CN1086544C - 网板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网板(20)，可将其用于拖网作业中以产生扩张力。本发明的网板至少包括两个翼片(1-3)，这些翼片以如下方式悬浮在若干纵向分布的肋(5，6，10，17，26，27)之间，以便至少形成一个锥形通道，在该通道中水流通过所述网板。该通道是弯曲的，并被制成使水以相对拖拽速度而言的高速度沿稍向下的方向并沿由所述通道出口伸出的相邻下部或中间水翼的相应末端部分喷射，从而避免即使当所述网板处于大的迎角时出现扰动。

Description

网板

发明背景

本发明涉及一种适于连接在诸如拖网的物体与拖船之间用于相对于拖力方向对所述物体产生一个侧向力的网板。

网板被特别用于张开拖网，因此有两个对称的网板连接于一个拖网的相应的侧面部分，并因此通过缆绳将该网板连接于拖网渔船与拖网之间。

这样的网板披露于英国专利GB-A-2 161 351中，它包括若干横向安装的长形水翼装置，因此，每个水翼装置包括一个叶片或一对叶片，并因而使得所述水翼装置分离开并沿水流方向纵向分布于一个安装支架上，该安装支架包括两个直的、彼此平行的长形安装件。相应的水翼或每一对水翼以这种方式安装，以使所述绳索相对所述安装支架是偏置的，而且使导向水翼装置的偏斜角大于拖拽水翼装置的偏斜角。

在一个实施方案中，所述水翼装置被成对设置，每个水翼装置包括一个重叠的上部或导向叶片，以及一个较窄的下部或拖拽叶片，从而在每一对水翼之间形成通道或槽。

英国专利GB-A-2 161 351示出了一个具有安装在所述安装支架上的5对水翼的实施方案。

在所述网板的下面设有一个托架，该托架上具有若干用于将缆绳连接到所述拖网上的固定点，而在所述安装支架上设有用于所述拖网的连接点。通过上述固定点，可以调节包括网板迎角在内的所述网板的功能。

上述网板既适于在接近海底部作业，又适于在中层水中作业。

现有技术文件德国专利DE-A-0 562 243中公开了一种网板，该网板包括若干横向安装的长形水翼，这些水翼在一个安装支架上纵向分离开，并被布置成使得一个水翼的后缘与一个相邻水翼的前缘彼此邻接。所述水翼以这种方式布置：使导向水翼比拖拽水翼偏离所述支架更远，并使若干水翼从侧面看一起构成类似翼形的形状。

发明目的

由上述网板所产生的侧向力或升力是通过弯曲的水翼形状在受到通过的水流作用时而产生的，因此，当弯曲的水翼上面出现负压或真空，而在该水翼的下侧出现超压时，与由飞机机翼所产生的力相似，其中，空气流的速度较高，而翼片上部的压力低于翼片下部的压力。

正如翼片领域所知道的，当翼片的迎角加大时，翼片上面的负压和翼片下部的压力也随之增加。不过，在某些较高的临界迎角状态下，表面摩擦或阻力会突然增加，此时，水流从层流改变成紊流。此时，其阻力系数急剧上升。

通常，网板的倾角比上文所提到的临界角要大，以便作业时网板下面的压力最大。因此，现有技术中曾尝试过改善网板的动力学，以提高大迎角时的扩张效率、阻力和稳定性。然而，业已发现这些性能在现有技术中尚未完全实现。

因此，本发明的首要目的是在较大的网板迎角范围内、在不增加表面摩擦的前提下增加特定大小的网板结构的负压或真空的有效面积。

本发明的第二个目的是提供一种网板，该网板可以提供改善的作业质量，例如，高的流体力学效率、表现为高扩张力和低阻力，从而降低能耗，而且，它还可以降低网板的重量和体积，从而有利于网板的操作，包括将其拖拽在船舷上。而且，再一个目的是提供一种网板，该网板是稳定的，而且在很大的拖拽速度范围内以及在开始和最后操纵拖网期间该网板不会倾斜以致摆动。还有一个目的是，所述网板不会倾斜以致翻转，从而避免缆绳缠结在一起。另一个目的是所述网板经久耐用，并表现出良好的抗海床冲击和抗磨损及撕裂性。

通过本发明已使上述目的在十分满意的程度上得以实现，其中提供了一个网板，其适于连接在诸如拖网的物体与拖船之间，用于相对于拖力方向对所述物体产生一个侧向力，该网板包括一个下部翼片和一个上部翼片、以及可能有的若干中间翼片和至少两个大致平行取向并纵向延伸的肋，翼片在沿所述网板穿过水中运动的方向上是弯曲的，并在所述翼片之间形成至少一个通道，对于每一个通道而言，由下部翼片或中间翼片形成一个末端部分，该末端部分在每个通道中的上部或中间翼片的后缘后面沿纵向延伸；至少有一个通道沿水流方向变细，以使流经该通道的水流改变方向，并以较高的速度略微向下沿着所述中间和/或下部翼片的相应末端部分的顶面喷出。

按照本发明，通过设在翼片之间的一个或几个通道来利用喷射原理，所述通道沿水流方向为锥形的，因此，按照Bernoullis’方程〔面积1*速度1＝面积2*速度2，其中，1和2分别表示所述通道的始端和末端的截面〕，使得所述通道末端处的水流速度大于该通道入口处的速度或拖拽速度。这种速度的提高会导致所述通道尾端出口处的压力下降。由所述通道喷出的高速水流沿着一个通道的末端截面导向并略微向下，由于该通道的弯曲性，有效妨碍了在所述翼片周围发生紊流、尤其是在所述翼片的末端截面处发生紊流，即使网板为大迎角时也是如此。

人们还认为由所述通道喷射出的较高的水流速度会引起一定的转向作用，这使得网板更加稳定，并防止其摆动。

试验已经证实，对于本发明的网板而言，可以在5°-45°的迎角范围内保证层流。

按照本发明的另一方面，所述通道的出口是这样设计的，以便从网板的上方位置看，水相对所述网板而言部分向后流，部分侧流。因此，从上面看，在所述网板的中部产生一个负压区，从而所述网板的稳定性不会受到不利影响。

通过采用本发明的重叠翼片，可以获得一个大的有效负压区，并能使一个较为紧凑的网板产生大的总扩张力。

根据本发明的另一方面，本发明网板的改善的转向性能和海底实用性是通过一个翼片装置实现的，该翼片是沿所述网板最外侧的第一肋设置的，并且在相对的肋上有一个龙骨在所述翼片的旁侧。

按照本发明的所述龙骨的圆形设计，后缘以及翼片避免了在这些部分之间出现锐角，确保该网板不易被海底物体挡住，而且，用于连接船只和拖网的缆绳或其它用于此目的的物体不会缠结在所述网板上。另外，所述网板可以获得低的阻力系数。

根据本发明的另一方面，实现了另一种更充分的圆形设计。

根据本发明的另一方面，将一个用于连接所述网板和拖网的安装装置安装在该网板的顶部、位于中央肋的延长部分。所述安装装置的这种位置是有利的，因为从上面看，负压出现在所述网板的中央部分。因此，可以降低所需要的所述翼片和肋的结构强度，以致减轻所述网板的重量。

通过以下说明可以了解很多其它优点，其中，对附图进行具体编号。

附图

图1表示根据本发明一个实施方案的正在作业中的两个网板，

图2表示相对于图1从另一个角度看的、正在作业中的本发明的实施方案，

图3a表示本发明网板的第一个实施方案，

图3b表示图3a所示第一个实施方案的顶视图，

图3c表示所述第一个实施方案的侧视图，

图4a表示本发明网板的第二个实施方案，

图4b表示所述第二个实施方案的顶视图，

图4c表示本发明第二个实施方案的侧视图，

图5a表示本发明的第三个实施方案，

图5b表示所述第三个实施方案的顶视图，

图5c表示所述第三个实施方案的侧视图，

图5d表示所述第三个实施方案的所述翼片的侧视图，

图6表示第四个实施方案的顶视图，

图7表示第五个实施方案的顶视图，

图8表示第六个实施方案的顶视图，

图9表示第七个实施方案的顶视图。

描述

在图1和图2中，所示出的本发明的两个对称的网板20正处于作业中，用于对拖网22、23进行定位和扩张。所述网板连接在拖船21和拖网22、23之间的缆绳上。在图1中，所示的拖网22用于中层水拖拽，而在图2中，所示的拖网23用于接近海床作业。

图3a-3c表示本发明网板的第一个实施方案。该网板包括一个下部翼片1，一个中间翼片2和一个上部翼片3，通过两个平行分布的外侧肋5和6、并通过一个下部中央肋10和若干中间中央肋17和18将所述翼片安装在上方并且彼此之间比较接近，翼片1-3最好是沿一条中心线对称的。

如图3b所示，至少所述网板的每一个上部翼片2和3的后部形成一种从上部看大致为三角形的形状，而且，两个翼片从所述下部翼片上方的位置延伸，从上面看，这两个翼片覆盖下部翼片，并延伸到所述下部翼片1的中部，同样是从上面看，所述三角形上部翼片的末端位于该中点处。下部翼片1从上部翼片2和3的下面伸出并形成一个末端部分。

从轮廓上看，翼片1-3是弯曲的，并且这样设置：从所述网板的中线处看去，下部翼片和上部翼片的绳索偏离上部翼片的绳索，而且，在翼片和肋之间所形成的通道沿水流方向变细。

在图3a-3c所示实施方案中，肋17、18和翼片1-3形成水流可通过的四个通道，但是可以设置更多的肋来形成更多的通道，以便增强翼片的牢固性和网板的强度。

在图3a-3c所示实施方案中，所述网板的上翼片3是呈圆形的，以使其超越过中间及下部翼片一些，以改善该网板的耐用性。正如在以下的实施方案中所披露的，这一特征可以选择性地加以省略。

按照图3a-3c所示的本发明第一个实施方案，以及如图6-9的实施方案，将一对侧板13、14设置在所述上部翼片2和3的侧部，以使所述通道进一步变细。因此，所述迎角由于所述通道中流速的加快而变得更大，同时又不会出现紊流。

如图4a-4c所示，可以采用至少两个翼片和三个肋，以使仅形成两条通道。本发明的这种形式的生产成本自然更为经济，不过其扩张力不如具有更多翼片的实施方案高。

由于所述翼片的弯曲度，当水流以足够高的速度通过时在每个叶片的上部会出现负压，而且会产生升力或扩张力。

如在前言部分所述，所述通道的锥形形状可以使该通道末端的水流速度加快，从而在正常情况下将水流出该通道的速度加快2-3倍。另外，将所述翼片设计成这样，即：使所述通道的末端部分导致水流沿略微向下的方向沿所述下部翼片喷出。这样以避免紊流的发生，在迎角格外大时也是如此。

在图5a-5d中示出了本发明的第三个实施方案。它在许多方面都类似于上述实施方案，但未设置侧板，与使用侧板的实施方案相比，这种形式的稳定性要低一些，但其扩张力较大。

按照图5a-5c的实施方案，所述翼片位于邻近外侧肋5或6的部位，在图5d中示出了其轮廓，因此垂直于所述下部、中部和上部翼片的线A与上部和下部通道的入口相关。距离ha1和ha2表示沿线A位于相应入口处的通道高度。线B和高度hb2表示中间翼片和上部翼片之间的距离，而线C和距离hc1表示下部翼片和中间翼片之间的距离。

高度hb2或hc1占相应的通道入口高度ha2或ha1的3/4。在该实施方案中，通道的高度在某一位置降至约3/4，该位置从相应的通道内部的相应入口的前缘测量大约为所述相应入口高度的1.35倍。

如果改变翼片参数的话，例如，如果改变所述翼片的曲率的话，改变所述锥度被认为是必要的。

如图5d所示，所述上部和中间翼片在D和E点或区域与相邻的下部或中部翼片汇合，从上面看，所述点或区域位于网板的中线上。

在点D处，所述上部翼片优选以5-15°的角度接近中部翼片，而在点E处，该中间翼片同样优选以5-15°的角度接近下部翼片。

在图6和7所示的实施方案中，示出了对上部或中间翼片的后缘形状的一种改进。所述后缘形成一种圆形截面，该截面相对所述网板的中心线是对称的，其中，所述后缘从一个中央下部点延伸至所述网板的两个前面拐角处、与所述中心线成斜角。

在所述网板的一侧，沿最外面的肋5设置一个龙骨11，以使该龙骨包括一个耐磨部分8。龙骨11使得所述网板与海床接触并在海床上滑动，并可在不翻转的前提下克服天然障碍物。

在所述龙骨的另一侧设有一个沿所述位于最外侧的肋6分布并由此伸出的翼片。

由翼片7和龙骨8赋予所述网板定向转向性能，这使得所述网板在图1和2所示的向上位置上工作。

由翼片7、龙骨8和翼片1的后缘形成一个大体上为圆形的轮廓，从减弱各元件接合部周围的紊流的观点来看，这种形状是有利的，从而降低阻力，而且，与具有更尖锐的边缘的网板相比，该网板与海底的物体缠绕或是与拖船上的缆绳或拖网缠绕进而损坏这些部分的可能性不大。

在本发明的所有实施方案中，设有一个第一安装装置24，该装置为一个肋上的连接孔形式，该肋设在下部翼片1的下面、位于所述网板的中心线上。

在如图3a和4a的实施方案中，还设有平行于第一安装装置24的辅助性第一安装装置29。

上述安装装置作为缆绳与拖船的连接点，从而使网板的迎角可以根据所述缆绳与安装装置的铰接位置进行调整，以使网板适应实际负荷。

在图5a所示的实施方案中示出了另一种辅助性第一安装装置12，其中，设有一个具有各种连接点29的横向条28。

对于所述实施方案来说，在上部翼片2和3的上部设有第二个安装装置16，以便与拖网连接。同样，该安装装置可以对所述连接点进行调节。

可以选择性地在翼片1的后部设置一个辅助性的第二安装装置15，以便更均匀地分配拖网上的拉力。

尽管所述网板的尺寸没有任何限制，但本发明网板的重量通常在2-5吨之间，甚至可以更高。这样的网板要承受、并且会产生很大的力，而且，对于此类最大网板而言，对所述翼片进行额外的加固是必要的。

为此，在图5a-5d所述的实施方案中将两个加强肋26、27插在中央肋和外侧肋之间，但在翼片之间还可以设置更多的加强元件，以加固网板的结构强度。为了提高其抗扭强度，从网板的前面位置上看，可将所述加强装置相对于所述翼片设置成偏离于直角的各种角度。

为了防止较大的物体，如石块卡在其入口里，从而防止网板的变形，在所述通道的入口处设置一种格栅或网是有利的。

图8和9示出了所述网板的两种变形，其宽度与长度之比分别为大约1∶3和3∶1。图8所示的网板可以产生最大的扩张力，但不能提供最佳的稳定性。另一方面，图9所示的网板更加稳定，尽管浮升作用较小一些。后一种网板尤其适于诸如海底作业的场合。

结合上述实施方案所提到的具体特征并不是特定的，仅仅是用于对其进行说明，但各个特征可以彼此交换，以使本发明的网板适合某些用途。

Claims (17)

1.网板(20)，其适于连接在物体(22)与拖船(21)之间，用于相对于拖力方向对所述物体产生一个侧向力，该网板包括一个下部翼片(1)和一个上部翼片(3)、以及可能有的若干中间翼片(2)和至少两个大致平行取向并纵向延伸的肋(5，6，10，17，18，26，27)，翼片(1-3)在沿所述网板穿过水中运动的方向上是弯曲的，并在所述翼片之间形成至少一个通道，其特征在于，

对于每一个通道而言，由下部翼片(1)或中间翼片(2)形成一个末端部分，该末端部分在每个通道中的上部翼片(3)或中间翼片(2)的后缘后面沿纵向延伸；

至少有一个通道沿水流方向变细，以使流经该通道的水流改变方向，并以较高的速度略微向下沿着所述中间翼片(2)和/或下部翼片(1)的相应末端部分的顶面喷出。

2.如权利要求1的网板，其特征在于，至少设置两个通道出口，从网板上面看，这两个出口沿所述网板的中心线彼此对称，并且这两个出口沿水流方向延伸，该出口朝向后面及侧面，以便从网板的上方位置看，水流相对于流入网板(20)的水流方向向后及向侧面流动。

3.如权利要求1或2的网板，其特征在于，所述通道的高度在该通道内距离其前缘一定距离处降至大约3/4，所述距离相当于其入口高度乘以大约1.35。

4.如权利要求1或2的网板，其特征在于，从所述网板的上方沿垂直于所述网板在水中运动的方向看，所述上部翼片(3)或中间翼片(2)的前缘位于相邻的下部翼片(1)或中间翼片(2)的前缘的前面。

5.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，从该网板上面看，所述翼片是沿一条中心线对称的；接近所述中间翼片(2)或上部翼片(3)的中心轴线的后缘的中间部分与位于所述上部翼片(3)或中间翼片(2)的后缘中间部分每一侧的两个侧部分相比，更加接近于相邻的下部翼片(1)或中间翼片(2)。

6.如权利要求1或2的网板，其特征在于，一个中间翼片(2)或上部翼片(3)的后缘的中间部分从其前缘延伸至一定位置，从上面看相当于网板(20)长度的大约50-80％。

7.如权利要求6的网板，其特征在于，所述上部翼片(3)或中间翼片(2)的后缘从该网板上方位置看大体上呈三角形形状。

8.如权利要求6的网板，其特征在于，所述上部翼片(3)或中间翼片(2)的后缘从该网板的上方位置看是呈圆形的。

9.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，从该网板的上方位置看，所述下部翼片(1)的后缘是呈圆形的。

10.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，在该网板最外边的肋(6)上设有一个转向翼片(7)，并在与转向翼片(7)相对的最外边的肋(5)上设有一个龙骨(11)。

11.如权利要求10的网板，其特征在于，所述龙骨(11)带有一个耐磨部分(8)。

12.如权利要求10的网板，其特征在于，从该网板的上方看，所述龙骨(11)和翼片(7)形成弯曲部分，从而由下部翼片(1)的圆形后缘所形成的弯曲部分在所述龙骨(11)和翼片(7)中平滑延续。

13.如权利要求10的网板，其特征在于，从网板的上面看，上部翼片(2，3)形成一个圆形曲线，同样是从网板的上面看，龙骨(11)和翼片(7)形成弯曲部分，从而由下部翼片(1)的圆形后缘和上部翼片(2，3)的圆形前缘形成的弯曲部分在龙骨(11)和翼片(7)中平滑延续。

14.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，在网板(20)的上面设置用于连接所拖拽物体的第一安装装置(24)，该装置位于中央肋(18)的上方并优选位于其延长部分、且接近上部翼片或中间翼片的中央后缘；而且，有第二个安装装置(16)安装在网板(20)的下面。

15.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，所述网板的长度与宽度之比为1∶3至3∶1。

16.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，有至少3个翼片(1-3)构成至少两条通道，其中在该网板的中心线上，所述上部或中间翼片是在相应翼片汇合处优选以5-15°的角度接近于相邻的中间或下部翼片。

17.如权利要求1或2所述的网板，其特征在于，将两个侧板(13，14)设置成接近所述翼片的前缘，所述翼片被设置成相对所述网板的中心线呈一定倾角，以使得形成在翼片(1-3)之间的通道进一步变细。

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