橡胶轮胎式推轮-推驳联接装置制造方法
【专利摘要】本发明用于推轮-推驳的连接装置，适用于江河，沿海和江海联运的驳船运输；也适用于装有奥美加竖筒的非机动船舶的调遣。本连接装置利用橡胶轮胎将推轮和推驳联接在一起，形成既强有力而又有弹性的联接方式。在推轮船艏有2个橡胶轮胎，固定在Y轴的U形端，有轴承组合座支撑在推轮船体结构上；推驳的船尾结构上设有开口的奥美加竖筒，其内径与轮胎外径相匹配；调节轮胎内的气压，可以实现轮胎在桶内相对固定，全浮或半浮动等不同状态，以适应不同海况，实现推轮与驳船的最佳联接；本发明具有安全，高效，经济，节能，低碳，环保等优点。
【专利说明】橡胶轮胎式推轮-推驳联接装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明专利一橡胶轮胎式推轮-推驳联接装置适用于江河，沿海和江海联运的推轮-推驳联接。
[0002]驳船运输对比货轮运输
[0003]无论是推驳ATB还是拖驳TTB系统，在沿海或江海运输中，驳船运输和货船运输相比具有一定的优越性:
[0004]?船舶建造费用节省，初投资成本低；
[0005]?驳船运输更能机动灵活准时高效；
[0006]?船员数量可以大大减少，节省船员工资支出，例如美国有一个1920年叫Jone’sAct的实施法则，对同样主机功率的货船和拖船，其应配备的船员数相差达一倍以上；
[0007]?不少货物，其装卸时间相当长，如散货，液货，大件及甲板包装货等，当驳船装卸货时，推轮可以去参与另外驳船的运行，使用范围广，减少等候时间，减少空放，充分发挥推轮的功效，实现循环作业因而也达到经济，低碳，低排放；
[0008]?缺点:推驳系统的阻力一般比相同载重量的货船要大10-15% ；
[0009]推轮-推驳系统(ATB)对比拖轮-拖驳系统(TTB)
[0010]推轮-推驳系统ATB-`Articulated Tug-Barge System
[0011]拖轮-拖驳系统TTB-Towing Tug-Barge System
[0012]在沿海及江海联运，ATB要比TTB要优越的多，
[0013]1.安全:
[0014].ATB组合长度短，推轮和推驳之间直接联接，而TTB则在拖轮与拖驳之间用长钢缆联接，弄的不好会造成大事故；
[0015].ATB中，驳船的运动如快慢，进退，转向，掉头等完全受推轮直接控制；
[0016]?在ATB中，驳船航向稳定性好，不像TTB中，驳船会左右移动不定；
[0017].ATB结合比TTB要方便快捷，一般仅需TTB结合时间的10% ；
[0018].ATB 一般用遥控离合，不像TTB那样要就地操作，并上驳船带缆或解缆，人员在钢缆区工作，相当危险；
[0019].TTB要根据海情，进出港等随时调整钢缆，并有专人监视驳船及钢缆的安全；
[0020]2.经济:
[0021]?在同样的航速下，ATB的主机功率要比TTB小25% ；
[0022]?时间节省，效益高；
[0023]?不需要价格高的拖缆机，及其动力消耗，也不要钢缆及拖带附属设备；
[0024]3.电力供应，油水气管路提供，监测报警数据及信号控制:
[0025]a) ATB系统中监测报警数据及信号控制等可以通过有线或无线接口实现；
[0026]b)驳船的艏侧推可由推轮上来操作；
[0027]c)TTB系统中难以实现；
[0028]d) LNG驳船可以将BOG气体输送到推轮，作为主机的燃料；[0029]4.与驳船间人员来往方便:
[0030].ATB系统中，不一定要有人固定在驳船上，而TTB上则必需有人在拖轮上接应，负责带缆，信号灯等工作，因此必须生活在驳船上；
[0031].ATB系统中人员来往方便，随时都可以，而TTB系统中则不大可能；
[0032]?因此ATB的驳船上可以做到无人化，但TTB的驳船上一般不大可能；
[0033]5.推轮上船员工作及生活环境舒适性比拖轮好，这是因为推轮紧挨大驳船，摇晃小;
[0034]6.ATB系统中，驳船容易组合以实现成组组合，一串驳船一起推，大大提高效能；
【背景技术】
[0035]顶推驳船系统及其联接装置的发展史
[0036]?最初的顶推驳船系统只是将拖轮的船头和驳船的船尾用缆绳捆绑在一起，可以说是最简单的联接方式，但已经体会到顶推驳船系统的优越性；
[0037].1950 年前后，美国出现了 ITB(Integrated Tug/Barge System)系统，出现了驳船船尾中间开一个大大的缺口，并以相应的专配推轮的推驳系统；
[0038].1970年，名为Bludworth Marine的美国公司的Elwin Fletcher开创了推轮插入推驳船尾大凹穴，并用两个大直径销轴将推轮和推驳铰链式联接，称之为Artubar系统，销轴直径达1-2米，从此以后，形成了推驳系统的经典结构，并为以后所有的公司照此模仿至今，并以各自的专利技术；
`[0039]美国的另一家公司叫Intercon,与两点式没有两样,最近先后为美国Maritrans及OSG航运公司的数套ATB (包括12，OOOhp推轮及45，OOOdwt油驳)提供Intercon联接装置，其销轴直径达64时(1625.6mm)；
[0040]?日本东京大成工程公司(Taisei Engineering)的山口先生(Yamaguchi)随之进行了研究，于1972年推出与Artubar相类似的Articouple系统并在此后不断出现改进型号,但总体上基本相同；
[0041]以后发明的三点式Triofix系统，则用三点插销将推轮与驳船牢牢地联成一体；本世纪初江扬船厂为意大利船东建造的两推四驳就是采用这个系统，推轮主机总功率为13，200kw，推驳载重量为30,000吨，是目前为止该公司出品的最大的ATB系统；自1972年以来至2012年，该公司共销售了 250余套设备，主要供日本船厂/船东，也供给世界各地的船东/船厂，其中中国船厂共10余套，主要供出口船/国外船东.[0042]信息收集表明，该公司是目前ATB系统在全世界销售业绩最好的公司而且在数量上趋于遥遥领先的地位，连美国的Bludworth公司也成了大成公司在美的代理；
[0043]?欧洲:
[0044]研究起步不晚，但进展缓慢，直到1980年后才开始动作，对ATB系统的兴趣不大，但也有少量应用，其联接装置主要有:
[0045]芬兰的Finnpusku系统,为瓦锡兰公司的联接系统(Wartsila Coupling System),先后共用于3艘拖轮和5艘驳船；
[0046]另一家芬兰公司Beacon Finland,不仅从事船舶设计，也设计JAK-ATB联接系统(JAK-Coupling System)，产品有三种规格，也是两点式，1990年后才开始有产品应用于ATB系统，使用数量不多；也有不少欧洲船东选用日本大成公司的产品；
[0047]籲我国:
[0048]我国沿海运输，江海联运，长江及内河航运日益繁忙，长江顶推驳船队系统已取得长足的步伐，使用ATB系统可谓大有用武之地；据报道，2008年由扬州建造的45，OOOdwt“国裕海驳I号，采用的就是ATB结构，但目前尚未发现有关公司研发的详细报道及产品的系列；
[0049]不少ATB系统是由船厂向日本大成公司订购后装出口船，如:
[0050]金陵船厂，江扬船厂，蓬莱渤海船厂，舟山COSCO船厂等等，共约10余船套；另外2002年有I套采用的也是日本大成公司的ATB产品，是新加坡船东并在新加坡船厂建造后在渤海湾赵东油田作为油田穿梭油驳，这就是津拖10号(JIN TUO 10)和津驳10号(JINBO 10)；
[0051]虽然国内也有少量有关ATB专利的消息，但都是机械式的联接装置，同国外的两点式差别不大；有否被采用不详；
[0052]综上所述，自从20世纪50年代至今的60余年来，不论是美国，日本及欧洲，一直沿用两点式铰链结构或少量三点式固定联接；
[0053]最近中国研究并用于45，OOODffT “国裕海驳”的联接装置看来也是类似结构。
【发明内容】
[0054]橡胶轮胎式推轮-推驳联接装置
`[0055]Rubber Tyre-Couple ATB System for Pusher-Barge
[0056]橡胶轮胎式推轮-推驳联接装置其原理很简单，利用充气的橡胶轮胎将推轮和推驳联接在一起，形成一个既强有力但又不是完全刚性的联接方式。
[0057]?在推轮船艏左右对称位置，各有一个橡胶轮胎，略伸出船艏，轮胎用垫带，轮辋，轮轴固定在轴的U形端；
[0058]?两根Y轴互相平行并与船体中心线平行，每根Y轴各有一个推力轴承及一个支承轴承组合座，牢牢地支撑在艏楼下的船体加强结构上；
[0059]两个轮胎随着Y轴的同步转动可以使轮胎轴成水平或垂直方向，也可以进行小角度调整；
[0060]?推驳的船尾结构上设有两个长长的奥美加大圆筒，间距与上述Y轴一致，左右对称，其内面光滑并与轮胎外径相匹配；每个大圆筒后端从上到下具有开口，Y轴的U端及其橡胶轮胎可通过开口进出圆筒；当轮胎轴在桶内与圆筒体中心平行时，轮胎被卡在筒体内，推轮与推驳就结合在一起；
[0061]?调节轮胎内的气压，可以实现轮胎在桶内相对固定，全浮动，或半浮动等不同状态，以适应不同海况，保持最佳结合工况；
[0062]?当全浮动工况时，如有必要可向轮胎与筒体结合部洒水冷却，润滑，降低摩擦发热，减少磨损；
[0063]?轮胎气源由机舱内空气瓶提供，联接装置的离合由驾驶台遥控，也可以就地应急操作；为延长内胎的寿命，也可采用氮气瓶充气，而压缩空气作为备用；
[0064]本发明的特点和优点[0065]1.安全:
[0066]?橡胶轮胎既能承受载荷，又可缓冲受到的冲击和震动；
[0067]?离合迅速可靠，时间短，不到10秒即可离/合；
[0068]?离合平稳，无金属之间的直接接触及碰撞甚至撞坏船壳；
[0069]?不论推轮与驳船之间的吃水，浮态，在任何吃水差，一定范围内角度倾斜状态都可以离合，而不像两点式或3点式插销系统，一定要调整好吃水及船态，否则难以接合；
[0070]?不论是推轮还是驳船，其结合部位受力均匀，却可避免波浪力的峰值的冲击；
[0071]?操作简单方便，只要一个人驾驶台遥控，或就地应急操作，不必有人在离合现场；不像液压控制那样事先要启动泵站系统，还得专人监管；
[0072]?万一其中一个轮胎爆裂或漏气，不会造成重大事故，轮胎的联接没有完全失效，可以换新胎；
[0073]?推轮线型或尺度不受限制，故定能满足单放稳性的要求，推轮单放调遣航行不受稳性限制；
[0074]2.经济:
[0075]?设备价格低，估计不到同等规格价格的一半，也不像两点式或3点式插销系统那样，设备结构及系统复杂，重量重，安装工作量大，价格自然不菲；以1999年扬州江扬船厂为意大利船东2推4驳为例，当时每套ATB的价格达80万美元；
[0076]?船舶之制造成本低:传统`的海洋推驳其船艉都有一个与推轮相匹配的大缺口(Large Notch)，推轮的近半个船身嵌入其中，并与推轮线形相吻合，这个传统格局，从推驳诞生开始至今的60余年几乎保持不变；缺口长度有浅有深，一般占据驳船整个船长的1/5到1/10，或推轮长度的10%到100% ;因为受到强力负荷，故其结构很强，板材也厚，施工复杂，周期长，可以说是最费工费时费料的船体部分；本发明将把这个大缺口彻底革去，缩短了驳船的船长，大大减少了船体重量；
[0077]?大大降低原材料及人工的消耗:本发明将推力通过轮胎传到筒体后再传给驳船船体艉部，受力分布均匀，船艉只要适当加强即可，这样每艘驳船可以省去数百吨甚至上千吨的钢材及人工油漆等等；可以说是一个革命性的发明创造；
[0078]?低碳省油耗:推轮和驳船可以按照各自的最佳线型来进行设计，而不必太顾及彼此，因此推轮可以设计成不仅阻力小而且单放稳性好的船型，大大提高了航运的经济性；
[0079]?运行成本低，没有庞大的液压系统及其油液材料消耗；
[0080]?只要联接部位尺寸一样，那一艘推论和推驳都可以组合，并不要求推轮必需嵌入推驳凹穴内，大大提高了航运的经济性及调度的灵活性，推轮使用效率高；
[0081]3.环保:
[0082].ATB系统阻力小，燃油消耗少，实现节能低碳环保；
[0083]?不用调整船态就能离合，迅速快捷，省工省时省油；
[0084]?没有液压系统泄漏带来的污染；
[0085]4.通用性:
[0086]?只要联接部位尺寸一样，任意一艘推论和推驳都可以组合，并不要求推轮必需嵌入推驳凹穴内；[0087]?推轮仍可保持其单独作业的其他功能如港拖，海拖，顶推等功能；
[0088]?无论是现有的拖轮，推轮或驳船，只要进行一定的改动，就可以安装本发明的顶推系统，且仍不失原来的功能；
[0089]?不仅是推驳，其他非自航工程船如挖泥船，打桩船，起重船，高峰电站船等等，只要安装有相应的联接直筒，那么就具备了被推航调遣的基本条件；
[0090]对新造推轮-推驳ATB系统及其连接装置的建议
[0091]?根据推轮功率，推驳大小，航速等估计联接装置推力的大小规格；分成几档，例如:40，60，100吨等，找到合适的轮胎来设计连接装置，档次不要太多，否则推轮-推驳调度
灵活性差；
[0092].ATB必须考虑海陆联运兼顾，以充分发挥其优点，吃水要考虑内河及浅水港区，闻空能过大桥；
[0093]?为改善ATB的操纵性能，推轮宜配双主机，双舵桨，推驳艏部宜设侧向推进器I或2套；
[0094]?推驳应配备遥控抛锚功能，但可不要求遥控起锚；
[0095]?为改善ATB的艏视线，推驳艏部可以设置瞭望站及摄像仪(含夜视功能)；
[0096]?为安装联接装置，推轮艏部的线型及结构与常规有所不同，还要合理安排锚系的布置；
[0097]?对于运送LNG的推驳，BOG还可引向推轮，作为推轮主机的能源；采用双燃料主机或发电后电力推进主机；
[0098]?在规范许可或经协商同意的情况下，驳船力求设计简单，施工方便，凡是可由推轮提供的，则不必重复。驳船一般应无人化；应尽快制定切实可行的ATB系统规范，免走人家的曲折；
[0099]?暂不推荐应用于远洋推驳运输，务必经过一段时间的沿海运行考验，取得实践经验后再作讨论；
[0100].本文论证所弓丨用资料均取自网络信息。
【专利附图】
【附图说明】《见说明书附图，及摘要附图》
图示中:1.驳船船尾奥美加大圆筒
2.橡胶护唇
3.橡胶轮胎
4.轮辋
5.叉型轴
6.轴承组合
7.转向机构
8.控制单元
9.遥控单元。
【权利要求】
1.本发明的下列两点，应是权利要求书内容:.利用充气橡胶轮胎将推轮与驳船联接在一起的3种联接方式:-相对固定联接-全浮联接-半浮联接-大风浪时少量浮动。
2.驳船船尾或被推浮体上设置的与橡胶轮胎相匹配的奥美加大圆筒即和水平面垂直且相互平行的两个开口大圆筒形状，本专利称之为奥美加大圆筒。
【文档编号】B63B21/56GK103754325SQ201310298328
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】沈苗青 申请人:沈苗青