一種新型破冰船舶結構制造技術

本發明專利技術針對現有破冰船舶工作效率低、損耗度高的情況，設計了一種新型破冰船舶結構，包括設有破冰裝置的船體，其特征在于，所述破冰裝置包括固定安裝在船體底部的伸縮鋼架與控制鋼架撐起與收縮的驅動裝置，且船體底部設有容置所述伸縮鋼架和驅動裝置的凹槽。本發明專利技術通過在船體與冰塊的接觸面設置可伸縮的鋼架結構，在船舶靠在冰面上時，撐起鋼架，減少船體與冰面的接觸面積，以增大船體施在冰面上的局部壓強，使冰面更易于破裂，減少船體的沖撞次數，顯著提高了破冰效率，并降低了船體的損耗。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術針對現有破冰船舶工作效率低、損耗度高的情況，設計了一種新型破冰船舶結構，包括設有破冰裝置的船體，其特征在于，所述破冰裝置包括固定安裝在船體底部的伸縮鋼架與控制鋼架撐起與收縮的驅動裝置，且船體底部設有容置所述伸縮鋼架和驅動裝置的凹槽。本專利技術通過在船體與冰塊的接觸面設置可伸縮的鋼架結構，在船舶靠在冰面上時，撐起鋼架，減少船體與冰面的接觸面積，以增大船體施在冰面上的局部壓強，使冰面更易于破裂，減少船體的沖撞次數，顯著提高了破冰效率，并降低了船體的損耗。【專利說明】一種新型破冰船舶結構
本專利技術屬于船舶制造
，具體為一種新型的破冰船舶結構。
技術介紹
1871年德國工程師施泰因豪生設計，并在漢堡造船廠建成了世界上第一艘破冰船“埃斯.布雷赫爾一號”。從那以后，破冰船得到了很大的發展，特別是歐美國家，由于領土面積大部分地處寒帶，不少港口全年的冰凍期長達半年，在此期間，需要破冰船維持港口及航道的暢通。所以在這些國家，破冰船的設計和建造歷來很受重視。由于資源的不斷消耗，未來將會是資源競爭的時代。隨著時代的進步和科學的發展，人們逐漸發現了海底豐富的礦產資源如油、煤、天然氣、鐵等。但這些資源地處極區與寒區，開采難度較大，為了開發這些資源，需要進行各種各樣的設備運輸，資源的回運，寒冷地帶的基地建設，救助以及物資補給等，因此，為了確保冰海航行的暢通，破冰船就成為了必不可少的工具了?，F代破冰船的破冰技術比較單一，通常采用“沖撞法”和“連續法”。連續法主要是以一定的速度還有靠螺旋漿和船頭的力量把冰層撞碎。在冰況不是很復雜而且對船舶阻力不大的情況下這種技術很適用。破冰船的一個特點是船首很尖又比較堅固，破冰船的另一個特點是船頭處吃水很淺，從船頭到中部吃水深度是逐步增大。采用沖撞法是由于破冰船的很多破冰工作無法靠“連續法”完成，所以破冰船不一定靠正面沖進冰層，而是沖到到冰面上去，使船頭下面的冰層由于受到重壓很快發生破裂來進行破冰的。如果船舶不能成功使冰面碎裂就必須使船舶后退反復突進，直到冰層破裂。這種破冰方式效率不是很高。目前來看，當破冰船遇到比較厚的冰層時大部分很難一次性使冰層碎裂，當反復突進時，不僅使得航程時間變長了還使船舶結構的損傷加大了，這樣導致船體被冰層卡住的概率增大(雪龍號事件)。所以為了提高破冰的效率與增加船舶的總縱強度，有必要研制新型的破冰船舶結構。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的問題和不足，提供一種能夠提高破冰效率、降低耗損的破冰船舶結構。為實現上述技術目的，本專利技術公開的技術方案為: 一種新型破冰船舶結構，包括設有破冰裝置的船體，其特征在于，所述破冰裝置包括固定安裝在船體底部的伸縮鋼架與控制鋼架撐起與收縮的驅動裝置，且船體底部設有容置所述伸縮鋼架和驅動裝置的凹槽。本專利技術船舶在沒有浮冰的航區行駛時，通過驅動裝置，伸縮鋼架可向前或向后收起在船底的凹槽中，以減小阻力，同時，鋼架的設置亦提高了船舶的總縱強度。當航區有浮冰且船舶不易通過時，將船舶靠上冰面，開啟驅動裝置，使伸縮鋼架撐起，增大船體施在冰面上單位面積的壓強，使冰面更容易破碎，提高破冰效率，降低船舶對冰面的撞擊次數，進而降低船舶在撞擊中受到的損害。為進一步的保護船體，可在所述船體的船首部設置加強模塊(或說加固模塊、抗沖撞模塊)，所述加強模塊頂部距離船體甲板的高度約為甲板到船體底板高度距離的三分之一。在上述方案基礎上，進一步改進的方案還包括: 所述伸縮鋼架的主體鋼架包括若干行沿船體長度方向排布的鋼架單元，所述鋼架單元包括一根主桿和對稱分布于主桿兩側的多根支桿，所述支桿兩端分別與主桿和船體活動連接，鋼架單元撐起后，主桿與支桿構成若干倒三角結構。所述鋼架單元還設有輔助鋼架，所述輔助鋼架包括若干分布于主桿兩側的輔助桿，所述輔助桿與位于主桿同一側的支桿傾斜角度相同，輔助桿兩端分別與主桿和船體活動連接，且輔助鋼架的桿體直徑小于主體鋼架的直徑。為保障鋼架的強度，上述的主體鋼架、輔助鋼架優選采用高強度的鋼材料制成。所述伸縮鋼架的鋼架單元部分設置于船身底板前半部，部分設置于底板與船首底部的過渡連接部位。作為優選，所述驅動裝置采用液壓裝置，所述液壓裝置的輸出軸與主體鋼架活動連接。所述鋼架單元撐起后的高度不高于船底板到船甲板高度的十五分之一。作為優選，所述船首為直線折角型(艏)。本專利技術的有益效果: 本專利技術的新型破冰船舶結構破冰效率高，可有效降低破冰過程對船體的損害，降低船舶使用和維護成本，通過安裝加強模塊使得船體結構直接撞擊冰面的能力進一步增強，既能提高連續法的效率，也能增加沖撞法的能力。且本專利技術船舶易于制造，使用操作方便，同樣適宜于在現有船舶的結構基礎上實施改造?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1為本專利技術的側視結構示意圖； 圖2為本專利技術的主視結構示意圖； 圖3為本專利技術的仰視結構示意圖； 圖4為船底凹槽的局部結構示意圖。上圖中，1-主體鋼架，2-液壓裝置，3-輔助鋼架，4-活動銷，5-凹槽，6-加強模塊?！揪唧w實施方式】為了闡明本專利技術的技術方案及技術效果，下面結合附圖及【具體實施方式】對本專利技術做進一步的介紹。如圖1至圖3所示的一種新型破冰船舶結構，其船體底部設有破冰裝置。所述破冰裝置包括設置在船身底板及底板與船首底部過渡連接處的伸縮鋼架及液壓裝置2，船體底部同時設有容納所述伸縮鋼架及液壓裝置2的凹槽5。所述伸縮鋼架包括主體鋼架I及輔助鋼架3。所述主體鋼架I包括若干行沿船體長度方向排布的鋼架單元，所述鋼架單元包括一根主桿和對稱分布于主桿兩側的多根支桿，支桿一端通過活動鉚接的方式固定在船體底部，另一端通過活動銷4與主桿連接。主體鋼架I優選采用直徑為120毫米的桿體。所述輔助鋼架3包括若干分布于主桿兩側的輔助桿，所述輔助桿與位于主桿同一側的支桿傾斜角度相同，輔助桿兩端分別與主桿和船體活動鉚接，優選采用直徑為60毫米的桿體。所述主體鋼架I在破冰過程中承擔主要作用，優選采用高強度鋼，鋼架通過液壓裝置2撐起后，主桿與支桿構成倒三角結構，且撐起時最大高度不得超過原船底到甲板高度的十五分之一，主體鋼架I大大減少了船底與冰面的接觸面積，當船舶駛上冰面時，能迅速靠船舶自身重力切入冰層，使得冰面破損效率提高。所述輔助鋼架3優選采用高強度鋼，主要承擔輔助破冰的任務，當船舶破冰時，通過加大整個鋼架切入冰面時的側面壓強來提高破冰效率。所述液壓裝置2焊接在船底與主體鋼架I之間，承擔整個鋼架的動力作用，使得主體鋼架I和輔助鋼架2可以自由伸展與收起，并且可以使船底破冰裝置在液壓作用下以一定頻率沖撞冰面。一方面保證了破冰裝置與冰面的連續沖撞，增加了動能與速率，使冰面更容易破碎，另一方面減小了船舶航行的阻力。沒有破冰任務時，液壓裝置2收縮，將鋼架收入凹槽5中，盡量減少阻力。所述凹槽5可采用焊接的方式安裝在船底，凹槽直徑與形狀在不阻礙鋼架伸縮的情況下，盡量與鋼架契合。船體底部的鋼架分為兩個部分，一部分安裝在船身底板的前半部分，一部分安裝在船首與底板的過渡連接處。所述船體的船首部設有外側面為弧形的加強模塊6，主要用于撞擊靠近船舶的大型浮冰，增強船首直接沖撞冰塊部位的牢固程度，優選采用剛強度鋼。所述加強模塊6的位置設置在其頂部距離船體甲板的高度為甲板到船體底板高度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型破冰船舶結構，包括設有破冰裝置的船體，其特征在于，所述破冰裝置包括固定安裝在船體底部的伸縮鋼架與控制鋼架撐起與收縮的驅動裝置，且船體底部設有容置所述伸縮鋼架和驅動裝置的凹槽。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈中祥，王馳軒，尹群，張健，王珂，
申請(專利權)人：江蘇海事職業技術學院，沈中祥，
類型：發明
國別省市：江蘇;32