CN106828820A - 一种船舶防沉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种船舶防沉系统，包括设置在甲板下水密舱的浮力装置，其特征在于，所述浮力装置由阻燃性聚氨酯泡沫充斥在水密舱中，阻燃性聚氨酯泡沫的密度小于水的密度，且该位于水密舱中阻燃性聚氨酯泡沫在水中产生的浮力大于该船舶的总重量，该防沉系统还包括设置船舶舷侧的防撞结构，所述防撞结构包括设置用于制造船舶舷侧的复合夹板，其中所述复合夹板包括设置在夹板外部两侧的钢板以及充斥在两钢板之间的阻燃性聚氨酯泡沫。本发明的目的在于提供一种船舶防沉系统，利用该防沉系统来增强船舶行驶的安全性。

Description

一种船舶防沉系统
技术领域
本发明涉及船舶制造领域，特别涉及一种船舶防沉系统。
背景技术
船舶是现阶段交通工具的一种，尤其是在货运行业，因其可以装载大量的货物被广泛运用于海运中。而目前国内外针对船舶的基本构造都是设置下部的主体部分和上层建筑部分，主体部分一般是指甲板以下由船壳和上甲板围成的具有特定形状的空心体，是保证船舶具有所需浮力、航海性能和船体强度的关键部分。
因而船舶设计主要集中在其安全性能上，通常是增强船壳的强度和降低其质量的方式来提高船舶的安全性能。但是若船体出现破例进水后，会造成不可估量的伤害。故如何避免船舱破例以及其破例后不沉是目前研究的重点。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种船舶防沉系统，利用该防沉系统来增强船舶行驶的安全性。
一种船舶防沉系统，包括设置在甲板下水密舱的浮力装置， 其特征在于，所述浮力装置由阻燃性聚氨酯泡沫充斥在水密舱中，阻燃性聚氨酯泡沫的密度小于水的密度，且该位于水密舱中阻燃性聚氨酯泡沫在水中产生的浮力大于该船舶的总重量。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为该防沉系统还包括设置船舶舷侧的防撞结构。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为所述防撞结构包括设置用于制造船舶舷侧的复合夹板，其中所述复合夹板包括设置在夹板外部两侧的钢板以及充斥在两钢板之间的阻燃性聚氨酯泡沫。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为位于夹板外部钢板的厚度分别为为H1、H2，两钢板之间的间距为L，其中H1=H2＜L×1/2。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为位于船舶舷侧外部钢板的内壁上还设置有若干个加强筋，且该加强筋截面呈T型。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为位于夹板外部两侧的钢板之间通过呈水平布置的Y型骨架相连，所述Y型骨架包括与舷侧外部钢板相接的V型头部以及与舷侧内部钢板相连的尾部，其中V型头部的厚度为H3，其夹角为α，尾部的厚度为H4，且H4×1/3≤H3≤H4×3/5，35°≤α≤60°。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为位于水密舱和/或复合夹板中阻燃性聚氨酯泡沫的密度为300至600kg/m3，同时该阻燃性聚氨酯泡沫的配方为
组合聚醚多元醇，100/phr；
PAPI，110/phr；
表面活性剂，0.1-0.3/phr；
催化剂，1.4-1.6/phr；
稳定剂，3.9-4.2/phr；
水，5/phr；
组合阻燃剂，50/phr；
其中，所述组合聚醚分别包括如下：
聚醚4110，羟值为400-450mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，
聚醚403，羟值为750-800mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，
聚醚210，羟值为100-120mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，
且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=（15-45）：（15-45）：（0-25）。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为该阻燃性聚氨酯泡沫中组合阻燃剂分别包括以下一种或者多种：
膨胀石墨；聚丙酸铵；三聚氰胺；磷酸三乙酯；三（2-氯丙基）磷酸酯。
本发明提供的一种船舶防沉系统可进一步设置为所述该阻燃性聚氨酯泡沫中组合阻燃剂的成份质量比如下：
膨胀石墨：聚丙酸铵：三聚氰胺：磷酸三乙酯：三（2-氯丙基）磷酸酯=（5-25）：（5-15）：（5-15）：（0-8）：（12-17）。
本发明的优先和有益效果为：
1、该船舶在水密舱中设置有聚氨酯泡沫，利用聚氨酯泡沫密度小于水的密度来产生相应的浮力，并且控制聚氨酯泡沫的体积使得聚氨酯泡沫产生浮力大于船舶的总重量，进而避免了船舶因水密舱进水而出现沉船的情况，同时该聚氨酯泡沫具有阻燃特性，避免了水密舱进水而影响设备起火而将泡沫引燃；
2、船舶的舷侧设置有防撞结构，利用复合夹板中聚氨酯泡沫来起到消能作用，而复合夹板中位于舷侧靠外的钢板内壁上设置的T型加强筋来增强复合夹板的强度，并且在两钢板之间设置有Y型骨架，当船舶发生碰撞后，位于Y型骨架一侧呈V型结构的开口变大来消除一部分动能，降低碰撞对复合夹板的伤害；
3、该船舶中使用的聚氨酯泡沫由于组合聚醚反应制得，利用聚醚4410作为主聚醚，聚醚210来降低其反应的活性，而聚醚403来提高反应体系的中交联度进而使得聚氨酯泡沫的稳定性及强度，而在配方中增加的组合阻燃剂有效地提高了聚氨酯泡沫的阻燃特性，且不降低聚氨酯泡沫的压缩强度。
附图说明
图1为本发明提供的一种船舶的示意图；
图2为本发明提供的一种船舶的俯视图；
图3为本发明提供的一种船舶中防撞结构的剖视图。
具体实施方式
参照附图1和图3对本发明一种船舶防沉系统实施例做进一步说明。
图1中该船舶防沉系统，包括设置在甲板下水密舱2的浮力装置1，所述浮力装置1由阻燃性聚氨酯泡沫11充斥在水密舱2中，阻燃性聚氨酯泡沫11的密度小于水的密度，且该位于水密舱2中阻燃性聚氨酯泡沫11在水中产生的浮力大于该船舶的总重量。该防沉系统还包括设置船舶舷侧的防撞结构3。
图2和图3中所述防撞结构3包括设置用于制造船舶舷侧的复合夹板31，其中所述复合夹板31包括设置在夹板外部两侧的钢板32以及充斥在两钢板32之间的阻燃性聚氨酯泡沫11。位于夹板外部钢板32的厚度分别为为H1、H2，两钢板32之间的间距为L，其中H1=H2≤L×1/2。位于船舶舷侧外部钢板32的内壁上还设置有若干个加强筋33，且该加强筋33截面呈T型。位于夹板外部两侧的钢板32之间通过呈水平布置的Y型骨架34相连，所述Y型骨架34包括与舷侧外部钢板32相接的V型头部35以及与舷侧内部钢板32相连的尾部36，其中V型头部35的厚度为H3，其夹角为α，尾部36的厚度为H4，且H4×1/2≤H3≤H4×3/5，60°≤α≤150°。
位于水密舱2和/或复合夹板31中阻燃性聚氨酯泡沫11的密度为300至600kg/m3，同时该阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为
组合聚醚多元醇，100/phr；
表面活性剂，0.1-0.3/phr；
催化剂，1.4-1.6/phr；
稳定剂，3.9-4.2/phr；
水，5/phr；
组合阻燃剂，50/phr；
其中，所述组合聚醚分别包括如下：
聚醚4110，羟值为400-450mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，
聚醚403，羟值为750-800mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，
聚醚210，羟值为100-120mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，
且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=（15-45）：（15-45）：（0-25）。
该阻燃性聚氨酯泡沫11中组合阻燃剂分别包括以下一种或者多种：
膨胀石墨；聚丙酸铵；三聚氰胺；磷酸三乙酯；三（2-氯丙基）磷酸酯。
且所述该阻燃性聚氨酯泡沫11中组合阻燃剂的成份质量比如下：
膨胀石墨：聚丙酸铵：三聚氰胺：磷酸三乙酯：三（2-氯丙基）磷酸酯=（5-25）：（5-15）：（5-15）：（0-8）：（12-17）。
实施例1
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=6mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=4mm，夹角为60°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：2：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为1：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：2：1：3。
实施例2
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=7mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=5mm，夹角为90°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：2：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为1：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：2：1：3。
实施例3
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=8mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=5mm，夹角为120°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：2：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为1：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：2：1：3。
实施例4
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=7mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=5mm，夹角为90°。且复合夹板31中未设置阻燃性聚氨酯泡沫11。
实施例5
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=6mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=4mm，夹角为60°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：2：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为1：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：2：0：4。
实施例6
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=6mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=4mm，夹角为60°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：3：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为2：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：2：0：4。
实施例7
复合夹板31尺寸为250mm×100mm，而钢板32的厚度H1=H2=3mm，而两个钢板32之间的距离L=6mm，其中Y型骨架34中V型头部35的厚度H3=2mm，尾部36的厚度H4=4mm，夹角为60°。且复合夹板31中设置有阻燃性聚氨酯泡沫11。
其中阻燃性聚氨酯泡沫11的配方为组合聚醚多元醇，100/phr；PAPI,110/phr；表面活性剂，0.1-0.3/phr；催化剂，1.4-1.6/phr；稳定剂，3.9-4.2/phr；水，5/phr；组合阻燃剂，50/phr。其中，
所述组合聚醚分别包括聚醚4110，羟值为410mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，聚醚403，羟值为780mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，聚醚210，羟值为110mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=2：3：1；
PAPI选择可选择4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，且二者之间的质量比为2：1；
表面活性剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-624；
催化剂可选择叔胺及季铵盐或辛亚酸锡；
稳定剂可选择苏州思德新材料有限公司的SD-801；
组合阻燃剂分别为膨胀石墨、聚丙酸铵、三聚氰胺、磷酸三乙酯、三（2-氯丙基）磷酸酯，其中质量比为1：2：0：0：4。
针对上述实施例1至7中阻燃性聚氨酯泡沫11分别进行各项性能测试，并针对实施例1至7中复合夹板31进行铅球冲击实验。阻燃性聚氨酯泡沫11的性能测试分别为密度、氧指数、压缩强度，而铅球冲击实验中铅球的质量为7.257kg，从位于复合夹板31上方6m处进行自由落体，通过高速相机对铅球的碰撞与回弹进行拍照，并确定其最大回弹高度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船舶防沉系统，包括设置在甲板下水密舱的浮力装置， 其特征在于，所述浮力装置由阻燃性聚氨酯泡沫充斥在水密舱中，阻燃性聚氨酯泡沫的密度小于水的密度，且该位于水密舱中阻燃性聚氨酯泡沫在水中产生的浮力大于该船舶的总重量。
2.根据权利要求1所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，该防沉系统还包括设置船舶舷侧的防撞结构。
3.根据权利要求2所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，所述防撞结构包括设置用于制造船舶舷侧的复合夹板，其中所述复合夹板包括设置在夹板外部两侧的钢板以及充斥在两钢板之间的阻燃性聚氨酯泡沫。
4.根据权利要求3所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，位于夹板外部钢板的厚度分别为为H1、H2，两钢板之间的间距为L，其中H1=H2＜L×1/2。
5.根据权利要求3所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，位于船舶舷侧外部钢板的内壁上还设置有若干个加强筋，且该加强筋截面呈T型。
6.根据权利要求3所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，位于夹板外部两侧的钢板之间通过呈水平布置的Y型骨架相连，所述Y型骨架包括与舷侧外部钢板相接的V型头部以及与舷侧内部钢板相连的尾部，其中V型头部的厚度为H3，其夹角为α，尾部的厚度为H4，且H4×1/3≤H3≤H4×3/5，35°≤α≤60°。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，位于水密舱和/或复合夹板中阻燃性聚氨酯泡沫的密度为300至600kg/m3，同时该阻燃性聚氨酯泡沫的配方为
组合聚醚多元醇，100/phr；
PAPI，110/phr；
表面活性剂，0.1-0.3/phr；
催化剂，1.4-1.6/phr；
稳定剂，3.9-4.2/phr；
水，5/phr；
组合阻燃剂，50/phr；
其中，所述组合聚醚分别包括如下：
聚醚4110，羟值为400-450mgKOH/g，黏度为110mPa.s/25℃，
聚醚403，羟值为750-800mgKOH/g，黏度为4800mPa.s/25℃，
聚醚210，羟值为100-120mgKOH/g，黏度为120mPa.s/25℃，
且三者之间的质量比为聚醚4110：聚醚403：聚醚210=（15-45）：（15-45）：（0-25）。
8.根据权利要求7所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，该阻燃性聚氨酯泡沫中组合阻燃剂分别包括以下一种或者多种：
膨胀石墨；聚丙酸铵；三聚氰胺；磷酸三乙酯；三（2-氯丙基）磷酸酯。
9.根据权利要求8所述的一种船舶防沉系统，其特征在于，所述该阻燃性聚氨酯泡沫中组合阻燃剂的成份质量比如下：
膨胀石墨：聚丙酸铵：三聚氰胺：磷酸三乙酯：三（2-氯丙基）磷酸酯=（5-25）：（5-15）：（5-15）：（0-8）：（12-17）。
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