船用一体式快速充气气囊装置的制作方法

本发明涉及船舶防沉技术领域，特别涉及一种船用一体式快速充气气囊装置。

背景技术：

船舶行驶在海域上如果船体触礁或与其它船舶碰撞，甚至受到导弹攻击，都可造成船体水线以下或水线附近舱室外舱壁的破损，当外舱壁破损后，外界海水将通过破损口快速流入舱室内部，随着舱室内部进水量的不断增加，船舶的浮性和稳定性失控，导致船体倾斜甚至下沉。

目前，针对船舶外舱壁破损进水，一般采用动态平衡系统调整船体的平稳性，但是动态调整船体平衡的同时，还需及时将进入舱室内部的水排出并对破损口进行封堵。若外舱壁上破损处出现破损面积大、水压大及水流急等情况，将导致排水不利而无法封堵，最后只能封闭舱室，使舱室完全被外界海水充满，如果舱室内部进水量超过船体的最大载重，船舶直接搁浅或沉没。鉴于此情况，急需要在舱室内部设计一款船用快速防沉装置。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种船用一体式快速充气气囊装置，用于船舶的舱室内，包括设置在舱室内的固定架，所述固定架上设置有高压气瓶和气囊，所述高压气瓶与所述气囊通过输气管连通，具有结构紧凑、占用空间小，操作方便等优势。该装置的设计压力大于外界的水压，用以确保所述气囊不会因外界的水压而被挤压变形。启动该装置后，所述气囊完全展开占据舱室内部的部分空间，不仅减少了舱室内部的进水量，而且由于充气后的气囊对舱室顶部有竖直向上的浮力，减缓了因舱室内部进水量超过承载而造成的船体倾斜和下沉进程。

作为优选的，所述高压气瓶设置在所述固定架的内部，所述气囊设置在所述固定架的外侧，所述气囊展开时为环形圆柱且两端面呈弧形，所述固定架和所述高压气瓶内嵌在所述环形圆柱中心。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述气囊的外层选择凯夫拉材质并采用强度及防刺穿技术、经缝纫、粘合制成，具有密度低、强度高、韧性好、耐高低温、易于加工及成型等特点，内层采用高密橡胶膜。所述气囊接缝处涂抹的粘接剂应均匀，侧面与端面粘合应平滑过渡，粘合后的气囊应满足设计压力试验的要求；所述气囊折叠后应平整且不得有褶皱产生的尖角，用以避免所述气囊展开时被划伤。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述气囊的尺寸决定于舱室内部的空间尺寸。所述气囊未展开时折叠式固定在所述固定架的外侧；展开时，气囊的整体外形呈球状结构用以避免自身内部压力的不均匀，环形内部空间用以内嵌所述固定架，从而实现所述船用一体式快速充气气囊装置的一体化结构。

作为优选的，所述高压气瓶设置有瓶头阀，所述瓶头阀设置有开启拉杆，所述开启拉杆上设置有开启拉绳；所述瓶头阀的出口端和所述输气管的进气端连接。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述高压气瓶为所述气囊提供气源，所述高压气瓶选用具有储存压力大、重量轻的气瓶，譬如铝合金内胆复合气瓶，并根据所述气囊体积和额定工作压力选择合适的所述高压气瓶。所述高压气瓶上设置的瓶头阀采用拉拔式的开启方式，工作时，所述开启拉绳拉动所述开启拉杆，所述开启拉杆开启所述瓶头阀，从而实现所述高压气瓶通过所述输气管向所述气囊充气的过程。

作为优选的，所述瓶头阀的出口设置有减压器，外周设置有防护罩。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述减压器具有调节流量和压力的功能，所述高压气瓶中的高压气体通过所述减压器迅速释放压力达到设计的充气压力，进一步可保障所述输气管的管路安全；所述高压气瓶迅速释放压力的同时吸收所述瓶头阀周围的热量，故设计所述防护罩用以防止所述瓶头阀上产生冷凝。

作为优选的，所述输气管上设置有单向阀。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述单向阀用以防止所述输气管路中的气体倒流。

作为优选的，所述固定架为呈圆柱状的焊接框架，所述固定架的中轴线上套设有拉动主杆，所述固定架靠近所述瓶头阀的位置设置有滑轮固定架，所述滑轮固定架上设置有滑轮；所述开启拉绳绕过所述滑轮与所述拉动主杆固定连接。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述固定架的尺寸根据所述气囊实际展开时的尺寸确定。所述固定架内嵌于所述气囊的环形圆柱内并与所述气囊的内壁之间存有空隙。在工作时，所述拉动主杆移动并带动所述开启拉绳绕过所述滑轮拉动所述瓶头阀上的开启拉杆，所述滑轮是定滑轮，将所述开启拉绳的拉力导向为所述瓶头阀上的开启拉杆的正向拉力。

作为优选的，所述高压气瓶有多个，多个高压气瓶在所述固定架的内部周向均匀分布，每个高压气瓶的瓶头阀上的开启拉绳绕过相对应的滑轮固定在所述拉动主杆上。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述高压气瓶的数量主要是由所述气囊的体积和每个高压气瓶的容气量共同决定的。所述高压气瓶设计有两个瓶头阀从而形成两个充气口，或者在总容气量不变的情况下，选择两个小容气量的高压气瓶放置于同一水平线上形成两个充气口，这两种方式可以使所述气囊的充气速度翻倍。

作为优选的，所述焊接框架上设置有框架柱，所述框架柱的端部内置有伸缩杆，且所述伸缩杆沿所述框架柱长度方向完全伸展开时，所述伸缩杆的内端部卡在所述框架柱的端部内。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述气囊的尺寸随舱室内部空间的尺寸的变化而变化，当所述舱室内部长度方向较长时，所述气囊的长度相应较长，则需要较长的所述固定架，但是较长的固定架影响舱室内其他设备的安装、检修等，因此，在所述固定架上设计伸缩杆，用以调节所述气囊展开时在长度方向上的增加量。

作为优选的，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括手动开启装置，所述手动开启装置包含把手和手动拉绳；所述拉动主杆的伸出所述固定架的端部设置有绳盘；所述手动拉绳的一端缠绕在所述绳盘上，另一端与所述把手连接。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述手动拉绳的长度应满足人员撤离时从舱室内部任一点到舱室外的安全距离。所述绳盘的容绳量应满足所述手动拉绳在其上可以全部缠绕。当船舶舱室内进水严重而无法封堵或救援不及时需要封闭舱室且舱室内有人值守时，启动手动开启装置，通过所述把手拉动所述手动拉绳，当所述手动拉绳完全展开后带动所述拉动主杆移动，从而带动所述开启拉绳绕过所述滑轮拉动所述瓶头阀上的开启拉杆。

作为优选的，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括自动开启装置，所述自动开启装置包含u形连通器和自动控制盒；所述自动控制盒设置有电机以及电机启动回路，所述电机的输出轴上设置有齿轮，所述拉动主杆上设置有与所述齿轮啮合的齿条；所述u形连通器与所述电机启动回路串联，当船舶的舱室内水位达到u形连通器高度时，u形连通器内注水，电机启动回路接通，电机启动。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，当船舶舱室内进水严重而无法封堵或救援不及时需要封闭舱室且无人值守时，启动自动开启装置，即舱室内部的进水水位达到u形连通器高度后，所述u形连通器内部进水，当进水淹没所述u形连通器内设置的断开金属连接体后，所述断开金属连接体连通，进一步使所述电机启动回路接通，从而启动电机带动所述电机输出轴上的齿轮啮合所述拉动主杆上的齿条，实现所述拉动主杆移动，进而带动所述开启拉绳绕过所述滑轮拉动所述瓶头阀上的开启拉杆。

作为优选的，所述气囊上设置有安全阀，所述安全阀靠近所述气囊上设有的气嘴接头。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述气囊是以最紧凑的折叠式固定在所述固定架外侧的，当所述气囊充气时，压实的褶皱会影响充气流量，或是受到舱室内异物的阻挡，所述气囊不能顺利展开而造成所述气囊局部憋压，此时，所述安全阀可以实现自动泄压用以保护所述气囊不被损坏。进一步地将所述安全阀设在所述气囊上设有的气嘴接头邻近位置更便于泄压。

作为优选的，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括箱体，所述箱体为活动式的面板结构且内壁粘有橡胶，所述固定架、高压气瓶和气囊放置在所述箱体内，所述u形连通器设置在所述箱体的外侧壁。

根据本发明的一种船用一体式快速充气气囊装置，所述箱体选用具有强度高、重量轻以及耐盐雾腐蚀的复合性材料，用以保障所述箱体长期放置在船舶舱室内而不被盐酸腐蚀环境腐蚀。当所述气囊展开时，所述箱体沿自身边棱旋转展开且不干涉所述气囊的展开，所述橡胶用以避免所述气囊展开时被刮伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的船用一体式快速充气气囊装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例的瓶头阀上设置有防护罩的结构示意图；

图3为本发明实施例的固定架上设置有四个高压气瓶的主视图；

图4为本发明实施例的固定架上设置有四个高压气瓶的侧视图；

图5为本发明实施例的固定架上设置有伸缩杆的结构示意图；

图6为本发明实施例的手动开启装置结构示意图；

图7为本发明实施例的自动开启装置结构示意图；

图8为本发明实施例的箱体展开示意图。

附图标记分别表示：1-固定架，2-高压气瓶，3-气囊，4-输气管，5-瓶头阀，6-开启拉绳，7-拉动主杆，8-滑轮，9-伸缩杆，10-把手，11-手动拉绳，12-绳盘，13-u形连通器，14-自动控制盒，15-箱体，16-防护罩。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参照图1，本发明实施例公开一种船用一体式快速充气气囊装置，用于船舶的舱室内，包括设置在舱室内的固定架1，固定架1上设置有高压气瓶2和气囊3，高压气瓶2与气囊3通过输气管4连通，具有结构紧凑、占用空间小，操作方便等优势。该装置的设计压力大于外界的水压，用以确保气囊3不会因外界的水压而被挤压变形。启动该装置后，气囊3完全展开占据舱室内部的部分空间，不仅减少了舱室内部的进水量，而且由于充气后的气囊3对舱室顶部有竖直向上的浮力，减缓了因舱室内部进水量超过承载而造成的船体倾斜和下沉进程。

根据本发明的一种实施例，所述高压气瓶2设置在固定架1的内部，气囊3设置在固定架1的外侧，气囊3展开时为环形圆柱且两端面呈弧形，固定架1和高压气瓶2内嵌在环形圆柱中心。

在以上实施例中，所述气囊3的外层选择凯夫拉材质并采用强度及防刺穿技术、经缝纫、粘合制成，具有密度低、强度高、韧性好、耐高低温、易于加工及成型等特点，内层采用高密橡胶膜。气囊3接缝处涂抹的粘接剂应均匀，侧面与端面粘合应平滑过渡，粘合后的气囊3应满足设计压力试验的要求；气囊3折叠后应平整且不得有褶皱产生的尖角，用以避免气囊3展开时被划伤。

在以上实施例中，所述气囊3的尺寸决定于舱室内部的空间尺寸。气囊3未展开时折叠式固定在固定架1的外侧；展开时，气囊3的整体外形呈球状结构用以避免自身内部压力的不均匀，环形内部空间用以内嵌固定架，从而实现船用一体式快速充气气囊装置的一体化结构。

参照图2，根据本发明的一种实施例，所述高压气瓶2设置有瓶头阀5，瓶头阀5设置有开启拉杆，所述开启拉杆上设置有开启拉绳6；瓶头阀5的出口端和输气管4的进气端连接。

在以上实施例中，所述高压气瓶2为气囊3提供气源，高压气瓶2选用具有储存压力大、重量轻的气瓶，譬如铝合金内胆复合气瓶，并根据气囊3体积和额定工作压力选择合适的高压气瓶2。高压气瓶2上设置的瓶头阀5采用拉拔式的开启方式，工作时，开启拉绳6拉动所述开启拉杆，所述开启拉杆开启瓶头阀5，从而实现高压气瓶2通过输气管4向气囊3充气的过程。

根据本发明的一种实施例，如图2所示，所述瓶头阀5的出口设置有减压器，外周设置有防护罩16。

在以上实施例中，所述减压器具有调节流量和压力的功能，高压气瓶2中的高压气体通过所述减压器迅速释放压力达到设计的充气压力，进一步可保障输气管4的管路安全；高压气瓶2迅速释放压力的同时吸收瓶头阀5周围的热量，故设计所述防护罩用以防止瓶头阀5上产生冷凝。

根据本发明的一种实施例，所述输气管4上设置有单向阀。

在以上实施例中，所述单向阀用以防止输气管4路中的气体倒流。

根据本发明的一种实施例，所述固定架1为呈圆柱状的焊接框架，固定架1的中轴线上套设有拉动主杆7，固定架1靠近瓶头阀5的位置设置有滑轮固定架，所述滑轮固定架上设置有滑轮8；开启拉绳6绕过滑轮8与拉动主杆7固定连接。

在以上实施例中，所述固定架1的尺寸根据气囊3实际展开时的尺寸确定。固定架1内嵌于气囊3的环形圆柱内并与气囊3的内壁之间存有空隙。在工作时，拉动主杆7移动并带动开启拉绳6绕过滑轮8拉动瓶头阀5上的开启拉杆，所述滑轮8是定滑轮，将开启拉绳6的拉力导向为瓶头阀5上的开启拉杆的正向拉力。

根据本发明的一种实施例，所述高压气瓶2有多个，多个高压气瓶2在固定架1的内部周向均匀分布，如图3和图4所示为优选四个高压气瓶2在固定架1上的分布示意图。每个高压气瓶2的瓶头阀5上的开启拉绳6绕过相对应的滑轮8固定在拉动主杆7上。

在以上实施例中，所述高压气瓶2的数量主要是由气囊3的体积和每个高压气瓶2的容气量共同决定的。高压气瓶2设计成两个瓶头阀5从而形成两个充气口，或者在总气器量不变的情况下，选择两个小容气量的高压气瓶2放置于同一水平线上形成两个充气口，这两种方式可以使气囊3的充气速度翻倍。

根据本发明的一种实施例，所述焊接框架上设置有框架柱，所述框架柱的端部内置有伸缩杆9，且伸缩杆9沿所述框架柱长度方向完全伸展开时，伸缩杆9的内端部卡在所述框架柱的端部内，如图5所示。

在以上实施例中，所述气囊3的尺寸随舱室内部空间的尺寸的变化而变化，当舱室内部长度方向较长时，气囊3的长度相应较长，则需要较长的固定架1，但是较长的固定架1影响舱室内其他设备的安装、检修等，因此，在固定架1上设计伸缩杆，用以调节气囊3展开时在长度方向上的增加量。

参照图6，根据本发明的一种实施例，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括手动开启装置，所述手动开启装置包含把手10和手动拉绳11；拉动主杆7的伸出固定架1的端部设置有绳盘12；手动拉绳11的一端缠绕在绳盘12上，另一端与把手10连接。

在以上实施例中，所述手动拉绳11的长度应满足人员撤离时从舱室内部任一点到舱室外的安全距离。所述绳盘的容绳量应满足手动拉绳11在其上可以全部缠绕。当船舶舱室内进水严重而无法封堵或救援不及时需要封闭舱室且舱室内有人值守时，启动手动开启装置，通过把手10拉动手动拉绳11，当手动拉绳11完全展开后带动拉动主杆7移动，从而带动开启拉绳6绕过滑轮8拉动瓶头阀5上的开启拉杆。

参照图7，根据本发明的一种实施例，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括自动开启装置，所述自动开启装置包含u形连通器13和自动控制盒14；自动控制盒14设置有电机以及电机启动回路，所述电机的输出轴上设置有齿轮，拉动主杆7上设置有与所述齿轮啮合的齿条；u形连通器13与所述电机启动回路串联，当船舶的舱室内水位达到u形连通器13高度时，u形连通器13内注水，电机启动回路接通，电机启动。

在以上实施例中，当船舶舱室内进水严重而无法封堵或救援不及时需要封闭舱室且无人值守时，启动自动开启装置，即舱室内部的进水水位达到u形连通器13高度后，u形连通器13内部进水，当进水淹没u形连通器13内设置的断开金属连接体后，所述断开金属连接体连通，进一步使所述电机启动回路接通，从而启动电机带动所述电机输出轴上的齿轮啮合拉动主杆7上的齿条，实现拉动主杆7移动，进而带动开启拉绳6绕过滑轮8拉动瓶头阀5上的开启拉杆。

根据本发明的一种实施例，所述气囊3上设置有安全阀，所述安全阀靠近所述气囊上设有的气嘴接头。

在以上实施例中，所述气囊3是以最紧凑的折叠式固定在固定架1外侧的，当气囊3充气时，压实的褶皱会影响充气流量，或是受到舱室内异物的阻挡，气囊3不能顺利展开而造成气囊3局部憋压，此时，所述安全阀可以实现自动泄压用以保护气囊3不被损坏。进一步地将所述安全阀设在气囊3上设有的气嘴接头邻近位置更便于泄压。

根据本发明的一种实施例，所述船用一体式快速充气气囊装置还包括箱体15，箱体15为活动式的面板结构且内壁粘有橡胶，固定架1、高压气瓶2和气囊3放置在箱体15内，u形连通器13设置在箱体15的外侧壁。

在以上实施例中，箱体15选用具有强度高、重量轻以及耐盐雾腐蚀的复合性材料，用以保障箱体15长期放置在船舶舱室内而不被盐酸腐蚀环境腐蚀。当气囊3展开时，如图8所示，箱体15沿自身边棱旋转展开且不干涉气囊3的展开，所述橡胶用以避免气囊3展开时被刮伤。

以上所述仅为本发明的说明性示例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。