CN108016567A - 一种孔板式格栅结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种孔板式格栅结构，涉及船舶设计技术领域。该格栅结构包括格栅板，格栅板上设置有至少两个开孔组，相邻的开孔组之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构；每个开孔组包括若干主开孔和若干辅开孔，主开孔的孔径大于辅开孔的孔径；所述若干主开孔呈正三角形排列，且靠近格栅板宽边的主开孔的中心点连线与格栅板的宽度方向平行；所述若干辅开孔在所述若干主开孔的上方、下方均匀设置。本发明的孔板式格栅结构能有效保证格栅设计的刚度性能，避免因海水冲刷产生受迫振动致使格栅结构断裂。

Description

一种孔板式格栅结构
技术领域
本发明涉及船舶设计技术领域，具体来讲是一种孔板式格栅结构。
背景技术
通海格栅为杂物进入通海系统的第一道关卡，主要针对大尺度杂物实施过滤。目前，船舶上的格栅结构多为板条状结构。现用板条状结构的通海格栅，其流线型格板边缘刚度相对较弱，在杆梁结构模型下易发生受迫振动，从而不利于流固耦合振动控制。此外，从实际船舶的使用情况来看，板条状宽缝隙结构会出现过流激振动疲劳断裂问题，而且其结构振动直接传递至船体，会对船体造成一定的影响。因此，如何设计出优化的格栅结构以解决振动断裂等问题，是本领域技术人员亟待克服的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种孔板式格栅结构，能有效保证格栅结构设计的刚度性能，避免因海水冲刷产生受迫振动致使格栅结构断裂。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种孔板式格栅结构，该格栅结构包括格栅板，格栅板设置有至少两个开孔组，相邻的开孔组之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构；每个开孔组包括若干主开孔和若干辅开孔，主开孔的孔径大于辅开孔的孔径；所述若干主开孔呈正三角形排列，且靠近格栅板宽边的主开孔的中心点连线与格栅板的宽度方向平行；所述若干辅开孔在所述若干主开孔的上方、下方均匀设置。
在上述技术方案的基础上，所述至少两个开孔组沿格栅板的长度方向设置，相邻的开孔组之间留有的间距部分，形成沿格栅板宽度方向的“一字型”骨架结构。
在上述技术方案的基础上，所述至少两个开孔组沿格栅板的长度方向、宽度方向设置，相邻的开孔组之间留有的间距部分形成“十字型”骨架结构。
在上述技术方案的基础上，所述骨架结构的宽度为20～75mm。
在上述技术方案的基础上，所述主开孔的孔径为50～80mm；所述辅开孔的孔径为40～60mm。
在上述技术方案的基础上，所述格栅板的表面涂覆有防海生物涂层。
在上述技术方案的基础上，所述防海生物涂层的选材为：Intersmooth Ecoloflex无锡自抛光防污涂料、Sigmaseal防污涂料、Intersleek700/900系列低表面能防污涂料、“谢阿克特”船用防污涂料、辣素防污漆或者72-19防污漆。
在上述技术方案的基础上，所述格栅板的材料为船体钢。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，在格栅板上设置有若干开孔组，相邻的开孔组之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构，使得整个格栅结构的中心机械原点阻抗大于10^6(N.s/m)，有效保证了格栅结构设计的刚度性能，避免因海水冲刷产生受迫振动致使格栅结构断裂。与此同时，每个开孔组包括若干主开孔和若干辅开孔，主开孔的孔径大于辅开孔的孔径；主开孔呈正三角形排列，且靠近格栅板宽边的主开孔的中心点连线与格栅板的宽度方向平行。
与现有技术相比，本发明通过对各孔径大小、主辅开孔配合等控制因素耦合优化设计后，得到在流通面积比、流阻、固有频率、振型、模态对应最大变形量、静应力、中心机械原点阻抗等各方面性能匹配且总体性能优异的格栅结构。
2、本发明中，开孔组的设计使得整体格栅结构的流通面积比大于7(传统格栅结构的流通面积比通常仅为3)，能在滤过杂物的同时，有效保证海水的流通作用，确保船舶冷却系统运行的效率及安全。
3、本发明中，在所述格栅板的表面涂覆一层防海生物涂层，可抑制海生物的生长，从而解决了现有格栅结构存在的较为严重的海生物污损问题。
附图说明
图1为本发明实施例中一种孔板式格栅结构的结构示意图；
图2为主开孔排列示意图；
图3为另一实施例中一种孔板式格栅结构的结构示意图。
附图标记：
1-格栅板；
2-开孔组，2a-主开孔，2b-辅开孔；
3-骨架结构。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1至图3所示，本发明实施例提供一种孔板式格栅结构，该格栅结构包括格栅板1，格栅板1上设置有至少两个开孔组2，相邻的开孔组2之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构3。其中，每个开孔组2包括若干主开孔2a和若干辅开孔2b，主开孔2a的孔径大于辅开孔2b的孔径；所述若干主开孔2a呈正三角形排列(即，每三个相邻的主开孔2a的中心点连线构成正三角形，如图2所示)，且靠近格栅板1宽边的主开孔2a的中心点连线与格栅板1的宽度方向平行；所述若干辅开孔2b在所述若干主开孔2a的上方、下方均匀设置，即辅开孔2b在主开孔2a整体的上方、下方均匀设置。
本实施例中，所述格栅板1的材料为船体钢，能满足海底使用的硬度要求；所述骨架结构3的宽度为20～75mm(即，开孔组2之间留有的间距为20～75mm)，一般选为20～50mm，优选为20mm；主开孔2a的孔径为50～80mm，一般选为60～70mm，优选为70mm；辅开孔2b的孔径为40～60mm，一般选为50～60mm，优选为60mm。
可以理解的是，本发明实施例的孔板式格栅结构，其格栅板1上设置有若干开孔组2，相邻的开孔组2之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构3，使得整个格栅结构的中心机械原点阻抗大于10^6(N.s/m)，有效保证了格栅结构设计的刚度性能，避免因海水冲刷产生受迫振动致使格栅结构断裂。与此同时，每个开孔组2包括若干主开孔2a和若干辅开孔2b，主开孔2a的孔径大于辅开孔2b的孔径，且每三个相邻的主开孔2a呈正三角形排列，靠近格栅板1宽边的主开孔2a的中心点连线与格栅板1的宽度方向平行，设计更加优化；并且，开孔组2的设计使得整体格栅结构的流通面积比大于7(传统格栅结构的流通面积比通常仅为3)，能在滤过杂物的同时，有效保证海水的流通作用，确保船舶冷却系统运行的效率及安全。总的来说，本发明通过对各孔径大小、主辅开孔配合等控制因素耦合优化设计后，得到在流通面积比、流阻、固有频率、振型、模态对应最大变形量、静应力、中心机械原点阻抗等各方面性能匹配且总体性能优异的格栅结构。
进一步的，参见图1所示，在一种实施例中，所述至少两个开孔组2沿格栅板1的长度方向设置，相邻的开孔组2之间留有的间距部分，形成沿格栅板1宽度方向的“一字型”骨架结构3。举例来说，如图1所示，格栅板1上设置有两个开孔组2，两个开孔组2之间留有20mm的间距，该间距部分形成沿格栅板1宽度方向的“一字型”骨架结构3。其中，每个开孔组2包括60个主开孔2a和8个辅开孔2b，两个开孔组2一共120个主开孔2a、16个辅开孔2b；主开孔2a的孔径为70mm，辅开孔2b的孔径为60mm；每个开孔组2的60个主开孔2a呈正三角形排列，且靠近格栅板1宽边的首列主开孔2a的中心点连线与格栅板1的宽度方向平行。
进一步的，参见图3所示，在另一种实施方式中，所述至少两个开孔组2沿格栅板1的长度方向、宽度方向设置，相邻的开孔组2之间留有的间距部分形成“十字型”骨架结构3。举例来说，如图3所示，格栅板1上设置有四个开孔组2，四个开孔组2之间留有的间距部分形成“十字型”骨架结构3。其中，每个开孔组2包括28个主开孔2a和8个辅开孔2b，四个开孔组2一共112个主开孔2a、32个辅开孔2b；主开孔2a的孔径为70mm，辅开孔2b的孔径为40mm；每个开孔组2的28个主开孔2a呈正三角形排列，且靠近格栅板1宽边的首列主开孔2a的中心点连线与格栅板1的宽度方向平行。
再进一步的，由于现用板条状结构的通海格栅，其板条状宽缝隙结构会存在着较为严重的海生物生长导致的污损问题。因此，为了解决这一问题，在一种实施方式中，会在所述格栅板1的表面涂覆一层防海生物涂层(图未示)，可抑制海生物的生长，其选材可为Intersmooth Ecoloflex无锡自抛光防污涂料、Sigmaseal防污涂料、Intersleek700/900系列低表面能防污涂料、“谢阿克特”船用防污涂料、辣素防污漆或者72-19防污漆等等。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种孔板式格栅结构，其特征在于：该格栅结构包括格栅板(1)，格栅板(1)设置有至少两个开孔组(2)，相邻的开孔组(2)之间留有间距，该间距部分形成产生阻抗的骨架结构(3)；
每个开孔组(2)包括若干主开孔(2a)和若干辅开孔(2b)，主开孔(2a)的孔径大于辅开孔(2b)的孔径；
所述若干主开孔(2a)呈正三角形排列，且靠近格栅板(1)宽边的主开孔(2a)的中心点连线与格栅板(1)的宽度方向平行；
所述若干辅开孔(2b)在所述若干主开孔(2a)的上方、下方均匀设置。
2.如权利要求1所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述至少两个开孔组(2)沿格栅板(1)的长度方向设置，相邻的开孔组(2)之间留有的间距部分，形成沿格栅板(1)宽度方向的“一字型”骨架结构(3)。
3.如权利要求1所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述至少两个开孔组(2)沿格栅板(1)的长度方向、宽度方向设置，相邻的开孔组(2)之间留有的间距部分形成“十字型”骨架结构(3)。
4.如权利要求1所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述骨架结构(3)的宽度为20～75mm。
5.如权利要求1所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述主开孔(2a)的孔径为50～80mm；所述辅开孔(2b)的孔径为40～60mm。
6.如权利要求1至5中任一项所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述格栅板(1)的表面涂覆有防海生物涂层。
7.如权利要求6所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述防海生物涂层的选材为：Intersmooth Ecoloflex无锡自抛光防污涂料、Sigmaseal防污涂料、Intersleek700/900系列低表面能防污涂料、“谢阿克特”船用防污涂料、辣素防污漆或者72-19防污漆。
8.如权利要求1至5中任一项所述的孔板式格栅结构，其特征在于：所述格栅板(1)的材料为船体钢。
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