CN105584602B - 一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，包括由内圆筒和外圆筒组成的圆筒本体，在所述的内圆筒中央设置有吸水膨胀橡胶，该吸水膨胀橡胶外套有空心钢结构，该空心钢结构的外壁与内圆筒的内壁啮合，且该空心钢结构伸出内圆筒外，该外端固定有表层橡胶，所述的圆筒本体的底端密封连接有底面吸附装置，所述的圆筒本体的顶端、内圆筒和外圆筒之间设有超滤膜，所述的圆筒本体的中部、内圆筒和外圆筒之间由内至外依次填充有氧化钙填充层和保温材料填充层。本发明用吸水膨胀橡胶吸水膨胀产生的压力，对船舶软搁浅时损失的浮力进行弥补，使船舶脱险，具有成本较低、工艺简单、安装便捷的特点。

Description

一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备

技术领域

本发明属于船用辅助设备，具体来说是一种依靠吸水膨胀橡胶在膨胀时产生的巨大应力，补偿船舶搁浅时损失的浮力的自主脱险设备。

背景技术

船舶搁浅是船舶在航行中经常遇到的一种严重事故，可能会造成船舶的停航和船体破损，带来巨大的经济损失，某些情况下甚至会造成环境污染和人员伤亡。目前针对船舶搁浅一般采用救援船拖曳的方式解决，不仅耗费巨大而且耗时较长。而自力脱浅主要有候潮脱浅、移载脱浅、卸载脱浅等方式，通过等候潮汐、螺旋桨倒车、倾斜船体、减轻船体重量等方式尝试脱浅，而这些方式应用范围十分有限，难以应对大型船舶搁浅等严重事故。

现有的一种典型的脱险技术是助浮气囊技术(专利申请号：201410195404.0)，该技术需要改装船体结构，将未充气的气囊加装在船的舷侧，在船舶搁浅时利用充气机将压缩空气充入放出的气囊，使气囊胀大，起到增加浮力的作用(如图1)，以便船舶自主脱离搁浅状态。

但该项技术存在改变船舶结构，增加建造成本以及增加船舶重量等缺陷，而且该技术也无法解决船艏搁浅等问题，因而目前也没有被广泛采用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种使船舶脱离软搁浅状态的辅助设备，利用吸水膨胀橡胶吸水膨胀产生的压力，对船舶软搁浅时损失的浮力进行弥补，使船舶脱险。

本发明的技术解决方案如下：

一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，包括由内圆筒和外圆筒组成的圆筒本体，在所述的内圆筒中央设置有吸水膨胀橡胶，该吸水膨胀橡胶外套有空心钢结构，该空心钢结构的外壁与内圆筒的内壁啮合，且该空心钢结构伸出内圆筒外，该外端固定有表层橡胶，所述的圆筒本体的底端密封连接有底面吸附装置，所述的圆筒本体的中部、内圆筒和外圆筒之间由内至外依次填充有氧化钙填充层和保温材料填充层，所述的氧化钙填充层的顶端设有超滤膜。

所述的空心钢结构与圆筒本体之间设置有卡扣。

所述的超滤膜，在0.1～0.5MPa(约为水下10m～50m)条件下工作性能良好，可以使水单向进入。

所述的吸水膨胀橡胶与空心钢结构内壁之间留有间隙以保证足够的膨胀空间，用以和海水作用膨胀并产生应力。

发生软搁浅事故时将本发明设备安装到船舶底部并保证设备和海底接触，海水进入本设备，与氧化钙反应放热，配合保温隔热材料将温度维持在120～170℃，使吸水膨胀橡胶在该温度条件下迅速吸水膨胀，并推动该设备上部的空心钢结构，与海底之间产生巨大应力，从而弥补船舶发生软搁浅时损失的浮力，进而使船舶脱险。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)工作高效，单位面积产生的压强可达10m水深压强的100倍以上，因此只需要在与海底直接接触的船底周围布置较小面积的该设备，就可以实现对船舶损失浮力的补充。

2)各部分组件都已经在工业中量产，成本较低，工艺简单，安装便捷，适用与绝大多数发生软搁浅的船舶，避免了气囊等额外的船舶附体影响船舶动力学特征。

附图说明

图1是现有技术示意图。

图2是本发明使船舶脱离搁浅状态的辅助设备的剖视图。

图3是本发明使船舶脱离搁浅状态的辅助设备的外形图。

图中，吸水膨胀橡胶1、氧化钙填充层2、保温材料填充层3、超滤膜4、空心钢结构5、表层橡胶6、底面吸附装置7、圆筒本体8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了具体的实施方法，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请先参阅图1，图1是本发明使船舶脱离搁浅状态的辅助设备的剖视图，如图所示，一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，包括由内圆筒和外圆筒组成的圆筒本体8，在所述的内圆筒中央设置有吸水膨胀橡胶1，该吸水膨胀橡胶1外套有空心钢结构5，所述的吸水膨胀橡胶1与空心钢结构5内壁之间留有间隙以保证足够的膨胀空间，用以和海水作用膨胀并产生应力。该空心钢结构5的外壁与内圆筒的内壁啮合，且该空心钢结构5伸出内圆筒外，该外端固定有表层橡胶6，所述的圆筒本体8的底端密封连接有底面吸附装置7。所述的圆筒本体8的中部、内圆筒和外圆筒之间由内至外依次填充有氧化钙填充层2和保温材料填充层3。所述的氧化钙填充层2的顶端设有超滤膜4。所述的空心钢结构5与圆筒本体8之间设置有卡扣。

吸水膨胀橡胶1遇水膨胀，用以和海水作用膨胀并产生应力，其与圆筒壁之间留有的间隙以保证足够的膨胀空间。氧化钙填充层2内部填充有氧化钙微块，用以和水反应释放热量，在该层上部覆盖有超滤膜4保证海水进入的同时防止反应产物掺杂进海水环境。最外层是保温材料填充层3，其中填充有硬质聚氨酯泡沫塑料，用以防止热量的散失。在设备的底面是吸附装置7，可以采用磁性材料和粘合剂，用以帮助设备安装在金属船底上。设备上部是由空心钢结构5和外表面橡胶层6组成的可伸缩装置。依靠可伸缩装置下部与设备最内层圆柱壁之间的微小间隙，这部分结构可以和设备主体在垂直方向发生相对位移，一方面用以将吸水膨胀橡胶产生的压力均匀分散，另一方面也起到保护装置内部材料不被尖锐礁石破坏以及防滑的作用。在可伸缩装置和设备主体之间设置卡扣，防止两者脱离。在未工作状态时，两者之间应该紧密贴合，并使用密封圈密封，防止海水进入。本设备应当具有多种不同尺寸，以适应复杂的海底环境。

吸水膨胀橡胶在高于100℃的条件下，其在2小时之内的膨胀率可达300～500％，能够产生7～9MPa的压强。环境温度在120～170℃之间时，膨胀速率达到最大，此时膨胀产生的压强会有所减小，但减小的幅度相对与100℃的温度条件下的压强能够控制在10％以内。氧化钙的反应速率可以通过改变氧化钙表面颗粒的大小进行控制，在考虑保温材料的情况下，通过实验使得吸水膨胀橡胶的环境温度控制在120～170℃的温度区间，达到理想的膨胀效果。

当软搁浅事故发生时，应该根据船舶发生搁浅时的海底环境选择不同尺寸的本设备。选择船底和海底间隙较小的区域，将本设备安装在船底，并尽量保证设备顶部能够接触到海底。本设备的安装数量应该足够大，确保能够产生足够的力量使船舶上浮，安装设备的区域面积可以根据船底和海底接触区域面积的1％估算。需要设备进入工作状态时，应当把可伸缩装置和设备主体之间的密封条撕去，海水得以进入设备内部。一部分海水与氧化钙反应，为吸水膨胀橡胶的膨胀提供120～170℃的环境温度；另外一部分海水和吸水膨胀橡胶发生作用，在适宜的温度条件下产生巨大的压强，并通过可伸缩装置将力传递到海底，进而对船舶损失的浮力进行补偿。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，其特征在于，包括由内圆筒和外圆筒组成的圆筒本体(8)，在所述的内圆筒中央设置有吸水膨胀橡胶(1)，该吸水膨胀橡胶(1)外套有空心钢结构(5)，该空心钢结构(5)的外壁与内圆筒的内壁啮合，且该空心钢结构(5)伸出内圆筒外，外端固定有表层橡胶(6)，所述的圆筒本体(8)的底端密封连接有底面吸附装置(7)，所述的圆筒本体(8)的中部、内圆筒和外圆筒之间由内至外依次填充有氧化钙填充层(2)和保温材料填充层(3)，所述的氧化钙填充层的顶端设有超滤膜(4)。

2.根据权利要求1所述的使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，其特征在于，所述的空心钢结构(5)与圆筒本体(8)之间设置有卡扣。

3.根据权利要求1所述的使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，其特征在于，所述的吸水膨胀橡胶(1)与空心钢结构(5)内壁之间留有间隙以保证足够的膨胀空间，用以和海水作用膨胀并产生应力。

4.根据权利要求1所述的使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，其特征在于，所述的氧化钙填充层(2)内填充有氧化钙微块。

5.根据权利要求1所述的使船舶脱离搁浅状态的辅助设备，其特征在于，所述的保温材料填充层(3)内填充有硬质聚氨酯泡沫塑料。