CN109737242B - 一种用于船舶穿舱管路的抗冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征是，在穿越舱壁一段的管路上套装有连接管，所述连接管为一端设有大凸肩的组装式圆筒管，所述连接管上位居所述舱壁左侧，即靠近大凸肩端套装有组装式刚性连接装置，右侧套装有组装式抗冲击装置，所述连接管设有的大凸肩与所述舱壁之间沿圆周方向等均设置有若干油缸一；所述舱壁的孔壁上固定穿装有舱壁套筒，左右两侧的管路上镜像套装有与舱壁相连接的组装式外筒体。本发明结构合理简单，制造容易，成本低，使用方便。在冲击荷载作用下可降低管路与舱壁连接处的应力，有效降低与舱壁连接处管路的变形量，防止管路与舱壁连接处在冲击作用下发生断裂的风险。

Description

一种用于船舶穿舱管路的抗冲击装置

技术领域

本发明属于涉及舰艇管路技术领域，尤其是一种新型抗冲击管路穿舱结构装置。

背景技术

舰船在其服役期间，不可避免地会面临冲击问题，它直接关系到舰船在战争中的战斗力和生命力。随着现代军事技术的发展，使得舰船的作战环境非常恶劣。高性能的炸弹爆炸对舰船的冲击作用越来越大，使得舰艇的抗冲击能力已成为作战能力强弱的重要技术指标。即使在和平时期，由于巡航引起的碰撞冲击也可能对舰船造成较大的伤害。

舰上管路系统众多，舰艇遭受近距离水下爆炸冲击后，尽管船体结构完整，但许多舰艇系统设备却遭到功能性破坏，如：管路螺纹接头破裂、设备与附近的设备或结构发生干涉碰撞等等。尤其舰艇管路系统对冲击载荷作用非常敏感，在强冲击过程中经常由于应力过大而出现破坏现象，从而造成舰船主要设备无法工作，陷入瘫痪状态。舰船管路系统遍布全船，庞大复杂，已有多次海战和实船爆炸试验表明管路与舱壁的连接处是整个管路系统的薄弱部位之一，在冲击过程中出现严重破坏，因此舰艇管路系统的冲击破坏是舰艇结构迫切解决的问题之一，尤其是提高管路穿舱处的冲击隔离技术和抗冲能力的研究显得尤为重要。

现有的管路穿舱主要是采用加大管路穿舱处的壁厚是最常用的做法之一，或是采用波纹管抵抗冲击，或在管路与舱壁的连接件处加入一些聚氨酯材料，或是直接加弹簧支座。这些做法的抗冲击不利之处在于：(1)传统的加大管径可抵抗外载荷的作用，但冲击载荷作用下，变直径处很容易破坏；(2)如果在管路与舱壁连接处采用波纹管，只可以抵抗沿着管路长度方向的冲击作用；(3)在管路与舱壁的连接处加上聚氨酯材料，有一定的抗冲击作用，但抵抗较严重的冲击作用需要加较厚的弹性材料，则管路的柔度太大；(4)弹簧加上后也会造成在不抵抗冲击载荷时管路的柔度过大。

发明内容

为了防止管路的变形大、应力大对管路系统造成破坏，本发明提供了一种抗冲击管路穿舱结构装置，在正常工作状态下，管路与舱壁接近于刚性连接，变形较小；管路系统受到冲击时，通过系统的变形和相关弹性系统来吸收冲击能量，能大大降低管路与设备连接处发生断裂的风险，起到有效保护管路与设备连接部位的作用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，在穿越舱壁4一段的管路7上套装有连接管6，所述连接管6为一端设有大凸肩的组装式圆筒管，所述连接管6上位居所述舱壁4左侧，即靠近大凸肩端套装有组装式刚性连接装置2，右侧套装有组装式抗冲击装置3，所述连接管6设有的大凸肩与所述舱壁4之间沿圆周方向等均设置有若干油缸一6-4；所述舱壁4的孔壁上固定穿装有舱壁套筒5，左右两侧的管路7上镜像套装有与舱壁4相连接的组装式外筒体1。

进一步优选，所述连接管6与所述管路7之间还设置有聚氨酯材料套管6-3。

进一步优选，所述外筒体1与所述管路7之间还设置有聚氨酯材料垫圈1-3。

进一步优选，所述刚性连接装置2由至少2个半圆管2-2，半圆管2-2两端分别2个半圆环盘2-3构成，所述半圆环盘2-3的外圆周面与半圆管2-2内圆周面固定连接，所述半圆环盘2-3的内圆周面与所述连接管6外圆周面固定连接形成一封闭环形空腔体。

进一步优选，所述抗冲击装置3由至少2个半圆管3-2，若干弹簧3-3和若干油缸二3-4构成，其中所述半圆管3-2对合套装在所述连接管6上形成一开放环形空腔体，所述空腔体中沿圆周均等，沿轴向依次按油缸二3-4、若干排弹簧3-3、油缸二3-4排列设置一端连接半圆管3-2，另一端连接连接管6的若干油缸二3-4和若干弹簧3-3。

进一步优选，所述弹簧3-3为3圈，每圈8个；所述油缸二3-4为2圈，每圈8个。所述油缸一6-4为4个。

进一步优选，所述舱壁套筒5的截面形状为内凹双曲线形。

进一步优选，所述刚性连接装置2和所述抗冲击装置3的外圆周表面上还分别铺设有聚氨酯材料层。

进一步优选，上述所述固定连接为焊接或螺栓连接。

本发明的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置的作用机理：管路系统未受冲击作用时，舱壁与刚性连接装置相接触作用，避免管路晃荡；当舰船及管路系统受到冲击，通过液压油缸进行切换，将抗冲击装置与舱壁相接触作用，用弹簧系统抵抗冲击载荷，避免了管路的破坏。

本发明的刚性连接装置在船体未受到冲击作用的工作状态时，此时只有外筒体壁主体承受重力等常规荷载的作用，只有当船体受到剧烈的冲击作用时，通过调节连接装置的油缸，将舱壁与抗冲击装置想作用，船体结构传递较大的荷载到设备和管路系统，此时设备是柔性的，连接管会产生位移，与连接管连接的带弹簧的外筒体开始起作用，可以抵抗垂直于管径方向的冲击载荷，外筒体可随着冲击载荷的幅度发生不同程度的位移，起到抗冲击作用，从而保护管路不出现变形过大、应力过大而产生破坏，同时抗冲击装置的油缸的设置仍可以对管路起到弹性的约束和固定作用，外筒体内设置圆柱螺旋拉伸弹簧大大减小了管路在巨大冲击载荷作用下发生大位移的风险。连接装置的液压油缸可以承受沿着管长方向的冲击载荷。

相较于现有技术，本发明的有益效果为本发明的分别针对冲击工况和非冲击工况的管路与舱壁之间的不同连接装置，实现其切换。既可以满足常规工况的管路保护需求，以保证抗冲击装置的寿命。保证了正常状态时连接装置变形较小，提高连接装置的疲劳寿命；在冲击荷载作用下可降低管路与舱壁连接处的应力，有效降低与舱壁连接处管路的变形量，防止管路与舱壁连接处在冲击作用下发生断裂的风险。

本发明的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，结构合理简单，生产制造容易，成本低，使用方便，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的结构构造示意图，

图2为图1的A-A剖面图，

图3为图1的B-B剖面图，

图4为图1的C-C剖面图，

图中附图标记说明：1、外筒体；1-1、外筒体侧壁；1-2、外筒体外壁；1-3、聚氨酯材料垫圈；1-4、螺栓；

2、刚性连接装置；2-1、聚氨酯套筒；2-2、半圆管；2-3、半圆环盘；

3、抗冲击装置；3-1、聚氨酯套筒；3-2、半圆管；3-3、弹簧；3-4、油缸二；

4、舱壁；

5、舱壁套筒；

6、连接管；6-1、大凸肩板；6-2、圆筒管；6-3、聚氨酯材料套管；6-4、油缸一；

7、管路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。

请参阅图1至图4所示，为本发明的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，包括外筒体1、连接管6、刚性连接装置2、抗冲击装置3、舱壁套筒5组成，所述装置外包于管路7，与舱壁4采用螺栓连接。所述的外筒体1由外筒体左侧外壁1-2、外筒体侧壁1-1和管路7组成的环形空腔，外筒体侧壁1-1采用聚氨酯材料垫圈1-3与管路7相作用，外筒体左侧外壁1-2采用螺栓1-4与舱壁4相连接，以方便拆卸维修。

所述的连接管6由圆筒管6-2和大凸肩板6-1焊接，加上聚氨酯材料套管6-3，并通过油缸一6-4将连接管6与舱壁4连接，其中油缸一6-4的一端与大凸肩板6-1铰接，另一端与舱壁4焊接，油缸一6-4的设置数量为沿圆周向4个。

所述的刚性连接装置2由两个半圆管2-2与四个半圆环盘2-3组成，其中1个半圆管2-2两端的内圆周与2个半圆环盘2-3的内圆周焊接，半圆环盘2-3的外圆周与连接管6的圆筒管6-2焊接固定，在半圆管2-2外表面装配聚氨酯套筒2-1。

所述的抗冲击装置3由半圆管3-2内壁与连接管6的圆筒管6-2外壁之间的空腔内直接设置弹簧3-3来实现抗冲击，弹簧沿圆周方向布置8个、沿圆筒管6-2长度方向设置3排，在半圆管3-2的两端设置各设置一排油缸二3-4，沿圆周向布置8个，在非冲击工况固定外壁板的位置，在冲击工况到来前实现外壁板位置的调整，以实现抗冲击装置3与舱壁4的连接。

所述的舱壁4开孔处设置舱壁套筒5，以易于实现刚性连接装置2与抗冲击装置3之间的切换。

综上所示，本发明的一种用于船舶穿舱管路的的抗冲击装置，结构合理简单，便于制造且成本低。在具体的使用时，在未受到冲击载荷的情况下，通过调节连接管的油缸一6-4，将刚性连接装置2与舱壁4及舱壁套筒5相接触作用，从而固定住整个管路7。当处于作战状态时，通过调节连接管6的油缸一6-4，将抗冲击装置3与舱壁4及舱壁套筒5相接触作用，当船体和管路系统受到外来的剧烈冲击载荷时，放松抗冲击装置3的油缸一3-4，冲击载荷通过舱壁4和舱壁套筒5传递给聚氨酯套筒3-1、半圆管3-2以及弹簧3-3，可有效吸收冲击能量，从而保护管路7本身不会出现变形、应力过大而产生破坏的现象，同时仍可以对管路7起到弹性的约束和固定作用。

本发明在正常工作时可以像其他连接方式一样起到连接管路和舱壁的作用，当在受到剧烈冲击载荷的恶劣环境下工作时，更能突显它的优势。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

本发明的一种用于船舶穿舱管路的的抗冲击装置的装配方法如下：参阅图1及图1(A-A)剖面图2、图1(B-B)剖面图3、图1(C-C)剖面图4所示，首先在管路7外侧铺设聚氨酯材料套管6-3，将连接管6的圆筒管6-2分成两个半圆周管，其一半的外周与大凸肩板6-1的一半内周焊接在一起，穿入舱壁4与管路7之间的空隙中，同时将圆筒管6-2的另一半与大凸肩板6-1的另一半焊接穿入舱壁4与管路7之间的空隙，将这两个半圆管2-2和半圆环盘2-3分别焊接在一起；刚性连接装置2也同样由半圆管2-2和两个半圆环盘2-3焊接在一起组成一个构件，将两个构件从图1的右侧穿入，焊接在连接管6的圆筒管6-2上，其外侧铺设聚氨酯套筒2-1；装配抗冲击装置3时，首先将弹簧3-3和油缸二3-4通过焊接固定于连接管6的圆筒管6-2外侧壁上，同样由两个半圆管3-2穿入舱壁4与管路7之间的空隙中，将弹簧3-3的另一侧固定于半圆管3-2的内侧，将油缸3-4二铰接固定于半圆管3-2内侧，最后将这两个半圆形管焊接形成空腔，半圆管3-2的外侧铺设聚氨酯套筒3-1。舱壁套筒5同样分成两个半圆形构件，穿入舱壁4与管路7之间的空隙，然后焊接于舱壁4上。将油缸一6-4的一端与舱壁4焊接在一起，另一端铰接于大凸肩板6-1。最后，将外筒体1中的1-2由两个半圆管，1-1由两个半圆环形板，分别焊接成桶形，将聚氨酯垫圈1-3铺设于1-1的内侧，然后分别采用螺栓1-4将其固定于舱壁4上，装配成如图1左侧的外筒体，右侧的外筒体与左侧形状相同，镜像安装。

Claims (7)

1.一种用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，在穿越舱壁(4)一段的管路(7)上套装有连接管(6)，所述连接管(6)为一端设有大凸肩的组装式圆筒管，所述连接管(6)上位居所述舱壁(4)左侧，即靠近大凸肩端套装有组装式刚性连接装置(2)，右侧套装有组装式抗冲击装置(3)，所述连接管(6)设有的大凸肩与所述舱壁(4)之间沿圆周方向等均设置有若干油缸一(6-4)；所述舱壁(4)的孔壁上固定穿装有舱壁套筒(5)，左右两侧的管路(7)上镜像套装有与舱壁(4)相连接的组装式外筒体(1)；其中，所述刚性连接装置(2)由至少2个半圆管(2-2)，半圆管(2-2)两端分别2个半圆环盘(2-3)构成，所述半圆环盘(2-3)的外圆周面与半圆管(2-2)内圆周面固定连接，所述半圆环盘(2-3)的内圆周面与所述连接管(6)外圆周面固定连接形成一封闭环形空腔体；所述抗冲击装置(3)由至少2个半圆管(3-2)，若干弹簧(3-3)和若干油缸二(3-4)构成，其中所述半圆管(3-2)对合套装在所述连接管(6)上形成一开放环形空腔体，所述空腔体中沿圆周均等，沿轴向依次按油缸二(3-4)、若干弹簧(3-3)、油缸二(3-4)排列方式，设置一端连接半圆管(3-2)，另一端连接连接管(6)的若干油缸二(3-4)和若干弹簧(3-3)。

2.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述连接管(6)与所述管路(7)之间还设置有聚氨酯材料套管(6-3)。

3.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述外筒体(1)与所述管路(7)之间还设置有聚氨酯材料垫圈(1-3)。

4.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述弹簧(3-3)为3圈，每圈8个；所述油缸二(3-4)为2圈，每圈8个。

5.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述油缸一(6-4)为4个。

6.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述舱壁套筒(5)的截面形状为内凹双曲线形。

7.根据权利要求1所述的用于船舶穿舱管路的抗冲击装置，其特征在于，所述刚性连接装置(2)和所述抗冲击装置(3)的外圆周表面上还分别铺设有聚氨酯材料层。

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