CN107218399B - 船舶用空气管的自动封闭装置 - Google Patents

Abstract

当船舶沉没时，可靠地进行空气管的封闭，尽可能抑制箱的内容物的流出。本发明具有：阀箱(2)，其构成空气管的流路的一部分，并形成有与所述流路交叉的阀座；工作轴(3)，其可旋转地装设在该阀箱上；阀体(4)，其与该工作轴一体地安装，通过与所述阀座的就座/离座来形成所述流路的开闭；封闭弹簧(5)，其架设在所述工作轴和所述阀箱之间，将所述阀体向就座位置施压；卡定机构(R)，其克服该封闭弹簧的施压力，将所述工作轴卡定在使所述阀体离座的状态；以及水压检测机构(P)，其当所述水压超过设定值时，解除所述卡定机构中的所述工作轴的卡定。

Description

船舶用空气管的自动封闭装置

技术领域

本发明涉及船舶用空气管的自动封闭装置，其装设在附设于船舶的压载箱、燃料箱或者润滑油箱等的空气管上，防止海水浸入所述箱。

背景技术

一般，在船舶中具有诸如压载箱、燃料箱或者润滑油箱之类的箱，并且，在这些箱处附设有用于内部压力调整的空气管。

该空气管的顶部从船舶的上部甲板等伸出到船外，用于与外部空气连通。

另外，对于这样的空气管，设想在海水溅落到甲板的情况下，该海水从所述空气管的顶部进入，通过该空气管进入箱内。

为了应对这样的不利情况，例如如专利文献1所示，提出了这样的技术：在所述空气管的顶部装设浮子阀，在海水进入所述空气管的顶部的情况下，利用由该海水产生的浮力来关闭所述浮子阀，由此防止所述海水的浸入。

专利文献1：日本特开2002-178982号公报

发明内容

所述浮子阀使用海水的浮力来进行所述空气管的封闭。

即，处于封闭状态的所述浮子阀总是处于水压作用的状态。

当船舶是通常状态的情况下，随着所述海水从甲板下落到海面，这种水压在短期间内被释放。

然而，在船舶下沉的情况下，所述浮子阀在海中，水压连续作用于该浮子阀。

而且，当沉降进行且深度增加时，与此相伴的是所述水压也上升。

另一方面，浮子阀的浮子设计成增大通过挖空内部而获得的浮力，或者使用轻质材料来尽可能变轻，以提高闭阀时的响应性能。

但不利的一面是无法充分获得所述浮子的机械强度。

因此，在所述的浮子阀中，会设想该浮子耐受不了当船舶下沉时作用的水压而破损。

当浮子破损时，利用浮子阀进行的空气管封闭被解除，导致海水通过该空气管流入箱内，导致该箱内的燃料等漏出到船外。

本发明是鉴于这样的现有问题而形成的，本发明解决的课题是提供一种船舶用空气管的自动封闭装置，该船舶用空气管的自动封闭装置当船舶沉没时能够可靠地进行空气管的封闭，尽可能抑制箱的内容物的流出。

为了解决所述课题，本发明的船舶用空气管的自动封闭装置设在设置于船舶上的空气管的管头附近，检测在船舶沉没时产生的水压并封闭所述空气管，其特征在于，所述船舶用空气管的自动封闭装置具有：阀箱，其构成所述空气管的流路的一部分，并形成有与所述流路交叉的阀座；工作轴，其可转动地装设在该阀箱上；阀体，其一体地安装在该工作轴上，通过与所述阀座的就座/离座来形成所述流路的开闭；封闭弹簧，其架设在所述工作轴和所述阀箱之间，将所述阀体向就座位置施压；卡定机构，其克服该封闭弹簧的施压力，将所述工作轴卡定在使所述阀体离座的状态；以及水压检测机构，其当所述水压超过设定值时，解除所述卡定机构中的所述工作轴的卡定。

这样构成的本发明的船舶用空气管的自动封闭装置在通常情况下克服所述封闭弹簧的施压力使所述工作轴转动，使安装在该工作轴上的所述阀体与所述阀座分离。

而且，通过利用所述卡定机构约束所述工作轴的转动，将所述阀体保持在与所述阀座分离的离座状态。

在该状态下，所述船舶用空气管在其全长上被保持在连通状态，由此，使船内的箱与外部空气连通，进行该箱内的压力调整。

另一方面，当船舶沉没时，所述自动封闭装置也与船舶一起沉入海中，其深度为预定深度，当海水的水压超过设定值时，所述水压检测机构工作，解除由所述卡定机构形成的所述工作轴的卡定状态。

当这样解除了卡定状态时，利用所述封闭弹簧的施压力使所述工作轴转动，与此同时，使安装在该工作轴上的所述阀体就座于所述阀座。

然后，由于所述工作轴继续受到所述封闭弹簧的施压力，因而所述阀体被保持在就座位置。

通过这样的阀体就座，使所述空气管封闭并且使所述箱密闭，防止该箱的内容物的流出。

这里，继续受到所述封闭弹簧的施压力的所述阀体，随着下沉深度变深，受到由船内的箱压力与海水的水压之间的差产生的、与所述阀座分离的力(以下称为阀开力)。

随着下沉深度进一步变深，当所述阀开力超过所述封闭弹簧的施压力时，通过使海水流入船内的箱侧，将船内的箱内压力与海水的水压之间的差保持在设定的范围内，以保护船内的箱免受破坏或损伤。因此，不管下沉深度如何，可以防止船内的箱的破坏或损伤，可以防止箱的内容物的流出。

使所述工作轴突出到所述阀箱的侧部，可以在其突出部处设置所述卡定机构。

即，使所述工作轴突出到所述阀箱的侧部，在该突出部的侧表面形成凹部。

然后，采用这样的结构：所述卡定机构由保持器、卡合部件以及设定弹簧构成，所述保持器围绕所述工作轴设置，并且沿该工作轴的轴线方向可移动而且绕轴线的转动被约束，在其内表面形成有沿着所述工作轴的轴线的卡定槽，所述卡合部件松配合在所述卡定槽内，而且可卡合到所述凹部，所述设定弹簧将所述保持器与所述卡合部件一起向与所述凹部重叠的位置按压，在所述卡定槽处形成有浅槽部和深槽部，所述浅槽部当所述保持器移动到与所述凹部重叠的位置时，将所述卡合部件压入所述凹部内，所述深槽部当所述保持器移动到与所述凹部分离的位置时，使所述卡合部件能够与所述凹部脱离。

利用这样的卡定机构，通过使所述工作轴转动到使所述阀体离座的位置，可以处于通常时的状态。

即，当如上所述使工作轴转动时，该工作轴相对于所述保持器相对转动，并且形成在所述工作轴的侧部的凹部与所述保持器的所述卡定槽对置。

在该状态下，位于所述卡定槽内的所述卡合部件也与所述凹部对置。

这里，由于所述保持器由设定弹簧沿与所述上部重叠的方向施压，因而所述保持器移动成与所述凹部重叠，与此同时，形成在该保持器处的所述卡定槽的浅槽部也朝与所述凹部重叠的位置移动。通过这样的所述浅槽部的移动，将所述卡合部件压入所述凹部。

其结果是，通过所述卡合部件，使所述保持器和所述工作轴处于卡合状态，将所述阀体保持在离座位置，并且确保所述箱通过所述空气管与外部空气的连通。

然后，当由所述水压检测机构检测出预定的水压时，所述保持器克服所述设定弹簧的施压力，朝所述卡定槽的深槽部与所述凹部重叠的位置移动。

在该状态下，对压入所述凹部的所述卡合部件的约束力(即，所述卡合部件与所述工作轴之间的卡定力)被释放，而且，通过所述封闭弹簧将绕轴线方向的施压力施加给所述工作轴，因而该工作轴转动成使所述阀体就座。

在所述工作轴这样转动时，所述卡合部件与所述深槽部对置，朝离开所述工作轴的方向的移动变为自由，因而压入所述凹部的所述卡合部件从所述凹部被容易地压出。

由此，所述工作轴的转动顺利进行，安装在该工作轴上的所述阀体转动到就座位置。

然后，就座的所述阀体由通过所述工作轴起作用的所述封闭弹簧的施压力保持在就座位置。

并且，采用这样的结构：所述水压检测机构具有有底筒状的壳体和柔性的隔膜，所述壳体将所述工作轴的突出部和所述保持器置于其内，装设在所述阀箱的外部，所述隔膜使该壳体和所述保持器连结，在所述壳体的底部侧形成气密室，所述壳体安装成在其开口部中，与所述阀箱之间形成间隙，从而形成水进入的路径，而且，在形成所述气密室的所述壳体的底部与所述保持器之间插装有所述设定弹簧。

通过采用这样的结构，当船舶没入水中时，海水从所述壳体与阀箱之间的间隙进入所述壳体内，与安装在该壳体内的所述隔膜接触，使水压作用于该隔膜。

当所述水压超过由所述设定弹簧设定的压力时，所述隔膜变形以减小所述气密室的容积，并且通过该变形，使所述保持器在与所述阀箱分离的方向上沿着所述工作轴移动。

当进行这样的保持器移动时，如上所述，由于对所述工作轴的卡定力被释放，因而进行所述阀座的就座，进行所述空气管的封闭。

另一方面，在通常情况下，在海水进入所述壳体内时，仅所述海水的动能作用于所述隔膜，而且，该动能也是片段地作用于所述隔膜，因而该外力在由所述设定弹簧设定的压力以下。

而且，在通常情况下，在所述壳体遭遇波浪时，由于壳体外周没有遮蔽物，因而所述波浪通过所述壳体与所述阀箱之间的间隙，并且此时，使所述壳体内产生负压。

该负压作为将所述保持器压靠所述连结板的方向的力作用于所述隔膜，防止所述保持器的不必要的移动，防止所述水压检测机构的误操作。

因此，在通常情况下，本发明的自动封闭装置不会工作。

根据本发明的船舶用空气管的自动封闭装置，可以在船舶沉没时可靠地封闭所述船舶用空气管，防止船舶的箱内的收容物流出，而且可以容易确保对海水水压也能充分承受的强度。

附图说明

图1是应用本发明的一个实施方式的船舶的概略图。

图2是本发明的一个实施方式的主视图。

图3是本发明的一个实施方式的俯视图。

图4示出本发明的一个实施方式，是图3中的IV-IV线剖视图。

图5示出本发明的一个实施方式，是用于说明工作的纵剖视图。

图6示出本发明的一个实施方式，是用于说明工作的纵剖视图。

图7示出本发明的一个实施方式，是示出水压检测机构的放大纵剖视图。

图8示出本发明的一个实施方式，是用于说明水压检测机构的工作的放大纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

在这些图中，附图标记1表示本实施方式的自动封闭装置，例如如图1所示，该自动封闭装置1设置在船舶S处，安装在用于使船内的箱T内与外部空气连通的空气管V的上端部，在从所述船舶S最上部的甲板突出的位置处。

并且，在本实施方式中，在所述空气管V的上端安装有用于防止通常时的海水浸入的浮子阀F，在其下方安装有本实施方式的自动封闭装置1。

所述自动封闭装置1具有：阀箱2(参照图5和图6)，其构成所述空气管V的流路的一部分，并形成有与所述流路交叉的阀座2a；工作轴3(参照图4至图6)，其可转动地装设在该阀箱2上；阀体4(参照图3至图6)，其与该工作轴3一体地安装，通过与所述阀座2a的离座来形成所述流路的开闭；封闭弹簧5(参照图2至图6)，其架设在所述工作轴3与所述阀箱2之间，将所述阀体4向就座位置施压；卡定机构R(参照图2至图4和图7)，其克服该封闭弹簧5的施压力，将所述工作轴3卡定在使所述阀体4离座的状态；以及水压检测机构P(参照图2至图4和图7)，其当所述水压超过设定值时，解除所述卡定机构R中所述工作轴3的卡定。

更详细地说，所述工作轴3的两端部从所述阀箱2的侧部突出，在其中一个突出部的侧表面，如图7所示，在周向上间隔地形成有多个(在本实施方式中，在隔开90°的间隔的4个部位处)凹部3a。

如图7所示，所述卡定机构R在所述工作轴3的一个突出部侧，可自由转动地嵌插有所述工作轴3，并且装设在连结板8上，连结板8装设在所述阀箱2上。

在该连结板8处安装有构成所述水压检测机构P的后述的壳体9，该壳体9形成为有底筒状，安装成使其开口部朝向所述连结板8、而且在与该连结板8之间形成间隙G，在该壳体9内，通过所述水压检测机构P装设有所述卡定机构R。

该卡定机构R由环状的保持器7、球状的卡合部件10以及设定弹簧11构成，所述保持器7围绕所述工作轴3设置，并且沿该工作轴3在轴线方向可移动而绕轴线的转动被约束，在内表面形成有沿着所述工作轴3的轴线并朝向所述连结板8开口的卡定槽6，所述卡合部件10松配合在所述卡定槽6内，而且可卡合到所述凹部3a，所述设定弹簧11将所述保持器7与所述卡合部件10一起向与所述凹部3a重叠的位置按压。

所述设定弹簧11以压缩状态插装在所述壳体9与所述保持器7之间。

另一方面，以与形成在所述工作轴3处的所述凹部3a相同的间隔形成有多个(在本实施方式中在4个部位处)所述卡定槽6。

然后，在所述卡定槽6处形成有浅槽部6a和深槽部6b，所述浅槽部6a当所述保持器7移动到与所述凹部3a重叠的位置时，将所述卡合部件10压入所述凹部3a内，所述深槽部6b当所述保持器7移动到与所述凹部3a分离的位置时，使所述卡合部件10能够与所述凹部3a的脱离。

而且，在所述连结板8的与所述保持器7对置的部位处，如图7和图8所示，突出设置有与所述各卡定槽6从其开口部嵌合的导向突起8a。

这些导向突起8a总是处于与所述卡定槽6嵌合的状态，由此，所述保持器7相对于所述工作轴3绕轴线的转动被约束。

所述水压检测机构P具有有底筒状的壳体9和柔性的隔膜12。所述壳体9将所述工作轴3的突出部和所述保持器7容置于其中，并装设在所述阀箱2的外部，所述隔膜12使该壳体9和所述保持器7连结，在所述壳体9的底部侧形成气密室A。

所述壳体9安装成在其开口部9a中在与所述阀箱2之间形成间隙G，从而形成水进入路径，而且，在形成所述气密室A的所述壳体9的底部与所述保持器7之间插装有所述设定弹簧11。

所述壳体9在其中心线方向上被分成两部分，为环状的基座部9b和碗状的盖部9c。

该基座部9b和盖部9c由贯通它们的多个贯通螺栓13固定在所述连结板8上。

所述贯通螺栓13的一端与所述连结板8螺纹接合，并且与其中间螺纹接合的锁定螺母14压接所述连结板8，从而固定在该连结板8上。

然后，所述壳体9的基座部9b装设成插通有所述贯通螺栓13，通过与所述锁定螺母14抵接来进行其定位。

这样，当所述基座部9b定位时，利用所述锁定螺母14限制所述连结板8与所述基座部9b之间的距离，形成与该锁定螺母14的高度相对应的所述间隙G。

而且，所述壳体9的所述盖部9c也装设成插通有所述贯通螺栓13，利用旋拧到所述贯通螺栓13的另一端的袋形螺母15，与所述基座部9b一起共同紧固在所述连结板8上。

另一方面，所述隔膜12形成为圆环板状，在其外周部中，由所述基座部9b和盖部9c夹持。

并且，所述隔膜12的内周部从所述连结板8的相反侧叠靠在所述保持器7上，并且利用由螺栓16固定在所述保持器7上的按压板17压接固定在所述保持器7上。

利用这样安装的所述隔膜12和所述盖部9c形成所述气密室A。

另一方面，如图3和图4所示，在所述工作轴3的另一个突出部处装设有与其轴线正交的杠杆18，使得朝所述工作轴3的径向外方延伸。

然后，所述杠杆18相对于所述工作轴3绕其轴线的相对转动被约束，并且利用旋拧到所述工作轴3的端部的螺母19形成为一体。

并且，在所述杠杆18的、从与所述工作轴3的连结部分相距预定距离的位置处安装有支柱20，该支柱20被所述封闭弹簧5的一端钩住。

如图3和图4所示，该封闭弹簧5的另一端钩住突出设置在所述阀箱2的外部的支柱21，并被保持在一直拉伸的状态。

这里，如图5和图6所示，张紧设置在所述支柱20、21之间的所述封闭弹簧5总是位于所述工作轴3的下方(设置有所述阀体4的一侧)，其施压力作用使得所述阀体4朝向所述阀座2a。

如图5和图6所示，所述阀体4一体地形成在所述工作轴3的中间部，通过摆动机构23装设在位于所述阀箱2内的臂22上。

这样构成的本实施方式的自动封闭装置1通过使所述杠杆18以所述阀体4处于打开位置的方式转动，使该阀体4保持在打开位置而处于通常状态。

通过杠杆18这样的操作，使所述工作轴3转动，并且使形成在其外表面的所述多个凹部3a与形成在所述保持器7处的各卡定槽6对置。

这样，当所述卡定槽6与所述凹部3a对置时，与所述卡定槽6松配合的所述卡合部件10也同样与所述凹部3a对置。

这里，由于所述保持器7受所述设定弹簧11作用而压向所述连结板8侧，因而所述卡定槽6也向所述连结板8移动，与此相伴，通过所述卡定槽6的所述浅槽部6a将所述卡合部件10压入所述凹部3a。

这样，压入所述凹部3a内的所述卡合部件10通过所述浅槽部6a朝从所述凹部3a脱离的方向的移动被约束。

这里，突出设置在所述连结板8处的导向突起8a与所述卡定槽6嵌合，使得所述保持器7与所述工作轴3的相对转动被约束。

其结果是，通过所述凹部3a与所述卡合部件10的卡合、该卡合部件10与所述保持器7的卡合、以及、该保持器7的卡定槽6与所述导向突起8a的卡合，使所述工作轴3的转动被约束。

因此，安装在所述工作轴3上的所述阀体4被保持在所述阀座2a打开的状态，由所述空气管V形成的流路(通气路)被保持在打开的状态，确保了所述箱T的压力调整功能。

在这样的通常情况下，设想在船舶S的甲板遭遇海水的情况下，该海水溅落到所述自动封闭装置1。

当海水溅落到所述自动封闭装置1时，有时该海水从形成在所述阀箱2与所述壳体9之间的所述间隙G进入所述壳体9内。

然后，当所述海水进入所述壳体9内时，该海水与所述隔膜12接触，而进入的海水停留在所述壳体9内的时间短，并且，由该海水施加给所述隔膜12的力仅是海水的动能，因而作用于所述隔膜12的外力小。

而且，在通常情况下，在所述壳体9遭遇波浪的情况下，由于壳体9外周没有遮蔽物，因而所述波浪通过所述壳体9与所述阀箱2之间的间隙G，并且此时，使所述壳体9内产生负压。

该负压作为将所述保持器7压靠所述连结板8的方向的力作用于所述隔膜12，因而防止所述保持器7的不必要的移动，防止所述水压检测机构P的误动作。

因此，所述隔膜12不工作，在所述自动封闭装置1中，所述空气管V不会封闭。

另一方面，当船舶S由于沉没等而没入海中时，海水从所述间隙G浸入所述壳体9与所述阀箱2之间的空间部，与深度对应的水压作用于所述隔膜12。

然后，在该水压超过由所述设定弹簧11设定的设定压力的情况下，所述隔膜12变形成压入所述壳体9的气密室A内。

与此相伴，安装有所述隔膜12的所述保持器7移动成从所述阀箱2分离。

伴随这样的所述保持器7的移动，与所述卡合部件10对置的卡定槽6的浅槽部6a与所述卡合部件10分离，所述卡定槽6的深槽部6b与该卡合部件10对置。

由此，用于将所述卡合部件10和所述凹部3a保持在卡合状态的约束力被释放。

然后，由所述封闭弹簧5产生的施压力常时作用于所述工作轴3，利用该施压力，如图8所示，所述工作轴3使所述卡合部件10朝所述深槽部6b压出的同时转动。

通过这样的工作轴3的转动，安装在该工作轴3上的所述阀体4如图6所示就座，所述空气管V封闭。

为了使所述空气管V由本发明的自动封闭装置1封闭，有必要使船舶S沉降到预定深度，在此期间，不进行利用所述自动封闭装置1对所述空气管V的封闭，不能防止海水的流入。

因此，按照其与所述箱T的内容物的流出量之间的关系来设定所述海水的容许流入量，依照所述容许流入量设定由所述设定弹簧11产生的工作压力。

在本实施方式中，在所述自动封闭装置1的上游侧，如上所述设置有浮子阀F，因而在所述自动封闭装置1工作之前的期间，所述浮子阀F的封闭功能起作用，防止海水进入所述空气管V。

所述阀体4的封闭工作仅利用所述封闭弹簧5的施压力进行，因而不需要使所述阀体4产生浮力的功能。

因此，可以使所述阀体4具有可耐受深度深的水压的强度，可以有效地防止船舶S沉没时箱的内容物的泄漏。

另外，在所述实施方式中所示的各构成部件的各种形状和尺寸等是一例，能够根据设计要求等进行各种变更。

附图标记说明：

1 自动封闭装置 2 阀箱 2a 阀座

3 工作轴 3a 凹部

4 阀体 5 封闭弹簧

6 卡定槽 6a 浅槽部 6b 深槽部

7 保持器 8 连结板 8a 导向突起

9 壳体 9a开口部 9b 基座部 9c 盖部

10 卡合部件 11 设定弹簧 12 隔膜

13 贯通螺栓 14 锁定螺母 15 袋形螺母

16 螺栓 17 按压板 18 杠杆

19 螺母 20 支柱 21 支柱

22 臂 23 摆动机构

A 气密室 F 浮子阀

G 间隙 P 水压检测机构

R 卡定机构 S 船舶

T 箱 V 空气管

Claims (2)

1.一种船舶用空气管的自动封闭装置，其设在设置于船舶上的空气管的管头附近，检测在船舶沉没时产生的水压并封闭所述空气管，其特征在于，

所述船舶用空气管的自动封闭装置具有：阀箱，其构成所述空气管的流路的一部分，并形成有与所述流路交叉的阀座；工作轴，其可转动地装设在该阀箱上；阀体，其与该工作轴安装为一体，通过与所述阀座的就座/离座来形成所述流路的开闭；封闭弹簧，其架设在所述工作轴和所述阀箱之间，对所述阀体向就座位置施压；卡定机构，其克服该封闭弹簧的施压力，将所述工作轴卡定在使所述阀体离座的状态；以及水压检测机构，其当所述水压超过设定值时，解除所述卡定机构中的所述工作轴的卡定，

所述工作轴突出到所述阀箱的侧部，在突出的部分的侧表面形成有凹部，

所述卡定机构由保持器、卡合部件以及设定弹簧构成，所述保持器围绕所述工作轴设置，并且沿该工作轴的轴线方向可移动而且绕轴线的转动被约束，在内表面形成有沿着所述工作轴的轴线的卡定槽，所述卡合部件松配合在所述卡定槽内，而且可卡合到所述凹部，所述设定弹簧将所述保持器与所述卡合部件一起向与所述凹部重叠的位置按压，

在所述卡定槽处形成有浅槽部和深槽部，所述浅槽部当所述保持器移动到与所述凹部重叠的位置时，将所述卡合部件压入所述凹部内，所述深槽部当所述保持器移动到与所述凹部分离的位置时，使所述卡合部件能够与所述凹部脱离。

2.如权利要求1所述的船舶用空气管的自动封闭装置，其特征在于，所述水压检测机构具有有底筒状的壳体和有柔性的隔膜，所述壳体容置有所述工作轴的突出的部分和所述保持器并装设在所述阀箱的外部，所述隔膜使该壳体和所述保持器连结，在所述壳体的底部侧形成气密室，

所述壳体安装成在其开口部中与所述阀箱之间形成间隙，从而形成水进入路径，而且，在形成所述气密室的所述壳体的底部与所述保持器之间插装有所述设定弹簧。