CN1103371A - 船用缓冲装置 - Google Patents

Abstract

橡皮弯折型船用缓冲装置，例如盒形空心圆筒船 用缓冲装置、截锥形空心圆筒船用装置和V形船用 缓冲装置等，包括橡皮主体部分、紧固法兰部分和冲 击接收部分。在该装置中，在橡皮主体的内周面上在 靠近弯折点的给定位置形成橡皮加厚区域，从而防止 了在弯折形变时反作用力的下降。

Description

本发明涉及船用缓冲装置，具体涉及改进橡皮弯折型船用缓冲装置例如空心圆筒船用缓冲装置。这种船用缓冲装置包括橡皮圆筒主体总分2、码头岸壁的紧固法兰部分3、冲击吸收部分4和嵌入部分3、4中的增强钢板5、6。当这种船用缓冲装置由于使船舶等向该处停泊而使得在其轴线方向受到压缩时，便得到如图2所示的吸收停靠冲击能的压扁度-反作用力曲线。在这种情况下，反作用力随压扁程度的增加而增加，达到一个较高的峰值（A点）后，随着压扁程度的进一步增加，反作用力下降到C点，压偏程度再增加，反作用力又急剧增加。

具有这种特征曲线的船用缓冲装置实际上被利用到达到B点，该点的反作用力等于A点的反作用力，在这种船用缓冲装置中，船用缓冲装置的吸收能可用压扁度-反作用力曲线和直到B点的横座标包围的面积表示。但是，反作用力实际上降到C点，所以吸收能量仅损失S部分，该S部分对应于点线A-B和曲线A-C-B所包围的面积，因此需要增加点C处的反作用力相对于点线A-B的降低，从而使能量吸收增加到面积S上。

同样，在V形船用缓冲装置中也观察到上述现象，这种V形船用缓冲装置在垂直于其轴线的方向上承受靠岸负载。

为了克服常规船用缓冲装置的上述问题，在JP-Y-2-30505专利中提出了一种空心圆筒船用缓冲装置。这种船用缓冲装置包括截锥形的圆筒主体部分和圆筒形冲击接收部分，在这种缓冲装置中，试图规定圆筒主体部分的高度和冲击接收部分的高度之间的关系和冲击接收部的外径和圆筒主体部分底部的内径之间的关系，以此来减少吸收能量的降低。

按照这种方案，主要由于使冲击接收部分的高度增得相当高，因而压扁的圆筒形主体部分的外表面与靠岸船的船体的接触的时间延迟了，从而增加了能量的吸收量。然而，由于冲击接收部分比较高，因而在冲击接收部分也一定会发生形变，产生与图2所示相同的反作用力的下降，因此从能量效率看用这种船用缓冲装置并不是较好的。

因此，本发明的目的是提供一种可尽可能减小吸收能量降低的橡皮弯折型船用缓冲装置。本发明具体提供一种橡皮弯折型船用缓冲装置，这种缓冲装置采用加厚橡皮主体部分靠近其弯折点的区域的方法可以有效地防止由于常规船缓冲装置的橡皮主体部分的弯折形变而产生的反作用力的下降。

按照本发明，橡皮弯折型船用缓冲装置具有橡皮主体部分、紧固法兰部分和冲击接收部分，在该缓冲装置中，在靠近由橡皮主体部分的弯折形变产生的弯折点处，至少在弯折点的一侧，橡皮主体部分的内周面向内扩展，形成橡皮加厚区域。

下面参照附图说明本发明，附图中：

图1是常规弯折型船用缓冲装置的前视图，图中部分为截面图；

图2是曲线图，示出常规船用缓冲装置的压扁度-反作用力曲线；

图3是示意截面图，示出常规空心圆筒形船用缓冲装置的各种形变状态；

图4是示意截面图，示出本发明的橡皮弯折型船用缓冲装置一个实施例的各种形变状态；

图5是本发明橡皮弯折型船用缓冲装置第一实施例的前视图，部分是截面图；

图6至8分别是图5所示船用缓冲装置的变型实施例的前视图，部分为截面图；

图9是本发明橡皮弯折型船用缓冲装置第二实施例的前视图，部分为截面图；

图10是本发明橡皮弯折型船用缓冲装置另一个实施例的透视图。

本发明是基于实际仔细观测弯折型船用缓冲装置例如圆筒形船用缓冲装置等的弯折形变的结果。

在常规船用缓冲装置中，随着压扁量从如图2所示的A点增加到B点时所发生的圆筒主体部分的弯折形变过程由图3中的箭头标出，在发生弯折形变期间，反作用力下降而低于较高的峰值（A点）。由图3可见，在从图3所示的弯折点P开始的弯折形变期间，引起图2中A点和B点之间的反作用力的下降。即，在图3的第一和第二步，橡皮圆筒主体部分的相对于弯折点的上下内周面彼此不相接触，而在图3的第三步，在与弯折点P隔开一点的Q点，两个区域相互接触。然而，在点P和Q之间仍存在不接触的空间，这引起反作用力的下降。

按照本发明，对应于点P和Q之间区域的橡皮主体部分的内周面被向内扩展，形成橡皮加厚区域T，从而填满点P和Q之间的未接触空间，如图4所示，由此在图4中的点P和Q之间可以可靠地增加橡皮主体部分的接触压缩区域，从而增加图2中A点和B点之间的反作用力。因此在本发明中的船用缓冲装置中，当弯折形变过程按图4箭头发生时，将弯折点P夹在中间的橡皮主体部分的内周面区域逐渐彼此接触，从而加大了接触压缩面积。由于存在橡皮加厚区域而发生的压缩反作用力可以补偿点A和点B之间的反作用力的下降。

在本发明的橡皮弯折型船用缓冲装置中，由于在橡皮主体部分的内周面上形成了橡皮加厚区域，因而弯折点P总是固定在一定的位置。另一方面，在常规船用缓冲装置中由于不确定弯折点P，所以每次弯折形变时，弯折点P的位置不管是对许多产品还是对同一产品都很分散，因此引起反作用力的不一致。从这点可以看到，按照本发明形成加厚区域可以减少反作用力的不一致。

在本发明的优化实施例中，在橡皮主体部分上的规定位置上形成环形槽，由此橡皮主体部分可以根据能量产生有效的弯折，因而提高了船用缓冲装置的寿命，并且总可以产生给定的反作用力。即环形槽成形在橡皮主体部分的外表面上，成形的位置与嵌在紧固法兰部分中的增强钢板分开一点，由此弯折发生在环形槽上，可以防止应力集中在钢板上，从而防止钢板脱离橡皮的粘着表面和橡皮破裂，这增加了装置的寿命。

橡皮加厚区域的开始点（即弯折点P的位置）可以根据橡皮主体部分的倾角、冲击接收部分的高度和成形在橡皮主体部分外表面上的环形槽的位置等因素而不同，但是该位置最好在h＝0.2H-0.6H的范围内，式中h是弯折点P相对于缓冲装置底线的位置，H是船用缓冲装置从底线量起的高度。另外，橡皮加厚区域的长度L通常在L＜0.5H的范围内，因为当其太长时，位移量变小了而且过早地增加了反作用力。其次，橡皮加厚区域的厚度可以根据船用缓冲装置的大小、橡皮加厚区域的长度和橡皮主体部分的厚度等因素进行适当选择。

图5示出了本发明的弯折型橡皮船用缓冲装置的第一实施例。该船用缓冲装置是截锥形的空心圆筒船用装置10，该缓冲装置具有橡皮主体部分12、码头岸壁的紧固法兰部分13和对船只的冲击接收部分14。直接承受船只靠岸冲击力的冲击接收板（未示出）固定在冲击接收部分14上。另外，冲击接收部分14用嵌在其中的钢板15增强，其中，内螺纹16车在钢板15上，冲击接收板通过该螺纹紧固在冲击接收部分上。另一方面，紧固法兰部分13用嵌在其中的钢板17增强，并且在钢板上也加工了螺栓孔18，从而可用螺栓（未示出）将其固定码头岸壁等建筑上。

位于橡皮主体部分12内周表面上的P点是在船只靠岸负载加在冲击接收板上时的弯折点。在所示的实施例中，当船用缓冲装置10的高度是H（纵底线量起的高度）时，点P的位置h在约0.3H-0.4H的范围内。橡皮主体部分12从弯折点开始大大向外凸出，形成弯折、从而吸收靠岸负载。

在船用缓冲装置10，橡片加厚部分19成形在靠近弯折点的橡皮主体部分12的内周面上（在所示实施例中在冲击接收部分一侧）。

根据要靠岸船只的大小，船用缓冲装置的尺寸自然是不同的。在所示的实施例中，船用缓冲装置10的高度是100cm，橡皮主体部分12的外径d₁是90cm，内径d₂是60cm，冲击接收部分14的直径d₃是80cm，而紧固法兰部分13的直径D是130cm。橡皮主体部分12的厚度t约为15cm。另一方面，弯折点p的位置h约40cm，而橡皮加厚区域19的长度L为23cm，厚度t₁为3cm。

当船用缓冲装置10由于接收船只等的靠岸负载而发生形变时，导致在弯折点发生弯折形变，因为橡皮加厚区域19靠近弯折点P配置，所以将弯折点P夹在中间的橡皮主体部分的内周表面部分如图4所示的相互接触，从而产生有效的反作用力。即本发明的船用缓冲装置10在图2所示的反作用力-压扁度曲线中的A点和B点之间的反作用力的下降比较小。因为反作用力在A点和B点之间的大体水平方向变化，所以可以防止减少吸收能量。

另外，当船用缓冲装置满足条件0.1H≤t≤0.35H，0.01t≤t₁≤0.1H和L≤0.4H时，可以有效地增加上述的吸收能量。

在图5所示的实施例中，环形槽20和21被分别成形在靠近紧固法兰部分13和靠近冲击接收部分14的橡皮主体部分12的外周面上。这些环形槽20和21具有一定的曲率。这些环形槽20、21用作橡片主体部分12的弯折点，可以防止钢板15、17脱离橡皮的粘着表面并防止橡皮破裂。

在图5所示的船用缓冲装置10中，橡皮加厚区域19相对于弯折点P成形在橡皮主体部分内周面的一侧表面上，但是，橡皮加厚区域可以配置在将弯折点P夹在中间的两侧。另外，橡皮加厚区域的截面形状没有具体限制。

图6至8分别是图5所示橡皮弯折型船用缓冲装置的改进实施例。在图6中，橡皮加厚区域19在对应于弯折点P的位置具有方形的形状。在图7中，橡皮加厚区域19相对于弯折点P成形在紧固法兰部分13的一侧。在图8中，橡皮加厚区域19-1和19-2相对于弯折点P成型在两侧。在这些实施例中，环形槽20和21的截面是V形的。

图9和11分别是本发明的橡皮弯折型船用缓冲装置的其它实施例。图9的船用缓冲装置30是盒形船用缓冲装置，该装置包括具有两个橡皮加厚区域19的橡皮主体部分19，两个加厚区域19夹着弯折点P。图10的船用缓冲装置40是V形船用缓冲装置，该装置包括在弯折点P的一侧具有橡皮加厚区域19的橡皮主体部分。图11的船用缓冲装置50是V形船用缓冲装置，它包括橡皮主体部分，主体部分具有两个中间夹着弯折点P的橡皮加厚区域19。

如上所述按照本发明，由于在图3的弯折点P和点Q之间形成的未接触空间由靠近弯折点P的橡皮主体部分内周面上形成的橡皮加厚区域填满，所以对船只的靠岸冲击提供了一种吸收性能极好的橡皮弯折型船用缓冲装置，在该装置的压扁度-反作用力曲线上没有反作用力的下降。

Claims (5)

1、一种橡皮弯折型船用缓冲装置，它包括橡皮主体部分、紧固法兰部分和冲击接收部分，在该装置中，橡皮主体部分的内周面在靠近橡皮主体部分由于弯折形而形成的弯折点的地方至少在弯折点的一侧向内扩展，形成橡皮加厚区域。

2、如权利要求1所述的船用缓冲装置，其特征在于，环形槽分别成形在靠近紧固法兰部分和冲击接收部分的橡皮主体部分的外周面上。

3、如权利要求1所述和船用缓冲装置，其特征在于，从船用缓冲装置底线测量的弯折点的位置h在0.2H-0.6H的范围内，其中H是相对于底线的船用缓冲装置的高度。

4、如权利要求1所述的船用缓冲装置，其特征在于，橡皮加厚区域的长度L小于0.5H。

5、如权利要求1所述的船用缓冲装置，其特征在于，当船用缓冲的高度是H，橡皮主体部的厚度是t，加厚区域的长度和厚度分别是L和t₁时，船用缓冲装置满足0.1H≤t₁≤0.35H，0.01t≤t₁≤0.1H和L≤0.4H。

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