CN103466055A

CN103466055A - 一种防止船舶沉没安全气囊

Info

Publication number: CN103466055A
Application number: CN2013104110966A
Authority: CN
Inventors: 连志刚; 张涛; 张哲栋
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明提供一种防止船舶沉没安全气囊，包括：气囊本体和包裹气囊本体的气囊袋；其中，所述气囊本体由若干个气柱组成，所述气柱的一端是密封的，另一端是柱体孔洞；当接收到发生危险信号时，利用瓣膜原理向每一个柱体孔洞内单向充气，从而使得安全气囊带动船舶浮起。本发明设计一种可迅速充气的救生安全气囊，实现短时间迅速充气。由于气囊的巨大浮力可以使船体浮在水面而不沉没，等待救援。极大地提升了船的安全系数和应急能力。主要通过采用阿基米德浮力原理、聚氯乙稀塑料材料物理性能、瓣膜原理的关键技术，设计了“防止船舶沉没安全气囊”。本发明具有较强的实用性，制造简单，存放携带方便，使用简便。

Description

一种防止船舶沉没安全气囊

技术领域

本发明涉及救生器具设计与制造技术领域，特别涉及一种防止船舶沉没安全气囊。

背景技术

目前国内外市场上关于水上航行器基本没有防止船舶沉没的应急装置，每当遇到危险时，总是船上人员坐小型救生艇逃生，弃船舰于不顾，常常不能自救或者是保证生命安全的前提下等待救援，所以在一旦遇到危险时总是会造成人员和经济的巨大损失

当前水上航行器如船舶种类较多，但救生技术与设备还不够成熟。目前市场上无船舶遇到危险或撞击以后的应急设备，从而常常发生船舶沉没的重大人员财产损失。如2013年一艘船撞到了南京长江大桥，船舱进水以后沉没，造成了巨大的生命和财产损失。另外，大部分中小型船又不会具备很多的救生艇，少量的救生艇不能足以保证船上的所有人员都能够获得救援，并且救生艇价格较高，占用空间大，携带放置不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止船舶沉没安全气囊，以解决目前市场上无船舶遇到危险或撞击以后的应急设备，从而常常发生船舶沉没的重大人员财产损失的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防止船舶沉没安全气囊，包括：气囊本体和包裹气囊本体的气囊袋；其中，所述气囊本体由若干个气柱组成，所述气柱的一端是密封的，另一端是柱体孔洞；

当接收到发生危险信号时，利用瓣膜原理向每一个柱体孔洞内单向充气，从而使得安全气囊带动船舶浮起。

进一步的，在所述的防止船舶沉没安全气囊中，所述安全气囊被放置于船舶的船舱内，以及悬挂在船舶的外侧。

进一步的，在所述的防止船舶沉没安全气囊中，所述被放置于船舶船舱内的安全气囊的形状与船舱形状相同。

进一步的，在所述的防止船舶沉没安全气囊中，所述悬挂在船舶外侧的安全气囊的形状为椭球形，个数为n个，n取大于等于4的偶数。

进一步的，在所述的防止船舶沉没安全气囊中，所述气囊袋采用碳纤维材料。

进一步的，在所述的防止船舶沉没安全气囊中，所述气囊本体采用聚氯乙稀材料。

本发明提供的防止船舶沉没安全气囊，具有以下有益效果：本发明设计一种可迅速充气的救生安全气囊，实现短时间迅速充气。由于气囊的巨大浮力可以使船体浮在水面而不沉没，等待救援。极大地提升了船的安全系数和应急能力。主要通过采用阿基米德浮力原理、聚氯乙稀塑料材料物理性能、瓣膜原理的关键技术，设计了“防止船舶沉没安全气囊”。本发明具有较强的实用性，制造简单，存放携带方便，使用简便。

附图说明

图1是本发明实施例防止船舶沉没安全气囊的结构示意图；

图2是本发明实施例防止船舶沉没安全气囊的内部结构示意图；

图3是本发明实施例放置于船舱内的安全气囊的结构示意图；

图4是本发明实施例悬挂于船舶外侧的安全气囊的结构示意图；

图5是本发明实施例防止船舶沉没安全气囊的充气时的单向流通图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的防止船舶沉没安全气囊作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明设计了一种防止船舶沉没安全气囊，当船舰遇到危险时，迅速地向安全气囊充满空气，安全气囊可以利用浮力将船体浮在水面上，从而保证了船体不会下沉，可以等待救援人员来实施救援，保证了人的生命和财产安全。该安全气囊有多种类型，可以根据船舱形状制造其形状适配使用，其极大提升了船的安全系数和应急能力。

如图1-2所示，本发明提供一种防止船舶沉没安全气囊，包括：气囊本体和包裹气囊本体的气囊袋；其中，所述气囊本体由若干个气柱组成，所述气柱的一端是密封的，另一端是柱体孔洞；

具体来看，本发明设计了两类安全气囊，一类是被放置于船舶的船舱内的安全气囊，在遇到紧急情况下迅速充气，安全气囊将充满船舱的空间，水不会大量进入船舱，从而不会导致船舰沉没。图3中所示的安全气囊为放置于船舱内的安全气囊，为了有更直观的显示，图3中安全气囊的气未充满，即就是说船舱未被安全气囊沾满。

进一步的，所述被放置于船舶船舱内的安全气囊的形状与船舱形状相同。

另一类是悬挂在船舶的外侧的安全气囊，即图4中所示的防止船舶沉没安全气囊。即使部分船舱内的安全气囊漏气，悬挂在船舶外的安全气囊也可将船舰浮起，从而保证船舰不会沉没。

进一步的，所述悬挂在船舶外侧的安全气囊的形状为椭球形，个数为n个，n取大于等于4的偶数，安全气囊的个数为偶数，这样保证了船舶的平稳。

当接收到发生危险信号时，所有柱体单向相通充气，即迅速地向安全气囊充气，特别的，本发明的柱体孔洞是相互独立又相连的，由于柱体孔洞是相互独立的，所以即使一个漏气也不会导致整个安全气囊漏气造成危险。

进一步，如图5所示，本发明利用瓣膜原理实现安全气囊的单向充气，只有一个方向可以被冲开，如果倒流就会被关闭。防止由于充气孔脱落而导致气体流失，导致失去气囊的作用。

本发明科学巧妙的利用了阿基米德浮力原理，向安全气囊充气后，利用安全气囊的巨大浮力使得船舶被带动浮起，不会沉没。安全气囊中的气柱为浮力提供了关键的浮力作用，气柱本身的重量很小，又可以提供很大的浮力。具体原理如下：

G_船为一般一艘船装满货物后总重量，ρ_水为水的密度（已知水的密度为1.0m³），（用F_浮=ρ_水V_排，V_排为船舱的体积）。

要实现漂浮需满足F_浮=G_船，所以V_排=G_船/（ρ_水g）。该气囊主要有两类，一类为放在船舱内，另一类悬挂在船舰的外面。船舱内的气囊形状与大小根据船舱的形状与大小设计，其体积V_舱约小于V_排。船舰外悬挂的气囊形状为椭球形，其体积V_外*n=V_排-V_舱，其中n为船外悬挂的气囊个数，n必须为偶数，至少为4个，这样才能保障船舰平衡。

通过上述结构的设计，利用了阿基米德浮力原理，实现了船体水上漂浮。

特别要说明的是，所述气囊袋采用碳纤维材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。用碳纤维做成的气囊袋，这样在巨大的拉里下不会断裂，保证气囊本体托浮起船舶。

进一步的，所述气囊本体采用聚氯乙稀材料。聚氯乙稀是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。安全气囊在不用时，可将空气放出，占用体积小，造价低廉。

本发明采用阿基米德浮力原理、聚氯乙稀塑料材料物理性能、瓣膜原理的关键技术，填补国内船舶救生应急设备的空白，该产品推广前景广阔。其具有重要的现实意义和突出效果，也具有巨大经济和社会效益，同时可以保证船的安全和船员的安全，其积极效果将会非常显著。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，包括：气囊本体和包裹气囊本体的气囊袋；其中，所述气囊本体由若干个气柱组成，所述气柱的一端是密封的，另一端是柱体孔洞；

2.如权利要求1所述的防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，所述安全气囊被放置于船舶的船舱内，以及悬挂在船舶的外侧。

3.如权利要求2所述的防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，所述被放置于船舶船舱内的安全气囊的形状与船舱形状相同。

4.如权利要求2所述的防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，所述悬挂在船舶外侧的安全气囊的形状为椭球形，个数为n个，n取大于等于4的偶数。

5.如权利要求1所述的防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，所述气囊袋采用碳纤维材料。

6.如权利要求1所述的防止船舶沉没安全气囊，其特征在于，所述气囊本体采用聚氯乙稀材料。