CN108589677B - 用于内河船载高流速水域的围油栏 - Google Patents

用于内河船载高流速水域的围油栏 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于内河船载高流速水域的围油栏，包括裙体，还包括与所述裙体底部相连的油囊、与所述裙体中上部相连的气囊及水平穿过所述裙体顶部的注油管，其中，所述注油管通过导管与所述油囊连通，且所述气囊与所述油囊分别位于所述裙体的两侧，同时，所述气囊与所述裙体连通。本发明用于内河船载高流速水域的围油栏，注油管通过导管与油囊相连，当注入到油囊中的硅油产生足够的回复力矩时，围油栏就会恢复到竖直工作状态，因此，本发明的围油栏，能使围油栏自动应对外界风流的影响，始终保持竖直工作状态，达到自平衡效果。

Description

用于内河船载高流速水域的围油栏
技术领域
本发明属于船舶油污应急处理技术领域，具体涉及一种用于内河船载高流速水域的围油栏。
背景技术
内河油品运量和运次逐年增多，发生溢油事故风险不断增大，若应急能力和应急设备有折扣，则溢油危害将进一步提升。因此，在完善船舶溢油应急体系的同时，增强溢油应急设备在内河高流速下的适用性，对提升船舶污染事故应急能力显得尤为重要。
围油栏是现今主要的拦油设备，能及时阻拦水面溢油扩散，避免油类的二次污染。然而传统围油栏的设计较为简单，容易受风、波浪和水流等因素的影响，其中影响最大的是水流速度。在高流速作用下围油栏将发生倾斜，溢油随着水流沿围油栏倾斜面下端逃逸，随着流速的增加围油栏的变形倾斜程度加剧，围油效果随着倾斜的加剧而急剧降低。传统围油栏对内河高流速适应性较差，几乎在枯、中、洪水期的各种流速状态下，均会出现围油失效、溢油逃逸的现象。在水流流速为0.5m/s以上时，各种围控方式均出现约25％以上的溢油逃逸，传统围油栏结构不能适应内河高流速水域溢油围控。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种既能满足内河溢油围控又能满足导流需求的用于内河船载高流速水域的围油栏。
为实现上述目的，本发明所设计的用于内河船载高流速水域的围油栏，包括裙体，还包括与所述裙体底部相连的油囊、与所述裙体中上部相连的气囊及水平穿过所述裙体顶部的注油管，其中，所述注油管通过导管与所述油囊连通，且所述气囊与所述油囊分别位于所述裙体的两侧，同时，所述气囊与所述裙体连通；
所述注油管上开有出油孔，所述导管的顶端与所述出油孔过盈配合使得所述导管的顶端穿过所述裙体顶部与所述注油管相连，所述导管的末端竖直穿过所述裙体内部且其所述导管的末端与所述油囊连接；所述导管的顶端管口下端与所述注油管中心管孔的中心轴线位于同一水平线上，所述导管的顶端管口上端与所述出油孔的上端相切。
进一步地，所述裙体为L型裙体，包括竖直裙体和与所述竖直裙体连通的水平裙体，所述气囊连接在所述竖直裙体的中上部，且与所述水平裙体同侧布置，所述油囊的底面与所述竖直裙体的底面共面布置。
进一步地，所述水平裙体位于所述竖直裙体的底部，且所述水平裙体的底面与所述竖直裙体的底面共面。
进一步地，所述气囊上开有充排气体的气孔，所述油囊上开有卸油的排油孔。
进一步地，所述围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角。
进一步地，所述竖直裙体总高为L，且水上部分为0.2～0.35L、水下部分为0.8～1.15L；所述水平裙体长度为0.25～0.3L；所述气囊长度为0.5～0.6L；所述油囊长度为0.5～0.6L。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明用于内河船载高流速水域的围油栏，注油管通过导管与油囊相连，当注入到油囊中的硅油产生足够的回复力矩时，围油栏就会恢复到竖直工作状态，因此，本发明的围油栏，能使围油栏自动应对外界风流的影响，始终保持竖直工作状态，达到自平衡效果；
2、本发明用于内河船载高流速水域的围油栏中竖直裙体、水平裙体与气囊共同组成了三面封闭区域，该三面封闭区域不仅增加了围油栏的整体浮力，还使得溢油被围控在该三面封闭区域而不会从围油栏底部逃脱，从而起到溢油围控的作用；
3、当本发明的围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角(优选30°)夹角时，垂直作用于裙体的冲击力将会大大减小，另一个分力将会给溢油提供动力，沿着裙体流向岸边起到导流作用，进而富集回收，进一步减轻了溢油堆积对围油栏裙体造成的负荷；
4、因此，本发明围油栏可适应1.8m/s的流速，若考虑围油栏布设角度(围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角)影响下实际流速分量的降低，围油栏可适应2.0m/s的流速，解决了内河水域即水流流速为1.5～2m/s造成的传统围油栏失效问题。
附图说明
图1为本发明用于内河船载高流速水域的围油栏的立体结构示意图；
图2为图1中的局部立体结构示意图。
图中各部件标号如下：
裙体1、气囊2、油囊3、注油管4、气孔5、排油孔6、竖直裙体7、水平裙体8、导管9、中心管孔10、出油孔11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示为用于内河船载高流速水域的围油栏，包括裙体1、与裙体1底部相连(采用铆接)的油囊3、与裙体1中上部相连(采用铆接)的气囊2及水平穿过裙体1顶部(即水平穿过裙体1内接近于裙体1顶部)的注油管4(且注油管4的两端伸出裙体1)，注油管4通过导管9与油囊3连通，气囊2与油囊3分别位于裙体1的两侧(即气囊位于裙体的一侧，油囊位于裙体的另一侧)，同时，气囊2与裙体1连通(相当于是裙体1的一部分充当气囊2)，气囊2上开有充排气体的气孔5，油囊3上开有卸油的排油孔6。
本实施例中裙体1为L型裙体，包括竖直裙体7和与竖直裙体7连通的水平裙体8，水平裙体8位于竖直裙体7的底部，且水平裙体8的底面与竖直裙体7的底面共面，同时，气囊2连接在竖直裙体7的中上部，且与水平裙体8同侧布置。另外，油囊3的底面与竖直裙体7的底面共面布置，油囊3与气囊2不在同一侧。
油囊3为橡胶中空封闭立体结构，使用时油囊3与竖直裙体7铆接，导管9为韧性良好的软管，在竖直裙体7与油囊3铆接的重合部分开有注入孔(图中未示出)，注油管4上开有出油孔11，导管9的末端与注入孔过盈配合，使得导管9竖直穿过竖直裙体7内部且其导管9的末端与油囊3连接，导管9的顶端与出油孔11过盈配合，使得导管9的顶端穿过竖直裙体7顶部与注油管4相连。
注油管4水平穿过竖直裙体7顶部，且注油管4与竖直裙体7保持垂直；同时，导管9的顶端管口下端与注油管4中心管孔10的中心轴线位于同一水平线上，导管9的顶端管口上端与注油管4出油孔11的上端相切，另外，注油管4上开的出油孔11的个数视油围栏的长度而定。本实施例中，注油管4注入的硅油量始终保存硅油量的最高液面与注油管4中心管孔10的中心轴线处于同一水平线上。
本发明的用于内河船载高流速水域的围油栏的工作原理如下：
通过向注油管4连续不断地注入硅油，硅油的注入量始终保持硅油量的最高液面与注油管4中心管孔10的中心轴线处于同一水平线上(即在理想状况下，围油栏保持竖直工作状态时，注油管4一端注油另一端收油，从而硅油不会通过出油孔11进入导管9中)。当受到水流冲击作用，围油栏发生倾斜，注油管4中的硅油在重力作用下通过出油孔11进入导管9中，并顺沿导管9流入油囊3，由于注油管4在不断注油，因此，只要围油栏存在倾斜，硅油就会源源不断地通过导管9流入油囊3中，从而产生巨大的回复力矩；当注入的硅油产生足够的回复力矩时，围油栏就会恢复到竖直工作状态，此时注油管4中的硅油不再进入导管9，而仅仅从注油管4的一端流向注油管4的另一端。因此，本发明的围油栏，能使围油栏自动应对外界风流的影响，始终保持竖直工作状态，达到自平衡效果。
另外，大多数传统围油栏失效的原因在于：当围油栏发生倾斜后，溢油会沿着倾斜面从围油栏底部逃离。因此，基于传统围油栏的这一缺点，本发明的围油栏采用了在底部将围油栏裙体向前延伸一段的方式，即本发明的裙体1为L型裙体，包括竖直裙体7和与竖直裙体7连通的水平裙体8，水平裙体8位于竖直裙体7的底部，且水平裙体8的底面与竖直裙体7的底面共面，同时，气囊2连接在竖直裙体7的中上部，且与水平裙体8同侧布置，于是竖直裙体7、水平裙体8与气囊2共同组成了三面封闭区域。该三面封闭区域不仅增加了围油栏的整体浮力，还使得溢油被围控在该三面封闭区域而不会从围油栏底部逃脱，从而起到溢油围控的作用。
本实施例中，竖直裙体7总高为L，且水上部分为0.2～0.35L、水下部分为0.8～1.15L；水平裙体8长度为0.25～0.3L；气囊2长度为0.5～0.6L；油囊3长度为0.5～0.6L，下面对本发明的围油栏进行基础受力分析。
基础受力分析的前提是将围油栏的模型简单化，围油栏的受力基础化，不考虑风、波浪等对围油栏的影响。基础受力分析定性的分析围油栏在水流的作用下的倾斜状态以及定性的判断使围油栏向竖直状态回复所需的注油量。
表1不注入油时，单纯计算水对围油栏的影响
V(m/s) 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0
F(N) 200 512 800 1152 1800 3200
Maxθ 8° 15° 36° 47° 58° 67°
表1
V为水流流速、F为围油栏所受得水流冲击力、Maxθ为围油栏最大倾斜角度。
表2水流流速为0.8m/s、注入油时，注油量对围油栏的回复作用力
表2
表3水流流速为1.0m/s、注入油时，注油量对围油栏的回复作用力
表3
表4水流流速为1.2m/s、注入油时，注油量对围油栏的回复作用力
表4
表5水流流速为1.5m/s、注入油时，注油量对围油栏的回复作用力
表5
表6水流流速为2.0m/s、注入油时，注油量对围油栏的回复作用力
表6
通过上述基础受力分析，可以看出随着油囊内油的增多，围油栏的倾斜程度会有一定的减弱，有利于增强围油效果，所设计的围油栏具有较高的可靠性。
上述均是水流垂直作用在本发明围油栏上的效果，当本发明的围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角(优选30°)夹角时，垂直作用于裙体的冲击力将会大大减小，另一个分力将会给溢油提供动力，沿着裙体流向岸边起到导流作用，进而富集回收，进一步减轻了溢油堆积对围油栏裙体造成的负荷。
本发明围油栏可适应1.8m/s的流速，若考虑围油栏布设角度(围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角)影响下实际流速分量的降低，围油栏可适应2.0m/s的流速，解决了内河水域即水流流速为1.5～2m/s造成的传统围油栏失效问题。
具体实施过程如下：
当发生溢油事故时，提前在围控区域将本发明的围油栏组装完成、充气布设好后，不断向注油管4通硅油，在水流冲击作用下，围油栏发生倾斜，硅油在重力作用下通过导管9流入油囊3中，产生回复力矩，最终使围油栏保持竖直工作状态。也就是说，溢油还未流到围油栏前，围油栏已经适应了水流的冲击作用，即油囊3中的硅油产生的回复力矩与水流的冲击力矩相互抵消。当溢油来到围油栏前，溢油对围油栏的作用力较小，硅油再次下流会使围油栏快速调整恢复竖直工作状态。

Claims (5)

1.一种用于内河船载高流速水域的围油栏，包括裙体(1)，其特征在于：还包括与所述裙体(1)底部相连的油囊(3)、与所述裙体(1)中上部相连的气囊(2)及水平穿过所述裙体(1)顶部的注油管(4)，其中，所述注油管(4)通过导管(9)与所述油囊(3)连通，且所述气囊(2)与所述油囊(3)分别位于所述裙体(1)的两侧，同时，所述气囊(2)与所述裙体(1)连通；
所述注油管(4)上开有出油孔(11)，所述导管(9)的顶端与所述出油孔(11)过盈配合使得所述导管(9)的顶端穿过所述裙体(1)顶部与所述注油管(4)相连，所述导管(9)的末端竖直穿过所述裙体(1)内部且所述导管(9)的末端与所述油囊(3)连接；所述导管(9)的顶端管口下端与所述注油管(4)中心管孔(10)的中心轴线位于同一水平线上，所述导管(9)的顶端管口上端与所述出油孔(11)的上端相切。
2.根据权利要求1所述用于内河船载高流速水域的围油栏，其特征在于：所述裙体(1)为L型裙体，包括竖直裙体(7)和与所述竖直裙体(7)连通的水平裙体(8)，所述气囊(2)连接在所述竖直裙体(7)的中上部，且与所述水平裙体(8)同侧布置，所述油囊(3)的底面与所述竖直裙体(7)的底面共面布置。
3.根据权利要求2所述用于内河船载高流速水域的围油栏，其特征在于：所述水平裙体(8)位于所述竖直裙体(7)的底部，且所述水平裙体(8)的底面与所述竖直裙体(7)的底面共面。
4.根据权利要求1或2所述用于内河船载高流速水域的围油栏，其特征在于：所述气囊(2)上开有充排气体的气孔(5)，所述油囊(3)上开有卸油的排油孔(6)。
5.根据权利要求1或2所述用于内河船载高流速水域的围油栏，其特征在于：所述围油栏布设方向是沿着水流方向与水流横截面成25°～35°夹角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110714450B (zh) * 2019-10-31 2021-06-29 广船国际有限公司 水体防污带

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3798911A (en) * 1970-04-02 1974-03-26 Sanera Projecting Ab Floatable boom structure
CN103243695A (zh) * 2013-05-13 2013-08-14 扬州三江环安设备厂 一种在激流中能防止倾覆的围油栏
CN104878731A (zh) * 2015-04-23 2015-09-02 浙江海洋学院 海洋溢油围栏结构
CN107524127A (zh) * 2017-09-19 2017-12-29 浙江海洋大学 一种空气阻隔围油装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8696243B2 (en) * 2010-05-27 2014-04-15 Paul Joseph Hubbell, JR. Oil containment barrier boom for shorelines/marshes/wetland

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3798911A (en) * 1970-04-02 1974-03-26 Sanera Projecting Ab Floatable boom structure
CN103243695A (zh) * 2013-05-13 2013-08-14 扬州三江环安设备厂 一种在激流中能防止倾覆的围油栏
CN104878731A (zh) * 2015-04-23 2015-09-02 浙江海洋学院 海洋溢油围栏结构
CN107524127A (zh) * 2017-09-19 2017-12-29 浙江海洋大学 一种空气阻隔围油装置

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