CN104709438A - 独立液舱支承结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种独立液舱支承结构，包括上支承部、承压隔温部和下支承部。上支承部包括上腹板和上面板，上腹板的顶端与底端分别与液舱底板和上面板固定连接；下支承部包括下腹板和下面板，下腹板的顶端与底端分别与下面板和船体内底固定连接；承压隔温部装设于上面板与下面板之间，包括与上面板固定连接的层压木、与下面板固定连接的环氧树脂层、以及位于层压木与环氧树脂层之间并可相对于层压木水平移动的不锈钢板，不锈钢板与环氧树脂层固定连接。该独立液舱支承结构能有效地承载独立液舱及其所装载的低温液货所产生的静、动载荷，且具有一定弹性；允许独立液舱与船体结构之间存在相对位移和变形；并能有效避免独立液舱的低温传递到船体。

Description

独立液舱支承结构

技术领域

本发明涉及一种船用支承结构，特别是涉及一种可用于液化气运输船的独立液舱支承结构。

背景技术

独立液舱在液化气船上被用来装载处于低温状态的液化气。由于该液舱不构成船体结构的一部分，独立于船体结构之外，并能承受自身重量和内部低温液货的静、动载荷，故称为自支承式独立液舱。船体结构需要承受独立液舱及其所装载低温液货的重量，同时还需要考虑船体在波浪中的运动、液舱内部货物的运动所引起的动载荷，因而，需要在船体与液舱之间设置适当的支承结构用以传递、缓冲这类载荷。考虑到要避免过大的应力集中，该类支承结构需要具有一定的弹性，从而起到缓冲作用。同时考虑到液舱不参与船体结构总纵强度而导致船体与液舱具有各自不同的变形状态，以及液舱在低温条件下的收缩变形，该类支承结构需要能够允许船体与独立液舱之间产生一定程度的相对位移。又由于独立液舱一般用于装运温度较低的液化气，还需要避免因低温在液舱和船体之间传递而引起船体结构温度过低所导致金属低温脆性断裂而产生的危险。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种能够有效承载独立液舱的垂向静、动载荷，允许液舱与船体之间的相对位移和变形，具有一定弹性并且能起到隔温作用的独立液舱支承结构。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种独立液舱支承结构，包括：上支承部、承压隔温部和下支承部；所述上支承部包括上腹板和上面板，所述上腹板的顶端与底端分别与所述液舱底板和所述上面板固定连接；所述下支承部包括下腹板和下面板，所述下腹板的顶端与底端分别与所述下面板和船体内底固定连接；所述承压隔温部装设于所述上面板与下面板之间，包括与所述上面板固定连接的层压木、与所述下面板固定连接的环氧树脂层、以及位于所述层压木与环氧树脂层之间的不锈钢板，所述不锈钢板与所述环氧树脂层固定连接，所述层压木可相对于所述不锈钢板水平移动。

优选地，所述上面板与所述层压木通过上扁铁固定连接；所述不锈钢板与环氧树脂层通过下扁铁固定连接于所述下面板。

进一步优选地，所述层压木在所述上扁铁与所述上面板的连接处设有边缘切角。

优选地，在水平面上，所述不锈钢板的面积大于所述层压木的面积。

优选地，所述上腹板中部的两侧对称连接有上支撑肘板，所述上支撑肘板的顶端与所述液舱底板连接，所述上支撑肘板的底端与所述上面板连接；所述下腹板中部的两侧对称连接有下支撑肘板，所述下支撑肘板的顶端与所述下面板连接，所述下支撑肘板的底端与所述船体内底连接；所述上支撑肘板与所述上腹板垂直，所述下支撑肘板与所述下腹板垂直。

优选地，所述上腹板与上面板的连接处固定装设有上三角肘板，所述上三角肘板成对设置于所述上腹板两侧且与所述上腹板垂直；所述下腹板与下面板的连接处固定装设有下三角肘板，所述下三角肘板成对设置于所述下腹板两侧且与所述下腹板垂直。

优选地，所述上面板和下面板的端部分别设置有沿水平方向延伸的上支撑平台和下支撑平台，所述上支撑平台与所述上腹板的连接处以及所述下支撑平台与所述下腹板的连接处均设有加强筋。

优选地，所述独立液舱支承结构与所述液舱底板的横向强框肋板固定连接。

优选地，每档所述横向强框肋板上连接有4个所述独立液舱支承结构，所述独立液舱支承结构相对于船体在船长方向的垂向中心平面两两对称设置。

优选地，所述液舱底板上沿船长方向依次设置有11档横向强框肋板，所述液舱底板和船体内底之间相应地设置有44个所述独立液舱支承结构。

如上所述，本发明的独立液舱支承结构，具有以下有益效果：该独立液舱支承结构通过经上、下支撑肘板和上、下三角肘板加强的上、下支承部，以及上、下支承部中间的承压隔温部有效地承载独立液舱及其所装载的低温货物所产生的静、动载荷；承压隔温部中的层压木和不锈钢板可允许独立液舱与船体结构之间存在相对位移和变形，且具有一定的弹性，可起到缓冲和承压的作用；层压木和环氧树脂层能有效地避免独立液舱的低温传递到船体，防止船体结构因温度过低而造成的破坏。

附图说明

图1显示为采用本发明的独立液舱支承结构的船体的横向截面示意图。

图2显示为采用本发明的独立液舱支承结构的船体纵向水平截面示意图。

图3显示为本发明的独立液舱支承结构的示意图。

图4显示为图3沿A-A线的垂向剖视图。

图5显示为图4的局部放大图。

图6显示为图3沿B-B线的垂向剖视图。

图7显示为本发明的独立液舱支承结构中的下面板的俯视图。

图8显示为图3沿C-C线的垂向剖视图。

元件标号说明

1   液舱底板

2   船体内底

3   独立液舱支承结构

31  上支承部

311 上腹板

312 上面板

313 上支撑肘板

314 上三角肘板

315 上扁铁

316 上支撑平台

317 加强筋

32  下支承部

321 下腹板

322 下面板

323 下支撑肘板

324 下三角肘板

325 下扁铁

326 下支撑平台

33  承压隔温部

331 层压木

332 不锈钢板

333 环氧树脂层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为叙述方便，文中方向定义如下：从船体左舷至右舷方向为横向；沿船长方向，从船艏至船艉方向为纵向；沿船体高度方向，从船顶至船底方向为垂向，指向船顶的方向为上方，指向船底的方向为下方。上述方向定义对本发明的结构不起任何限定作用。

如图1和图2所示，独立液舱的液舱底板1与船体内底2之间互相平行，液舱底板1上的横向强框肋板也与船体内底2平行。实施例中的独立液舱为一菱形液舱。本发明提供的独立液舱支承结构3固定装设于液舱底板1和船体内底2之间，且均匀分布，用于承载、缓冲独立液舱及其所装载货物的重量产生的静载荷，以及波浪推动船体和独立液舱内部货物运动所引起的动载荷。

如图3和图4所示，独立液舱支承结构3垂向竖直放置，包括上支承部31、承压隔温部33和下支承部32。上支承部31包括上腹板311和上面板312，上腹板311的顶端（上端）与底端（下端）分别与液舱底板1和上面板312固定连接。下支承部32包括下腹板321和下面板322，下腹板321的顶端（上端）与底端（下端）分别与下面板322和船体内底2固定连接。液舱底板1与船体内底2之间的距离为H。

如图4和图5所示，承压隔温部33装设于上面板312与下面板322之间，包括与上面板312固定连接的层压木331、与下面板322固定连接的环氧树脂层333、以及位于层压木331与环氧树脂层333之间并可相对于层压木331水平移动的不锈钢板332，不锈钢板332与环氧树脂层333固定连接。层压木331厚度为h，不锈钢板332厚度为Ts，环氧树脂层333厚度为Tr。

上支承部31和下支承部32起到对独立液舱的支承作用。中间的承压隔温部33一方面用于防止独立液舱内低温液体的低温传递到船体底板，因为承压隔温部33所采用的层压木331的热传导率远低于金属，故能有效地防止船体结构因温度降低而导致脆性断裂等危险情况的发生；另一方面，层压木331还能有效地承受独立液舱及其货物的重量以及各类垂向载荷，因而也起到了有效地支承作用。

在波浪的作用下，独立液舱由于内部货物晃动产生的动载荷会与船体底板之间产生相对位移，考虑到这种相对位移发生的情况，在承压隔温部33中还设置有不锈钢板332。不锈钢板332通过环氧树脂层333连接在下支承部32的下面板322上。不锈钢板332不但具有一定的强度，能够承受垂向载荷，而且表面光滑的，摩擦系数小，可有效减小摩擦力，保证与层压木331之间能够实现自由的相对位移，即独立液舱与船体底板之间的相对位移。环氧树脂层333具有高粘结强度、小收缩率以及优良的力学性能，能够有效地连接不锈钢板332和下面板322，还可起到进一步的隔温作用。在最初进行安装、调整独立液舱支承结构3时，不锈钢板332与下面板322之间为空腔，在空腔内灌入液态环氧树脂，直至充满并令层压木331与不锈钢板332完全贴合，液态环氧树脂再逐渐凝固成型成为环氧树脂层333。层压木331与不锈钢板332的紧密贴合，能够保证独立液舱的动、静载荷均匀有效地传递至下面板322进而到达船体底板。

为保证上面板312与层压木331连接的稳固性，上面板312与层压木331通过上扁铁315固定连接。上扁铁315围绕在层压木331边缘，侧面与层压木331固定连接，顶部与上面板312固定连接。在实施例中上扁铁315与上面板312之间通过焊接的方式连接，如图5所示，层压木331在上扁铁315与上面板312的连接处设有边缘切角，即层压木331在此处的直角边缘被切除，可以避免与上扁铁315和上面板312之间的角焊缝发生冲突，从而保证层压木331与上面板312能够良好地贴合。被切除的直角边缘的宽度为C。不锈钢板332与环氧树脂层333也通过下扁铁325固定连接于下面板322，以增强连接的稳固性。如前所述，由于层压木331与不锈钢板332之间存在相对位移，而且由于温度的变化，独立液舱会产生自由收缩或膨胀，因此在水平面上，不锈钢板332的面积大于层压木331的面积，层压木331边缘至下扁铁325之间保留有一定间隙，间隙宽度为G。承压隔温部33具有一定的弹性，对独立液舱产生的垂向载荷有一定的缓冲作用。

为保证独立液舱支承结构3的支承强度和支承稳固性，在上支承部31和下支承部32中还设置有多种辅助支承构件。如图3、图4、图6和图7所示，上腹板311中部的两侧对称连接有上支撑肘板313，上支撑肘板313的顶端（上端）与液舱底板1固定连接，底端（下端）与上面板312固定连接。下腹板321中部的两侧对称连接有下支撑肘板323，下支撑肘板323的顶端（上端）与下面板322固定连接，底端（下端）与船体内底2固定连接。连接方式可为焊接。上支撑肘板313与上腹板311垂直，下支撑肘板323与下腹板321垂直，用以加强上腹板311和下腹板321的支承强度。上腹板311与上面板312的连接处固定装设有上三角肘板314，上三角肘板314成对设置于上腹板311两侧且与上腹板311垂直。下腹板321与下面板322的连接处固定装设有下三角肘板324，下三角肘板324成对设置于下腹板321两侧且与下腹板321垂直。上三角肘板314和下三角肘板324分别用以加强上面板312和下面板322的支承强度，并保证载荷从独立液舱到船体内底2的有效传递。

在安装、调整独立液舱支承结构3时，上面板312与下面板322之间需要搁置一临时工装，用以保持上面板312与下面板322之间的垂向距离。如图3、图7和图8所示，为搁置该临时工装，上面板312和下面板322的端部均设置有沿水平方向延伸的上支撑平台316和下支撑平台326。如图中所示，实施例中，在上面板312和下面板322横向水平延伸方向的一端分别设有该上支撑平台316和下支撑平台326。上支撑平台316与上腹板311的连接处以及下支撑平台326与下腹板321的连接处均设有加强筋317，加强筋317可以增加上支撑平台316和下支撑平台326的支承强度，以承受独立液舱的重量。

于实施例中，液舱底板1与船体内底2之间的距离H为800mm；层压木331边缘与下扁铁325之间的间隙G为85mm；层压木331的厚度h为155mm；不锈钢板332的厚度Ts为12mm；环氧树脂层333的厚度Tr为27mm；层压木331的边缘切角C的宽度为15mm。

横向强框肋板是液舱底板1的一部分，于实施例中，独立液舱支承结构3的上支承部31与横向强框肋板固定连接。如图2所示，根据独立液舱横向宽度，每档横向强框肋板上布置有4个独立液舱支承结构3，这4个独立液舱支承结构3相对于船体在船长方向的垂向中心平面两两对称设置。根据独立液舱的纵向长度，独立液舱上沿船长方向依次设置有11档横向强框肋板，液舱底板1和船体内底2之间相应地设置有11列共44个独立液舱支承结构3。其中，独立液舱支承结构3的数量可根据独立液舱的横向宽度和纵向长度进行适当调整。

综上所述，本发明的独立液舱支承结构分布在独立液舱底部和船体内底之间，与独立液舱固定连接的上支承部以及与船体内底固定连接的下支承部能有效地承载独立液舱所产生的静、动载荷。上支承部还设有上支撑肘板、上三角肘板，下支承部设有下支撑肘板和下三角肘板，进一步加强了独立液舱支承结构的支承强度和稳固性，保证了载荷从独立液舱到船体内底的有效传递。为避免独立液舱内部的低温传递到船体结构上，上支承部与下支承部之间设置有承压隔温部，通过层压木和环氧树脂层进行隔温，同时为了保证上下支承部之间的水平位移以及独立液舱因温度变化产生的伸缩变形，在层压木和环氧树脂层之间设有用于减小摩擦力和实现相对位移的不锈钢板。承压隔温部还使整个独立液舱支承结构具有一定的弹性，在承受液舱垂向载荷的同时也起到了缓冲作用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种独立液舱支承结构，固定装设于互相平行的液舱底板和船体内底之间，其特征在于，包括：上支承部、承压隔温部和下支承部；所述上支承部包括上腹板和上面板，所述上腹板的顶端与底端分别与所述液舱底板和所述上面板固定连接；所述下支承部包括下腹板和下面板，所述下腹板的顶端与底端分别与所述下面板和船体内底固定连接；所述承压隔温部装设于所述上面板与下面板之间，包括与所述上面板固定连接的层压木、与所述下面板固定连接的环氧树脂层、以及位于所述层压木与环氧树脂层之间的不锈钢板，所述不锈钢板与所述环氧树脂层固定连接，所述层压木可相对于所述不锈钢板水平移动。

2.根据权利要求1所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述上面板与所述层压木通过上扁铁固定连接；所述不锈钢板和环氧树脂层通过下扁铁固定连接于所述下面板。

3.根据权利要求2所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述层压木在所述上扁铁与所述上面板的连接处设有边缘切角。

4.根据权利要求1所述的独立液舱支承结构，其特征在于：在水平面上，所述不锈钢板的面积大于所述层压木的面积。

5.根据权利要求1所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述上腹板中部的两侧对称连接有上支撑肘板，所述上支撑肘板的顶端与所述液舱底板连接，所述上支撑肘板的底端与所述上面板连接；所述下腹板中部的两侧对称连接有下支撑肘板，所述下支撑肘板的顶端与所述下面板连接，所述下支撑肘板的底端与所述船体内底连接；所述上支撑肘板与所述上腹板垂直，所述下支撑肘板与所述下腹板垂直。

6.根据权利要求1所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述上腹板与上面板的连接处固定装设有上三角肘板，所述上三角肘板成对设置于所述上腹板两侧且与所述上腹板垂直；所述下腹板与下面板的连接处固定装设有下三角肘板，所述下三角肘板成对设置于所述下腹板两侧且与所述下腹板垂直。

7.根据权利要求1所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述上面板和下面板的端部分别设置有沿水平方向延伸的上支撑平台和下支撑平台，所述上支撑平台与所述上腹板的连接处以及所述下支撑平台与所述下腹板的连接处均设有加强筋。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述独立液舱支承结构与所述液舱底板的横向强框肋板固定连接。

9.根据权利要求8所述的独立液舱支承结构，其特征在于：每档所述横向强框肋板上连接有4个所述独立液舱支承结构，所述独立液舱支承结构相对于船体在船长方向的垂向中心平面两两对称设置。

10.根据权利要求9所述的独立液舱支承结构，其特征在于：所述液舱底板上沿船长方向依次设置有11档横向强框肋板，所述液舱底板和船体内底之间相应地设置有44个所述独立液舱支承结构。