶缆绳进行捆绑，其防滑措施是在浮筒的上半部，在横向加强肋骨上黏贴上搭扣。以防止缆绳在小角度纵倾时，而浮筒产生滑脱的问题产生；

桥式连接模式：所谓桥式连接模式，在浮筒的底部（内部）设置长度为26m XΦ300-400mm的承重钢管，然后将缆拴在钢管上，下端再拴上挂钩或隔拉棒与沉船相连接。承重钢管安置在浮筒下部（内部）其进入浮筒下部的方式是采用在浮筒下部设置三根长2m的纵向水密拉链。

立式浮筒连接模式：所谓立式浮筒连接模式实际上是在立式浮筒加工时在浮筒的下端设置一个弧面形的不锈钢承重结构，通过浮筒侧面的水密拉索进入浮筒内部，在结构中心设置一个出缆孔，浮筒的缆绳从该孔穿入并用隔拉棒与其连接。缆绳下端通过挂钩与隔拉棒相连接。

作为内浮力使用的浮筒与沉船的连接工艺：把浮筒塞进舱里，利用船板和舱室的隔壁所形成的空间来容纳浮筒。这就像汽车的内胎与外胎之间的关系一样，把力量传递到舱室的外壁作为承重墙，因此浮筒制作为挂胶的单层筒体即可。

外形与钢壳浮筒相同，这主要是因内压力的作用原理相同。防止应力集中而导致筒体破损，失去浮力。

软式气模浮筒打捞法的优势：它能代替50年代以来，作为打捞主要技术和工艺的钢壳浮筒打捞法；能大大地节约能源，符合国家节能环保的战略要求；能简化工艺，操作简便，节约时间，能做到快速打捞，疏通港口和航道。符合当初北方会议备战精神的要求等；不仅能做外浮力，而且能用作内浮力使用，在救捞工程中，它能大大地减少自由液面的惯性力矩的影响，提高沉船起浮和拖航的稳性.并能打捞任意大的沉船；能作为深海打捞锰结核和油坨子的开式浮力使用；新材料（高强度的化学纤维的缆、绳、布、丝、粘合剂的强度超过钢制品的很多）比过去的橡胶更具有强度大，可保存，可折叠，抗老化、抗刺破、以多次重复使用，又能大幅度地节约运输、管理、维修等成本。能根据不同的客户，不同的要求、不同的船型，不同的使用位置等按要求进行设计与制造。因此说，他能打捞最大的沉船。能把钢壳浮筒打捞沉船时的大量的水下工作，变为陆上工作。它能避免钢壳浮筒的操作所导致的巨大风险，包括：人身伤亡、和对船体的损伤，即使船体结构保持原有的结构强度不变。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软式气模浮筒，其特征在于：包括圆筒形的筒体（1），内胆（2），两个半球形的封头（3），多条经线加强筋（4），多条纬线加强筋（5），至少两个充气阀门（6），至少三条水密拉锁（7）和两个法兰组件（8）；

所述筒体（1）的两端分别设置有一个向外凸起的封头（3），所述筒体（1）与两个封头（3）组成外壳，所述外壳上设置有至少两个充气阀门（6），所述外壳的表面沿经线方向均匀分布有多条经线加强筋（4），沿纬线方向均匀分布有多条纬线加强筋（5），所述外壳将所述内胆（2）包覆于内，每个所述法兰组件（8）均设置于封头（3）的半球形的顶点处，所述至少三条水密拉锁（7）设置于筒体（1）的底部。

2.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述封头（3）与筒体（1）密封固定。

3.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述法兰组件（8）与封头（3）密封固定。

4.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述充气阀门（6）与封头（3）密封固定。

5.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述筒体（1）包括内壁和外壁，所述外壁设置于内壁外部并将内壁包覆于内，所述外壁为经编芳纶布，并在经编芳纶布表面涂有非水溶性环氧树脂，所述内壁为斜纹锦纶布，并在斜纹锦纶布的表面涂有非水溶性环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述法兰组件（8）包括内法兰、中间法兰和外法兰，所述中间法兰与封头固定，所述经线加强筋和纬线加强筋分别和中间法兰固定，所述内法兰套于中间法兰的内部，所述外法兰套于中间法兰的外部。

7.根据权利要求1所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述内胆（2）为半透膜斜纹锦纶布。

8.根据权利要求1至7任一所述的软式气模浮筒，其特征在于：所述软式气模浮筒底部的两侧还设置有至少两排、多个膨胀浮力出口（9），所述膨胀浮力出口（9）分两排设置于筒体（1）的底部，所述膨胀浮力出口（9）的材质为聚氨酯。

9.根据权利要求1至7任一所述的软式气模浮筒，其特征在于：在软式气模浮筒的两端还分别设置有两个用于起吊浮筒的浮筒吊环（10）。

10.一种对软式气模浮筒中筒体缠绕加强筋的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：粘贴第一层纬线加强筋，粘贴第一层经线加强筋；

步骤2：待第一层纬线加强筋和第一层经线加强筋晾干后，粘贴第二层纬线加强筋，再粘贴第二层经线加强筋；

步骤3：待第二层纬线加强筋和第二层经线加强筋，直到所有纬线加强筋粘贴完毕。

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