CN108482609B - 一种船用气囊堵漏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用气囊堵漏装置，其特征在于：包括双层气囊、进气阀、气囊夹紧器、操作杆、小型高压储气罐和导气杆，所述双层气囊由密封内囊体和高强度外囊体构成薄壁双层气囊，所述双层气囊由底部锥形腔体和顶部半球形壳体组合而成，所述双层气囊底部通过气囊夹紧器与操作杆固接，所述操作杆为中空长圆管状，所述操作杆内腔置有小型高压储气罐，所述小型高压储气罐的罐口与进气阀连接，所述进气阀上端与导气杆连接。有益效果：采用双层气囊的楔形结构，堵漏尺寸范围大，具有很强的破口适应能力；锥形套筒式密封设计，双螺柱锁紧，既保证密封性能，又便于拆卸；通过摇把操作，瞬间释放高压气体，实现快速充气，快速堵漏。
Description
技术领域
本发明属于船用堵漏领域，尤其涉及一种船用气囊堵漏装置。
背景技术
船体在航行过程中可能发生破损，并且可能带来较大危害。船体破损后，海水会通过破损口涌入船体内部，若不能及早控制，船体内部海水不断增加，船舶将发生倾斜、浮力不足等现象，更有甚者，会引浮力严重不足而沉没，如泰坦尼克号。因此，船体堵漏是在船体发生破损后经常采用的急救措施。现有技术中，国内外常用的船舶堵漏装置可分为舷外堵漏装置和舱内堵漏装置。相对于舱内堵漏装置，舷外堵漏装置主要利用舷外海水的水压将堵漏部件紧压在船体外壳破损出，基本不受舱内环境的影响，堵漏效果也更好。
最近几年新兴的堵漏伞是可以在舱内操作的舷外堵漏装置，收放方便、堵漏效果较好。当今，堵漏伞应用比较广泛，然而普遍存在的问题是结构复杂、造价高、自重大，不便于操控。同时，进气控制匹配性差、堵漏破口尺寸范围过窄和不能控制储气罐中的气体的定量释放也是堵漏伞存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种船用气囊堵漏装置，在船舶的船底或侧壁出现破损时可以紧急堵漏，并且可以在舱内实施舷外堵漏的操作，防止船只发生沉船事故。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种船用气囊堵漏装置，其特征在于：包括双层气囊、进气阀、气囊夹紧器、操作杆、小型高压储气罐和导气杆，所述双层气囊由密封内囊体和高强度外囊体构成薄壁双层气囊，所述双层气囊由底部锥形腔体和顶部半球形壳体组合而成，所述双层气囊底部通过气囊夹紧器与操作杆固接，所述操作杆为中空长圆管状，操作杆底端螺旋连接有保险帽，所述操作杆内腔置有小型高压储气罐，所述小型高压储气罐的罐口与进气阀连接，且罐口的放气结构与汽车的气门结构相似，放气结构的气门杆凸出罐口10mm，通过按压气门杆便可以实现放气，所述进气阀上端与导气杆连接，所述导气杆包括四壁圆周均布有若干通孔的圆管和带通气孔的圆盘，所述圆管和圆盘构成整体。
所述进气阀包括主阀体、副阀体、顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条，所述顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条构成进气连动机构，所述副阀体中心设有阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔与小型高压储气罐螺纹连接，所述主阀体设有带L形气道的内腔，所述L形气道与导气杆连通，所述顶针呈圆柱状，直径大于小型高压储气罐罐口处的气门杆直径并且触接气门杆，所述顶针的顶端与连杆的一端铰接，连杆中间连接转轴，另一端铰接刚性齿条，并且能够在刚性齿条的带动下做杠杆运动；所述顶针的阶梯轴凸台与主阀体内腔口之间设有密封圈，所述阶梯轴凸台为活塞，与主阀体对应的凹槽密封连接；所述主阀体与副阀体螺纹连接，两者之间设置有密封垫，所述主阀体上端与导气杆螺纹连接。
所述气囊夹紧器包括内套筒、外套筒、锁紧箍和密封圈，所述内套筒由大圆筒、中空锥台和小圆筒三部分共同构成多阶梯结构，所述内套筒的小圆筒外表面设有外螺纹，外套筒呈中空锥台形状，并与内套筒的中空锥台滑动配合，所述内套筒的小圆筒上螺纹连接有锁紧箍，所述双层气囊置于内套筒和外套筒之间，并通过锁紧箍压紧固定。
所述操作杆顶端设有内螺纹圆台，内螺纹圆台与气囊夹紧器下部的外螺纹螺纹连接。
所述导气杆包括杆体、座体、进排气管和进排气调节阀，杆体为多孔圆管，座体为带凸起通气孔的圆盘，座体与杆体固接后横截面形状呈T形，所述座体通过螺钉与气囊夹紧器上端连接，座体与气囊夹紧器之间设有密封垫，座体上的凸起通气孔与进排气管套接，进排气管置于操作杆内腔，进排气管尾端连接有进排气调节阀。
所述操作杆下部外表面设有摇把，摇把处操作杆的内部连接齿轮，齿轮与刚性齿条啮合，刚性齿条远离齿轮一侧有滚轴，刚性齿条紧抵滚轮，使得齿轮与刚性齿条啮合牢固。通过转动摇把，可以控制刚性齿条的上下移动，进而控制连杆左端的上下运动，从而控制顶针的上下运动，顶针向下运动顶开储气罐罐口的气门杆，气门打开，储气罐放气，等气囊内的气体充足后，控制顶针向上运动，气门关闭，储气罐停止放气。如果储气罐内气体不足，可以旋开保险帽，通过进排气调节阀对囊体内部补充气体。当船舶行驶到维修点不需要气囊堵漏的时候，可以旋开保险帽，通过控制进排气调节阀对囊体进行放气。这样也便于该船用气囊堵漏装置的多次利用。所述操作杆外侧设有用于固定堵漏装置的系固绳。
有益效果：与现有技术相比，本发明结构轻便、操作简单、堵漏效果良好、储气罐放气可控、可以多次使用。采用双层气囊作为堵漏体，材料软、强度高，使堵漏本体很容易收缩或折叠；气囊采用楔形结构，堵漏破口最小直径可为50mm，最大直径可为500mm，堵漏尺寸范围大，具有很强的破口适应能力；设计了锥形气囊夹紧器对气囊进行固定密封，保证了良好的密封性；采用全新的进气阀体设计，进气通畅、易于控制、匹配性好，且可以实现对储气罐内气体的定量释放；利用内储高压二氧化碳气体的小型高压储气罐作为气源，通过更换钢罐即可实现重复使用，钢罐可回收，经济实用，简便快捷；设计有辅助充放气装置，可根据海水压力情况调节楔形双层气囊的刚度，能更好的适应破口形状；组合式结构设计，结构材料轻质防锈，拆装便利，维护简单。
附图说明
图1是船用气囊堵漏装置材整体结构部面图；
图2是气囊夹紧器结构示意图。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
详见附图1-2，与现有技术相比，本发明提供了一种船用气囊堵漏装置，包括双层气囊1、进气阀2、气囊夹紧器3、操作杆4、小型高压储气罐5和导气杆6，所述双层气囊由密封内囊体1-1和高强度外囊体1-2构成薄壁双层气囊，所述双层气囊由底部锥形腔体1-3和顶部半球形壳体1-4组合而成，所述双层气囊底部通过气囊夹紧器与操作杆固接，所述操作杆为中空长圆管状，操作杆底端螺旋连接有保险帽4-2，所述操作杆内腔置有小型高压储气罐，所述小型高压储气罐的罐口与进气阀连接，且罐口的放气结构与汽车的气门结构相似，放气结构的气门杆2-7凸出罐口10mm，通过按压气门杆2-7便可以实现放气，所述进气阀上端与导气杆6连接，所述导气杆6包括四壁圆周均布有若干通孔6-1的圆管和带通气孔的圆盘，所述圆管和圆盘构成整体。所述进气阀包括主阀体2-1、副阀体2-2、顶针2-3、连杆2-4、转轴2-5、传动刚性齿条2-6，所述顶针2-3、连杆2-4、转轴2-5、传动刚性齿条2-6构成进气连动机构，所述副阀体中心设有阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔与小型高压储气罐5螺纹连接，所述主阀体设有带L形气道2-8的内腔，所述L形气道与导气杆6连通，所述顶针2-3呈圆柱状，直径大于小型高压储气罐罐口处的气门杆2-7直径并且触接气门杆2-7，所述顶针2-3的顶端与连杆2-4的一端铰接，连杆2-4中间连接转轴2-5，另一端铰接刚性齿条2-6，并且能够在刚性齿条2-6的带动下做杠杆运动；所述顶针2-3的阶梯轴凸台与主阀体内腔口之间设有密封圈，所述阶梯轴凸台为活塞，与主阀体对应的凹槽密封连接；所述主阀体与副阀体螺纹连接，两者之间设置有密封垫，所述主阀体上端与导气杆螺纹连接。所述气囊夹紧器包括内套筒3-1、外套筒3-2、锁紧箍3-3和密封圈3-4，所述内套筒由大圆筒、中空锥台和小圆筒三部分共同构成多阶梯结构，所述内套筒的小圆筒外表面设有外螺纹，外套筒呈中空锥台形状，并与内套筒的中空锥台滑动配合，所述内套筒的小圆筒上螺纹连接有锁紧箍，所述双层气囊置于内套筒和外套筒之间，并通过锁紧箍压紧固定。所述操作杆顶端设有内螺纹圆台4-1，内螺纹圆台与气囊夹紧器下部的外螺纹螺纹连接。所述导气杆包括杆体6-2、座体6-3、进排气管6-4和进排气调节阀6-5，杆体为多孔圆管，座体为带凸起通气孔的圆盘，座体与杆体固接后横截面形状呈T形，所述座体通过螺钉与气囊夹紧器上端连接，座体与气囊夹紧器之间设有密封垫，座体上的凸起通气孔与进排气管套接，进排气管置于操作杆内腔，进排气管尾端连接有进排气调节阀6-5。所述操作杆4下部外表面设有摇把7，摇把7处操作杆的内部连接齿轮8，齿轮8与刚性齿条2-6啮合，刚性齿条2-6远离齿轮8一侧有滚轴9，刚性齿条2-6紧抵滚轮9，使得齿轮8与刚性齿条2-6啮合牢固。通过转动摇把7，可以控制刚性齿条2-6的上下移动，进而控制连杆2-4左端的上下运动，从而控制顶针2-3的上下运动，顶针2-3向下运动顶开储气罐罐口的气门杆2-7，气门打开，储气罐放气，等气囊内的气体充足后，控制顶针2-3向上运动，气门关闭，储气罐停止放气。如果储气罐内气体不足，可以旋开保险帽4-2，通过进排气调节阀6-5对囊体内部补充气体。当船舶行驶到维修点不需要气囊堵漏的时候，可以旋开保险帽4-2，通过控制进排气调节阀6-5对囊体进行放气。这样也便于该船用气囊堵漏装置的多次利用。所述操作杆4外侧设有用于固定堵漏装置的系固绳10。
实际使用过程
1)破损口堵塞
破损口靠堵漏体堵塞，堵漏体采用楔形双层气囊，不用时处于收紧状态，工作时充气膨胀后用于堵塞船体破损口。双层气囊由底部锥形腔体和顶部半球形壳体组合而成，底部锥形腔体用于堵塞大小不同的船体破损口，并产生预紧力，顶部半球形壳体用于承受外部海水压力，并实现对破损口的锁止。气囊采用内、外不同材质的薄壁双层结构，既保证了气密性，又保证了承压能力和抗磨损能力，还能够使气囊具有很好的柔软性，便于折叠存放和快速展开撤收。密封内囊体采用整体成形的乳胶材料，用于密封囊内气体；高强度外囊体采用高强玻璃纤维材料，经缝纫而成，用于承受海水压力和防止囊体被不规则的破损口划破。
2)快速充气控制
详见附图1，进气阀用于控制快速充气，其能够在瞬间释放小型高压储气罐内的二氧化碳高压气体，使气囊快速膨胀。主阀体内部设计腔体和气体通道，用于装配并固定顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条等进气连动机构；副阀体内部设计有内螺纹和气体通道，用于固定小型高压储气罐，跟主阀体通过螺栓连接，中间夹有密封垫，形成密封进气道；连杆在刚性齿条作用下绕转轴做杠杆运动。与此同时，在操作杆下部外表面设有摇把，摇把处操作杆的内部连接齿轮，齿轮与刚性齿条啮合，刚性齿条远离齿轮一侧有滚轴，刚性齿条紧抵滚轮，使得齿轮与刚性齿条啮合牢固。通过转动摇把，可以控制刚性齿条的上下移动，进而控制连杆左端的上下运动，从而控制顶针的上下运动，顶针向下运动顶开储气罐罐口的气门杆，气门打开，储气罐放气，等气囊内的气体充足后，控制顶针向上运动，气门关闭，储气罐停止放气。如果储气罐内气体不足，可以旋开保险帽，通过进排气调节阀对囊体内部补充气体。当船舶行驶到维修点不需要气囊堵漏的时候，可以旋开保险帽，通过控制进排气调节阀对囊体进行放气。这样也便于该船用气囊堵漏装置的多次利用。
3)气囊固定
详见附图2，气囊固定利用气囊夹紧器实现。气囊夹紧器由内套筒、外套筒、锁紧箍和密封圈组成。内套筒为由大圆筒、空心锥台和小圆筒组成的一体结构。大圆筒顶端厚壁部分与导气杆的座体通过螺栓连接，中间夹有密封垫。锥台外表面设计防滑纹，并刻有两道凹槽，用于固定两道密封气囊内气体的密封圈；小圆柱设计有外螺纹，用于跟锁紧箍的内螺纹配合。外套筒为空心锥台，内表面设计有防滑纹，跟内套筒防滑纹相配合，固定双层气囊。锁紧箍为一带内螺纹的圆管，用于将内、外套筒锁紧，以固定双层气囊的楔形端头。密封圈由大密封圈和小密封圈组成，横截面为圆形，材料为橡胶，用于囊内气体密封。
4)进排气调节
详见附图1，进排气调节通过导气杆来实现，导气杆由杆体、座体、进排气管、进排气调节阀组成。杆体为多孔圆管，用于将高压气体快速导入气囊，同时可将柔软囊体塞出舱外；座体为带凸起通气孔的圆盘，与杆体焊接在一起，并通过螺钉与气囊夹紧器上端厚壁部分连接；座体与气囊夹紧器之间夹有密封垫，以密封囊内气体；进排气管为软管，可伸出操作杆内腔，上端与座体通气孔套接，尾端连接进排气调节阀；进排气调节阀可通过手动或电动打动泵充气，也可放气，用于调整囊内气体压力，使双层气囊外形更好的适应船体破损口形状，提高堵漏效果。进排气调节阀可以选购例如自行车的气嘴类的单向阀即可。与座体通气孔套接的进排气管及尾端连接的进排气调节阀共同辅助充放气装置，可根据海水压力情况调节楔形双层气囊的刚度，能更好的适应破口形状。
5)堵漏操作
详见附图1，堵漏操作使用操作杆实施。操作杆由手柄体、保险帽、摇把组成。手柄体为带有内螺纹圆台的长圆管，内螺纹圆台用于跟气囊夹紧器下部的外螺纹配合，实现对锁紧箍的锁紧；保险帽位于手柄底端，用于应急充放气；操作杆外侧栓有系固绳，用于堵漏完成后固定堵漏装置；操作杆内部可存放小型高压储气罐、齿轮、刚性齿条、滚轴、进排气管、进排气调节阀等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种船用气囊堵漏装置，其特征在于：包括双层气囊、进气阀、气囊夹紧器、操作杆、小型高压储气罐和导气杆，所述双层气囊由密封内囊体和高强度外囊体构成薄壁双层气囊，所述双层气囊由底部锥形腔体和顶部半球形壳体组合而成，所述双层气囊底部通过气囊夹紧器与操作杆固接，所述操作杆为中空长圆管状，操作杆底端螺旋连接有保险帽，所述操作杆内腔置有小型高压储气罐，所述小型高压储气罐的罐口与进气阀连接，且罐口的放气结构与汽车的气门结构相似，放气结构的气门杆凸出罐口一定距离，通过按压气门杆便可以实现放气，所述进气阀上端与导气杆连接，所述导气杆包括四壁圆周均布有若干通孔的圆管和带通气孔的圆盘，所述圆管和圆盘构成整体，所述进气阀包括主阀体、副阀体、顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条，所述顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条构成进气连动机构，所述副阀体中心设有阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔与小型高压储气罐螺纹连接，所述主阀体设有带L形气道的内腔，所述L形气道与导气杆连通，所述顶针呈圆柱状，直径大于小型高压储气罐罐口处的气门杆直径并且触接气门杆，所述顶针的顶端与连杆的一端铰接，连杆中间连接转轴，另一端铰接刚性齿条，并且能够在刚性齿条的带动下做杠杆运动；所述顶针的阶梯轴凸台与主阀体内腔口之间设有密封圈，所述阶梯轴凸台为活塞，与主阀体对应的凹槽密封连接；所述主阀体与副阀体螺纹连接，两者之间设置有密封垫，所述主阀体上端与导气杆螺纹连接，所述气囊夹紧器包括内套筒、外套筒、锁紧箍和密封圈，所述内套筒由大圆筒、中空锥台和小圆筒三部分共同构成多阶梯结构，所述内套筒的小圆筒外表面设有外螺纹，外套筒呈中空锥台形状，并与内套筒的中空锥台滑动配合，所述内套筒的小圆筒上螺纹连接有锁紧箍，所述双层气囊置于内套筒和外套筒之间，并通过锁紧箍压紧固定，堵漏破口最小直径可为50mm，最大直径可为500mm，堵漏尺寸范围大，具有很强的破口适应能力，破损口靠堵漏体堵塞，堵漏体采用楔形双层气囊，不用时处于收紧状态，工作时充气膨胀后用于堵塞船体破损口，双层气囊由底部锥形腔体和顶部半球形壳体组合而成，底部锥形腔体用于堵塞大小不同的船体破损口，并产生预紧力，顶部半球形壳体用于承受外部海水压力，并实现对破损口的锁止，气囊采用内、外不同材质的薄壁双层结构，既保证了气密性，又保证了承压能力和抗磨损能力，还能够使气囊具有很好的柔软性，便于折叠存放和快速展开撤收，密封内囊体采用整体成形的乳胶材料，用于密封囊内气体；高强度外囊体采用高强玻璃纤维材料，经缝纫而成，用于承受海水压力和防止囊体被不规则的破损口划破；具体操作过程中，进气阀用于控制快速充气，其能够在瞬间释放小型高压储气罐内的二氧化碳高压气体，使气囊快速膨胀，主阀体内部设计腔体和气体通道，用于装配并固定顶针、连杆、转轴、传动刚性齿条进气连动机构；副阀体内部设计有内螺纹和气体通道，用于固定小型高压储气罐，跟主阀体通过螺栓连接，中间夹有密封垫，形成密封进气道；连杆在刚性齿条作用下绕转轴做杠杆运动，与此同时，在操作杆下部外表面设有摇把，摇把处操作杆的内部连接齿轮，齿轮与刚性齿条啮合，刚性齿条远离齿轮一侧有滚轴，刚性齿条紧抵滚轮，使得齿轮与刚性齿条啮合牢固，通过转动摇把，可以控制刚性齿条的上下移动，进而控制连杆左端的上下运动，从而控制顶针的上下运动，顶针向下运动顶开储气罐罐口的气门杆，气门打开，储气罐放气，等气囊内的气体充足后，控制顶针向上运动，气门关闭，储气罐停止放气，如果储气罐内气体不足，可以旋开保险帽，通过进排气调节阀对囊体内部补充气体；当船舶行驶到维修点不需要气囊堵漏的时候，可以旋开保险帽，通过控制进排气调节阀对囊体进行放气，这样也便于该船用气囊堵漏装置的多次利用。
2.根据权利要求1所述的船用气囊堵漏装置，其特征在于：所述操作杆顶端设有内螺纹圆台，内螺纹圆台与气囊夹紧器下部的外螺纹螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的船用气囊堵漏装置，其特征在于：所述导气杆包括杆体、座体、进排气管和进排气调节阀，杆体为多孔圆管，座体为带凸起通气孔的圆盘，座体与杆体固接后横截面形状呈T形，所述座体通过螺钉与气囊夹紧器上端连接，座体与气囊夹紧器之间设有密封垫，座体上的凸起通气孔与进排气管套接，进排气管置于操作杆内腔，进排气管尾端连接有进排气调节阀。
4.根据权利要求1或2所述的船用气囊堵漏装置，其特征在于：所述操作杆外侧设有用于固定堵漏装置的系固绳。
5.根据权利要求1所述的船用气囊堵漏装置，其特征在于：放气结构的气门杆凸出罐口的距离为10mm。
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