CN214356541U - 一种利用海水自压载浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋浮标领域，更具体地，涉及一种利用海水自压载浮标，包括浮标主体和设于所述浮标主体底部的锚系，所述浮标主体内设置若干压载装置，其包括：压载水舱，用于容纳海水；通水孔，设于所述压载水舱底部；以及通气装置，与所述压载水舱连接。本实用新型以海水作为浮标压载，省去增加额外的压载物，在大大减少浮标重量的同时，保证了浮标稳性，降低了对用于浮标运行维护的作业船舶及专用设备的要求，提高了浮标海上作业的安全性，并节约了浮标建造、布放、运行、维护和回收的成本。

Description

一种利用海水自压载浮标

技术领域

本实用新型涉及海洋浮标领域，更具体地，涉及一种利用海水自压载浮标。

背景技术

目前，海上各类型大中型浮标普遍重量过大，未下水前，10米浮标的重量已达到50～60吨，6米浮标的重量已达到20吨以上。以10米浮标为例，其包括全钢质浮标及组合式浮标，设计排水量都在50～60吨，然而，建造浮标所需要的钢材仅需要20吨左右，为使浮标稳性达到设计要求，需降低浮标重心，并使浮标达到设计吃水，就需要为浮标额外增加30吨左右的额外压载物。在现有技术中，一般使用水泥或压载铁等高密度物质作为压载物，而这些额外的压载物重量正是浮标的建造、运载、维护成本增加的重要因素。因现有的10米浮标重量达到50～60吨，受其重量限制，对进行海上浮标作业的船舶性能和甲板机械设备要求更高，目前国内仅有2条具备海上运载、吊放及回收大中型浮标能力的专业浮标作业船(东海、南海各1条)，除海工船外，其他船舶均不具备海上运载、吊放及回收大中型浮标能力，但如果使用海工船进行大中型浮标的海上运载、吊放及回收，其成本则更高，且现有10米浮标的吊放与回收需要船舶具备有不小于动态负荷750KN(约75吨)的A型架起吊设备。可见，大中型浮标上过重的压载物不仅使浮标建造、运行和维护的难度和成本居高不下，而且还给浮标的海上运载、布放、及回收等海上作业带来不可控的危险和问题。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种利用海水自压载浮标，其以海水作为浮标压载，省去增加额外的压载物，在大大减少浮标重量的同时，保证了浮标稳性，降低了对用于浮标运行维护的作业船舶及专用设备的要求，提高了浮标海上作业的安全性，并节约了浮标建造、运行和维护的成本。

本实用新型采取的技术方案是，

一种利用海水自压载浮标，包括浮标主体和设于所述浮标主体底部的锚系，所述浮标主体内设置若干压载装置，其包括：

压载水舱，用于容纳海水；

通水孔，设于所述压载水舱底部；以及

通气装置，与所述压载水舱连接。

在本技术方案中，突破了传统浮标依靠额外加载压载物来实现提高浮标在海上的稳性和降低重心的设计和建造的思路，省去了在浮标上附加额外的压载物，使所述利用海水自压载浮标未下水前总整体重量仅为其建造浮标所需材料重量，其吊放下水后自动加载海水，海水进入压载水舱形成压载物，当海水加载完成后依然还能实现与现有浮标一样的设计吃水、稳性和重心要求，当需要回收浮标时，则可自动减去压载，最终回归浮标自身材料重量；由于浮标重量减轻，以10米浮标为例，只需要具备30吨A型架起吊设备的作业船舶即可实现浮标的海上收放作业，大幅降低了浮标的建造、运行和维护成本以及对海上作业船舶的要求，并提高了海上作业的安全性。

优选地，所述通气装置包括：

通气管，其一端与所述压载水舱连通；

通气阀门，设于所述通气管的另一端；

快速接头，设于所述通气阀门上方；以及

空气压缩机，与所述快速接头连接，用于向所述压载水舱通入高压空气。

在本技术方案中，所述通气管使设于所述浮标主体内的压载水舱与舱外空气或高压空气连通；当所述通气阀门打开，所述压载水舱与舱外空气连通，此时海水可从所述通水孔进入所述压载水舱，使所述压载水舱内气压慢慢降低，此时所述压载水舱内形成压载，当海水注满所述压载水舱时，其受容积限制及气压的影响，海水则停留在所述压载水舱内保持压载，或，当海水从所述通水孔进入所述压载水舱加载完成后，可关闭所述通气阀门，使所述压载水舱内外存在气压差，以令海水停留保持压载；当需要消除压载时，则打开所述通气阀门，使用空气压缩机向所述压载水舱通入高压空气，令所述压载水舱内海水从所述通水孔内排出。所述通气装置结构简单，且可使所述利用海水自压载浮标的压载易于控制，大幅降低了浮标的建造成本。

优选地，所述压载装置还包括应急排水管，其一端设于所述压载水箱舱内，靠近所述压载水舱底部，另一端穿过所述压载水舱顶部从所述浮标主体侧面伸出，以观察海水注入量及海水注满所述压载水舱排出海水。

更优选地，所述应急排水管设于所述压载水箱舱内的一端与所述压载水舱底部的距离为5～10cm，和/或，从所述浮标主体侧面伸出的另一端的高度略高于所述浮标主体的吃水线。

在本技术方案中，在所述压载水舱形成压载的过程中，当观察到海水从所述应急排水管溢出时，表明海水注满所述压载水舱，浮标主体达到了吃水深度，可投入使用；在回收的过程中，当高压空气注入所述压载水舱，所述应急排水管靠近所述压载水舱底部的一端可辅助排空舱内的海水，且当所述应急排水管无排出海水时，表明海水完全排出，浮标主体已为空载状态，可以进行浮标的起吊回收工序，从所述浮标主体侧面伸出的另一端的高度略高于所述浮标主体的吃水线，可确保当所述压载水舱注满时，海水才能从所述应急排水管溢出。

优选地，所述压载水舱的高度低于或等于所述浮标主体的吃水线到所述浮标主体底部的垂直距离。

更优选地，所述压载水舱的高度等于所述浮标主体的吃水线到所述浮标主体底部的垂直距离。

在本技术方案中，所述压载水舱的高度低于或等于吃水线的高度，以降低所述浮标主体的重心，保证浮标稳性。

优选地，所述压载水舱数量为4至6个。

优选地，定义所述压载水舱的容积为V，所述压载水舱的数量为n，所述浮标主体设计吃水排水量为m1，所述浮标主体重量为m2，所述锚系重量为m3，设计储备浮力为m4，海水的密度为ρ，则

在本技术方案中，对压载水舱的容积进行设计，使所述压载水舱内的海水可以形成足够重量的压载，从而使这种利用海水自压载浮标实现达到与现有传统浮标一样的设计吃水、稳性和重心要求，提高了浮标海上作业过程的安全性。

优选地，所述压载装置还包括设于所述压载水舱内的液位传感器，用于检测注入所述压载水舱内海水的水位，和/或，所述通气阀门为电控通气阀门，其与所述液位传感器电气连接，所述液位传感器检测到海水注满所述压载水舱时控制所述电控通气阀门关闭。

在本技术方案中，所述液位传感器检测压载水舱内海水水位，当检测到海水注满所述压载水舱时使所述电控通气阀门自动关闭，则不需通过所述应急排水管观察压载水舱内水位，也不需人工手动关闭通气阀门，便于统一关闭通气阀门，简化作业人员操作流程。

优选地，在所述压载水舱底部设置维修道门，用于所述压载水舱的维护保养。

本实用新型的一种利用海水自压载浮标可采用以下方法进行控制，以形成或消除压载，使浮标重量适应不同过程的要求，以满足浮标布放或回收的要求：

控制所述自压载浮标形成压载的方法：

打开所述通气阀门使压载水舱内部与舱外空气连通，将所述自压载浮标布放在水面，海水通过通水孔进入所述压载水舱形成压载，使所述自压载浮标缓慢下沉，当海水注满所述压载水舱，所述压载水舱内部与舱外空气隔绝，使海水停留于所述压载水舱内保持压载；以及

控制所述自压载浮标消除压载的方法：

将空气压缩机与快速接头连接，打开通气阀门，向所述压载水舱注入高压空气，使所述压载水舱内海水通过通水孔和应急排水管从所述压载水舱内排出消除压载，当应急排水管从所述浮标主体侧面伸出的一端无海水排出，压载完全消除。

更优选地，在控制所述自压载浮标形成压载的方法中，当海水注满所述压载水舱，通过关闭通气阀门使所述压载水舱内部与舱外空气隔绝，使海水停留于所述压载水舱内保持压载。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的利用海水自压载浮标重量与传统的浮标相比，省去了重量过大的额外压载物，使其吊放和回收的过程中重量大幅减少，降低了浮标的建造、运行和维护成本以及对海上作业船舶的要求，并提高了海上作业的安全性，尤其适用于大中型浮标的建造和改造；

(2)本实用新型提供的利用海水自压载浮标通过对压载水舱的设计，使海水注满压载水舱后能实现与现有浮标一样的设计吃水、稳性和重心要求，保证了浮标运行的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一种利用海水自压载浮标的结构透视图。

图2为本实用新型一种利用海水自压载浮标的剖视图。

附图中标记为：1、浮标甲板；2、浮标主体；3、压载水舱；4、通气管；5、通气阀门；6、应急排水管；7、通水孔；8、维修道门；9、快速接头；10、吃水线。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种利用海水自压载浮标，包括浮标主体2和设于所述浮标主体2底部的锚系(图未示)，在所述浮标甲板1上设有桅杆，在所述浮标主体2内设置若干压载装置，其包括，用于容纳海水的压载水舱3、设于所述压载水舱3底部的通水孔7、通气装置以及应急排水管6。所述利用海水自压载浮标省去了在浮标上附加额外的压载物，使其在未下水前总整体重量仅为其建造浮标所需材料重量，其吊放下水后自动加载海水，海水进入压载水舱3形成压载物，当海水加载完成后依然还能实现与现有浮标一样的设计吃水、稳性和重心要求，当需要回收浮标时，则可自动减去压载，最终回归浮标自身材料重量；由于浮标重量减轻，可大幅降低浮标的建造、运行和维护成本以及对海上作业船舶的要求，并提高海上作业的安全性。

所述通气装置与所述压载水舱3连接，其包括通气管4、通气阀门5、快速接头9和空气压缩机(图未示)。所述通气管4的一端与所述压载水舱3连通，另一端从所述浮标甲板1伸出，并设置所述通气阀门5，在所述通气阀门5上方设置所述快速接头9，所述空气压缩机与所述快速接头9连接，用于向所述压载水舱3通入高压空气，所述空气压缩机可设于所述浮标主体2上，也可利用作业船舶上的空气压缩机提供高压空气。所述通气管4使设于所述浮标主体2内的压载水舱3与舱外空气或高压空气连通；当所述通气阀门5打开，所述压载水舱3与舱外空气连通，此时海水可从所述通水孔7进入所述压载水舱3，使所述压载水舱3内气压慢慢降低，此时所述压载水舱3内形成压载，当海水注满所述压载水舱3时，其受容积限制及气压的影响，海水则停留在所述压载水舱3内保持压载，或，当海水从所述通水孔7进入所述压载水舱3加载完成后，可关闭所述通气阀门5，使所述压载水舱3内外存在气压差，以令海水停留保持压载；当需要消除压载时，则打开所述通气阀门5，使用空气压缩机向所述压载水舱3通入高压空气，令所述压载水舱3内海水从所述通水孔内排出。所述通气装置结构简单，且可使所述利用海水自压载浮标的压载易于控制，大幅降低了浮标的建造成本。

所述压载水舱3的数量为4至6个，其高度低于或等于所述浮标主体2的吃水线10到所述浮标主体2底部的垂直距离，在本实施例中，其高度与所述浮标主体2的吃水线10到所述浮标主体2底部的垂直距离相等，以降低所述浮标主体2的重心，保证浮标稳性，且对压载水舱3的容积进行设计，定义所述压载水舱3的容积为V，所述压载水舱3的数量为n，所述浮标主体2设计吃水排水量为m1，所述浮标主体2重量为m2，所述锚系重量为m3，设计储备浮力为m4，海水的密度为ρ，则

使所述压载水舱3内的海水可以形成足够重量的压载，从而使这种利用海水自压载浮标实现达到与现有传统浮标一样的设计吃水、稳性和重心要求，提高了浮标海上作业过程的安全性。

所述应急排水管6的一端设于所述压载水箱舱内，靠近所述压载水舱3底部，另一端穿过所述压载水舱3顶部从所述浮标主体2侧面伸出，以观察海水注入量及海水注满所述压载水舱3排出海水。在所述压载水舱3形成压载的过程中，当观察到海水从所述应急排水管6溢出时，表明海水注满所述压载水舱3，浮标主体2达到了吃水深度，可投入使用；在回收的过程中，当高压空气注入所述压载水舱3，所述应急排水管6靠近所述压载水舱3底部的一端可辅助排出舱内的海水，且当所述应急排水管6无排出海水时，表明海水完全排出，浮标主体2已为空载状态，可以进行浮标的起吊回收工序。如图所示，所述应急排水管6呈“L”型，其设于所述压载水箱舱内的一端与所述压载水舱3底部的距离为5～10cm，辅助排空舱内的海水，其从所述浮标主体2侧面伸出的另一端的高度略高于所述浮标主体2的吃水线10，以确保当所述压载水舱3注满时，海水才能从所述应急排水管6溢出。

在本实施例中，在所述压载水舱3底部还设置有维修道门8，用于所述压载水舱3的维护保养。

本实施例还提供一种上述利用海水自压载浮标的控制方法，包括：

控制所述自压载浮标形成压载的方法：

打开所述通气阀门5使压载水舱3内部与舱外空气连通，将所述自压载浮标布放在水面，海水通过通水孔7进入所述压载水舱3形成压载，使所述自压载浮标缓慢下沉，当海水注满所述压载水舱3，所述压载水舱3内部与舱外空气隔绝，使海水停留于所述压载水舱3内保持压载；以及

控制所述自压载浮标消除压载的方法：

将空气压缩机与快速接头9连接，打开通气阀门5，向所述压载水舱3注入高压空气，使所述压载水舱3内海水通过通水孔7和应急排水管6从所述压载水舱3内排出消除压载，当应急排水管6从所述浮标主体2侧面伸出的一端无海水排出，压载完全消除。

所述控制所述自压载浮标形成压载的方法具体为，打开所述通气阀门5使压载水舱3内部与舱外空气连通，将所述自压载浮标布放在水面，依靠大气压及浮标主体2自身的重量使海水通过通水孔7进入所述压载水舱3形成压载，使所述自压载浮标缓慢下沉，当海水从所述应急排水管6溢出，表明海水注满所述压载水舱3，此时所述压载水舱3内部与舱外空气隔绝，受容积限制及气压的影响，使海水停留于所述压载水舱3内保持压载。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，在所述控制所述自压载浮标形成压载的方法中，当海水注满所述压载水舱3时，关闭通气阀门5，以使所述压载水舱3内部与舱外空气隔绝并形成大气压力差，使海水停留于所述压载水舱3内保持压载。

实施例3

本实施例与实施例1、2的区别在于，所述压载装置还包括设于所述压载水舱3内的液位传感器，用于检测注入所述压载水舱3内海水的水位，所述通气阀门5为电控通气阀门，其与所述液位传感器电气连接，所述液位传感器检测到海水注满所述压载水舱3时控制所述电控通气阀门关闭。

在所述控制所述自压载浮标形成压载的方法中，当所述液位传感器检测到海水注满压载水舱3时，自动控制关闭所述电控通气阀门，以使所述压载水舱3内部与舱外空气隔绝并形成大气压力差，使海水停留于所述压载水舱3内保持压载。不需通过所述应急排水管6观察压载水舱3内水位，也不需人工手动关闭通气阀门5，便于统一关闭通气阀门5，简化作业人员操作流程。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用海水自压载浮标，包括浮标主体和设于所述浮标主体底部的锚系，其特征在于，所述浮标主体内设置若干压载装置，其包括：

压载水舱，用于容纳海水；

通水孔，设于所述压载水舱底部；以及

通气装置，与所述压载水舱连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述通气装置包括：

通气管，其一端与所述压载水舱连通；

通气阀门，设于所述通气管的另一端；

快速接头，设于所述通气阀门上方；以及

空气压缩机，与所述快速接头连接，用于向所述压载水舱通入高压空气。

3.根据权利要求1所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述压载装置还包括应急排水管，其一端设于所述压载水舱舱内，靠近所述压载水舱底部，另一端穿过所述压载水舱顶部从所述浮标主体侧面伸出，以观察海水注入量及在所述压载水舱海水注满时排出海水。

4.根据权利要求3所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述应急排水管设于所述压载水舱舱内的一端与所述压载水舱底部的距离为5~10cm，和/或，从所述浮标主体侧面伸出的另一端的高度略高于所述浮标主体的吃水线。

5.根据权利要求1所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述压载水舱的高度低于或等于所述浮标主体的吃水线到所述浮标主体底部的垂直距离。

6.根据权利要求1所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述压载水舱数量为4至6个。

7.根据权利要求6所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，定义所述压载水舱的容积为V，所述压载水舱的数量为n，所述浮标主体设计吃水排水量为m1，所述浮标主体重量为m2，所述锚系重量为m3，设计储备浮力为m4，海水的密度为ρ，则

。

8.根据权利要求2所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，所述压载装置还包括设于所述压载水舱内的液位传感器，用于检测注入所述压载水舱内海水的水位，和/或，所述通气阀门为电控通气阀门，其与所述液位传感器电气连接，所述液位传感器检测到海水注满所述压载水舱时控制所述电控通气阀门关闭。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种利用海水自压载浮标，其特征在于，在所述压载水舱底部设置维修道门，用于所述压载水舱的维护保养。

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