CN110481730A - 一种船舶防倾覆装置及其工作方法 - Google Patents

一种船舶防倾覆装置及其工作方法 Download PDF

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    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking

Abstract

本发明涉及船舶技术领域，公开了一种船舶防倾覆装置及其工作方法，包括设在船体底部的固定装置(1)，还包括上端与固定装置(1)连接的防倾杆(2)，防倾杆(2)的下端设有与防倾杆(2)连接的防倾叶片(3)，还包括设在船体内的控制系统，控制系统包括控制器(4)、电磁锁(5)、液压系统(6)，电磁锁(5)和液压系统(6)分别与控制器(4)连接，防倾杆(2)设在固定装置(1)的一端，电磁锁(5)设在固定装置(1)的另一端，液压系统(6)设在防倾杆(2)的上方且与防倾杆(2)连接。本发明可有效防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆过程，提高人员生还率，在紧急情况下，快速降低船舶重心，增加船舶防倾覆力矩。

Description

一种船舶防倾覆装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶防倾覆装置及其工作方法。
背景技术
船舶作为一种海上移动载体，虽然在设计时考虑了一定的安全余量，保量了一定的储备浮力和稳性，能够防止船舶在一定海况下及条件下倾覆或沉没。但是在恶劣海况下，船舶倾覆超过设计角度导致倾覆沉没事件仍时有发生。
尤其是对于客船，船舶发生倾覆的情况下，往往比破损造成更大的伤亡，也给救援带来更多的麻烦。从近期发生的几次客船倾覆事故可以看出，在船舶稳性、结构强度等都满足相关规范要求的情况下，在遭遇恶劣环境的时候，对防止倾覆都缺乏有效的应对措施。如中国发明专利(申请号：201510315136.6)公开了一种船舶防倾覆装置，船体两侧设置至少各一个高于船体重心位置的气囊存放柜，所述气囊存放柜中存放未充气的气囊，气囊通过固定装置与船体结构柔性连接；气囊存放柜外部具有气囊柜门，气囊柜门上设有浸水压力传感器，收藏状态时，气囊柜门具有一定密性；事故发生时，船舶发生倾斜，水浸没到气囊位置时，浸水压力传感器感应到水压，触发自动释放：气囊柜门自动打开或脱落，同时充气装置迅速给气囊充气，气囊在船体外迅速展开，给船体提供额外的浮力。上述专利所述的防倾覆装置多以浮力气囊、浮力腔体等形式为主，适用于小艇等小型船艇，在大型船舶上应用效果差，无法本质解决船舶倾覆及其造成的危险
发明内容
本发明针对现有技术中防止船舶倾覆效果差的缺点，提供了一种防止船舶倾覆效果好的船舶防倾覆装置及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种船舶防倾覆装置，包括设在船体底部的固定装置，还包括上端与固定装置连接的防倾杆，防倾杆的下端设有与防倾杆连接的防倾叶片，还包括设在船体内的控制系统，控制系统包括控制器、电磁锁、液压系统，电磁锁和液压系统分别与控制器连接，防倾杆设在固定装置的一端，电磁锁设在固定装置的另一端，液压系统设在防倾杆的上方且与防倾杆连接。防倾杆和防倾叶片自身具有一定的重量及受力面积，当防倾杆释放时，船舶重心迅速下降，且防倾叶片展开，产生运动阻力，船舶重心下降后，船舶初稳性高度G1M>G0M，根据MR＝Δ˙GM˙sinθ可知，船舶复原力矩与GM值成正比，船舶重心下降，复原力矩增大，防倾叶片展开产生倾覆阻力，两者共同作用从而防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆速度，从而防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆过程，提高人员生还率，同时本技术根据船型大小和结构的不同，本装置可单套或多套配合使用，提升效果。
作为优选，防倾杆与防倾叶片的中部连接。提高防倾叶片的在释放过程中的阻力，从而防止船舶的倾覆及减缓倾覆的速度。
作为优选，液压系统包括液压缸，液压缸设在固定装置的上方且由下至上向靠近电磁锁方向倾斜设置。通过液压缸驱动防倾杆端部在船舶底部转动，方便对防倾杆和防倾叶片的回收，从而实现本技术的重复利用，降低使用的成本。
作为优选，防倾杆与固定装置铰接，防倾杆在固定装置下方转动。防倾杆绕着防倾杆与固定装置的铰接点转动，方便防倾杆在船舶底部的释放和回收。
一种船舶防倾覆装置的工作方法，包括以上所述的一种船舶防倾覆装置，还包括以下工作方法，当船舶倾角到达设定的临界值，步骤1，控制器控制电磁锁断电或者手动控制控制器对电磁阀锁进行断电；步骤2，防倾杆在自身重力的作用下释放，防倾杆向远离电磁锁方向转动，同时防倾叶片旋转90°展开。防倾杆和防倾叶片释放后，产生船舶倾斜运动阻力，同时降低船舶重心，增大复原力矩，防倾叶片展开产生倾覆阻力，从而防止船舶的倾覆或减缓船舶倾覆的速度。
作为优选，步骤3，回收时，手动操作控制器，控制器控制电磁锁产生磁力，液压系统控制防倾杆向靠近电磁锁方向转动，直至电磁锁将防倾杆吸住。液压缸驱动防倾杆转动，当防倾杆转动至电磁锁下方，通过电磁锁将防倾杆固定在船舶底部，保证防倾杆回收状态下的稳定性，同时方便了防倾杆的回收。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：可有效防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆过程，提高人员生还率，在紧急情况下，快速降低船舶重心，增加船舶防倾覆力矩，结构简单，可靠性高，实施方便，通用性好，制造成本低，可重复使用，且在回收状态时不突出船体结构表面，不影响船舶正常航行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的力学原理图。
图3是本发明防倾杆的释放原理图。
图4是本发明防倾杆的复位原理图。
图5是防倾杆和防倾叶片的结构示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—固定装置、2—防倾杆、3—防倾叶片、4—控制器、5—电磁锁、6—液压系统、7—液压缸、8—船舶姿态仪。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种船舶防倾覆装置，如图1和图2所示，包括设在船体底部的固定装置1，还包括上端与固定装置1连接的防倾杆2，防倾杆2的下端设有与防倾杆2连接的防倾叶片3，还包括设在船体内的控制系统，控制系统包括控制器4、电磁锁5、液压系统6，电磁锁5和液压系统6分别与控制器4连接，防倾杆2设在固定装置1的一端，电磁锁5设在固定装置1的另一端，液压系统6设在防倾杆2的上方且与防倾杆2连接。防倾杆2的上半段为固定部，防倾杆2的下半段为转动部，防倾杆2的上半段和防倾杆2的下半段铰接，防倾杆2上还设有旋转机构(叶片旋转结构为现有技术，本文不再阐述)，旋转机构控制防倾杆2的下半段的转动，防倾杆2和防倾叶片3自身具有一定的重量及受力面积，当防倾杆2释放后，船舶重心迅速下降，且防倾叶片3展开，产生运动阻力，船舶重心下降后，船舶初稳性高度G1M>G0M，根据MR＝ΔGMsinθ可知，船舶复原力矩与GM值成正比，图2中M为船舶稳心，Mh为船舶侧倾力矩，MR为船舶复原力矩，G1为船舶下移重心，G0为船舶初始重心，L0为初始水线，L1为侧倾水线，船舶重心下降，复原力矩增大，防倾叶片展开产生倾覆阻力，两者共同作用从而防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆速度，从而防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆过程，提高人员生还率，同时本技术根据船型大小和结构的不同，本装置可单套或多套配合使用，提升效果。
防倾杆2与防倾叶片3的中部连接。提高防倾叶片3的在释放过程中的阻力，从而防止船舶的倾覆及减缓倾覆的速度。
液压系统6包括液压缸7，液压缸7设在固定装置1的上方且由下至上向靠近电磁锁5方向倾斜设置。通过液压缸7驱动防倾杆2端部在船舶底部转动，方便对防倾杆2和防倾叶片3的回收，从而实现本技术的重复利用，降低使用的成本。
防倾杆2与固定装置1铰接，防倾杆2在固定装置1下方左右转动。防倾杆2绕着防倾杆2与固定装置1的铰接点转动，方便防倾杆2在船舶底部的释放和回收。
实施例2
一种船舶防倾覆装置的工作方法，如图1和图2所示，在实施例1的基础上，包括以上所述的一种船舶防倾覆装置，还包括以下工作方法，当船舶倾角到达设定的临界值，步骤1，控制器4控制电磁锁5断电或者手动控制控制器4对电磁阀锁5进行断电；步骤2，防倾杆2在自身重力的作用下释放，防倾杆2向远离电磁锁5方向转动，同时防倾叶片3旋转90°展开，液压缸7在防倾杆2释放过程中对防倾杆2起到缓冲作用，保证防倾杆2的平稳释放，避免防倾杆2释放速度过快，造成船体结构变形或损坏。船舶姿态仪8船舶倾角传感器给控制器4提供船舶倾角信号，当船舶倾角达到设定临界值或手动释放时，控制器4控制电磁锁5断电，防倾杆2和防倾叶片3释放时，产生运动阻力，同时降低船舶重心，增大复原力矩，防倾叶片展开产生倾覆阻力，从而防止船舶的倾覆或减缓船舶倾覆的速度。
实施例3
一种船舶防倾覆装置的工作方法，如图1至图3所示，在实施例2的基础上，步骤3，回收时，手动操作控制器4，控制器4控制电磁锁5产生磁力，液压系统6控制防倾杆2向靠近电磁锁5方向转动，直至电磁锁5将防倾杆2吸住。液压缸7驱动防倾杆2转动，当防倾杆2转动至电磁锁5下方，通过电磁锁5将防倾杆2固定在船舶底部，保证防倾杆2回收状态下的稳定性，同时方便了防倾杆2的回收。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：可有效防止船舶倾覆或减缓船舶倾覆过程，提高人员生还率，在紧急情况下，快速降低船舶重心，增加船舶防倾覆力矩，结构简单，可靠性高，实施方便，通用性好，制造成本低，可重复使用，且在回收状态时不突出船体结构表面，不影响船舶正常航行。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种船舶防倾覆装置，其特征在于：包括设在船体底部的固定装置(1)，还包括上端与固定装置(1)连接的防倾杆(2)，防倾杆(2)的下端设有与防倾杆(2)连接的防倾叶片(3)，还包括设在船体内的控制系统，控制系统包括控制器(4)、电磁锁(5)、液压系统(6)，电磁锁(5)和液压系统(6)分别与控制器(4)连接，防倾杆(2)设在固定装置(1)的一端，电磁锁(5)设在固定装置(1)的另一端，液压系统(6)设在防倾杆(2)的上方且与防倾杆(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种船舶防倾覆装置，其特征在于：防倾杆(2)与防倾叶片(3)的中部连接。
3.根据权利要求1所述的一种船舶防倾覆装置，其特征在于：液压系统(6)包括液压缸(7)，液压缸(7)设在固定装置(1)的上方且由下至上向靠近电磁锁(5)方向倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的一种船舶防倾覆装置，其特征在于：防倾杆(2)与固定装置(1)铰接，防倾杆(2)在固定装置(1)下方左右转动。
5.一种船舶防倾覆装置的工作方法，其特征在于：包括权利要去1至4任一项所述的一种船舶防倾覆装置，还包括以下工作方法，当船舶倾角到达设定的临界值，步骤1，控制器(4)控制电磁锁(5)断电或者手动控制控制器(4)对电磁阀锁(5)进行断电；步骤2，防倾杆(2)在自身重力的作用下释放，防倾杆(2)向远离电磁锁(5)方向转动，同时防倾叶片(3)旋转90°展开。
6.根据权利要求5所述的一种船舶防倾覆装置的工作方法，其特征在于：步骤3，回收时，手动操作控制器(4)，控制器(4)控制电磁锁(5)产生磁力，液压系统(6)控制防倾杆(2)向靠近电磁锁(5)方向转动，直至电磁锁(5)将防倾杆(2)吸住。
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