CN210503094U - 一种冲撞式碎冰的船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冲撞式碎冰的船舶，包括船体，所述船体底部设置破冰装置，所述的破冰装置包括圆台式结构和液压装置，所述的液压装置为多段式，所述的圆台式结构初始状态为内嵌于船体内，所述的圆台式结构的上端和液压装置连接，所述的圆台式结构为上端大，下端小，内部是空的，下端不封闭，所述圆台式结构有4个，船尾两侧各设一个圆台式结构，船首两侧各设一个圆台式结构，船尾和船首对称的设置圆台式结构。本实用新型提供的冲撞式碎冰的船舶可以利用伸出船底的破冰装置利用势能的效果，加快破冰的效率，还可以利用船底的重力集中于船体的一点或者是一个部分，从而增大冰层部分的受力情况，加大破冰效率。同时对船体结构没有损伤。

Description

一种冲撞式碎冰的船舶

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，具体为一种冲撞式碎冰的船舶。

背景技术

1864年，俄国人将一艘小轮船“派洛特”号改装成世界第一艘破冰船，为在冰冻期保持喀琅施塔得至奥兰宁鲍姆航线的通航，而1899年，英国为俄国建造的“叶尔马克”号破冰船，则是第一艘在北极航行的破冰船。从19世纪开始，破冰船得到不断地发展。破冰船是用于破碎水面冰层，开辟航道，保障舰船进出冰封港口、锚地，或引导舰船在冰区航行的勤务船。欧美国家大多数处于极寒地区，河道长期冰冻，不利于船舶的出行。因此这些国家对破冰船技术的发展非常的重视。另外一方面，随着科技的发展，地面资源的枯竭，人们逐渐将目光投向海洋资源，海洋蕴含着丰富的矿产资源，比如石油，天然气，煤，镍等等。但是海洋资源大多数位于极寒地区，冰区遍及。勘察和开采的难度系数都很大，在这过程中，物资装备的运输也成为巨大的难题，所以，破冰船的发展是必要的，是开采海洋资源的必备的交通工具。

破冰船的设计与常规船型结构不一样，它的船身短而宽，长宽比值小，底部首尾上翘，首柱尖削前倾，总体强度高，首尾和水线区用厚钢板和密骨架加强，有利于破冰时，首部压挤冰层在行进中连续破冰或反复突进破冰。现有的破冰方式有两种：“连续法“和“冲撞法“。

在冰层较厚，厚度超过1.5米则，采用“冲撞式”破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅，会轻而易举地冲到冰面上去，船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离，再开足马力冲上前面的冰层，把船下的冰层压碎。但是这样破冰效率不是太高，在遇到过厚的冰层时，一次冲撞并不会使冰面破碎，需多次冲撞，这样不仅仅是破冰效率低，而且对船体结构的损害也是巨大的。因此为了提高破冰船工作的效率和减少船体结构受到的损害，需要设计一种新型的船舶破冰结构。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

现有的破冰船在冰层较厚的情况下，则采用“冲撞式”破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅，会轻而易举地冲到冰面上去，船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离，再开足马力冲上前面的冰层，把船下的冰层压碎。但是这样破冰效率不是太高，在遇到过厚的冰层时，一次冲撞并不会使冰面破碎，需多次冲撞，这样不仅仅是破冰效率低，而且对船体结构的损害也是巨大。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本发明提供了一种冲撞式碎冰的船舶，包括船体，所述船体底部设置破冰装置，所述的破冰装置包括圆台式结构和液压装置，所述的液压装置为多段式，所述的圆台式结构初始状态为内嵌于船体内，所述的圆台式结构的上端和液压装置连接，所述的圆台式结构为上端大，下端小，内部是空的，下端不封闭，所述圆台式结构有4个，船尾两侧各设一个圆台式结构，船首两侧各设一个圆台式结构，船尾和船首对称的设置圆台式结构。

所述的液压装置为多段式，下一段的液压圆台从上一段中伸出，下一段的液压圆台的直径小于上一段的液压圆台的直径。

所述圆台式结构的圆台表面上设有N条从上往下缝，所述的N条缝均匀分布在圆台表面，将圆台表面分成N+1部分，所述的N大于等于3。

所述圆台式结构内部设有爪状伸缩器，所述爪状伸缩器包括1个契合器、N+1根连接杆和N+1根伸缩杆，每个所述的连接杆和每个圆台表面的一部分的内壁紧密贴合，每个所述的连接杆通过一根伸缩杆和契合器连接，所述的契合器为一个平台，设置在圆台式结构上端的下方，所述圆台式结构上端开圆孔，所述圆孔的大小比液压装置的最后一段的液压圆台略大，使液压装置的最后一段的液压圆台能够从圆孔中进入到圆台式结构并和契合器连接。

所述的契合器为圆形契合器。

所述的液压装置为三段式。

所述的N为2。

所述的圆台式结构内部设有蒸汽管道。

3、有益效果：

本发明提供的冲撞式碎冰的船舶可以利用伸出船底的破冰装置利用势能的效果，加快破冰的效率，还可以利用船底的重力集中于船体的一点或者是一个部分，从而增大冰层部分的受力情况，加大破冰效率。同时对船体结构没有损伤。

附图说明

图1为破冰船结构分布左视图。

图2为破冰船结构分布仰视图。

图3为圆台式结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例来对本发明进行详细说明。

如图1所示，所述的破冰装置包括圆台式结构1-6和液压装置1-5，所述的圆台式结构1-6初始状态为内嵌于船体内，所述的圆台式结构的上端和液压装置1-5连接，所述的液压装置1-5能够将圆台式结构1-6从船体内伸出，同时也能将圆台式装置1-6从船体外收回到初始状态。

所述的圆台式结构1-6为上端大，下端小，内部是空的，下端不封闭。具体的圆台式结构1-6上下端的比例，根据破冰船类型以及需要破的冰而确定。

所述圆台式结构1-6有4个，船尾两侧各设一个圆台式结构1-6，船首两侧各设一个圆台式结构1-6，船尾和船首对称的设置圆台式结构。这样的结构的优势在于：通过调整圆台式结构1-6的高度，使船底的重力通过圆台式结构1-6集中于船体的一点或者一个部分，从而增大冰层部分的受力情况，加大破冰效率。

所述的液压装置1-5为多段式，下一段的液压圆台从上一段中伸出，下一段的液压圆台的直径小于上一段的液压圆台的直径，这样的结构，使通过液压装置可以调整圆台式结构1-6从船底伸出的长度。

实施例1

通过液压装置1-5，使4个圆台式结构1-6从船底伸出的长度一致，也就是4个圆台式结构1-6位于同一水平层面上，由于液压装置1-5为三段式，通过液压装置1-5同一个速度上下收缩活动，此时减少了破冰船与冰面的接触面积，增加单位接触面的受力状况，并且通过上下收缩活动，利用势能的效果，加快破冰的效率。

实施例2

通过液压装置1-5，由于所述的液压装置1-5为多段式，可以使船首的圆台式结构1-6从船底的伸出的长度小于船尾的圆台式结构1-6从船底伸出的长度，那么船体的重力集中于船尾部分，从而增大船尾的冰层的受到圆台式结构1-6的受力，加大破冰效率。

实施例3

通过液压装置1-5，由于所述的液压装置1-5为多段式，使船首的圆台式结构1-6从船底的左侧伸出的长度小于船尾的圆台式结构1-6从船底右侧船底伸出的长度，那么船体的重力集中于船底的右侧部分，从而增大船尾的冰层的受到圆台式结构1-6的受力，加大破冰效率。

从以上三个实施例可以看出，通过4个调整圆台式结构1-6从船底伸出的长度，可以使船的重力集中于对船的前或后或左或右，通过圆台式结构1-6的上下收缩运动，利用重力势能的原理，辅助破冰作业，所以破冰的过程当中，船体的底部不接触冰面，而是圆台式结构1-6和冰面接触，从而对船体结构没有任何损害。

为了在破冰装置破冰当中，增加船体的稳定性，所述的圆台式结构1-6的圆台表面上设有N条从上往下缝，所述的N条缝均匀分布在圆台表面，将圆台表面分成N+1部分，所述的N大于等于3。所述的圆台式结构1-6使用具有一定弹性的材质，这个材质不是本发明的创新所在，可以使用现有的材质。

由于缝隙将圆台表面分成N+1部分，在圆台式结构1-6受力的过程，随着液压装置1-5上下收缩运动，而且有着船体质量的势能，由于缝隙将圆台表面分成N+1部分，在圆台式结构受力的过程，使圆台式结构1-6的N+1部分，有外向支出的趋势，这样的结构使船体在破冰装置破冰过程中更加稳定。

为了更好的船体稳定性，所述圆台式结构1-6内部设有爪状伸缩器，所述爪状伸缩器包括1个圆形契合器5、N+1根连接杆6和N+1根伸缩杆7，每个所述的连接杆6和每个圆台表面的一部分的内壁紧密贴合，每个所述的连接杆6通过一根伸缩杆7和圆形契合器5连接，所述的圆形契合器5为一个圆形平台，设置在圆台式结构1-6上端的下方，所述的液压装置1-5为三段式，所述圆台式结构1-6上端开圆孔，所述圆孔的大小比液压装置1-5的第三段的液压圆台略大，使液压装置1-5的第三段的液压圆台能够从圆孔中进入到圆台式结构1-6并和圆形契合器5连接。

实施例4

在实施例1-3的基础下，由于圆台式结构1-6上端圆孔的存在，使得在圆台式结构1-6和冰面接触下，液压装置1-5的最后一段圆台给圆形契合器5一个向下的力，随着圆形契合器5向下，通过伸缩杆7给连接杆6一个向外的力，将和每个连接杆6连接的圆台式结构1-6的一部分向外撑出，使圆台式结构1-6通过类爪状的形状和冰面接触，更好的增加了船体的稳定性。特别在实施例1的情况下。

由于三角是最稳定的结构，为了更好的效果，在实施例1-4中，N为2，将圆台表面分成3部分。

在实施例1-4中，液压装置1-5为3段式。

为了更好的效果，所述的圆台式结构1-6内部设有蒸汽管道，减少在作业时被冻住的几率。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (8)

1.一种冲撞式碎冰的船舶，包括船体，其特征在于：所述船体底部设置破冰装置，所述的破冰装置包括圆台式结构（1-6）和液压装置（1-5），所述的液压装置（1-5）为多段式，所述的圆台式结构（1-6）初始状态为内嵌于船体内，所述的圆台式结构的上端和液压装置（1-5）连接，所述的圆台式结构（1-6）为上端大，下端小，内部是空的，下端不封闭，所述圆台式结构（1-6）有4个，船尾两侧各设一个圆台式结构（1-6），船首两侧各设一个圆台式结构（1-6），船尾和船首对称的设置圆台式结构（1-6）。

2.如权利要求1所述冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述的液压装置（1-5）为多段式，下一段的液压圆台从上一段中伸出，下一段的液压圆台的直径小于上一段的液压圆台的直径。

3.如权利要求1或2所述冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述圆台式结构（1-6）的圆台表面上设有N条从上往下的缝，所述的N条缝均匀分布在圆台表面，将圆台表面分成N+1部分，所述的N大于等于3。

4.如权利要求3所述的冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述圆台式结构（1-6）内部设有爪状伸缩器，所述爪状伸缩器包括1个契合器、N+1根连接杆（6）和N+1根伸缩杆（7），每个所述的连接杆（6）和每个圆台表面的一部分的内壁紧密贴合，每个所述的连接杆（6）通过一根伸缩杆（7）和契合器（5）连接，所述的契合器为一个平台，设置在圆台式结构（1-6）上端的下方，所述圆台式结构（1-6）上端开圆孔，所述圆孔的大小比液压装置（1-5）的最后一段的液压圆台略大，使液压装置（1-5）的最后一段的液压圆台能够从圆孔中进入到圆台式结构（1-6）并和契合器连接。

5.如权利要求4所述的冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述的契合器为圆形契合器（5）。

6.如权利要求2所述的冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述的液压装置（1-5）为三段式。

7.如权利要求4所述的冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述的N为2。

8.如权利要求1-2、4-5任一权利要求所述的冲撞式碎冰的船舶，其特征在于：所述的圆台式结构（1-6）内部设有蒸汽管道。

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