CN104386209A - 一种砂舱型自卸式运砂船 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱，每个封闭式砂舱的两侧分别设有压载舱和/或空舱，每个封闭式砂舱顶部的主甲板上分别设置若干个可开启的风雨密舱口盖，兼作装砂口；每个封闭式砂舱的底部分别设有若干卸砂门以及至少一个溢流筒；所述卸砂门之间由三角舱相互分隔；打开卸砂门，砂依靠自身重力卸出船外；所述溢流筒的上端设溢流口，装砂时多余的海水通过所述溢流筒排出船外；卸砂门和溢流筒均设有水密关闭装置，关闭所述水密关闭装置时，运砂船可以正常航行。本发明的砂舱型自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的特点。

Description

一种砂舱型自卸式运砂船

技术领域

本发明涉及船舶结构，特别涉及一种具有高效装、卸砂能力的大型高效砂舱型自卸式运砂船。可以按照具体的运输要求，设计和建造成自航运砂船或不自航的运砂驳船。

背景技术

目前，我国和全球航运市场上，用于运输海砂和河砂的船舶都为吨位较小的自航船舶和不自航驳船。卸货方式采用开底（船底）方式，也有采用抓斗和输送带进行卸砂。但明显的缺点是卸货速度太慢，效率太低。开底驳船使用液压装置打开船底，但船舶的吨位现在最大也只能到3000立方。用如此小吨位的驳船去运输大量的砂，将大大提高运输成本，而且对于特大工程来说是不可能完成的任务。由于砂粒太小，用抓斗卸砂的难度很大，和输送皮带传送形式一样，其效率也不可能完成一个大工程的需要量。所以，对于特大运砂工程而言，开发一种具有高效装卸砂能力的大型专用运砂船（最大可以达到10万吨及以上。需要根据工程的具体情况，例如装卸货地点和航道的水深来确定所适用船舶的吨位）是目前航运界的需要解决的任务。

下表示出目前各种运砂船类型的相关运行数据：

有鉴于此，一种大型砂舱型自卸式运砂船应运而生。

发明内容

本发明提供了一种砂舱型自卸式运砂船，克服上述分析中所提到的现在正在使用的吨位较小的开体船，甲板驳船和用抓斗或输送带卸货的大吨位散货船所遇到的卸货慢，效率差和成本高的问题。

本发明提供了一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱，每个封闭式砂舱的两侧分别设有若干压载舱和/或空舱，所有所述砂舱的顶部形成有封闭型连续的所述主甲板，所述主甲板上分别设置若干个可开启的舱口盖和透气管，所述舱口盖和透气管分别联通所述封闭式砂舱；

每个封闭式砂舱的底部分别设有若干卸砂门以及至少一个自所述封闭式砂舱向舱底排水的溢流筒，所述卸砂门之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒设置在所述三角舱的顶部；

所述溢流筒的上端为舱内溢流口，所述溢流筒的下端为舱底出水口，所述溢流筒的底部设置一水密关闭装置，所述水密关闭装置的上端固定于所述封闭式砂舱的顶部。

优选地，所述舱内溢流口的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

优选地，所述砂舱侧舱壁的外侧设有若干垂直方向的自所述封闭式砂舱向舱底排水的溢流管，所述溢流管的上端通过一带阀门的舱壁溢流口连通所述封闭式砂舱内部，所述溢流管的下端通过一开口连通船底。

优选地，所述砂舱溢流口设置在所述封闭式砂舱的上部，所述砂舱溢流口的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

优选地，所述卸砂门在所述封闭式砂舱的底部呈双排排列；

所述三角舱包括纵向三角舱和若干横向三角舱，所述纵向三角舱沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱底部中轴线上，所述横向三角舱分布于所述纵向三角舱的两侧，且所述横向三角舱与所述纵向三角舱垂直，呈鱼骨状排列；相邻的两个所述横向三角舱与所述纵向三角舱和砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门分别设置在所述卸砂漏斗中央。

优选地，所述纵向三角舱的舱顶高于所述横向三角舱的舱顶；所述纵向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱和横向三角舱的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱内的砂导向所述卸砂门。

优选地，所述卸砂门在所述封闭式砂舱的底部呈单排排列；

所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱，相邻的两个所述横向三角舱与两侧的砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门分别设置在所述卸砂漏斗中央。

优选地，所述横向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述横向三角舱的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱内的砂导向所述卸砂门。

优选地，所述透气管沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述主甲板的中轴线上。

本发明还提供了一种砂舱型自卸式运砂船的装砂方法，采用上述的砂舱型自卸式运砂船，打开每个所述封闭式砂舱顶部的所述舱口盖，并且关闭所有所述卸砂门，打开所述溢流筒底部的水密关闭装置，自所述舱口盖灌入砂水至所述封闭式砂舱，随着砂子沉积在所述封闭式砂舱底部，水超过所述溢流筒的舱内溢流口，流入所述溢流筒，并自所述舱底出水口流出所述封闭式砂舱底部。

本发明提供了一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱，每个封闭式砂舱的两侧分别设有若干压载舱和/或空舱，每个所述砂舱的顶部分别设置突起于船体甲板的舱口围，所述舱口围上加盖可拆卸的货舱舱口盖，所述舱口围和货舱舱口盖均为风雨密性；

每个封闭式砂舱的底部分别设有若干卸砂门以及至少一个自所述封闭式砂舱向舱底排水的溢流筒，所述卸砂门之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒设置在所述三角舱的顶部；

所述溢流筒的上端为舱内溢流口，所述溢流筒的下端为舱底出水口，所述溢流筒的底部设置一水密关闭装置，所述水密关闭装置的上端固定于所述封闭式砂舱的顶部。

优选地，所述舱内溢流口的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

优选地，所述砂舱侧舱壁的外侧设有若干垂直方向的自所述封闭式砂舱向舱底排水的溢流管，所述溢流管的上端通过一带阀门的舱壁溢流口连通所述封闭式砂舱内部，所述溢流管的下端通过一开口连通船底。

优选地，所述砂舱溢流口设置在所述封闭式砂舱的上部，所述砂舱溢流口的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

优选地，所述卸砂门在所述封闭式砂舱的底部呈双排排列；

所述三角舱包括纵向三角舱和若干横向三角舱，所述纵向三角舱沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱底部中轴线上，所述横向三角舱分布于所述纵向三角舱的两侧，且所述横向三角舱与所述纵向三角舱垂直，呈鱼骨状排列；相邻的两个所述横向三角舱与所述纵向三角舱和砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门分别设置在所述卸砂漏斗中央。

优选地，所述纵向三角舱的舱顶高于所述横向三角舱的舱顶；所述纵向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱和横向三角舱的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱内的砂导向所述卸砂门。

优选地，所述卸砂门在所述封闭式砂舱的底部呈单排排列；

所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱，相邻的两个所述横向三角舱与两侧的砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门分别设置在所述卸砂漏斗中央。

优选地，所述横向三角舱的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述横向三角舱的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱内的砂导向所述卸砂门。

本发明还提供了一种砂舱型自卸式运砂船的装砂方法，采用上述的砂舱型自卸式运砂船，拆去所述舱口围上部的货舱舱口盖，露出砂舱，并且关闭所有所述卸砂门，打开所述溢流筒底部的水密关闭装置，向所述砂舱内灌入砂水，随着砂子沉积在所述砂舱底部，水超过所述溢流筒的舱内溢流口，流入所述溢流筒，并自所述舱底出水口流出所述封闭式砂舱底部。

 

本发明主要包括一个或多个由主甲板，压载舱和/或空舱，纵向三角舱和横向三角舱，横舱壁，卸砂口，卸砂门，溢流筒，溢流筒水密关闭装置，风雨密舱口盖，透气管包围及构成的封闭式砂舱，成为一种新颖运砂船的船型布置，这种具有特殊的舱室布置和设备配备的运砂船船型，将满足船级社和海事局对无限航区货船的结构强度和船舶稳性要求。该船型适用于长距离的国内外无限航区和近海航区的运砂工程任务。

所述新颖运砂船船型布置，解决了船舶在航行途中的甲板上浪导致的砂舱进水问题，由于设置了水密卸砂门，溢流筒水密关闭装置和风雨密舱口盖，保证了航行状态下砂舱的密性，使得所述新颖运砂船船型可以按照船级社和海事局的规范和法规对一般货船的要求，进行强度和稳性计算校核。

所述封闭式砂舱的数量将根据船级社和海事局对船舶稳性计算的要求进行分割布置，可以为一个和多个砂舱。船体的强度满足船级社和海事局对无限航区船舶的规范和法规要求。

该船型包括一个或多个装载砂子的封闭式砂舱，所述砂舱设置在货舱区；砂舱的底部和两侧设置压载舱和/或空舱。每个所述砂舱的上部主甲板上设有适当数量的舱口盖；中部位置设有透气管；底部设有若干个卸砂口，所述卸砂口呈直线排列，所述卸砂口之间通过一个纵向三角舱和若干横向三角舱相互分隔，每个所述卸砂口与周围的纵向三角舱、横向三角舱及砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗；每个所述卸砂口上设有一可以关闭或打开的的卸砂装置，打开所述卸砂装置，砂舱内的砂可以依靠重力通过卸砂门与船体之间的开口，卸放到船底外部的海水中。

所述砂舱溢流筒，垂直设置于所述砂舱内，所述砂舱溢流口设置在所述砂舱的上部，其高度不得低于船舶满载结构吃水；所述砂舱溢流筒连通船底，砂舱内溢流筒可以通过底部所设置的和所述卸砂装置相同的水密关闭装置，通过上述相同的原理，可以打开和关闭舱内溢流筒。砂舱外溢流管设置在砂舱外侧，在适当位置设有可以关闭的阀门装置。

装砂时，打开主甲板上的风雨密舱口盖，关闭卸砂门，打开砂舱内溢流筒的水密关闭装置和砂舱外溢流管的阀门，通过吸砂船吸砂泵泵入砂舱的含砂海水在砂舱内依靠砂的重力沉淀下来，多余的海水通过溢流口及溢流筒，直接流出船外。打开的舱口盖也可以起到透气作用。

当装砂到船舶满载结构吃水时，装砂结束。溢流口和溢流管的水密关闭装置和主甲板上的风雨密舱口盖关闭，确保海水不会倒流至砂舱内。

卸砂口设置的卸砂门，由连杆通过砂舱上部的液压驱动装置进行关闭和开启。卸砂口的密封装置，将确保卸砂门关闭时，与船体结构达到水密的状态。

所述纵向三角舱的舱顶高于所述横向三角舱的舱顶。以保证纵向三角舱的纵向连续性，并可以满足规范的相应要求而计入船体结构的总纵强度计算中。增强了船舶的结构强度。

所述砂舱是封闭式的货舱。主甲板上的舱口盖采用风雨密形式，可以使用若干个小型人工手动开启的舱口盖，对于散杂货船改装项目，也可以采用液压开启或吊机开启的大型舱口盖，舱口盖可以高出主甲板。风雨密舱口盖可以确保航行中海水不会进入砂舱。

所述砂舱透气管布置在主甲板上，尽量靠近船舶中部，以满足船舶稳性进水角的要求。所述砂舱透气管可以确保船舶在水密卸砂门，水密溢流口，风雨密舱口盖关闭的航行状态下，货物流动所需的砂舱透气要求。当舱口盖设有符合规范要求的砂舱透气装置时，砂舱透气管可以免设。

所述各个砂舱的舱容必须通过砂舱舱壁的布置位置进行调整，以保证船舶满载时，船舶货物重量的合理分布，使得船舶结构所受的弯矩剪力更加合理。而且，砂舱的总舱容必须足够小，以保证在船舶装货结束达到满载结构吃水时，所有砂舱内的多余海水为最少。

所述各个砂舱内的纵向三角舱和横向三角舱向所述卸砂口倾斜，所述纵向三角舱的斜面与水平面之间的角度一般为40°至50°，所述横向三角舱的斜面与水平面之间的角度一般为40°至50°，并且所述纵向三角舱和横向三角舱的斜面的表面设有耐磨层；将砂舱内的砂导向卸砂口。卸砂口可以纵向双排布置；也可以船中单排布置。双排布置可以增加卸砂口的数量，提高卸砂速度。

每个所述卸砂口上设有一封闭或打开所述卸砂口的卸砂装置（卸砂装置有多种型式，这里采用液压连杆升降式砂门作为典型说明），每个所述卸砂装置包括一液压连杆升降装置、一个砂门（圆形或矩形）、一个密封圈；所述液压连杆升降装置固定在所述砂舱上方，所述液压连杆升降装置的下端连接所述砂门，所述砂门的直径大于所述卸砂口的直径，所述液压连杆升降装置带动所述砂门上升堵塞所述卸砂口或者下降伸出所述卸砂口之外；所述卸砂口的下表面设有所述密封圈，当所述砂门上升堵塞所述卸砂口时，所述密封圈与砂门挤压接触，达到水密效果。

封闭式的砂舱结构和船舶总体布置，确保了运砂船能够航行于风浪较大海域，不受航区的局限。使得船级社技术图纸审核和检验发证及海事局的法定监督时可以按照一般货船的相应规范和规则要求进行实施。

由于有了这种新颖的运砂船船型，其总体布置和溢流筒的设置，保证了可以通过吸砂船上吸砂泵，将含砂的海水直接装入砂舱。提高了装砂效率。

新型船型的卸砂门，在打开后，砂舱内的砂可以直接卸入大海，提高了卸砂效率。

新型船型的风雨密舱口盖，打开后，可以方便地将砂水装入砂舱，并解决砂舱的透气问题，在关闭后，可以保证船舶航行时砂舱的破舱稳性要求。

新型船型的纵横三角舱，可以将砂舱内的砂导入卸砂口，便于卸净砂舱内的砂。

新型船型的砂舱舱容的精确计算方法，可以将运砂船的载砂量达到最大，使得砂舱内残留的海水最少。

本发明的砂舱型自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点，解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

 

附图说明

图1为本发明的第一实施例的无舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的总布置图；

图2为本发明的第一实施例的无舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的主甲板俯视图；

图3为本发明的第一实施例的无舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的砂舱舱底结构俯视图；

图4为图1中A-A处的剖面图；

图5为图1中B-B处的剖面图；

图6为本发明的第二实施例的无舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的总布置图；

图7为本发明的第二实施例的无舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的主甲板俯视图；

图8为本发明的第二实施例的无舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的砂舱舱底结构俯视图；

图9为图6中C-C处的剖面图；

图10为图6中D-D处的剖面图；

图11为本发明的第三实施例的有舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的总布置图；

图12为本发明的第三实施例的有舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的主甲板俯视图；

图13为本发明的第三实施例的有舱口围双排砂门式砂舱型自卸式运砂船的砂舱舱底结构俯视图；

图14为图11中E-E处的剖面图；

图15为图11中F-F处的剖面图；

图16为本发明的第四实施例的有舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的总布置图；

图17为本发明的第四实施例的有舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的主甲板俯视图；

图18为本发明的第四实施例的有舱口围单排砂门式砂舱型自卸式运砂船的砂舱舱底结构俯视图；

图19为图16中G-G处的剖面图；以及

图20为图16中H-H处的剖面图。

附图标记

1为砂舱

2为纵向三角舱

3为横向三角舱

4为压载舱或空舱

5为主甲板

6为舱口盖

7为水

8为砂子

9为透气管

10为卸砂口

11为砂舱纵壁

12为卸砂门

13为溢流管

14为水密关闭装置

15为砂舱横舱壁

16为卸砂装置

17为舱壁溢流口

18为舱口围

19为舱底出水口

20为溢流筒

21为舱内溢流口

22为货舱舱口盖

具体实施方式

下面通过图1至20来介绍本发明的四种具体实施例。

 

本发明提供了一种砂舱型自卸式运砂船，包括一个由主甲板，压载舱，纵向三角舱和横向三角舱，横舱壁，卸砂口，卸砂门，溢流筒，溢流筒水密关闭装置，风雨密舱口盖，透气管及舱口围包围构成的封闭式砂舱，成为一种新颖运砂船的船型布置，这种具有特殊的舱室布置和设备配备的运砂船船型，将满足船级社和海事局对无限航区货船的结构强度和船舶稳性要求。该船型适用于长距离的国内外无限航区和近海航区的装、卸砂工程任务。

 

实施例1

如图1至5所示，为本发明的砂舱型自卸式运砂船新颖船型的无舱口围双排卸砂门的解决方案实施例。

如图1至5所示，本发明的一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱1，每个封闭式砂舱1的两侧分别设有压载舱和/或空舱4，每个封闭式砂舱1的顶部主甲板5分别设置若干个可开启的舱口盖6和透气管9。每个封闭式砂舱1的底部分别设有若干卸砂门12以及至少一个自所述封闭式砂舱1向舱底排水的溢流筒20，所述卸砂门12之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒20设置在所述三角舱的顶部。所述溢流筒20的上端为舱内溢流口21，所述溢流筒20的下端为舱底出水口19，所述溢流筒20的底部设置一水密关闭装置14，所述水密关闭装置14的上端固定于所述封闭式砂舱1的顶部。所述舱内溢流口21的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

所述卸砂门12在所述封闭式砂舱1的底部呈双排排列。所述三角舱包括纵向三角舱2和若干横向三角舱3，所述纵向三角舱2沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱1底部中轴线上，所述横向三角舱3分布于所述纵向三角舱2的两侧，且所述横向三角舱3与所述纵向三角舱2垂直，呈鱼骨状排列。相邻的两个所述横向三角舱3与所述纵向三角舱2和砂舱侧舱壁11共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门12分别设置在所述卸砂漏斗中央。

所述砂舱侧舱壁11的外侧设有若干垂直方向的溢流管13，所述溢流管13的上端通过一带阀门的舱壁溢流口17连通所述封闭式砂舱1内部，所述溢流管13的下端通过一开口连通船底。所述砂舱溢流口17设置在所述封闭式砂舱1的上部，所述砂舱溢流口17的高度不低于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水。所述纵向三角舱2的舱顶高于所述横向三角舱3的舱顶。所述纵向三角舱2的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱3的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱2和横向三角舱3的斜面的表面设有耐磨层。将所述封闭式砂舱1内的砂导向所述卸砂门12。所述透气管9沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述主甲板5的中轴线上。所有所述砂舱1的顶部铺设封闭型连续的所述主甲板5。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船在装砂时可以打开每个所述封闭式砂舱1顶部的所述舱口盖6，并且关闭所有所述卸砂门12，打开所述溢流筒20底部的水密关闭装置14，自所述舱口盖6灌入砂水至所述封闭式砂舱1，随着砂子8沉积在所述封闭式砂舱1底部，水超过所述溢流筒20的舱内溢流口21，流入所述溢流筒20，并自所述舱底出水口19流出所述封闭式砂舱1底部。

本发明的船体属于封闭式砂舱的新颖船型，可以从设计和建造上，按照船级社规范中的关于货船的要求进行实施，找到了校核船舶强度和稳性计算的规范上的理论依据。解决了敞口砂舱船舶不适合于无限航区航行的问题，使得建造大吨位的适合于长距离运输的新颖运砂船成为现实。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船属于无舱口围双排卸砂门的布置形式，可以提高运砂船的卸砂效率，结构简单，建造成本低，操作方便。

本发明大吨位自卸式运砂船采用的技术方案如下：

A：通过吸砂船上的大排量吸砂泵将砂水直接装入砂舱，可以在短时间内（5万吨仅需4小时）完成装砂工作，海水将通过溢流筒直接溢出船外。

B：采用可以液压操作的自动卸砂门，可以在在短时间内（0.5至1小时）将砂舱内的砂卸出船底。卸砂门与船体结构保持水密状态，砂门的液压连杆升降装置布置在主甲板上。

C：在砂舱结构的设计布置上，利用斜壁和三角舱，将舱内的砂依靠自身重力流动至砂门。

D：船舶的舱室（主要是砂舱）布置充分考虑到船舶的强度和稳性要求，使船舶在任何一种工况下，都能满足国际海事组织和中国船级社及中国海事局相关的规范和规则的要求。

E：特别是考虑到航区将是离岸较远的近海海域，甚至是无限航区，砂舱舱顶结构采用了封闭型连续甲板，解决了船舶在航行中的甲板上浪的问题。

F：砂舱的布置，在满足上述规范和规则要求的前提下，必须通过优化，使相同船舶尺度的船，能装最大的货（运最多的砂）。

G：在船舶结构吃水以上，在合理的高度布置适当数量的溢流口，使砂舱内的水能通过这些溢流口流出船外，根据破舱稳性计算结果，砂舱溢流口应设有水密关闭装置，航行中保持关闭，防止航行中海水回流至砂舱，保证船舶在满载水线及以下安全航行。

H：在主甲板上设置的砂舱透气管，满足船级社和海事局对稳性进水角的要求。该透气管确保船舶在水密卸砂门，水密溢流口，风雨密舱口盖关闭的航行状态下，砂舱内货物流动所产生的砂舱透气要求。

本发明大吨位自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点。解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

本船采用单主机单螺旋桨的推进方式，可以节省主机油耗。砂舱布置在机舱和艏楼之间。布置上要注意的问题是如何保证本船在各种航行工况时的船舶浮态和稳性。船体线型的优化及船舶快速性的优化不在本发明运砂船的考虑范围内。

对于特大吨位的运砂船，可以考虑用二个或多个砂舱的布置形式，以提高船舶的稳性。如果稳性能满足相关规范和规则要求的前提下，尽可能选用一个砂舱。因为一个砂舱可以提高装货效率和节省船舶建造成本。

砂舱的舱底设有若干个卸砂门，门与门之间有横向三角舱将砂导流到卸砂门。

本发明运砂船在船中设有导砂用的纵向三角舱，将和每个横向三角舱相连接，确保砂舱内没有残留砂的死角。该纵向三角舱的两侧设有两列卸砂门，卸砂门通过连杆与上端主甲板上的液压驱动油缸相连接。液压油缸可以驱动卸砂门上下垂直移动。砂门收紧时，可以通过密封装置确保舱内的砂不会泻出船外。当卸砂门往下移动到卸砂位置时，舱内的砂可以通过三角砂门与船体之间的卸砂口，并借助海水的作用快速地卸放至船外。

卸砂门的外侧设有压载舱和/或空舱，纵壁可以设置成多种形式，但必须保证所有的砂能快速地泄至砂门。但该纵壁的设置形式、砂舱的结构布置和砂舱的舱容都将是影响到装砂量的关键因素。

溢流口的布置不能低于船舶的结构吃水，根据每艘船舶的线型、分舱所致的破舱稳性的计算结果，溢流口的高度相应地会有具体的要求，必须高于船舶结构吃水，这样的布置将确保当船舶装砂至结构吃水（满载吃水）后，装砂停止，砂舱内的水达到溢流口的下端高度，在以后的航行中，随着燃油和淡水的使用消耗，船舶的吃水状态将永远确保在满载结构吃水或以下位置。

溢流筒的数量和溢流口的通流面积将保证装砂泵工作时能将多余的砂和水溢出船外（溢流口总通流面积为装舱管横截面积的三倍，常规为1.25倍，取三倍会更安全）。一般每个砂舱设一个砂舱内溢流筒，砂舱的两侧设若干个溢流管。

本发明运砂船需要用专为本船配备的吸砂辅助船来装砂。吸砂泵将海底的砂抽吸上来，并通过装砂管，将砂直接吹进本发明运砂船的砂舱。

如果本发明运砂船是单砂舱或多砂舱形式，由于砂门水密关闭，装入的砂水将使舱内的水位达到溢流口的高度，并将砂舱内多余的水从溢流口溢出船外。由于砂的比重约为1.83吨每立方米，比重较大的砂会依靠重力积聚在砂舱底部，随着砂在砂舱内越积越多，舱内的海水会越来越少，当船舶的吃水逐渐达到满载结构水线时，装砂工作完成。

砂舱：在运砂船上能打开舱底砂门，自动卸出砂的货舱。砂舱由砂舱纵壁，砂舱横壁和舱底卸砂三角舱组成。

砂舱纵壁：设置在砂舱两侧，沿船长方向布置，砂舱纵壁为平面板材舱壁，由垂向或纵向扶强材和适当数量的水平桁材或垂向桁材组成。

砂舱横壁：设置在砂舱纵壁之间，按需要将运砂船载货区分隔成n个砂舱。砂舱横壁为平面板材舱壁或垂直波浪型舱壁。

舱底三角舱：由纵向三角舱和横向三角舱组成倒三角漏斗状，漏斗的底部设置卸砂门。为了便于卸砂三角舱的角度一般为40至50度。三角舱由坡型壁板和垂向或纵向扶强材及适当数量的隔板组成。

装砂时，通过吸砂船的吸砂泵将砂水混合物一起注入到砂舱中的。因为船舶的载重量是由船舶排水量和空船重量所确定的，砂舱内多余的大量的水需要通过满载吃水处的溢流口溢出船外。过大的砂舱舱容会导致砂舱的多余海水不能溢出而减少船舶的载砂量，所以需要通过调整砂舱的结构布置，利用一个合理的舱容来保证船舶达到满载吃水时，所装载的砂的重量最大化。

溢流口以下的砂舱舱容会直接影响船舶的装砂量。舱容太小，会导致砂舱装满后船舶还未达到满载吃水（最大载重量）；舱容太大，会导致舱内残留下大量的水，虽然船舶达到了满载吃水（最大载重量），但同样未达到装砂量的最大化。

 

实施例2

如图6至10所示，为本发明的砂舱型自卸式运砂船新颖船型的无舱口围单排卸砂门的解决方案实施例。

如图6至10所示，本发明的一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱1，每个封闭式砂舱1的两侧分别设有压载舱和/或空舱4，每个封闭式砂舱1的顶部的主甲板5分别设置若干个可开启的舱口盖6和透气管9。每个封闭式砂舱1的底部分别设有若干卸砂门12以及至少一个自所述封闭式砂舱1向舱底排水的溢流筒20，所述卸砂门12之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒20设置在所述三角舱的顶部。所述溢流筒20的上端为舱内溢流口21，所述溢流筒20的下端为舱底出水口19，所述溢流筒20的底部设置一水密关闭装置14，所述水密关闭装置14的上端固定于所述封闭式砂舱1的顶部。所述舱内溢流口21的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

所述卸砂门12在所述封闭式砂舱1的底部呈单排排列。所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱3，相邻的两个所述横向三角舱3与两侧的砂舱侧舱壁11共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门12分别设置在所述卸砂漏斗中央。

所述砂舱侧舱壁11的外侧设有若干垂直方向的溢流管13，所述溢流管13的上端通过一带阀门的舱壁溢流口17连通所述封闭式砂舱1内部，所述溢流管13的下端通过一开口连通船底。所述砂舱溢流口17设置在所述封闭式砂舱1的上部，所述砂舱溢流口17的高度不低于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水。所述纵向三角舱2的舱顶高于所述横向三角舱3的舱顶。所述纵向三角舱2的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱3的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱2和横向三角舱3的斜面的表面设有耐磨层。将所述封闭式砂舱1内的砂导向所述卸砂门12。所述透气管9沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述主甲板5的中轴线上。所有所述砂舱1的顶部铺设封闭型连续的所述主甲板5。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船在装砂时可以打开每个所述封闭式砂舱1顶部的所述舱口盖6，并且关闭所有所述卸砂门12，打开所述溢流筒20底部的水密关闭装置14，自所述舱口盖6灌入砂水至所述封闭式砂舱1，随着砂子8沉积在所述封闭式砂舱1底部，水超过所述溢流筒20的舱内溢流口21，流入所述溢流筒20，并自所述舱底出水口19流出所述封闭式砂舱1底部。

本发明的船体属于封闭式砂舱的新颖船型，可以从设计和建造上，按照船级社规范中的关于货船的要求进行实施，找到了校核船舶强度和稳性计算的规范上的理论依据。解决了敞口砂舱船舶不适合于无限航区航行的问题，使得建造大吨位的适合于长距离运输的新颖运砂船成为现实。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船属于无舱口围单排卸砂门的布置形式，结构简单，相比双排砂门的布置方式建造成本低，操作方便。

本发明大吨位自卸式运砂船采用的技术方案如下：

A：通过吸砂船上的大排量吸砂泵将砂水直接装入砂舱，可以在短时间内（5万吨仅需4小时）完成装砂工作，海水将通过溢流筒直接溢出船外。

B：采用可以液压操作的自动卸砂门，可以在在短时间内（1至1.5小时）将砂舱内的砂卸出船底。砂门的液压连杆升降装置布置在主甲板上。

C：在砂舱结构的设计布置上，利用斜壁和三角舱，将舱内的砂依靠自身重力流动至砂门。

D：船舶的舱室（主要是砂舱）布置充分考虑到船舶的强度和稳性要求，使船舶在任何一种工况下，都能满足国际海事组织和中国船级社及中国海事局相关的规范和规则的要求。

E：特别是考虑到航区将是离岸较远的近海海域，甚至是无限航区，砂舱舱顶结构采用了封闭型连续甲板，解决了船舶在航行中的甲板上浪的问题。

F：砂舱的布置，在满足上述规范和规则要求的前提下，必须通过优化，使相同船舶尺度的船，能装最大的货（运最多的砂）。

G：在船舶结构吃水以上，在合理的高度布置适当数量的溢流口，使砂舱内的水能通过这些溢流口流出船外，根据破舱稳性计算结果，砂舱溢流口应设有水密关闭装置，航行中保持关闭，防止航行中海水回流至砂舱，保证船舶在满载水线及以下安全航行。

H：在主甲板上设置的砂舱透气管，满足船级社和海事局对稳性进水角的要求。该透气管确保船舶在水密卸砂门，水密溢流口，风雨密舱口盖关闭的航行状态下，砂舱内货物流动所产生的砂舱透气要求。

本发明大吨位自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点。解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

本船采用单主机单螺旋桨的推进方式，可以节省主机油耗。砂舱布置在机舱和艏楼之间。布置上要注意的问题是如何保证本船在各种航行工况时的船舶浮态和稳性。船体线型的优化及船舶快速性的优化不在本发明运砂船的考虑范围内。

对于特大吨位的运砂船，可以考虑用二个或多个砂舱的布置形式，以提高船舶的稳性。如果稳性能满足相关规范和规则要求的前提下，尽可能选用一个砂舱。因为一个砂舱可以提高装货效率和节省船舶建造成本。

砂舱的舱底设有若干个卸砂门，门与门之间有横向三角舱将砂导流到卸砂门。

本发明运砂船设有与所述运砂船长度方向垂直的若干横向三角舱，与两侧的砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，确保砂舱内没有残留砂的死角。所述卸砂门分别设置在卸砂漏斗中央，卸砂门在封闭砂舱底部呈单排排列。卸砂门通过连杆与上端主甲板上的液压驱动油缸相连接。液压油缸可以驱动卸砂门上下垂直移动。砂门收紧时，可以通过密封装置确保舱内的砂不会泻出船外。当卸砂门往下移动到卸砂位置时，舱内的砂可以通过三角砂门与船体之间的卸砂口，并借助海水的作用快速地卸放至船外。

卸砂门的外侧设有压载舱和/或空舱，纵壁可以设置成多种形式，但必须保证所有的砂能快速地泄至砂门。但该纵壁的设置形式、砂舱的结构布置和砂舱的舱容都将是影响到装砂量的关键因素。

溢流口的布置不能低于船舶的结构吃水，根据每艘船舶的线型、分舱所致的破舱稳性的计算结果，溢流口的高度相应地会有具体的要求，必须高于船舶结构吃水，这样的布置将确保当船舶装砂至结构吃水（满载吃水）后，装砂停止，砂舱内的水达到溢流口的下端高度，在以后的航行中，随着燃油和淡水的使用消耗，船舶的吃水状态将永远确保在满载结构吃水或以下位置。

溢流筒的数量和溢流口的通流面积将保证装砂泵工作时能将多余的砂和水溢出船外（溢流口总通流面积为装舱管横截面积的三倍，常规为1.25倍，取三倍会更安全）。一般每个砂舱设一个砂舱内溢流筒，砂舱的两侧设若干个溢流管。

本发明运砂船需要用专为本船配备的吸砂辅助船来装砂。吸砂泵将海底的砂抽吸上来，并通过装砂管，将砂直接吹进本发明运砂船的砂舱。

如果本发明运砂船是单砂舱或多砂舱形式，由于砂门水密关闭，装入的砂水将使舱内的水位达到溢流口的高度，并将砂舱内多余的水从溢流口溢出船外。由于砂的比重约为1.83吨每立方米，比重较大的砂会依靠重力积聚在砂舱底部，随着砂在砂舱内越积越多，舱内的海水会越来越少，当船舶的吃水逐渐达到满载结构水线时，装砂工作完成。

砂舱：在运砂船上能打开舱底砂门，自动卸出砂的货舱。砂舱由砂舱纵壁，砂舱横壁和舱底卸砂三角舱组成。

砂舱纵壁：设置在砂舱两侧，沿船长方向布置，砂舱纵壁为平面板材舱壁，由垂向或纵向扶强材和适当数量的水平桁材或垂向桁材组成。

砂舱横壁：设置在砂舱纵壁之间，按需要将运砂船载货区分隔成n个砂舱。砂舱横壁为平面板材舱壁或垂直波浪型舱壁。

舱底三角舱：由横向三角舱和砂舱纵壁组成倒三角漏斗状，漏斗的底部设置卸砂门。为了便于卸砂三角舱的角度一般为40至50度。三角舱由坡型壁板和垂向或纵向扶强材及适当数量的隔板组成。

装砂时，通过吸砂船的吸砂泵将砂水混合物一起注入到砂舱中的。因为船舶的载重量是由船舶排水量和空船重量所确定的，砂舱内多余的大量的水需要通过满载吃水处的溢流口溢出船外。过大的砂舱舱容会导致砂舱的多余海水不能溢出而减少船舶的载砂量，所以需要通过调整砂舱的结构布置，利用一个合理的舱容来保证船舶达到满载吃水时，所装载的砂的重量最大化。

溢流口以下的砂舱舱容会直接影响船舶的装砂量。舱容太小，会导致砂舱装满后船舶还未达到满载吃水（最大载重量）；舱容太大，会导致舱内残留下大量的水，虽然船舶达到了满载吃水（最大载重量），但同样未达到装砂量的最大化。

 

实施例3

如图11至15所示，为本发明的砂舱型自卸式运砂船新颖船型的有舱口围双排卸砂门的解决方案实施例。在实施例1的基础上，在每个所述砂舱1的顶部分别设置货舱舱口围18和可以打开的货舱舱口盖22。

如图11至15所示，本发明的一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱1，每个封闭式砂舱1的两侧分别设有压载舱和/或空舱4，每个封闭式砂舱1的顶部分别设置若干个货舱舱口围18和货舱舱口盖22。每个封闭式砂舱1的底部分别设有若干卸砂门12以及至少一个自所述封闭式砂舱1向舱底排水的溢流筒20，所述卸砂门12之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒20设置在所述三角舱的顶部。所述溢流筒20的上端为舱内溢流口21，所述溢流筒20的下端为舱底出水口19，所述溢流筒20的底部设置一水密关闭装置14，所述水密关闭装置14的上端固定于所述封闭式砂舱1上端的架空横梁上。所述舱内溢流口21的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

所述卸砂门12在所述封闭式砂舱1的底部呈双排排列。所述三角舱包括纵向三角舱2和若干横向三角舱3，所述纵向三角舱2沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱1底部中轴线上，所述横向三角舱3分布于所述纵向三角舱2的两侧，且所述横向三角舱3与所述纵向三角舱2垂直，呈鱼骨状排列。相邻的两个所述横向三角舱3与所述纵向三角舱2和砂舱侧舱壁11共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门12分别设置在所述卸砂漏斗中央。

所述砂舱侧舱壁11的外侧设有若干垂直方向的溢流管13，所述溢流管13的上端通过一带阀门的舱壁溢流口17连通所述封闭式砂舱1内部，所述溢流管13的下端通过一开口连通船底。所述砂舱溢流口17设置在所述封闭式砂舱1的上部，所述砂舱溢流口17的高度不低于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水。所述纵向三角舱2的舱顶高于所述横向三角舱3的舱顶。所述纵向三角舱2的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱3的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱2和横向三角舱3的斜面的表面设有耐磨层。将所述封闭式砂舱1内的砂导向所述卸砂门12。所有所述砂舱1的顶部分别设置货舱舱口围18和可以打开的货舱舱口盖22。货舱舱口围18上设有符合规范要求的砂舱透气装置。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船在装砂时可以拆去所述舱口围18上部的货舱舱口盖22，露出砂舱，并且关闭所有所述卸砂门12，打开所述溢流筒20底部的水密关闭装置14，向所述砂舱内灌入砂水，随着砂子8沉积在所述砂舱底部，水超过所述溢流筒20的舱内溢流口21，流入所述溢流筒20，并自所述舱底出水口19流出所述封闭式砂舱1底部。

本发明的船体属于封闭式砂舱的新颖船型，可以从设计和建造上，按照船级社规范中的关于货船的要求进行实施，找到了校核船舶强度和稳性计算的规范上的理论依据。解决了敞口砂舱船舶不适合于无限航区航行的问题，使得建造大吨位的适合于长距离运输的新颖运砂船成为现实。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船属于有舱口围双排卸砂门的布置形式，可以提高运砂船的卸砂效率，结构简单，建造成本低，操作方便。特别适合于散杂货船的改装。

本发明大吨位自卸式运砂船采用的技术方案如下：

A：通过吸砂船上的大排量吸砂泵将砂水直接装入砂舱，可以在短时间内（5万吨仅需4小时）完成装砂工作，海水将通过溢流筒直接溢出船外。

B：采用可以液压操作的自动卸砂门，可以在在短时间内（0.5至1小时）将砂舱内的砂卸出船底。卸砂门与船体结构保持水密状态，砂门的液压连杆升降装置布置在砂舱内的架空横梁上。

C：在砂舱结构的设计布置上，利用斜壁和三角舱，将舱内的砂依靠自身重力流动至砂门。

D：船舶的舱室（主要是砂舱）布置充分考虑到船舶的强度和稳性要求，使船舶在任何一种工况下，都能满足国际海事组织和中国船级社及中国海事局相关的规范和规则的要求。

E：特别是考虑到航区将是离岸较远的近海海域，甚至是无限航区，砂舱舱顶结构采用了带风雨密货舱舱口围的结构形式，解决了船舶在航行中的甲板上浪的问题。

F：砂舱的布置，在满足上述规范和规则要求的前提下，必须通过优化，使相同船舶尺度的船，能装最大的货（运最多的砂）。

G：在船舶结构吃水以上，在合理的高度布置适当数量的溢流口，使砂舱内的水能通过这些溢流口流出船外，根据破舱稳性计算结果，砂舱溢流口应设有水密关闭装置，航行中保持关闭，防止航行中海水回流至砂舱，保证船舶在满载水线及以下安全航行。

H：在货舱舱口围上设置砂舱透气装置。该透气管确保船舶在水密卸砂门，水密溢流口，风雨密舱口盖关闭的航行状态下，砂舱内货物流动所产生的砂舱透气要求。

本发明大吨位自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点。解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

本船采用单主机单螺旋桨的推进方式，可以节省主机油耗。砂舱布置在机舱和艏楼之间。布置上要注意的问题是如何保证本船在各种航行工况时的船舶浮态和稳性。船体线型的优化及船舶快速性的优化不在本发明运砂船的考虑范围内。

对于特大吨位的运砂船，可以考虑用二个或多个砂舱的布置形式，以提高船舶的稳性。如果稳性能满足相关规范和规则要求的前提下，尽可能选用一个砂舱。因为一个砂舱可以提高装货效率和节省船舶建造成本。

砂舱的舱底设有若干个卸砂门，门与门之间有横向三角舱将砂导流到卸砂门。

本发明运砂船在船中设有导砂用的纵向三角舱，将和每个横向三角舱相连接，确保砂舱内没有残留砂的死角。该纵向三角舱的两侧设有两列卸砂门，卸砂门通过连杆与上端主甲板上的液压驱动油缸相连接。液压油缸可以驱动卸砂门上下垂直移动。砂门收紧时，可以通过密封装置确保舱内的砂不会泻出船外。当卸砂门往下移动到卸砂位置时，舱内的砂可以通过三角砂门与船体之间的卸砂口，并借助海水的作用快速地卸放至船外。

卸砂门的外侧设有压载舱和/或空舱，纵壁可以设置成多种形式，但必须保证所有的砂能快速地泄至砂门。但该纵壁的设置形式、砂舱的结构布置和砂舱的舱容都将是影响到装砂量的关键因素。

溢流口的布置不能低于船舶的结构吃水，根据每艘船舶的线型、分舱所致的破舱稳性的计算结果，溢流口的高度相应地会有具体的要求，必须高于船舶结构吃水，这样的布置将确保当船舶装砂至结构吃水（满载吃水）后，装砂停止，砂舱内的水达到溢流口的下端高度，在以后的航行中，随着燃油和淡水的使用消耗，船舶的吃水状态将永远确保在满载结构吃水或以下位置。

溢流筒的数量和溢流口的通流面积将保证装砂泵工作时能将多余的砂和水溢出船外（溢流口总通流面积为装舱管横截面积的三倍，常规为1.25倍，取三倍会更安全）。一般每个砂舱设一个砂舱内溢流筒，砂舱的两侧设若干个溢流管。

本发明运砂船需要用专为本船配备的吸砂辅助船来装砂。吸砂泵将海底的砂抽吸上来，并通过装砂管，将砂直接吹进本发明运砂船的砂舱。

如果本发明运砂船是单砂舱或多砂舱形式，由于砂门水密关闭，装入的砂水将使舱内的水位达到溢流口的高度，并将砂舱内多余的水从溢流口溢出船外。由于砂的比重约为1.83吨每立方米，比重较大的砂会依靠重力积聚在砂舱底部，随着砂在砂舱内越积越多，舱内的海水会越来越少，当船舶的吃水逐渐达到满载结构水线时，装砂工作完成。

砂舱：在运砂船上能打开舱底砂门，自动卸出砂的货舱。砂舱由砂舱纵壁，砂舱横壁和舱底卸砂三角舱组成。

砂舱纵壁：设置在砂舱两侧，沿船长方向布置，砂舱纵壁为平面板材舱壁，由垂向或纵向扶强材和适当数量的水平桁材或垂向桁材组成。

砂舱横壁：设置在砂舱纵壁之间，按需要将运砂船载货区分隔成n个砂舱。砂舱横壁为平面板材舱壁或垂直波浪型舱壁。

舱底三角舱：由纵向三角舱和横向三角舱组成倒三角漏斗状，漏斗的底部设置卸砂门。为了便于卸砂三角舱的角度一般为40至50度。三角舱由坡型壁板和垂向或纵向扶强材及适当数量的隔板组成。

装砂时，通过吸砂船的吸砂泵将砂水混合物一起注入到砂舱中的。因为船舶的载重量是由船舶排水量和空船重量所确定的，砂舱内多余的大量的水需要通过满载吃水处的溢流口溢出船外。过大的砂舱舱容会导致砂舱的多余海水不能溢出而减少船舶的载砂量，所以需要通过调整砂舱的结构布置，利用一个合理的舱容来保证船舶达到满载吃水时，所装载的砂的重量最大化。

溢流口以下的砂舱舱容会直接影响船舶的装砂量。舱容太小，会导致砂舱装满后船舶还未达到满载吃水（最大载重量）；舱容太大，会导致舱内残留下大量的水，虽然船舶达到了满载吃水（最大载重量），但同样未达到装砂量的最大化。

 

实施例4

如图16至20所示，为本发明的砂舱型自卸式运砂船新颖船型的有舱口围单排卸砂门的解决方案实施例。在实施例2的基础上，在每个所述砂舱1的顶部分别设置舱口围18和可以打开的货舱舱口盖22。

如图16至20所示，本发明的一种砂舱型自卸式运砂船，包括：若干个连续的封闭式砂舱1，每个封闭式砂舱1的两侧分别设有压载舱和/或空舱4，每个封闭式砂舱1的顶部的主甲板5分别设置若干个货舱舱口围18和货舱舱口盖22。每个封闭式砂舱1的底部分别设有若干卸砂门12以及至少一个自所述封闭式砂舱1向舱底排水的溢流筒20，所述卸砂门12之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒20设置在所述三角舱的顶部。所述溢流筒20的上端为舱内溢流口21，所述溢流筒20的下端为舱底出水口19，所述溢流筒20的底部设置一水密关闭装置14，所述水密关闭装置14的上端固定于所述封闭式砂舱1上端的架空横梁上。所述舱内溢流口21的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

所述卸砂门12在所述封闭式砂舱1的底部呈单排排列。所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱3，相邻的两个所述横向三角舱3与两侧的砂舱侧舱壁11共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门12分别设置在所述卸砂漏斗中央。

所述砂舱侧舱壁11的外侧设有若干垂直方向的溢流管13，所述溢流管13的上端通过一带阀门的舱壁溢流口17连通所述封闭式砂舱1内部，所述溢流管13的下端通过一开口连通船底。所述砂舱溢流口17设置在所述封闭式砂舱1的上部，所述砂舱溢流口17的高度不低于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水。所述纵向三角舱2的舱顶高于所述横向三角舱3的舱顶。所述纵向三角舱2的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱3的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱2和横向三角舱3的斜面的表面设有耐磨层。将所述封闭式砂舱1内的砂导向所述卸砂门12。所有所述砂舱1的顶部分别设置货舱舱口围18和可以打开的货舱舱口盖22。货舱舱口围18上设有符合规范要求的砂。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船在装砂时可以拆去所述舱口围18上部的货舱舱口盖22，露出砂舱，并且关闭所有所述卸砂门12，打开所述溢流筒20底部的水密关闭装置14，向所述砂舱内灌入砂水，随着砂子8沉积在所述砂舱底部，水超过所述溢流筒20的舱内溢流口21，流入所述溢流筒20，并自所述舱底出水口19流出所述封闭式砂舱1底部。

本发明的船体属于封闭式砂舱的新颖船型，可以从设计和建造上，按照船级社规范中的关于货船的要求进行实施，找到了校核船舶强度和稳性计算的规范上的理论依据。解决了敞口砂舱船舶不适合于无限航区航行的问题，使得建造大吨位的适合于长距离运输的新颖运砂船成为现实。

本实施例中的砂舱型自卸式运砂船属于有舱口围单排卸砂门的布置形式，结构简单，相比双排砂门的布置方式建造成本低，操作方便。特别适合于散杂货船的改装。

本发明大吨位自卸式运砂船采用的技术方案如下：

A：通过吸砂船上的大排量吸砂泵将砂水直接装入砂舱，可以在短时间内（5万吨仅需4小时）完成装砂工作，海水将通过溢流筒直接溢出船外。

B：采用可以液压操作的自动卸砂门，可以在在短时间内（1至1.5小时）将砂舱内的砂卸出船底。砂门的液压连杆升降装置布置在砂舱内的架空横梁上。

C：在砂舱结构的设计布置上，利用斜壁和三角舱，将舱内的砂依靠自身重力流动至砂门。

D：船舶的舱室（主要是砂舱）布置充分考虑到船舶的强度和稳性要求，使船舶在任何一种工况下，都能满足国际海事组织和中国船级社及中国海事局相关的规范和规则的要求。

E：特别是考虑到航区将是离岸较远的近海海域，甚至是无限航区，砂舱舱顶结构采用了带货舱舱口围和风雨密舱口盖的结构形式，解决了船舶在航行中的甲板上浪的问题。

F：砂舱的布置，在满足上述规范和规则要求的前提下，必须通过优化，使相同船舶尺度的船，能装最大的货（运最多的砂）。

G：在船舶结构吃水以上，在合理的高度布置适当数量的溢流口，使砂舱内的水能通过这些溢流口流出船外，根据破舱稳性计算结果，砂舱溢流口应设有水密关闭装置，航行中保持关闭，防止航行中海水回流至砂舱，保证船舶在满载水线及以下安全航行。

H：在货舱舱口围上设置砂舱透气装置。该透气管确保船舶在水密卸砂门，水密溢流口，风雨密舱口盖关闭的航行状态下，砂舱内货物流动所产生的砂舱透气要求。

本发明大吨位自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点。解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

本船采用单主机单螺旋桨的推进方式，可以节省主机油耗。砂舱布置在机舱和艏楼之间。布置上要注意的问题是如何保证本船在各种航行工况时的船舶浮态和稳性。船体线型的优化及船舶快速性的优化不在本发明运砂船的考虑范围内。

对于特大吨位的运砂船，可以考虑用二个或多个砂舱的布置形式，以提高船舶的稳性。如果稳性能满足相关规范和规则要求的前提下，尽可能选用一个砂舱。因为一个砂舱可以提高装货效率和节省船舶建造成本。

砂舱的舱底设有若干个卸砂门，门与门之间有横向三角舱将砂导流到卸砂门。

本发明运砂船设有与所述运砂船长度方向垂直的若干横向三角舱，与两侧的砂舱侧舱壁共同形成独立的卸砂漏斗，确保砂舱内没有残留砂的死角。所述卸砂门分别设置在卸砂漏斗中央，卸砂门在封闭砂舱底部呈单排排列。卸砂门通过连杆与上端主甲板上的液压驱动油缸相连接。液压油缸可以驱动卸砂门上下垂直移动。砂门收紧时，可以通过密封装置确保舱内的砂不会泻出船外。当卸砂门往下移动到卸砂位置时，舱内的砂可以通过三角砂门与船体之间的卸砂口，并借助海水的作用快速地卸放至船外。

卸砂门的外侧设有压载舱和/或空舱，纵壁可以设置成多种形式，但必须保证所有的砂能快速地泄至砂门。但该纵壁的设置形式、砂舱的结构布置和砂舱的舱容都将是影响到装砂量的关键因素。

溢流口的布置不能低于船舶的结构吃水，根据每艘船舶的线型、分舱所致的破舱稳性的计算结果，溢流口的高度相应地会有具体的要求，必须高于船舶结构吃水，这样的布置将确保当船舶装砂至结构吃水（满载吃水）后，装砂停止，砂舱内的水达到溢流口的下端高度，在以后的航行中，随着燃油和淡水的使用消耗，船舶的吃水状态将永远确保在满载结构吃水或以下位置。

溢流筒的数量和溢流口的通流面积将保证装砂泵工作时能将多余的砂和水溢出船外（溢流口总通流面积为装舱管横截面积的三倍，常规为1.25倍，取三倍会更安全）。一般每个砂舱设一个砂舱内溢流筒，砂舱的两侧设若干个溢流管。

本发明运砂船需要用专为本船配备的吸砂辅助船来装砂。吸砂泵将海底的砂抽吸上来，并通过装砂管，将砂直接吹进本发明运砂船的砂舱。

如果本发明运砂船是单砂舱或多砂舱形式，由于砂门水密关闭，装入的砂水将使舱内的水位达到溢流口的高度，并将砂舱内多余的水从溢流口溢出船外。由于砂的比重约为1.83吨每立方米，比重较大的砂会依靠重力积聚在砂舱底部，随着砂在砂舱内越积越多，舱内的海水会越来越少，当船舶的吃水逐渐达到满载结构水线时，装砂工作完成。

砂舱：在运砂船上能打开舱底砂门，自动卸出砂的货舱。砂舱由砂舱纵壁，砂舱横壁和舱底卸砂三角舱组成。

砂舱纵壁：设置在砂舱两侧，沿船长方向布置，砂舱纵壁为平面板材舱壁，由垂向或纵向扶强材和适当数量的水平桁材或垂向桁材组成。

砂舱横壁：设置在砂舱纵壁之间，按需要将运砂船载货区分隔成n个砂舱。砂舱横壁为平面板材舱壁或垂直波浪型舱壁。

舱底三角舱：由横向三角舱和砂舱纵壁组成倒三角漏斗状，漏斗的底部设置卸砂门。为了便于卸砂三角舱的角度一般为40至50度。三角舱由坡型壁板和垂向或纵向扶强材及适当数量的隔板组成。

装砂时，通过吸砂船的吸砂泵将砂水混合物一起注入到砂舱中的。因为船舶的载重量是由船舶排水量和空船重量所确定的，砂舱内多余的大量的水需要通过满载吃水处的溢流口溢出船外。过大的砂舱舱容会导致砂舱的多余海水不能溢出而减少船舶的载砂量，所以需要通过调整砂舱的结构布置，利用一个合理的舱容来保证船舶达到满载吃水时，所装载的砂的重量最大化。

溢流口以下的砂舱舱容会直接影响船舶的装砂量。舱容太小，会导致砂舱装满后船舶还未达到满载吃水（最大载重量）；舱容太大，会导致舱内残留下大量的水，虽然船舶达到了满载吃水（最大载重量），但同样未达到装砂量的最大化。

 

综上可知，本发明的砂舱型自卸式运砂船具有装、卸货快，装载量大，安全性强和经济效益好的显著特点，解决了大型运砂工程的运输周期长，费用高的实际困难。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (19)

1.一种砂舱型自卸式运砂船，其特征在于，包括：若干个连续的封闭式砂舱（1），每个封闭式砂舱（1）的两侧分别设有若干压载舱和/或空舱（4），所有所述砂舱（1）的顶部形成有封闭型连续的所述主甲板（5），所述主甲板（5）上分别设置若干个可开启的舱口盖（6）和透气管（9），所述舱口盖（6）和透气管（9）分别联通所述封闭式砂舱（1）；

每个封闭式砂舱（1）的底部分别设有若干卸砂门（12）以及至少一个自所述封闭式砂舱（1）向舱底排水的溢流筒（20），所述卸砂门（12）之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒（20）设置在所述三角舱的顶部；

所述溢流筒（20）的上端为舱内溢流口（21），所述溢流筒（20）的下端为舱底出水口（19），所述溢流筒（20）的底部设置一水密关闭装置（14），所述水密关闭装置（14）的上端固定于所述封闭式砂舱（1）的顶部。

2.如权利要求1所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述舱内溢流口（21）的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

3.如权利要求1所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述砂舱侧舱壁（11）的外侧设有若干垂直方向的自所述封闭式砂舱（1）向舱底排水的溢流管（13），所述溢流管（13）的上端通过一带阀门的舱壁溢流口（17）连通所述封闭式砂舱（1）内部，所述溢流管（13）的下端通过一开口连通船底。

4.如权利要求3所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述砂舱溢流口（17）设置在所述封闭式砂舱（1）的上部，所述砂舱溢流口（17）的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

5.如权利要求1或3所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述卸砂门（12）在所述封闭式砂舱（1）的底部呈双排排列；

所述三角舱包括纵向三角舱（2）和若干横向三角舱（3），所述纵向三角舱（2）沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱（1）底部中轴线上，所述横向三角舱（3）分布于所述纵向三角舱（2）的两侧，且所述横向三角舱（3）与所述纵向三角舱（2）垂直，呈鱼骨状排列；相邻的两个所述横向三角舱（3）与所述纵向三角舱（2）和砂舱侧舱壁（11）共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门（12）分别设置在所述卸砂漏斗中央。

6.如权利要求5所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述纵向三角舱（2）的舱顶高于所述横向三角舱（3）的舱顶；所述纵向三角舱（2）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱（3）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱（2）和横向三角舱（3）的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱（1）内的砂导向所述卸砂门（12）。

7.如权利要求1或3所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述卸砂门（12）在所述封闭式砂舱（1）的底部呈单排排列；

所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱（3），相邻的两个所述横向三角舱（3）与两侧的砂舱侧舱壁（11）共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门（12）分别设置在所述卸砂漏斗中央。

8.如权利要求7所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述横向三角舱（3）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述横向三角舱（3）的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱（1）内的砂导向所述卸砂门（12）。

9.如权利要求1所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述透气管（9）沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述主甲板（5）的中轴线上。

10.一种砂舱型自卸式运砂船，其特征在于，包括：若干个连续的封闭式砂舱（1），每个封闭式砂舱（1）的两侧分别设有若干压载舱和/或空舱（4），每个所述砂舱（1）的顶部分别设置突起于船体甲板的舱口围（18），所述舱口围（18）上加盖可拆卸的货舱舱口盖（22），所述舱口围（18）和货舱舱口盖（22）均为风雨密性；

每个封闭式砂舱（1）的底部分别设有若干卸砂门（12）以及至少一个自所述封闭式砂舱（1）向舱底排水的溢流筒（20），所述卸砂门（12）之间由三角舱相互分隔，所述溢流筒（20）设置在所述三角舱的顶部；

所述溢流筒（20）的上端为舱内溢流口（21），所述溢流筒（20）的下端为舱底出水口（19），所述溢流筒（20）的底部设置一水密关闭装置（14），所述水密关闭装置（14）的上端固定于所述封闭式砂舱（1）的顶部。

11.如权利要求10所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述舱内溢流口（21）的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

12.如权利要求10所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述砂舱侧舱壁（11）的外侧设有若干垂直方向的自所述封闭式砂舱（1）向舱底排水的溢流管（13），所述溢流管（13）的上端通过一带阀门的舱壁溢流口（17）连通所述封闭式砂舱（1）内部，所述溢流管（13）的下端通过一开口连通船底。

13.如权利要求12所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述砂舱溢流口（17）设置在所述封闭式砂舱（1）的上部，所述砂舱溢流口（17）的高度大于等于所述砂舱型自卸式运砂船的满载结构吃水高度。

14.如权利要求10或12所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述卸砂门（12）在所述封闭式砂舱（1）的底部呈双排排列；

所述三角舱包括纵向三角舱（2）和若干横向三角舱（3），所述纵向三角舱（2）沿所述运砂船长度方向设置、布设在所述封闭式砂舱（1）底部中轴线上，所述横向三角舱（3）分布于所述纵向三角舱（2）的两侧，且所述横向三角舱（3）与所述纵向三角舱（2）垂直，呈鱼骨状排列；相邻的两个所述横向三角舱（3）与所述纵向三角舱（2）和砂舱侧舱壁（11）共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门（12）分别设置在所述卸砂漏斗中央。

15.如权利要求14所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述纵向三角舱（2）的舱顶高于所述横向三角舱（3）的舱顶；所述纵向三角舱（2）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，所述横向三角舱（3）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述纵向三角舱（2）和横向三角舱（3）的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱（1）内的砂导向所述卸砂门（12）。

16.如权利要求10或12所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述卸砂门（12）在所述封闭式砂舱（1）的底部呈单排排列；

所述三角舱包括沿所述运砂船长度方向相互平行设置的若干横向三角舱（3），相邻的两个所述横向三角舱（3）与两侧的砂舱侧舱壁（11）共同形成独立的卸砂漏斗，所述卸砂门（12）分别设置在所述卸砂漏斗中央。

17.如权利要求16所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：所述横向三角舱（3）的斜面与水平面之间的角度为40°至50°，并且所述横向三角舱（3）的斜面的表面设有耐磨层；将所述封闭式砂舱（1）内的砂导向所述卸砂门（12）。

18.一种砂舱型自卸式运砂船的装砂方法，采用权利要求1所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：打开每个所述封闭式砂舱（1）顶部的所述舱口盖（6），并且关闭所有所述卸砂门（12），打开所述溢流筒（20）底部的水密关闭装置（14），自所述舱口盖（6）灌入砂水至所述封闭式砂舱（1），随着砂子（8）沉积在所述封闭式砂舱（1）底部，水超过所述溢流筒（20）的舱内溢流口（21），流入所述溢流筒（20），并自所述舱底出水口（19）流出所述封闭式砂舱（1）底部。

19.一种砂舱型自卸式运砂船的装砂方法，采用权利要求10所述的砂舱型自卸式运砂船，其特征在于：拆去所述舱口围（18）上部的货舱舱口盖（22），露出砂舱，并且关闭所有所述卸砂门（12），打开所述溢流筒（20）底部的水密关闭装置（14），向所述砂舱内灌入砂水，随着砂子（8）沉积在所述砂舱底部，水超过所述溢流筒（20）的舱内溢流口（21），流入所述溢流筒（20），并自所述舱底出水口（19）流出所述封闭式砂舱（1）底部。