專利名稱：基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶分艙和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及船舶壓載艙的結(jié)構(gòu)改迸。
背景技術(shù)：
如圖I所示，現(xiàn)有技術(shù)的壓載艙包括船底和船舷側(cè)構(gòu)成的封閉空間(圖I示出的L型整體結(jié)構(gòu))。其中，如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)壓載艙，位于舷側(cè)的壓載艙由橫向的水平桁構(gòu)件3、縱向的肋板構(gòu)件2交錯(cuò)隔成各個(gè)小的隔斷，各個(gè)隔斷之間由孔I相連通。船底的壓載艙由圖3中上部的內(nèi)底板22和下部外底板23構(gòu)成，且在內(nèi)底板22和外底板23上垂直板面間隔設(shè)置有縱骨21。圖I中還示出了位于內(nèi)底板處用于壓載艙迸/出水的壓載艙底部吸Π 4。問(wèn)題在于，寧波、舟山等港口在我國(guó)屬重要的大型港口。由于長(zhǎng)江將大量泥沙沖刷 入海，使這一海域海水含沙量極高。船舶在卸下貨物的同時(shí)，港口內(nèi)混濁的壓載水也被灌注到壓載艙內(nèi)。由于含沙量高達(dá)1_2%，這些壓載水在船舶每個(gè)航次都要積淀下幾十甚至上百噸的淤泥。特別是淤泥都沉淀在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的船底。由于船底縱骨21(圖3所示)排列密集，淤泥清理必須在每個(gè)縱骨檔內(nèi)分別進(jìn)行，非常困難，耗時(shí)耗力，無(wú)法每個(gè)航次都能清理，結(jié)果導(dǎo)致配載數(shù)據(jù)顯示的剪力和彎矩失真，令船員和船級(jí)社無(wú)法做出正確評(píng)估，有可能造成船舶受カ超限，加速了結(jié)構(gòu)損壞。日積月累后，泥沙還會(huì)全面封住船底縱骨和橫肋板的流水孔，直至將縱骨掩埋，令船舶底部的腐蝕、皺折、屈曲、斷裂等情況無(wú)法被及時(shí)檢查和修復(fù)，加速腐蝕船體，增加了船舶的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明g在解決現(xiàn)有技術(shù)壓載艙，泥沙、淤泥主要沉淀在船底空間，使得清除不便，造成船體安全隱患增加等問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，與現(xiàn)有技術(shù)相同，也包括船舷側(cè)和船底兩處連通的壓載艙空間。其中，在所述船舷側(cè)的壓載艙空間中獨(dú)立隔出ー個(gè)下部封閉的沉淀艙，所述沉淀艙的上部設(shè)置通孔，用于溢流。通過(guò)所述上部通孔，所述沉淀艙連通所述壓載艙的其他空間。所述沉淀艙底部一側(cè)設(shè)置有迸/出水ロ。所述沉淀艙包括兩端密閉的端側(cè)肋板和底部密閉的底端水平桁，從而構(gòu)成ー個(gè)下部封閉的筒形結(jié)構(gòu)。在所述沉淀艙中為現(xiàn)有技術(shù)壓載艙結(jié)構(gòu)具有的縱橫交錯(cuò)構(gòu)成小隔斷的中部肋板和中部水平桁。其中，每一所述隔斷中，所述中部肋板上開(kāi)設(shè)有中部通孔；所述中部通孔的底側(cè)邊與所處隔斷中的底端水平桁或中部水平桁齊平，以便清除泥沙。而所述中部水平桁上開(kāi)設(shè)有用于上下層隔斷連通的水平桁通孔。優(yōu)選方式下，相鄰上下兩層所述中部水平桁上的所述水平桁通孔分別位于所述沉淀艙的兩側(cè)開(kāi)設(shè)，且底層的所述水平桁通孔位于所述進(jìn)/出水ロ的相反ー側(cè)，從而使得注入沉淀艙中的水在縱向由下至上以S型逐層注入各個(gè)隔斷。最優(yōu)方式下，每一所述水平桁通孔為多個(gè)小孔交錯(cuò)排布的方式設(shè)置。[0009]此外，相鄰兩個(gè)所述中部肋板上的同層兩個(gè)所述中部通孔分別位于各自所述中部肋板的兩側(cè)，從而在橫向上，注入的水也是以S型逐個(gè)隔斷注入。最優(yōu)方式下，相鄰兩個(gè)所述中部通孔以中部肋板的中線對(duì)稱位于兩側(cè)設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相同，仍然保留船底壓載艙空間中位于船底上設(shè)置有用于壓載艙進(jìn)/出水的壓載艙底部吸口。在排水時(shí)，可以加快排水速度。在泥沙沉積不嚴(yán)重的區(qū)域，仍可以該壓載艙底部吸ロ實(shí)現(xiàn)壓載艙水的進(jìn)出。一種最優(yōu)方案，沉淀艙中的所述中部水平桁為兩層，其中，下層所述中部水平桁上的所述水平桁通孔為三個(gè)小孔，呈品字形設(shè)置。上層所述中部水平桁在相鄰四個(gè)隔斷中分別設(shè)置所述水平桁通孔，且首、尾兩個(gè)所述水平桁通孔由三個(gè)小孔呈品字形構(gòu)成；中、間兩個(gè)所述水平桁通孔僅為ー個(gè)小孔位于中部設(shè)置。本發(fā)明基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，通過(guò)在壓載艙的舷側(cè)獨(dú)立設(shè)置沉淀艙，以便泥沙沉淀于此，從而為泥沙清除提供便利。本發(fā)明沒(méi)有改變根本的水密分割，保持 了與常規(guī)壓載艙的一致性，未増加船員的操作復(fù)雜程度。本發(fā)明降低了泥沙清除的工作難度，進(jìn)而降低了船舶的安全隱患。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)船舶壓載艙的外輪廓結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示壓載艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I和2所示壓載艙的船底部壓載艙結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙一種實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明沉淀艙中中部肋板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是與圖5所示中部肋板相鄰的另一中部肋板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明沉淀艙中端側(cè)肋板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖4實(shí)施例中上層中部水平桁的的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖4實(shí)施例中下層中部水平桁的的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖4實(shí)施例中底端水平桁的的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙另ー種實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖4和圖11所示本發(fā)明基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其中，標(biāo)號(hào)2為構(gòu)成沉淀艙的端側(cè)肋板，圖中為壓載艙的第一道肋板和最后一道肋板。標(biāo)號(hào)3為構(gòu)成沉淀艙的底端水平桁3，圖中未壓載艙舷側(cè)最下層水平桁。標(biāo)號(hào)4為壓載艙底部吸口，標(biāo)號(hào)5為壓載艙舷側(cè)迸/出水ロ 5。上述構(gòu)件2和3為部分水密，即密閉部分，與側(cè)壁密封，在舷側(cè)圍成ー個(gè)沉淀艙(圖中陰影部分)。壓載水先打進(jìn)舷側(cè)沉淀艙，使得含有大量泥沙的壓載水先注入沉淀艙，然后溢流到底部壓載艙；為提高沉淀效果，在內(nèi)部構(gòu)件中部肋板7和中部水平桁8的適當(dāng)位置上開(kāi)孔，控制壓載水的流向和流速，壓載水中的泥沙會(huì)大部分沉淀在舷側(cè)沉淀艙內(nèi)，只有較少量泥沙從沉淀艙溢流后，沉淀在雙層底里，由于沉淀在舷側(cè)的泥沙比較容易清理，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)航次的徹底清理，從而達(dá)到防泥沙效果。[0025]本發(fā)明的壓載艙結(jié)構(gòu)在每個(gè)壓載艙布置兩個(gè)吸ロ，弦側(cè)布置高位弦側(cè)吸ロ 5，滿足沉淀艙的注排水功能，同時(shí)便于舷側(cè)清除泥沙，底部布置低位吸口 4，滿足雙層底的注排水功能；此外，圖9為圖4中的第二層弦側(cè)水平桁，即中部水平桁8，是圖中兩個(gè)中部水平桁位于底層的ー個(gè)。其僅在沉淀艙最前端開(kāi)孔。從而使得通孔6位于進(jìn)/出水ロ 5的相反一偵U。如圖8所示，上層的中部水平桁上的通孔6與圖9所示水平桁的通孔位置開(kāi)設(shè)相反，分別位于沉淀艙的兩側(cè)。從而這使得壓載水在沉淀艙內(nèi)成S形自下向上流動(dòng)，増加沉淀路徑，提高沉淀效果。圖10為底部密閉的底端水平桁3的結(jié)構(gòu)，盡在位于沉淀艙外的兩側(cè)開(kāi)設(shè)連通孔。圖8-10中的標(biāo)號(hào)25為橫艙壁。此外，圖8所示沉淀艙中最上層弦側(cè)水平桁，僅在沉淀艙后部開(kāi)大孔，確保壓載水到沉淀艙的前后端溢流ロ的路徑相等，不會(huì)因?yàn)槁窂较嗖畲笤斐蓛啥艘缌髁肯嗖蠲黠@，導(dǎo)致流速快、沉淀效果差，中間加設(shè)單個(gè)小孔，防止小孔的上方形成流速非常低的空間。如圖5和6所示相鄰兩個(gè)沉淀艙中的中部肋板，開(kāi)ロ位置不同，相鄰兩個(gè)中部肋板7上的同高度的兩個(gè)中部通孔9分別位于各自中部肋板7的兩側(cè)，且以中部肋板的中線對(duì)稱設(shè)置。圖中是以肋板中心線為軸對(duì)稱，不但增加了沉淀的路徑，而且在每個(gè)肋板之間可以形成加速沉淀的渦流，提高沉淀效果。圖7為端側(cè)肋板2的結(jié)構(gòu)，盡在沉淀艙的上部開(kāi)設(shè)上部通孔11，從而連通壓載艙的其他空間。圖5-7中，標(biāo)號(hào)24為上甲板。一種優(yōu)選實(shí)施例中，以32萬(wàn)噸VLCC原油船的NO. 3壓載艙的結(jié)構(gòu)為通過(guò)FEM有限元模型的強(qiáng)度分析，以及CDF流體分析，和實(shí)體模型試驗(yàn)的驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的壓載艙形式如圖7，端側(cè)肋板2的非水密孔(上部通孔11)位置距艙頂1800mm。如圖10，底端水平桁3的水密距離位于兩個(gè)端側(cè)肋板2之間。如圖5和6，中部通孔9的大開(kāi)孔尺寸為1600x1000mm，大開(kāi)孔下端與水平桁面平齊，便于清沙；上部4個(gè)小開(kāi)孔直徑為500mm，增加了流通面積，減少流速，有益于沉沙，同時(shí)小開(kāi)孔錯(cuò)位布置，滿足強(qiáng)度要求。如圖8，沉淀艙中最上層弦側(cè)水平桁的端部和中部開(kāi)ロ均為3個(gè)間距為500mm的600x800mm，錯(cuò)位布置，中間的單個(gè)的小孔為600x800mm。如圖9，沉淀艙中位于底層的中部水平桁8，僅在沉淀艙最前端開(kāi)孔，尺寸為3個(gè)間距為500mm的600x800mm，錯(cuò)位布置。本發(fā)明以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并且應(yīng)用CFD流體分析軟件進(jìn)行了大量的計(jì)算，對(duì)比、分析、論證得到上述結(jié)論。其中，中間過(guò)程的方案有12個(gè)，實(shí)驗(yàn)方案64種。本發(fā)明能沉淀30-40%的泥沙在舷側(cè)沉淀艙里，其中，主要沉淀能在短時(shí)間內(nèi)沉淀的較大粒徑的泥沙顆粒。壓載艙的每個(gè)肋板構(gòu)件7的大開(kāi)ロ與水平桁構(gòu)件的高度一致，下次的壓載水交換時(shí)，壓載水沿著水平桁構(gòu)件流動(dòng)，就可以自動(dòng)清理舷側(cè)壓載艙，操作方便，而且節(jié)省人力、物力。更重要的是，經(jīng)過(guò)舷側(cè)沉淀艙溢流后的壓載水，主要含有在短時(shí)間內(nèi)不易沉淀的較小粒徑的泥沙顆粒，也就是說(shuō)，在下次的壓載水交換以前也基本不會(huì)沉淀到底部壓載艙內(nèi)，會(huì)隨著壓載水交換排出艙外，壓載艙泥沙排出率綜合效果達(dá)到80%左右。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，包括船舷側(cè)和船底兩處連通的壓載艙空間，其特征在于，在所述船舷側(cè)的壓載艙空間中部分獨(dú)立分隔出ー個(gè)下部封閉的沉淀艙，所述沉淀艙的上部設(shè)置連通所述壓載艙其他空間的上部的溢流通孔(11);所述沉淀艙底部后側(cè)設(shè)置有迸/出水ロ(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，所述沉淀艙包括兩端密閉的端側(cè)肋板(2)和底部密閉的底端水平桁(3);所述沉淀艙中包括縱橫交錯(cuò)構(gòu)成小隔斷的中部肋板(7)和中部水平桁(8)； 每一所述隔斷中，所述中部肋板(7)上開(kāi)設(shè)有中部通孔(9);所述中部通孔(9)的底側(cè)邊與所處隔斷中的底端水平桁(3)或中部水平桁(8)齊平； 所述中部水平桁(8)上開(kāi)設(shè)有用于上下層隔斷連通的水平桁通孔(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，相鄰上下兩層的所述中部水平桁(8)上所述水平桁通孔(6)分別位于所述沉淀艙的兩側(cè)開(kāi)設(shè)，且位于底層的所述中部水平桁(8)上的所述水平桁通孔(6)位于所述迸/出水ロ(5)的相反ー側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，所述水平桁通孔(6)為多個(gè)小孔交錯(cuò)排布的方式設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，相鄰兩個(gè)所述中部肋板(7)上的等高度所述中部通孔(9)分別位于各自所述中部肋板(7)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在干，相鄰兩個(gè)所述中部肋板(7)上的等高度所述中部通孔(9)以所述中部肋板(7)的中線對(duì)稱位于兩側(cè)設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，所述船底的壓載艙空間位于船底上設(shè)置有用于壓載艙進(jìn)/出水的壓載艙底部吸口(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，其特征在于，所述中部水平桁⑶為兩層； 下層所述中部水平桁(8)上的所述水平桁通孔(6)為三個(gè)小孔，呈品字形設(shè)置； 上層所述中部水平桁(8)在相鄰四個(gè)隔斷中分別設(shè)置所述水平桁通孔￠)，且首、尾兩個(gè)所述水平桁通孔(6)由三個(gè)小孔呈品字形構(gòu)成，中、間兩個(gè)所述水平桁通孔(6)僅為ー個(gè)小孔位于中部設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于防泥沙功能的沉淀溢流壓載艙，包括船舷側(cè)和船底兩處連通的壓載艙空間，在所述船舷側(cè)的壓載艙空間中獨(dú)立分隔出一個(gè)下部封閉的沉淀艙，所述沉淀艙的上部設(shè)置連通所述壓載艙其他空間的上部通孔，用于溢流；所述沉淀艙底部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)/出水口。本實(shí)用新型通過(guò)在壓載艙的舷側(cè)設(shè)置部分獨(dú)立沉淀艙，達(dá)到既能控制泥沙盡量沉淀于易于清理的沉淀艙內(nèi)；又沒(méi)有改變根本的水密分割，保持了與常規(guī)壓載艙的一致性，不增加船員的操作復(fù)雜程度。本實(shí)用新型降低了泥沙清除的工作難度，進(jìn)而降低了船舶的安全隱患。
文檔編號(hào)B63B11/04GK202449173SQ20122002356
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者姚云熙, 孫曉楠, 李玉平, 沙明文, 王景洋, 蔡洙一, 趙金文 申請(qǐng)人:大連船舶重工集團(tuán)有限公司