CN105775062B - 一种船舶防倾斜加压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶安全装置，包括防倾斜加压，防撞击漏水。防倾斜装置考虑船舶遇强风、巨浪、急转弯以及其他意外，如晕船、翻船事故而设计，主要有内置式气缸和平衡杆，增压机协同进行，把船维持水平程度。防撞击漏水，采用船体双层设计，即原来单层钢板分为内三成外七成，形成夹层，二十至三十公分。用阻燃性泡沫分袋串连作填充物使整体更具韧性，碰撞时较软破裂面积同样较小，更具缓冲性，外层破裂有内层防水，双层破裂填充物可随水流吸引自动堵住漏处，在以上基础上，可通过材料和结构改变，使军舰抗打击能力大有提高，不便之处有待在实际应用和测试时另加详细说明，做得更好。

Description

一种船舶防倾斜加压装置

技术领域

本发明涉及船体领域，特别是一种船舶防倾斜加压装置。

背景技术

近年来，由于我国改革开放的不断深入和对外经济交流的加强，船体运输业作为国际贸易货物流通的主要渠道，得到了迅猛的发展。

船体载重大、吃水深、尺度长、冲程大、惯性大，受海风、海浪等因素干扰较大，其干扰反应强烈，受海风、海浪等环境因素干扰，航行姿态发生变化，稳定性变差，不可避免地产生摇摆，尤其在恶劣的海况条件下，对船体的海上作业造成很大的安全隐患，大量的海损事故显示，船体在波浪水域航行，船体摇摆是发生事故的主要原因。

最近几年，我国发生多起船体在大风浪中船沉人亡的恶性事故。发生沉船事故不仅使国家财产遭受到损失，而且，造成大量人员伤亡；另一方面，大型船体在海面上受到大风浪影响产生各种摇荡运动，会对船上设备的使用、适居性、适航性及安全性等带来不利影响。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种能够辅助船体保持平衡的船舶防倾斜加压装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种船舶防倾斜加压装置，包括设置于船体上的倒扣筒，所述倒扣筒上部为加压腔，下部与支撑船体的水体相连通，所述倒扣筒还连接有风机，所述风机能够在所述船体波动时向加压腔施加空气压力来提供平衡力以防止所述船体发生倾斜。

所述船体上设置有检测船体倾斜的倾斜检测机构，检测机构通过控制电路连接风机。

所述倾斜检测机构包括设置在船体上能够在船体倾斜时同步倾斜的平衡杆，所述平衡杆的两端的上方各设置有一个感应触点，所述平衡杆的两端能够随船体倾斜而接触或移离感应触点；风机的出风口通过管路连通至至少两个倒扣筒的上部，当平衡杆的一端与其中一个感应触点接触时，所述风机受控开启、并向该感应触点一侧的倒扣筒的加压腔内充气

所述船体两侧两个相对的倒扣筒之间设置有储气装置，储气装置连通风机的进风口，且储气装置与两个倒扣筒的加压腔连通，储气装置与倒扣筒之间设置有第一电磁阀，当风机受控向一个倒扣筒的加压腔内注入空气时，所述储气装置与另一个倒扣筒之间的第一电磁阀开启。

所述风机的出风口与倒扣筒之间设置有第二电磁阀，倒扣筒的上部设置有连通加压腔的手动卸压阀，所述倒扣筒的底部设置有能够开合的合片，所述合片能够在拉绳的带动下打开或关闭、以使得倒扣筒底部与水体连通或密闭。

所述船体的侧板和底板均为双层钢板结构，在两层钢板之间填充有保温防水层。

所述保温防水层是由多个串联连接的填充袋组成，在填充袋内填充有阻燃性泡沫。

外层钢板与内层钢板的厚度比为6～8:4～2，在两层钢板之间喷洒有防锈油。

所述倒扣筒上方或外侧设置有用于调节气压的气阀和用于监测所述倒扣筒内气压的压力表，所述气阀和压力表与船体上的控制台相连接。

所述控制台设有用于控制所述气阀开关的控制装置，用于记录所述压力表数据的存储装置，以及用于人机交互的显示装置和输入装置。

优选的，所述倒扣筒选自以下三组方式的至少一组：位于船体的船头两侧的两个倒扣筒，位于船体的船尾两侧的两个倒扣筒，以及位于船体中部两侧的两个倒扣筒。采用这样的结构，在船体上分布前、中、后三组倒扣筒组，当位于中部的倒扣筒不足以将船体回复至平衡姿态时，另外两组倒扣筒能够协同、补充地进行调节，具有可靠性高、功率大小灵活布置的有益效果。

优选的，所述船体波动时位于所述船体升高处的倒扣筒提供吸引力，位于所述船体降低处的倒扣筒提供支撑力。

优选的，当平衡杆相对于水平面的倾斜角度大于等于20°时，所述平衡杆的端部与感应触点接触。

优选的，所述水体包括海洋、湖泊或河流，所述水包括海水、湖水或河水，所述倒扣筒垂直于所述船体的船底，所述倒扣筒由高标钢板焊接而成，根据所述船体的体积设计钢板的厚度，百吨级船体采用厚度为3mm-4mm的钢板，千吨级船体采用厚度为5mm-7mm的钢板，万吨级船体采用厚度为8mm以上的钢板。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：其原理是将一个筒状结构的倒扣筒倒扣在水里，内中为一半空气一半是水，当提起时会产生吸力，这是负压所致，而往下压时却产生支撑力，这又是加压所致，通过在舰船两侧分别以扣筒为骨架，当舰船因各种原因波动时，抬高一侧会产生吸引力，而下降一侧却产生支撑力，由于此消彼长往复作用，可提高船身稳定性，除抗风浪之外，必要时可直接撞翻敌舰。由于平稳有保证可快速调头提高机动性。当船体发生倾斜时，平衡杆接触感应触点并启动风机，风机受控开启后向被接触的感应触点一侧的倒扣筒内充气，以增大该倒扣筒内上部空气部分的压力和容量，而船体在平衡姿态下，平衡杆移离感应触点，此时风机处于关闭状态，这样的结构具有结构简单、控制灵敏、精度高等有益效果，有助于船体回复平衡姿态。

附图说明

图1是本发明实施例1的船体结构俯视图。

图2为填充袋的结构示意图。

图3为实施例1中船体的侧视图。

图4为实施例1中船体的后视图。

图5为倾斜检测机构的结构示意图。

图6为合片与拉绳的结构示意图。

图7为船体又一实施例的侧视图。

图8为图7的后视图。

图中标记：1、船体 2、倒扣筒 3、平衡杆 4、感应触点 5、风机 6、储气装置 7、第一电磁阀 8、第二电磁阀 9、电机 10、拉绳 11、合片 12、填充袋 13、船头气垫。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例船舶防倾斜加压装置，包括设置于船体1上的倒扣筒2，倒扣筒2上端封闭形成加压腔，下部与支撑船体1的水体相连通，倒扣筒2在船体1波动时提供平衡力以防止船体1发生倾斜，倒扣筒2还连接有风机5，风机5能够在船体1波动时向加压腔施加空气压力来提供平衡力以防止船体1发生倾斜。作为本实施例的一种实施方式，也可以适用于钻井平台等大型海上设施一级军舰上，其原理是将一个筒状结构的倒扣筒2倒扣在水里，内中为一半空气一半是水，当提起时会产生吸力，这是负压所致，而往下压时却产生支撑力，这又是加压所致，通过在舰船两侧分别以扣筒为骨架，当舰船因各种原因波动时，抬高一侧会产生吸引力，而下降一侧却产生支撑力，由于此消彼长往复作用，可提高船身稳定性，除抗风浪之外，必要时可直接撞翻敌舰。由于平稳有保证可快速调头提高机动性。而航空母舰一般风力七级以上飞机升降也有危险，如果引用本装置，便可达到更加安全的要求，而平稳对于水上任何船体和设施都很重要，也就是说没有安全所创造的效益，都是得不偿失，本实施例所记载的扣筒内置气室加压用于大型游轮以及航空母舰都十分重要。

在船体1前端设有船头气垫13，提供一定的缓冲，提高船体1使用寿命。古代航海木船采用隔水仓，近代人们在铁船采用密水门来防止意外撞击进水而沉没事故，但从泰坦尼特号游轮因撞冰川和地中海游轮因平衡翅刮檫造成进水沉没以至香港两游轮对撞事故等原因看来，密水门都没有关好，因此密水门并无法做到常态化防水效果。基于以上情况同时考虑到船舶特别是大型游轮安全舒适考虑，除了倒扣筒2可维持平衡外，本实施例中船体1的侧板和底板均采用双层钢板设计，在两层钢板之间填充有保温防水层，目的是使船体1更具韧性，一旦受到意外撞击时，相对较软更具缓冲性。而第一层钢板破裂仍有第二层钢板防水。保温防水层是由多个串联连接的填充袋12组成，在填充袋12内填充有阻燃性泡沫。当冲击力度过大，两层钢板同时破裂时，夹层中串连的填充袋12可在水流吸引下堵上漏洞，纵有部分密水门忘记关好情况下也不致产生沉没的危险。

船体1双层设计的另一好处是船内更具恒温，同时减少海浪和发动机产生噪音，改善工作环境。具体做法是按原来吨位大小所采用钢板厚度将外层钢板与内层钢板的比例设为7:3，而中间的保温防水层也得按船大小而决定夹层宽度，另一方面为考虑占用空间，保温防水层一般从二十厘米到四十厘米为宜。建造方法跟原来一样，先焊牢外层钢板，然后再在内扣上较薄内层钢板。由于采用双层构造，故竖向龙骨可适当放宽，一般可比原宽三分之一，也就是说原来宽度为二米，可增一米，相对较柔。好比拳手带手套一样，从接触开始到着力才有缓冲机会，也跟我们平时在高速路上踩刹车一样，先减速再停车。双层设计所指是在甲板以下的侧板连同底板而言，所形成各单空间都要留维修窗口，大小为三十至五十厘米正方形为宜，而填充袋12要以玻璃纤维布分各小袋大小以三十至四十厘米，各填充袋12用绳索串连起。两层钢板焊接好后，从维修窗将填充袋12装进去，不要挤太紧，目的是保持受到撞击时可在水流吸引下堵上漏处，由于夹层不比外面维修和翻新漆方便，同时利于泡沫物流动自如，可在夹层内喷上防锈油，而填充袋12串连也利于维修时拉出。以上都属概念性理论，具体做法仍须在建造中灵活运用，但这是未来豪华游轮和远洋渔船以及各种军警和公务船改新换代的重要方向。毕竟海上救援并不容易安全问题应先做好，应用到海上设施和各种有安全要求船舶上，虽然构思简单，但实用性是永久的。

参照图5，船体1的上方设置有能够在船体1倾斜时同步倾斜的平衡杆3，平衡杆3的两端的上方各设置有一个感应触点4，平衡杆3的两端能够随船体1倾斜而接触或移离感应触点4；风机5的出风口分别连通至两个倒扣筒2的上部，当平衡杆3的一端与其中一个感应触点4接触时，风机5受控开启、并向该感应触点4一侧的倒扣筒2内充气。船体1两侧相对的两个倒扣筒2之间设置有储气装置6，储气装置6与两个倒扣筒2的加压腔连通，储气装置6与倒扣筒2之间设置有第一电磁阀7，当风机5受控向一个倒扣筒2内注入空气时，储气装置6与另一个倒扣筒2之间的第一电磁阀7开启、并吸取该倒扣筒2内的空气。风机5的出风口与倒扣筒2之间设置有第二电磁阀8，采用这样的结构，当开启风机5向一个倒扣筒2内充气时，同时开启另一个倒扣筒2与储气装置6之间的第一电磁阀7，此时，风机5的进风口通过第一电磁阀7抽吸另一个倒扣筒2内的空气，当船体1倾斜时，高起的倒扣筒2上部的空气处于被抽吸的状态，而另一侧的倒扣筒2处于被充气的状态，进一步提升了调节速率。倒扣筒2选自以下三组方式的至少一组：位于船体1的船头两侧的两个倒扣筒2，位于船体1的船尾两侧的两个倒扣筒2，以及位于船体1中部两侧的两个倒扣筒2。采用这样的结构，在船体1上分布前、中、后三组倒扣筒2组，当位于中部的倒扣筒2不足以将船体1回复至平衡姿态时，另外两组倒扣筒2能够协同、补充地进行调节，具有可靠性高、功率大小灵活布置的有益效果，船体1波动时位于船体1升高处的倒扣筒2提供吸引力，位于船体1降低处的倒扣筒2提供支撑力。

参照图6，两个倒扣筒2的上部设置有手动卸压阀，船体上设置有电机9，电机9设置有拉绳10，倒扣筒2的底部设置有能够开合的合片11，合片11能够在拉绳10的带动下打开或关闭、以使得倒扣筒2底部与水体连通或密闭。采用这样的结构，能够在控制电路发生故障时，进行人工应急调节，以免风机5出现故障而影响船体1正常姿态，当平衡杆3相对于水平面的倾斜角度大于等于20°时，平衡杆3的端部与感应触点4接触，倒扣筒2上方或外侧设置有用于调节气压的气阀和用于监测倒扣筒2内气压的压力表，气阀和压力表与船体1上的控制台相连接，控制台设有用于控制气阀开关的控制装置，用于记录压力表数据的存储装置，以及用于人机交互的显示装置和输入装置，控制台设有用于监测船体1倾斜角度的传感装置，以及在倾斜角度超出阈值时报警的报警装置，水体包括海洋、湖泊或河流，水包括海水、湖水或河水，倒扣筒2垂直于船体1的船底，倒扣筒2由高标钢板焊接而成，根据船体1的体积设计钢板的厚度，百吨级船体1采用厚度为3mm-4mm的钢板，千吨级船体1采用厚度为5mm-7mm的钢板，万吨级船体1采用厚度为8mm以上的钢板。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：在平衡杆3端部的上端和下端各设置有一个感应触点4，这样做的目的是其中一个感应触点4为主触点，与之对应的，在平衡杆3的另一端设置有与该主触点的功能相同的辅触点，用以协同控制、以使得其中一个触点接触不良时，整个系统仍然能够正常工作。当平衡杆3的一端与其中一个感应触点4接触时，风机5受控开启、并向该感应触点4一侧的倒扣筒2内充气，当船体1发生倾斜时，平衡杆3接触感应触点4并启动风机5，风机5受控开启后向被接触的感应触点4一侧的倒扣筒2内充气，以增大该倒扣筒2内上部空气部分的压力和容量，而船体1在平衡姿态下，平衡杆3移离感应触点4，此时风机5处于关闭状态，这样的结构具有结构简单、控制灵敏、精度高等有益效果，有助于船体1回复平衡姿态，本实施例中，风机5与平衡杆3、感应触点4之间的控制电路可采用现有技术中常见的控制电路，在此就不再赘述。

参照图7和图8，本实施例中，上述倒扣筒2设置于船体1长度方向的前部、中部和尾部，在船体1上分布前、中、后多组倒扣筒2，当位于中部的倒扣筒2不足以将船体1回复至平衡姿态时，另外两组倒扣筒2能够协同、补充地进行调节，具有可靠性高、功率大小灵活布置的有益效果，在其余实施方式中，倒扣筒2亦可是仅在船体1长度方向的中部设置单一的一组，其仍在本发明的保护范围以内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种船舶防倾斜加压装置，其特征在于：包括设置于船体上的倒扣筒，所述倒扣筒上部为加压腔，下部与支撑船体的水体相连通，所述倒扣筒还连接有风机，所述风机能够在所述船体波动时向加压腔施加空气压力来提供平衡力以防止所述船体发生倾斜；所述船体两侧两个相对的倒扣筒之间设置有储气装置，储气装置连通风机的进风口，且储气装置与两个倒扣筒的加压腔连通，储气装置与倒扣筒之间设置有第一电磁阀，当风机受控向一个倒扣筒的加压腔内注入空气时，所述储气装置与另一个倒扣筒之间的第一电磁阀开启；所述风机的出风口与倒扣筒之间设置有第二电磁阀，倒扣筒的上部设置有连通加压腔的手动卸压阀，所述倒扣筒的底部设置有能够开合的合片，所述合片能够在拉绳的带动下打开或关闭、以使得倒扣筒底部与水体连通或密闭。

2.根据权利要求1所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述船体上设置有检测船体倾斜的倾斜检测机构，检测机构通过控制电路连接风机。

3.根据权利要求2所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述倾斜检测机构包括设置在船体上能够在船体倾斜时同步倾斜的平衡杆，所述平衡杆的两端的上方各设置有一个感应触点，所述平衡杆的两端能够随船体倾斜而接触或移离感应触点；风机的出风口通过管路连通至至少两个倒扣筒的上部，当平衡杆的一端与其中一个感应触点接触时，所述风机受控开启、并向该感应触点一侧的倒扣筒的加压腔内充气。

4.根据权利要求1所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述船体的侧板和底板均为双层钢板结构，在两层钢板之间填充有保温防水层。

5.根据权利要求4所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述保温防水层是由多个串联连接的填充袋组成，在填充袋内填充有阻燃性泡沫。

6.根据权利要求4或5所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：外层钢板与内层钢板的厚度比为6～8:4～2，在两层钢板之间喷洒有防锈油。

7.根据权利要求1所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述倒扣筒上方或外侧设置有用于调节气压的气阀和用于监测所述倒扣筒内气压的压力表，所述气阀和压力表与船体上的控制台相连接。

8.根据权利要求7所述的船舶防倾斜加压装置，其特征在于：所述控制台设有用于控制所述气阀开关的控制装置，用于记录所述压力表数据的存储装置，以及用于人机交互的显示装置和输入装置。