CN1962359A - 不沉船泊装置 - Google Patents

Abstract

本发明为不沉船泊装置，与船泊的密封仓有关，解决已有船泊船体易损坏，受损船体的浮力不能避免船泊沉没的问题。船体(1)的底部或侧壁排列有若干气囊(2)，船体(1)的壳体周边有条形气带(3)和弯曲形气围带(4)或者船体(1)的壳体、甲板、底仓有密封夹层，夹层内有隔板将其分隔成若干互不相通的储气仓(5)。

Description

不沉船泊装置

技术领域：

本发明与船泊的密封仓有关。

背景技术：

已有的船泊的船体因相撞、触礁或中弹等因素损坏后，其浮力不能避免受损的船泊沉没。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构简单，成本低廉，占据船泊的常用空间少，不易被全部损坏，事故发生后仍可产生足够浮力避免受损船泊沉没，安全，可靠，检修维护方便的不沉船泊装置。

本发明是这样实现的：

本发明不沉船装置，船体1的底部或侧壁排列有若干气囊2，船体1的壳体周边有条形气带3和弯曲形气围带4，或者船体1的壳体、甲板、底仓有密封夹层，夹层内有隔板将其分隔成若干互不相通的储气仓5。

气囊2，气带3和气围带4为橡胶密封体，橡胶密封体上有气门10，置于与其仿形的与船体固连的刚性储仓中。

气囊2为多面体或柱体，气带3和气围带4的横截面为圆形或半圆形或多边形，气囊2、气带3和气围带4为刚性或柔性密封气体容器。

气囊2、气带3、气围带4和储气仓5的气门10或与气门连接的气管上分别装有一只电磁阀6和带电接点的气压表，气压表内装有红、黄、黑针，黑针与直流电源正极连接，黄针与电接点2SB1连接，红针与电接点2SB2连接，报警器7与电接点2SB1连接，接触器KM2的线圈与电接点2SB2连接，KM2的常闭触点连接接触器KM1，KM2的常闭触点与KM1的常开触点串接，KM1的常开触点与电磁阀6连接，报警器7的常开触点与直流正电源和接触器KM1的线圈连接。

气门10与储气罐连接，储气罐上安装有带电接点的气压表，气压表内装有红、黄、黑针，黑针与电源连接，黄针与电接点1SB1连接，红针与电接点1SB2连接，接触器KM1主触点与空气压缩机电机M连接，KM1的辅助触点与电接点1SB1连接，接触器KM2的线圈与电接点1SB2连接，KM2的常闭触点与KM1的常开触点连接。

船体1上有竖向水位联通管13与载船水体相通，水位联通管13内有磁性浮子9，水位联通管13的船舶超载水位线安装有干簧管传感器或霍尔传感器或超声波传感器11，传感器11的输出与报警装置或/和船舶动力启动控制电路相连接，水位联通管13的下部有台阶12，台阶12的内径小于磁性浮子9的直径。

本发明的气囊、气围带、气带或全金属储气仓不易被完全损坏，只要是严格执行船泊设计的准许载重吨位，船泊、舰遇到相撞、触礁或因战争中弹等因素造成船体外壳损坏从而引起船仓内大量进水，即使船身几乎被完全淹没，船舰也会保持较长一段时间(设计为15-30天)不沉没，完全有足够的时间对船舰上人员的生命和物资财产施救，可大大降低灾难事故的损失，安全性能与现在所用普通船舰相比有很大地提高。

安装本发明装置的军舰，当舰体外壳受损伤引起仓内大量进水，也会维持较长一段时间不会沉没。只要舰上还有武器弹药、生活物资，人员还有战斗能力，就可坚持战斗等待救援。即使船舰安装的橡胶气囊、气带、气围带或全金属储气仓等浮力装置有部份损坏，船舰体几乎被全淹，也不用心慌意乱，可马上减载重仍能保持船舰不沉，为获得救援赢得宝贵时间。

本发明在不超载的前提下，只要船舰的气囊、气带、气围带或全金属储气仓等装置大部未损坏并保持有设计的最低工作气压时，船舰就能保持在设计的时间内不沉没。

本发明具有通用性好，实用价值大，安全、经济、可靠，检修维护简单方便，成本低廉的特点。

附图说明：

图1为本发明的结构图。

图2为图1的C-C剖视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为图1的B-B剖视图。

图5为气带结构图之一。

图6为气带结构图之二。

图7为气围带结构图之一。

图8为气围带结构图之二

图9为气囊结构图之一。

图10为气囊结构图之二。

图11为空气压缩机电路原理图。

图12为储气罐补气控制电路原理图。

图13为气囊、气带、气围带和储气仓补气控制电路原理图。

具体实施方式：

实施例1：

世界上凡是比重比水轻的物质在水中都具有浮力，内装有压缩空气的橡胶物体在水中也是具有浮力的。本装置是利用空气的质量(即比重)比水轻很多，把空气经气门10压缩装在特制的几种不同形状的橡胶气囊2、气带3、气围带4里，再将装有充足设计气压的若干只橡胶气囊、气带、气围带分别固定安装在船仓的底部和船舰四周壁上特设位置的各式储仓内。在船壳体进水后，这些装置在水中的排水量所具有的浮力和水压力作用于橡胶气囊、气带、气围带里的气体，产生的反作用力即共同构成这些装置淹没在水中所具有的浮力。只要设计装设的橡胶气囊、气带、气围带数量和气压合适，利用这些装置的共有浮力就能托起一艘船舰，所以即使船仓大量进水，船舰也能保持较长一段时间不沉没。

船舰装上气囊、气带、气围带，在船壳体损坏前，这些装置因为没有产生排水量和受到水压力的作用，(注：水的深度不同，其压力也不同，水的压力随着水的深度以0.01Mpa/m呈线性变化)不会产生浮力。但当船壳体损坏引起船仓内大量进水，随着进水量的增加，船壳体排水量的浮力减少会逐渐下沉，直至船体几乎全淹没，靠船壳体排水量产生的浮力也就逐渐完全失去。这时气囊、气带、气围带内的压缩气体淹没在水中所产生的浮力就随着船仓内大量进水而逐渐增加，在一定时间内就保持了船仓内进水重量与本装置被水淹后产生的浮力相平衡。损坏进水的船体就会停在设计高度保持不再下沉，相当于又逐渐慢慢地恢复船壳体损坏前所具有的浮力。这时船舰仓内由于有大量进水而增加了船的载重量，所以船体会比损坏前下沉许多，但最终保持不全沉没。尤如是装有钢铠的“气阀子”在水里不沉。又如同一个不会游泳的人背有一件救身衣在水里就能不沉没，本发明的气囊、气带、气围带或金属储气仓装置就如同给船泊、舰也穿上了一件特制的“救身衣”，使船泊、舰在船壳体损坏引起大量进水的紧急情况下还能保持很长一段时间不沉没。

本实施例的制作安装要求

1、设计气囊、气带、气围带的形状，体积大小及具体结构尺寸，船仓里装设位置的布局和安装件数的多少，由船的用途、形状、载重吨位的多少，安全可靠性的要求，船泊在江河湖水中，还是在海洋中航行等多种因素全面综合考虑。气囊的形状根据船仓里空间的需要与可能，可以设计制作成长方形、正方形、矩形、梯形、忱形、圆柱形、半圆柱形、正六边形等。气带、气围带的形状可选择设计为圆形、圆柱形、半圆柱形、扁带形等。选择什么形状、体积、尺寸及结构要求应根据船舰的可利用空间灵活而定。总之无论气囊、气带、气围带设计成什么形状，只要能储存一定气压力的橡胶物体均可以使用。

2、设计气囊、气带、气围带的布置位置：在船身的内面在船底部最好以设计制作安装气囊2为主。甚至在船舷外面，在船体前沿和尾部壁上均可设计制作若干个橡胶气囊、气带、气围带，安装气围带、气带为主。也可以将船泊整体、船仓、甲板都设计为空间夹层或带储仓，在夹层或储仓内设计安装橡胶气囊、气带、气围带。在船泊仓面上、甲板面上的最边沿位置，可设计为上下多层像船泊栏杆式的橡胶气囊、气带、气围带以代替船泊仓面上或甲板上的栏杆，可作为预防船泊体内装设的橡胶气囊、气带、气围带因事故损坏较多时作船舰不沉没的后备保险装置用。

3、固定安装方式：气囊2的储仓都要盖上钢度较坚固的金属盖。在气囊的储仓盖面的四角和中间相间合适位置，都要用螺钉将盖紧固在船的加强肋架上或船体上。容纳气带、气围带的管状、带状式储仓可在间距的合适位置用牢固的金属管卡卡住，用螺钉将管卡固定安装在船体的加强肋上或船体上。再在仓盖的合适位置开一检查、补气小孔，此孔位置要求与橡胶气囊、气带、气围带的气门和气压表位置相对应一致，便于检查和补气时使用。平时将小盖盖上，在检查气压、和需要补气时才打开小盖。制作小盖的材料还可选用透明的防弹玻璃制作，成为观察小窗以方便观测气压。

4、在装设橡胶气带、气围带的管状、带状储仓和气囊的储仓内，最好再加上阻燃隔热材料以保护橡胶气囊、气带、气围带装置不因火灾、热源等原因损坏。

5、设计时尽可能根据实际需要充分合理利用船仓里的空间，尽可能多装设橡胶气囊、气带、气围带等装置，并留有一定的保险系数，确保其使用本装置所特具有的安全性能和作用。

6、橡胶气囊、气带、气围带的强度与结构，设计时要考虑与工作气压相配套，一般情况建议设计在能承受额定工作压力为6--8公斤左右为宜或更高一些。

7、在每个独立结构的橡胶气囊、气带、气围带的合适位置设计一个加气和补气用的气门。气门内应设计带有气体止回装置，要求气门密封性能好，在较长时间里(至少一个月内)都能保持在最低设计工作气压。根据需要可在每只气囊、气带、气围带的合适位置装设一只监视气压的压力表或带有电接点的压力表，以便于观察气压及时报警、手动补气或自动监测报警，自动补气用。

8、根据船泊安全重要性的需要和可能，为与船上装设的先进设施相配套，还可设计设置自动监测、自动控制气囊、气带、气围带内气压高低变化，自动监测报警和自动控制补气装置系统(如军舰、较高级豪华客货轮等使用)。

补气装置主要由以下器件构成：需设计安装电接点压力表若干只，声光报警器若干只，空气压缩机装置两套(一用一备用)，包括空气压缩机主机、主机电器控制装置(含接触器等器件)、系统补气装置的储气罐、主管路、分支管路、内部装有压缩弹簧式的电磁阀若干只等设施。在每个设计独立安装、工作的橡胶气囊、气带、气围带上装上一只自带有电接点的压力表。此表的结构和作用为：在表内装有两对电接点，一对接点用于监测最低工作气压，一对接点用于监测最高工作气压。在表内装上红、黄、黑三只带有导电接点的压力表指示针，导电接点并分别用红、黄、黑三根不同颜色的导电线引出，黑针位置是不固定的并且是随时都能真实随气压表内的气压变化而变化的，可用来直接观测气囊、气带、气围带内的实际工作压力。红、黄针的位置是专供试验调整，控制气压装置的工作状态设置的，可用于整定设计的最高、最低工作气压。在表玻璃面板上有调整试验钮，整定好最高、最低设计工作气压后在表上作上一个标志记号而不要再动针的位置。常用黄针位来整定最低设计工作压力，供报警和与黑针接点接通后去启动补气装置工作用，用红针位来整定补气装置的最高工作压力和与黑针接点接通而控制使正在工作中的补气装置自动停止工作。装了电接点压力表监测气囊、气带、气围带内气压的变化和用表内带有的电接点来自动监测、控制气囊、气带、气围带内气压低的报警和控制自动补气装置的工作状态就方便多了。

自动监测报警，自动控制补气装置的工作原理：

1)向气囊、气带、气围带补气。在气囊、气带、气围带装置上装设有一只带电接点的压力表，气压表的黑针上接有直流24V正电源，当气囊、气带、气围带内的气压逐渐下降到低于最低设计工作压力时，黑针这时与黄针重合，压力表电接点2SB1闭合导通直流24V正电源，使声光报警器报警。(可买市场上的成品，常用在消防设施上)在报警器报警的同时报警装置有一对接点还会去接通接触器KM1线圈，KM1接触器启动并自保持，这时KM1有一对接点闭合接通装在自动补气装置系统分支管路上的电磁阀使电磁阀开启。通过安装接通的系统补气装置的管路向这只报警的气囊、气带、气围带内补气。当这只气囊、气带、气围带气压逐渐上升，黑针逐渐离开黄针后因电接点2SB1断开，切断24V+电源报警自动解除。

当继续补气，气压逐渐升到最高设计工作气压时，黑针随着气压的上升逐渐靠近红针并重合时，压力表的电接点2SB2接通接触器KM2的线圈而启动，KM2接触器的常闭触点断开接触器KM1的自保持电路，接触器KM1线圈失电，KM1常开触点断开使补气装置的电磁阀失电，在电磁阀内弹簧力作用下使电磁阀自动关闭，补气停止。

2、)向系统补气装置的管内和系统补气装置的储气罐内补气。当系统补气装置气压力不足到低于最低设计工作压力时，系统补气装置的储气罐上安装的压力表电接点1SB1这时黑针与黄针重合，接通系统补气装置的空气压缩机电机启动控制回路的KM1，KM1主触点使压缩机工作向系统补气装置的管内和储气罐内补气。因接触器启动后KM1触点的自保持使压缩机继续工作补气。当系统补气装置管内和储气罐内气压力达到最高设计工作压力时，表黑针随着气压的上升逐渐靠近红针并重合时，压力表的电接点1SB2这时闭合，启动接触器KM2，KM2常闭触点断开，使KM1线圈失电，KM1主触头断开，空气压缩机停止工作。达到自动监测报警、自动控制的目的。

9、在设计制作每一型号规格、批次不沉没的新船舰时，一定要做两个试验：一是船泊超载监测自动报警试验。二是船泊不沉设试验。可按以下程序试验：

1)按设计要求在船舰上安装好超载监测自动报警装置和橡胶气囊、气带、气围带(都需充足设计的工作气压)，装上设计的额定载重吨位和外加船上所有设施设备的总载重(试验时不要安装这些设施设备而计算为另加载重量)，此时船在额定载重吨位，船体应在额定设计水位。再加载重量到设计的超载报警位，这时调整超载监测报警控制装置的位置，使其报警并整定位置、固定安装报警器，作好标记。报警器为XC-901N多功能报警模块，干簧管传感器和扬声器与XC-901N的端子连接。XC-901N与电源连接。

2)卸去超载负荷至设计额定负荷(包含保留全部设施的另加载重量)，这时向船体内大量充水，直到整只船体内所有部位全部充满水为止。观察整只船体的沉没情况，与试验现场水面相比较，这时如果整只船体沉没较深，例如人站在甲板上或是货仓面上，船上的沉没水位对人的工作和生活活动有影响，乃至对人的生命有危险就未达到设计要求，就须再增加气囊、气带的装设只数。若船的可利用空间已很有限，在装设的气囊、气带、气围带所能承受的设计安全工作压力还有提高的余地，允许适当增加气囊、气带、气围带的工作气压，直到整只船体浮出水面并保持在离试验现场水平面一定高度上，在15-30天内都保持在水面这一高度为设计试验合格。

实施例2：

是将船舰体外壳、甲板等主要船体部位都设计制作成空间夹层，利用纵横交错安装焊接在夹层里面的加强肋钢板，将夹层隔成若干个互不相通，密不漏气的储气仓5。直接将空气压入这些储气仓保存，并长期储存保持一定的设计气压，依靠设计装设的这些金属储气仓内压缩空气淹没在水中所具有的浮力，就能使船舰在出事故损坏引起船仓大量进水后保持不沉没，如同舟桥部队架设浮桥时用的铁箱柜不沉没。

为了制作全金属体不沉船泊，设计时将整只船舰的外壳、客仓、货仓主体、船舰甲板都设计为一合适空间厚度的夹层。为了增加船泊夹层结构的强度和整只船舰的结构强度，在夹层里面焊接很多块纵横交错的加强肋钢板，焊上盖板就形成夹层。制作时先将船泊外壳钢板焊好，再焊接加强肋钢隔板，最后焊盖板就将夹层作成若干个相互密闭不漏气空间。直接利用这些空间当作船泊不沉没的储气仓，在所有这些储气仓里经设计的气门压入设计的工作气压力，使每个储气仓里长期保持设计气压力，在船泊壳体损坏引起船仓内大量进水后即可使船泊不沉设。在每个储气仓盖面设计一个气门，用来平常给金属储气仓加气和补气用。补气系统的电路结构与实施例1相同。

在每个储气仓盖面设计一个气门，用来供制作新船舰时给金属储气仓加气和补气用。新船舰一经制作试验合格后(指不沉没试验)即将气门作熔焊封闭，靠储气仓的密封性能长期保持设计气压使船舰壳体损坏引起大量进水而不沉没。

Claims (6)

1、不沉船泊装置，其特征在于船体(1)的底部或侧壁排列有若干气囊(2)，船体(1)的壳体周边有条形气带(3)和弯曲形气围带(4)，或者船体(1)的壳体、甲板、底仓有密封夹层，夹层内有隔板将其分隔成若干互不相通的储气仓(5)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于气囊(2)，气带(3)和气围带(4)为橡胶密封体，橡胶密封体上有气门(10)，置于与其仿形的与船体固连的刚性储仓中。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于气囊(2)为多面体或柱体，气带(3)和气围带(4)的横截面为圆形或半圆形或多边形，气囊(2)、气带(3)和气围带(4)为刚性或柔性密封气体容器。

4、根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于气囊(2)、气带(3)、气围带(4)和储气仓(5)的气门(10)或与气门连接的气管上分别装有一只电磁阀(6)和带电接点的气压表，气压表内装有红、黄、黑针，黑针与直流电源正极连接，黄针与电接点2SB1连接，红针与电接点2SB2连接，报警器(7)与电接点2SB1连接，接触器KM2的线圈与电接点2SB2连接，KM2的常闭触点连接接触器KM1，KM2的常闭触点与KM1的常开触点串接，KM1的常开触点与电磁阀(6)连接，报警器(7)的常开触点与直流正电源和接触器KM1的线圈连接。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所说的气门(10)与储气罐连接，储气罐上安装有带电接点的气压表，气压表内装有红、黄、黑针，黑针与电源连接，黄针与电接点1SB1连接，红针与电接点1SB2连接，接触器KM1主触点与空气压缩机电机M连接，KM1的辅助触点与电接点1SB1连接，接触器KM2的线圈与电接点1SB2连接，KM2的常闭触点与KM1的常开触点连接。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于船体(1)上有竖向水位联通管(13)与载船水体相通，水位联通管(13)内有磁性浮子(9)，水位联通管(13)的船舶超载水位线安装有干簧管传感器或霍尔传感器或超声波传感器(11)，传感器(11)的输出与报警装置或/和船舶动力启动控制电路相连接，水位联通管(13)的下部有台阶(12)，台阶(12)的内径小于磁性浮子(9)的直径。

Images