水中潜、浮体舱内液面固化装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水中潜、浮体舱内自由液面固化技术领域,尤其涉及一种水中潜、浮体 舱内液面固化装置。
【背景技术】
[0002] 具有自由液面流体的大晃动问题在远洋运输、航空工程、石油化工和核反应堆结 构工程中是很重要的力学问题,其液面的大晃动引起的安全性问题屡见不鲜。
[0003] 稳性是确保各种海上浮体安全航行及作业的主要性能指标之一,目前世界各国都 制定了相应规范,作为船舶设计或航行中判断稳性的主要依据。自由液面对潜、浮体稳性有 着及其重要的影响作用。近年来,因各种自然人为原因造成的船舶倾覆事故屡见不鲜,在 这些事故中,许多都与自由液面导致船舶稳性不足有关。例如1999年震惊全国的"11.24" 特大海难中"大舜"号船在风浪中沉没,304名乘客中死亡282人,根据事后调查,该船的沉 没与自由液面的影响使稳性消失有很大关系,不仅如此,自由液面流体发生晃动时冲击作 用对船舶液舱边界有着破坏作用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足,提供一种水中潜、浮体舱 内液面固化装置。
[0005] 本发明为实现上述目的采用的技术方案是:水中潜、浮体舱内液面固化装置,包括 液压缸、刚性盖板、导向柱,所述刚性盖板呈矩形,四角设有套筒,所述刚性盖板的上端设有 "日"字形刚性框架,所述液压缸通过柱形铰链与所述刚性框架的中部相连接,所述导向柱 有四根,与所述刚性盖板上的所述套筒相对应,套接在所述套筒内。
[0006] 进一步地:所述液压缸的行程长度为3000~4000mm。
[0007] 进一步地:所述刚性盖板的厚度为3~5mm。
[0008] 进一步地:所述套筒的内径为140~150mm。
[0009] 本发明的优点在于极大地提高了船舶等在无自由水面作用下的初稳性和大倾角 稳性,极大提高了沉箱等的稳定性和安全性,本发明结构简单、实用性强,具有广泛的市场 前景。
【附图说明】
[0010] 图1本发明整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0011] 水中潜、浮体舱内液面固化装置,包括液压缸1、刚性盖板2、导向柱3,所述刚性盖 板2呈矩形,四角设有套筒21,所述刚性盖板2的上端设有"日"字形刚性框架22,所述液 压缸1通过柱形铰链与所述刚性框架22的中部相连接,所述导向柱3有四根,与所述刚性 盖板2上的所述套筒21相对应,套接在所述套筒21内。
[0012] 所述液压缸1的行程长度为3500mm,所述刚性盖板2的厚度为3mm,所述套筒21 的内径为150mm〇
[0013] 本发明在对潜艇、船舶、沉箱等设计制造过程中进行设计添加。潜艇和船舶均在 主压载水舱、纵倾调整水舱、淡水舱、燃油舱等舱内进行设置添加本发明,对于沉箱来说,在 沉箱制作浇筑前进行预埋本发明中的套筒,在加入压仓水后,完成安装本发明,然后进行浮 运。本发明通过液压缸1的液压系统对液面进行相应控制。
[0014] 下面以沉箱实例进行计算:
[0015] 沉箱浮游稳定性系根据静力学经典公式推导而得。《重力式码头设计与施工规范》 (JTS 167-2-2009)规定沉箱的浮游稳定性以定倾高度m表示。即
[0016] m = P -a
[0017] 式中:
[0018] p 定倾半径;
[0019] a--沉箱重心到浮心的距离。
[0020] 上式为沉箱在初始水平浮运状态下小角度摆动的定倾高度,即表示沉箱浮运的初 稳性。小倾角假定的初稳性只是沉箱稳定的充分条件,而不是必要条件。沉箱不同于船舶, 无须保证其水平状态下的初稳性,一般条情况下,沉箱即使在水平状态下丧失其初稳性,却 依然能在倾斜状态下保持其浮游稳定性。
[0021] 沉箱的浮运实践证明,由于海上风浪的多变性,缆绳拖曳力矩的存在,压载的不准 确性或隔舱漏水,沉箱经常是在微倾斜或大倾斜状态下浮运的。此外,随着各种形状的大型 沉箱的出现,沉箱的浮游稳定性难以得到满足。采用封顶卧运的方法来保证沉箱的安全性, 而这种倾斜浮运的浮游状态一般均需通过模型试验求得。
[0022] 通过固化自由液面的方式能简单、有效地提高沉箱浮游稳定性。沉箱具体数据计 算如下:
[0023] 沉箱长21. 4m,宽11. 4m,高19m,沉箱内设置1道纵向隔墙和4道横向隔墙。沉箱 壁厚0. 35m,隔墙厚度为0. 2m,底板厚lm。在加压舱水2m情况下:
[0024] 重心高度:
[0026] 总排水体积:
[0028] 前后趾排水体积:
[0029] V1= 26. 78m3
[0030] 沉箱吃水:
[0032] 沉箱浮心高度:
[0034] 重心到浮心距离:
[0035] a = yc-yw= 6. 65-5. 83 = 0. 82m
[0036] 定倾半径:
[0038] 定倾高度:
[0039] m = P -a = 1. 18-0. 82 = 0. 36m < 0. 4m
[0040] 定倾高度不满足要求。
[0041] 当运用固化自由液面技术后,自由液面影响消失。相关计算如下:
[0042] 定倾半径:
[0044] 定倾高度:
[0045] m = P -a = 1. 28-0. 82 = 0. 46m > 0. 4m
[0046] 定倾高度满足要求。
[0047] 上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的 普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡 是根据本
【发明内容】
的实质所作出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 水中潜、浮体舱内液面固化装置,其特征在于:包括液压缸、刚性盖板、导向柱,所述 刚性盖板呈矩形,四角设有套筒,所述刚性盖板的上端设有"日"字形刚性框架,所述液压缸 通过柱形铰链与所述刚性框架的中部相连接,所述导向柱有四根,与所述刚性盖板上的所 述套筒相对应,套接在所述套筒内。2. 根据权利要求1所述的水中潜、浮体舱内液面固化装置,其特征在于:所述液压缸的 行程长度为3000~4000mm。3. 根据权利要求1所述的水中潜、浮体舱内液面固化装置,其特征在于:所述刚性盖板 的厚度为3~5mm〇4. 根据权利要求1所述的水中潜、浮体舱内液面固化装置,其特征在于:所述套筒的内 径为140~150mm〇
【专利摘要】本发明涉及水中潜、浮体舱内自由液面固化技术领域,尤其涉及一种水中潜、浮体舱内液面固化装置。其包括液压缸、刚性盖板、导向柱,所述刚性盖板呈矩形,四角设有套筒,所述刚性盖板的上端设有“日”字形刚性框架,所述液压缸通过柱形铰链与所述刚性框架的中部相连接,所述导向柱有四根,与所述刚性盖板上的所述套筒相对应,套接在所述套筒内。本发明极大地提高了船舶等在无自由水面作用下的初稳性和大倾角稳性,极大提高了沉浮箱等的稳定性和安全性,本发明结构简答、实用性强,具有广泛的市场前景。
【IPC分类】B63B39/03
【公开号】CN105216983
【申请号】CN201510632969
【发明人】刘桂林, 曹文亮, 王莉萍, 陈柏宇, 李宗奇
【申请人】中国海洋大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月29日