专利名称：一种自卸货散货运输船及其卸货方法
技术领域：
本发明涉及一种自卸货散货运输船及其卸货方法，属于船舶技术领域。
背景技术：
据研究表明，自卸货散货船的运输费用和港口费用都远远低于其他不安装自卸设备的散货船。但是目前，航运业普遍用于营运的为重力喂料、舱底皮带输送式自卸船。传统自卸散货船通常采用重力喂料式、舱底皮带输送式自卸设备。这种设备一般由料斗2、斗门201、舱底输送带I等组成。由于该套设备采用重力喂料，散货传送带必须布置在舱底。舱底输送带I连通各舱，但舱底传送带穿过水密舱壁3时必须保持水密，需设置剪刀式水密闸门。为保护舱底输送带区域，需装满足一定通风次数的机械通风系统。参见图1，舱底输送带I位于货舱的底部，参加图3，货舱底部是呈W形的双底结构，将图3中A部位放大后，参见图4，可以看出，双底结构各设有一个舱底料斗2，舱底料斗2的下方布设舱底输送带1，由此可见，货仓底部设有两条并列的舱底输送带1，当需要进行卸货时，打开舱底料斗2，散货随重力落在下方的舱底输送带I上，舱底输送带I为三段式、其截面为倒梯形的结构。现有的自卸货散货运输船具有以下缺陷:首先，根据其结构特点可以看出，这种自卸货散货运输船，舱底结构复杂，皮带输送的相关机构，占用了较大空间，同时，为了在舱底设置重力卸货式的料斗2，需将舱底设计成W形的双底结构用以实现重力卸货，牺牲了不少货仓的容积，造成货舱舱容的浪费，由此可见，现有的自卸货散货运输船货仓容积较小，仓储效率低下。第二、依靠重力在舱底进行卸货，卸货速度难有上升空间，难以进行调节。第三，参见图1以及对其上C部放大后的图2，货仓底部与舱底输送带I之间，在货仓与货仓的间隔处设有水密舱壁3，当需要卸货时，该水密舱壁3打开，舱底料斗2也张开，散货落入舱底输送带I上，并随舱底输送带I向前移动，直到进入卸货的下一个步骤。船底具有两条并列的舱底输送带，结构和控制都很复杂，容易出故障，而且，一旦某个货仓的部位出故障后，自卸货散货运输船的整个卸货输送系统就要停下来，维修完毕后才能继续进行卸货，极大的影响了工作效率，造成人力、物力、财力、以及时间的浪费，而且，水密舱壁3一般是水密闸门，故障率高，且造成载重力损失。第四，现有的自卸货散货运输船，由于其卸货通道、即舱底输送带位于货仓的底部，因此卸货方向固定，难以进行更改，只能进行船对岸的卸货，无法进行船对船的卸货，因此其卸货条件受到限制。第五，由于自卸货的设施设置在货仓底部，需要安装机械通风系统，成本较高。第六，所有自卸货设施都安装在货舱底部，一旦发生故障整套设备都需停止工作进行检修，且维修空间狭小极为不便。综上所述，这类舱底皮带输送式自卸船货舱，将自卸系统布置在货舱底部，货舱结构形式特殊、舱容利用率低，自卸效率低，故障率高，且发生故障时维修困难，粉尘污染大。发明内容
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明旨在提闻自卸系统的装卸效率，提高舱容利用率，降低设备故障率。设计一条货舱舱容大、适货性强、维修方便，卸货迅速的高效自卸散货船。
本发明采取以下技术方案:
一种自卸货散货运输船，包括若干个船用吊机6，所述船用吊机6设置在甲板上方，其上设有货仓抓斗601 ;船体甲板上设有与各个船用吊机6 —一对应的甲板料斗5，所述甲板料斗5位于右舷，其下方设有纵向输送带4，所述纵向输送带4沿船体纵向设置，并位于货仓的上方；所述纵向输送带4的尾部设有第一卸料口，所述第一卸料口与横向输送带对应，所述横向输送带沿船体横向设置，连通甲板右舷与甲板左舷；所述横向输送带尾部设有第二卸料口，所述第二卸料口与斜式输送带7对应，所述斜式输送带7沿左舷甲板向上倾斜设置；所述斜式输送带7的末端设有第三卸料口，所述第三卸料口与龙门架行车的卸货臂8对应，所述卸货臂8能够伸缩、变幅、回转，所述卸货臂8的末端设有第四卸料口。
进一步的，所述甲板料斗5的下部设有皮带进料器501，散货通过所述皮带进料器501落在所述纵向输送带4上。
进一步的，所述龙门架行车能够在甲板左舷的轨道上前后移动。
进一步的，所述甲板料斗5的数量为2-8个。
进一步的，所述甲板料斗5的呈倒梯形体结构。
进一步的，所述散货在输送带的输送过程中均为四周封闭式结构。
进一步的，所述纵向输送带4、横向输送带、斜式输送带的带轮上均装有防护罩。
进一步的，所述带轮下方设有防溢板，集中收集溢出的散货。
一种上述的自卸货散货运输船的卸货方法，包括以下步骤:
a)船用吊机的抓斗601将散货从货仓抓起，卸至甲板料斗5内；
b)散货落入皮带进料器501上，皮带进料器501均匀进料，将散货卸落于纵向输送带4上；
c)散货随纵向输送带4行至其末端，从第一卸料口落在横向输送带上；
d)散货随横向输送带行至其末端，从第二卸料口落在斜式输送带7上；
e)散货随斜式输送带7行至其末端，从第三卸料口落在卸货臂8上；
f)卸货臂8伸缩、变幅、回转；散货行至卸货臂8末端，从第四卸料口落在港口堆场或其他船舶上。
本发明的特点在于:采用了一组多个甲板料斗5，并将其沿甲板右舷依次设置，再通过设置一组多个对应的船用吊机6，将货物从货仓内抓出，卸入甲板料斗5内，再通过设置连续一体式的纵向输送带4、横向输送带，斜式输送带，将货物从右舷转移至左舷，再向斜上方行走直到抵达龙门架行车，龙门架行车可以方便的通过回转调节卸货臂的水平角度，再通过变幅调节竖直角度，通过伸缩来调节臂长，方便的将货物卸到指定的堆场或其他船舶上。
卸货过程详述如下:利用货舱间的各个船用吊机的抓斗将货物从货舱抓起，卸至右舷甲板上的五台固定式甲板料斗5内，通过设在甲板料斗5下的皮带进料器将货物均匀地落在甲板料斗5下方的纵向输送带4上，纵向输送带4将货物向尾部运送并略提升，再通过设在纵向输送带4尾端的第一卸料口，将货物均匀地落在横向输送带上，横向输送带将货物从右舷送至左舷并略提升，再通过横向输送带尾端的第二卸料口，将货物均匀地卸至设在左舷甲板上的斜式输送带7上，斜式输送带7将货物向首运送并逐渐大幅提升，并在其最前端，也是最高处通过第三卸料口将货物卸至龙门架行车的卸货臂8上，最后由卸货臂8将货物通过伸缩式卸料口卸至港口堆场或其它船舶的货舱内。
本发明的有益效果在于:
I)整个自卸货的系统连贯一体，其中任一货仓、船用吊机、甲板料斗处发生故障均不影响卸货的进行。
2)无需舱底料斗及其液压控制系统，结构简单，操作方便。
3)货舱结构形式简单，仓容利用率高，施工方便。
4)卸货角度任意调节，能够方便对实现船对船的卸货。
5)拥有独特的高效自卸设备，卸货效率高，根据两种不同比重的散货，卸货速度分别达5500t/h和6470m3/h，大于现有的卸货设备的卸货速度。
6)装卸全程无粉尘污染，配备检修步道，独立维修平台，检修方便；
7)货舱自然通风，无需机械通风；
图1是现有的自卸货散货船的货仓及其底部的卸货系统的结构示意图。
图2是图1中C处的放大示意图。
图3是图1中货仓及其卸货系统的横剖面示意图
图4是图3中A处的放大示意图。
图5是本发明自卸货散货船的俯视示意图。
图6是本发明的自卸货散货船的侧面结构示意图。
图7是图6中船用吊机及甲板料斗5等的细节结构示意图。
图8是图6中的纵向、横向、斜式输送带以及龙门架行车的结构示意图。
图9是图8中的部分结构放大示意图。
图10是图9中的部分结构放大示意图。
图11是甲板料斗的立体结构示意图。
图12是甲板料斗的主视示意图。
图13是船体横剖面形式示意图。
其中，1、舱底输送带，2、料斗，3、水密舱壁，4、纵向输送带，5、甲板料斗，6、船用吊机，7、斜式输送带，8、卸货臂，201、斗门，501、皮带进料器，601、抓斗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
一种自卸货散货运输船，包括五个船用吊机6，船用吊机6设置在甲板上方，其上设有货仓抓斗601 ;船体甲板上设有与各个船用吊机一一对应的甲板料斗5，甲板料斗5设于右舷，其下方设有纵向输送带4，纵向输送带4沿船体纵向设置，并位于货仓的上方；纵向输送带4的尾部设有第一卸料口，第一卸料口与横向输送带对应，横向输送带沿船体横向设置，连通甲板右舷与甲板左舷；横向输送带尾部设有第二卸料口，第二卸料口与斜式输送带7对应，斜式输送带7沿左舷甲板向上倾斜设置；斜式输送带7的末端设有第三卸料口，第三卸料口与卸货臂8对应，卸货臂8能够伸缩、回转、变幅，卸货臂8的末端设有伸缩式的第四卸料口。甲板料斗5的下部设有皮带进料器501，散货通过所述皮带进料器501均匀落在纵向输送带4上。龙门架行车能够在甲板左舷的轨道上前后移动，从而调节到合适的位置。甲板料斗5的呈倒梯形体结构。散货在输送带的输送过程中均为四周封闭式结构。纵向输送带4、横向输送带、斜式输送带的带轮上均装有防护罩。带轮下方均设有防溢板，集中收集溢出的散货。
具体卸货流程如下:利用货舱间的各个船用吊机的抓斗将货物从货舱抓起，卸至右舷甲板上的五台固定式甲板料斗5内，通过设在甲板料斗5下的皮带进料器将货物均匀地落在甲板料斗5下方的纵向输送带4上，纵向输送带4将货物向尾部运送并略提升，再通过设在纵向输送带4尾端的第一卸料口，将货物均匀地落在横向输送带上，横向输送带将货物从右舷送至左舷并略提升，再通过横向输送带尾端的第二卸料口，将货物均匀地卸至设在左舷甲板上的斜式输送带7上，斜式输送带7将货物向首运送并逐渐大幅提升，并在其最前端，也是最高处通过第三卸料口将货物卸至龙门架行车的卸货臂8上，最后由卸货臂8将货物通过伸缩式卸料口卸至港口堆场或其它船舶的货舱内。
本发明的自卸货散货船可以全天24小时连续运作，适合运输包括矿石、煤、谷物、大米、水泥等各种散货。
船型开发及性能设计技术。本发明的自卸散货船对线型设计的难度要求非常高，既要保证航速、载货量的指标，又要考虑自卸系统的工作条件和总体布置，保证足够的甲板面积。针对以上问题，在线型开发时分别从改善球首线型、修改尾部纵流、调整浮心位置等多方面入手研究提高船舶航速的有效办法。在设计中，用CFD软件进行阻力优化比较，并在国内著名水池702研究所进行了多次船模试验并不断优化，最终确定本船的横剖图形式，参见图13。双首侧推，可调桨、襟翼舵来提高船舶操纵性，实现本船在港口与锚地船舶、船舶与船舶之间的穿梭转运煤功能。
通过设置架空层、调整设备高度、布置满足国际公约对驾驶室视线的特殊要求
通过将所有自卸设备布置在主甲板以上，增加货舱有效长度，提高舱容利用率，同时使货舱区域布置合理，达到货物装卸方便安全的要求。本船的关键技术主要围绕自卸设备在船体上的布置。配合五台40tx26m特种克令吊，以及控制自卸系统的液压系统，集货用三台推土机。
为了在有限的甲板面积上布置庞大、复杂的自卸系统、护舷绞车、电缆、维修步道等以及为满足规范要求配备的首、中、尾系泊设备，又要保证各系统间布置合理，操作维护方便，在甲板面的布置规划上，必须考虑从平面到空间的拓展。
本船的结构设计都围绕在满足新的CSR共同规范的情况下如何尽可能减轻结构重量这一原则。通过直接计算和有限元分析等方法，对货舱关键部位进行了优化设计，有效控制空船重量；通过有限元分析、计算各工况甲板条的变形，优化龙门吊行车轨道的设计，减小船体变形对自卸设备的影响。
本船需满足船对船驳载作业的工作状态。通过设计可以调整高度的防撞主碰垫和固定式辅助碰垫。挡住船舶间不经意的碰撞。
本船按照船东要求设计两套电站，在机舱上平台设有一套由3台600kW，450V发电机组成的电站，用于向机舱辅助机械和全船生活设备供电，在上甲板另设有一套由4台1550kff, 690V发电机组成的电站，该电站用于向自卸设备、首侧推、克令吊供电。考虑到自卸设备、克令吊、首侧推的功率都比较大，如选用440V输出电压，则设备供电电缆截面积会很粗，如选用中压系统则又会给船厂、船东增加投入成本，权衡利弊，选择发电机的输出电压为690V，既减小电缆截面积又节省了甲板面敷设电缆所需的空间。两套电站都有自动控制功能，能按负荷大小自动起动发电机组、自动并车及合理分配负载。且首侧推、克令吊和自卸设备都设有重载问讯，以保证电网运行安全性。
本发明将甲板料斗5、纵向输送带4设置在甲板右舷上，斜式输送带7设置在甲板左舷上，实际可以互换，同样属于本发明的保护范围之内。同时，以上实施例仅仅作为本发明一种实施方式，不限定本发明的保护范围，所属领域的普通技术人员通过非创造性的劳动，进行简单的变换，还能够获得其他实施方式。
权利要求
1.一种自卸货散货运输船，其特征在于: 包括若干个船用吊机(6)，所述船用吊机(6)设置在甲板上方，其上设有货仓抓斗(601)； 船体甲板上设有与各个船用吊机(6)—一对应的甲板料斗(5)，所述甲板料斗(5)位于右舷，其下方设有纵向输送带(4)，所述纵向输送带(4)沿船体纵向设置，并位于货仓的上方； 所述纵向输送带(4)的尾部设有第一卸料口，所述第一卸料口与横向输送带对应，所述横向输送带沿船体横向设置，连通甲板右舷与甲板左舷； 所述横向输送带尾部设有第二卸料口，所述第二卸料口与斜式输送带(7 )对应，所述斜式输送带(7 )沿左舷甲板向上倾斜设置； 所述斜式输送带(7)的末端设有第三卸料口，所述第三卸料口与龙门架行车的卸货臂(8)对应，所述卸货臂(8)能够伸缩、变幅、回转，所述卸货臂(8)的末端设有第四卸料口。
2.如权利要求1所述的自卸货散货运输船，其特征在于:所述甲板料斗(5)的下部设有皮带进料器(501)，散货通过所述皮带进料器(501)落在所述纵向输送带(4 )上。
3.如权利要求1所述的自卸货散货运输船，其特征在于: 所述龙门架行车能够在甲板左舷的轨道上前后移动。
4.如权利要求1所述的自卸货散货运输船，其特征在于: 所述甲板料斗(5)的数量为2-8个。
5.如权利要求1所述的自卸货散货运输船，其特征在于:所述甲板料斗(5)的呈倒梯形体结构。
6.如权利要求1所述的自卸货散货运输船，其特征在于:所述散货在输送带的输送过程中均为四周封闭式结构。
7.如权利要求6所述的自卸货散货运输船，其特征在于:所述纵向输送带(4)、横向输送带、斜式输送带的带轮上均装有防护罩。
8.如权利要求6所述的自卸货散货运输船，其特征在于:所述带轮下方设有防溢板，集中收集溢出的散货。
9.一种如权利要求2所述的自卸货散货运输船的卸货方法，其特征在于，包括以下步骤: a)船用吊机的抓斗(601)将散货从货仓抓起，卸至甲板料斗(5)内； b)散货落入皮带进料器(501)上，皮带进料器(501)均匀进料，将散货卸落于纵向输送带(4)上； c)散货随纵向输送带(4)行至其末端，从第一卸料口落在横向输送带上； d)散货随横向输送带行至其末端，从第二卸料口落在斜式输送带(7)上； e)散货随斜式输送带(7)行至其末端，从第三卸料口落在卸货臂(8)上； f)卸货臂(8)伸缩、变幅、回转；散货行至卸货臂(8)末端，从第四卸料口落在港口堆场或其他船舶上。
全文摘要
本发明涉及一种自卸货散货运输船，包括若干个船用吊机，船用吊机设置在甲板上方，船用吊机的端部设有货仓抓斗；船体甲板上设有与各个船用吊机一一对应的甲板料斗，甲板料斗位于右舷，其下方设有纵向输送带，纵向输送带沿船体纵向设置，并位于货仓的上方；纵向输送带的尾部设有第一卸料口，第一卸料口与横向输送带对应，横向输送带沿船体横向设置，连通甲板右舷与甲板左舷；横向输送带尾部设有第二卸料口，第二卸料口与斜式输送带对应，斜式输送带沿左舷甲板向上倾斜设置；斜式输送带的末端设有第三卸料口，第三卸料口与龙门架行车的卸货臂对应，卸货臂能够伸缩、回转、变幅，其末端设有第四卸料口。
文档编号B63B27/22GK103204227SQ20131008720
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者李路, 杜拥军, 周妍, 邵梅峰, 吴玉琴, 曹忠辉, 顾一清, 马晓宇, 袁鹤, 罗蓉, 朱文婷 申请人:上海船舶研究设计院