CN109572955A - 一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载 - Google Patents

Abstract

本发明属于航行器及漂浮物等调整用压载技术领域，尤其涉及一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载。其包括铅块芯材的上表面设置有手孔凹槽，手孔凹槽的内表面与铅块内侧面相应位置分别开设圆孔；防护蒙皮直接包覆在铅块芯材外表面，防护蒙皮为高分子材料；手柄内置于铅块芯材的圆孔中；手柄外表面包覆绝缘材料，形成绝缘手柄；绝缘手柄与圆孔四周通过环氧胶密封连接。本发明结构简单，生产加工方便，能够适应复杂的使用环境，避免压载腐蚀破坏，同时压缩压载体积以提高操作、储存、使用灵活性的铅块包覆防护蒙皮的新型压载。

Description

一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载

技术领域

本发明属于航行器及漂浮物等调整用压载技术领域，尤其涉及一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载。

背景技术

为保证舰艇达到所需的浮态、稳定性和操作性而在船上增加重量的措施，称之为压载。增加的重量可以用水压载或者固定压载，水压载通常是在空载航行或者载货不足时进行。固定压载是在船舶稳定不足时，在舰艇的下部装入适量的压载物(如石块、压载铁或混凝土)，以取得较高的稳定性。

目前，舰艇常用的固定压载方式主要是使用压载铁施加局部重量，以调整舰艇稳定性。常用压载铁主要材质为灰铸铁，由于其使用环境特殊性，如海水长期浸泡等，极易导致铸铁生锈、腐蚀，从而影响其标准重量，降低使用寿命，甚至影响舰艇航行稳定性。

发明内容

本发明创造的目的在于，提供一种结构简单，生产加工方便，能够适应复杂的使用环境，避免压载腐蚀破坏，同时压缩压载体积以提高操作、储存、使用灵活性的铅块包覆防护蒙皮的新型压载。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，包括铅块芯材、防护蒙皮、手柄；

铅块芯材的上表面设置有手孔凹槽，手孔凹槽的内表面与铅块内侧面相应位置分别开设圆孔；防护蒙皮直接包覆在铅块芯材外表面，防护蒙皮为高分子材料；手柄内置于铅块芯材的圆孔中；手柄外表面包覆绝缘材料，形成绝缘手柄；绝缘手柄与圆孔内表面通过环氧胶密封连接。

对上述方案的进一步的优化还包括，铅块芯材通过模具浇铸成型，手柄由灰铸铁浇铸成型，新型铅块压载整体采用胶结工艺，铅块芯材的外表面平滑、光顺，采用一次浇铸成型工艺；且对铅块芯材的边角进行倒圆角处理。

对上述方案的进一步的优化还包括，手孔凹槽为半球形或者六面体，手柄外形为圆柱体。设置为半球形或者六面体形状的结构，便于在船舶行驶过程中，使压载始终保持手柄向上，重心相对稳定的状态。

对上述方案的进一步的优化还包括，防护蒙皮为玻璃钢复合材料或绝缘胶泥；玻璃钢复合材料以改性树脂为基体，并使用短切纤维或纤维复合材料增强。通过加入短切纤维，大大提高了复合材料的韧性以及强度，使其在长期使用过程中保持结构稳定，防止蒙皮破损变形，同时整体密度小，不会影响负载本身质量的设计分配。

对上述方案的进一步的优化还包括，铅块芯材外形为六面体，上表面长宽尺寸小于底面长宽尺寸，手孔凹槽和铅块芯材上的圆孔的轴线与铅块芯材上表面平行。通过平行设置，使得铅块在使用时受力与中心相对平衡，降低压载在风浪中被打翻或者推动的概率，提高使用时的稳定性。

对铅块包覆防护蒙皮的新型压载的进一步优化内容还包括，新型压载包括标准压载和异形压载，异形压载外形与压载舱外形相匹配，以提高压载舱空间使用率。

本发明还提供一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、制备铅块芯材；清理铅块芯材表面的尖角、毛刺；

步骤2、用丙酮擦洗铅块芯材，除去杂质，涂刷偶联剂溶液进行表面处理；

步骤3、采用涂敷工艺，将绝缘胶泥均匀包覆于铅块芯材表面，绝缘胶泥的厚度为1.5～2.5mm；

步骤4、用模具挤压成型工艺使绝缘胶泥表面平整并紧贴铅块芯材形成防护蒙皮；

步骤5、在手柄外部包覆绝缘材料形成绝缘手柄；将绝缘手柄安装于铅块芯材孔内；

步骤6、检查手柄的绝缘材料与防护蒙皮的连接强度，使用环氧胶填补缝隙以及孔洞。

对铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法的进一步优化内容还包括，绝缘胶泥中还均匀混杂有短切纤维。

对铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法的进一步优化内容还包括，绝缘材料是指热塑管或者防锈漆或者玻璃钢复合材料，玻璃钢复合材料经过纤维增强。

对铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法的进一步优化内容还包括，步骤1还包括，在铅块芯材的外表面加工多个孔或槽。通过孔或者槽结构在铅块芯材表面形成凹凸不平或者连通的结构，在铅块芯材表面涂敷绝缘胶泥以及挤压过程中，绝缘胶泥会在上述结构内形成卡扣结构，有效防止铅块芯材与防护蒙皮的相互移动或者分离，提高整体结构的紧凑性，使压载在频繁冲击或者晃动时具有保持结构稳定的能力。

其有益效果在于：

一方面，铅块表面在腐蚀过程中产生氧化物、硫化物或其他复盐化合物覆膜，有阻止氧化、硫化、溶解或挥发等作用，所以在空气、硫化、淡水、海水中都有很好的耐腐蚀性，受环境影响较小，不会产生腐蚀现象；另一方面，铅块具有密度大的特点，因此压载比实际压载铁体积减少约1/3，有效降低固定压载使用空间。但由于铅块属于重金属材料，对人体及环境均有危害，在铅块表面包覆防护蒙皮，避免铅块因渗透作用而危害人体和污染环境。为了避免铅块与金属手柄发生电化学腐蚀现象，加速金属手柄的腐蚀，并隔离金属手柄与海水的接触，提出在金属手柄表面包覆绝缘材料。

采用铅块作为芯材，解决了铸铁材料不耐海水腐蚀的问题，有效提高了压载使用寿命和使用可靠性，同时，由于铅块密度，约为铸铁密度的1.5倍，比实际压载铁体积减少约1/3；铅块表面包覆防护蒙皮，避免铅块因渗透作用而危害人体和污染环境；为了避免铅块与金属手柄发生电化学腐蚀现象，加速金属手柄的腐蚀，并隔离金属手柄与海水的接触，提出在金属手柄表面包覆或套装绝缘材料。本发明涉及水面或水下航行器及漂浮物浮态、稳定性、操作性调整用压载，尤其适用于空间有限、含腐蚀介质的压载区域。具有便于移动，占用空间小，耐腐蚀的优点。

附图说明

图1是实施例1的剖切示意图；

图2是实施例1整体斜视图；

图3是实施例2的剖切示意图；

图4是实施例2的整体斜视图；

图5是实施例3的剖切示意图；

图6是实施例3整体斜视图。

其附图标记包括：

其中，1铅块芯材，2防护蒙皮，3手柄，4绝缘材料，11铅块手孔凹槽，12铅块圆孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

实施例1：

本实施例结构型式符合CB676-78《压载铁》要求。

参见图1、图2，本实施例由铅块芯材1、防护蒙皮2、手柄3、绝缘材料4组成。铅块芯材1采用一次浇铸成型工艺，外形为平行六面体，上表面长宽尺寸略小于底面长宽尺寸，以保证压载使用过程中的稳定性，铅块芯材1上表面开有手孔凹槽11，手孔凹槽11为半球形，半球半径R1＝55mm；手孔凹槽11与铅块芯材1侧面开设圆形孔，孔半径R2＝8.0mm，孔轴心距铅块芯材1上表面12mm；对铅块1所有边角进行导圆角处理，圆角半径R3＝5mm；

铅块1制作完成后，用丙酮擦洗干净，涂刷偶联剂溶液进行表面处理；偶联剂使用硅烷偶联剂。

防护蒙皮2材料为高韧性绝缘胶泥，绝缘胶泥是具备粘合性能的软泥状可塑形绝缘固体，且属于硬化型，根据需要，还可以采用具有耐酸、耐高温、耐燃烧等不同特质性能的有机胶泥，或者具有高耐温的无机胶泥，例如硅酸盐胶泥、酚醛树脂胶泥、呋喃树脂、有机硅胶泥等。

初始阶段采用涂敷工艺，将胶泥包覆于铅块1表面，之后用模具挤压绝缘胶泥，保证绝缘胶泥2表面平整度良好，绝缘胶泥厚度H1＝2mm；绝缘胶泥2与铅块1具有良好的界面粘结特性，此外，绝缘胶泥本身应具有吸水率低，耐海水等电介质腐蚀的特点；

手柄3为圆柱形，半径为R4＝7.5mm，长度L＝138mm；手柄3采用浇铸成型工艺，材质为灰铸铁(HT10-26)；绝缘材料4采用高分子热塑管，热塑管壁厚T1＝0.5mm，紧密包覆手柄3，形成绝缘手柄；

将绝缘手柄塞入圆形孔12内，绝缘手柄关于半球形凹槽11的球心对称；最后进行检查，将环氧胶注入塞有绝缘手柄的圆形孔12内，填补孔洞或者缝隙，待其固化后，形成紧密胶结连接结构；

经过检测，最终成型后铅块压载总重量为20±0.3kg，符合标准要求。

实施例2：

参见图3、图4，实施例2参照GBT4167《砝码》要求，并在该标准基础上进行设计。

实施例2压载成型工艺及流程与实施例1基本一致，不同之处在于：

铅块1外形同样采用平行六面体，但手孔凹槽11为前后贯穿的六面体形式，凹槽六面体左右内壁一侧设置圆形孔，另一侧设置非圆形孔；同时手柄的两端分别设置为与孔相同的形状，并分别插入对应孔中，通过非圆形孔使得手柄形成不可旋转的固定连接，便于该压载抓握使用，防止手柄旋转翻动，导致结构破坏。

防护蒙皮2材料为绝缘胶泥均匀混杂短切纤维，进一步的提高绝缘胶泥本体强度；

绝缘材料4为玻璃钢复合材料，增强材料为短切纤维，基体为改性树脂，采用涂敷成型工艺包覆于手柄表面，形成绝缘手柄。

绝缘手柄通过圆形孔进入凹槽区域11，再进入圆形非孔区域；

最后，将绝缘手柄和圆孔12通过环氧胶粘结形成紧密坚固连接结构。

实施例3：

参见图5、图6，实施例3的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：

铅块1外形为“上凸下凹”形，手孔凹槽11为前后贯穿的六面体形式，凹槽11六面体设于铅块凸起部分，凹槽11左右内壁设有圆柱形孔；

防护蒙皮2材料为玻璃钢复合材料，增强纤维为短切纤维，树脂为改性乙烯基树脂，树脂应具有良好的韧性；采用涂敷成型工艺包覆于铅块1外表面；

绝缘材料4为绝缘防锈漆，均匀喷涂于金属手柄3外表面，形成绝缘手柄；

最后，将绝缘手柄和圆孔12通过环氧胶粘结形成紧密坚固连接结构。

对铅块包覆防护蒙皮的新型压载的进一步优化内容还包括，在铅块芯材的外表面加工多个孔或槽。通过孔或者槽结构在铅块芯材表面形成凹凸不平或者连通的结构，在铅块芯材表面涂敷绝缘胶泥以及挤压过程中，绝缘胶泥会在上述结构内形成卡扣结构，有效防止铅块芯材与防护蒙皮的相互移动或者分离，提高整体结构的紧凑性，使压载在频繁冲击或者晃动时具有保持结构稳定的能力。

前述实施例1、2、3针对的是具有标准外形需求的标准压载，特别的，在某些情形下，出于使用需求，压载舱的外形或者其局部结构具有特殊的不规则形状，针对这些与实施例1、2、3不同的具有并非标准形状的压载舱，本发明还提供具有异形结构的包覆防护蒙皮的新型压载，与前述实施例不同之处在于，该类异形压载的外形与相应的压载舱外形相匹配，以尽量减少体积，提高压载舱空间利用率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，包括铅块芯材、防护蒙皮、手柄；铅块芯材的上表面设置有手孔凹槽，手孔凹槽的内表面与铅块内侧面相应位置分别开设圆孔；所述防护蒙皮直接包覆在所述铅块芯材外表面，所述防护蒙皮为高s分子材料；所述手柄内置于铅块芯材的圆孔中；所述手柄外表面包覆绝缘材料，形成绝缘手柄；所述绝缘手柄与圆孔内表面通过环氧胶密封连接。

2.根据权利要求1所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，所述铅块芯材通过模具浇铸成型，所述手柄由灰铸铁浇铸成型，所述新型压载整体采用胶结工艺制造；铅块芯材的外表面平滑、光顺，采用一次浇铸成型工艺；且对铅块芯材的边角进行倒圆角处理。

3.根据权利要求1所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，手孔凹槽为半球形或者六面体；所述手柄外形为圆柱体。

4.根据权利要求1所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，所述防护蒙皮为玻璃钢复合材料或绝缘胶泥；所述玻璃钢复合材料以改性树脂为基体，并使用短切纤维或纤维复合材料增强。

5.根据权利要求1所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，所述铅块芯材外形为六面体，上表面长宽尺寸小于底面长宽尺寸，手孔凹槽和铅块芯材上的圆孔的轴线与铅块芯材上表面平行。

6.根据权利要求1所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载，其特征在于，所述新型压载包括标准压载和异形压载，所述异形压载外形与压载舱外形相匹配。

7.一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、制备铅块芯材；清理铅块芯材表面的尖角、毛刺；

步骤2、用丙酮擦洗铅块芯材，除去杂质，涂刷偶联剂溶液进行表面处理；

步骤3、采用涂敷工艺，将绝缘胶泥均匀包覆于所述铅块芯材表面，绝缘胶泥的厚度为1.5～2.5mm；

步骤4、用模具挤压成型工艺使绝缘胶泥表面平整并紧贴铅块芯材形成防护蒙皮；

步骤5、在手柄外部包覆绝缘材料形成绝缘手柄；将绝缘手柄安装于铅块芯材孔内；

步骤6、检查手柄的绝缘材料与防护蒙皮的连接强度，使用环氧胶填补缝隙以及孔洞。

8.根据权利要求7所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法，其特征在于，所述绝缘胶泥中还均匀混杂有短切纤维。

9.根据权利要求7所述一种铅块包覆防护蒙皮的新型压载的制作方法，其特征在于，所述绝缘材料是指热塑管或者防锈漆或者玻璃钢复合材料。