一种可伸缩式减摇设备制造技术

本发明专利技术提供一种可伸缩式减摇设备，包括三组结构相同，尺寸有区别的减摇装置，每组减摇装置包括外轴、减摇板、控制杆、动力单元和控制系统，减摇板为两个通过外轴连接起来的第一减摇板和第二减摇板，外轴与动力装置通过可伸缩控制杆连接，控制系统控制动力单元工作，带动控制可伸缩控制杆伸缩，从而控制减摇板相对船体的位置；三组减摇装置安装在船体中部1/3至1/4船长之内，中间组的减摇装置减摇板较宽，另外两组则较窄。本发明专利技术可以保证各种航速下的减摇效果，同时能够兼顾各种海况，既保证了在恶劣海况下的减摇效果，又在较为平静的海况中能够保持较低的阻力。

A Scalable Anti-rolling Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种可伸缩式减摇设备
本专利技术涉及一种可伸缩式新型减摇设备。
技术介绍
船舶在波浪中航行时，由于风浪等因素的干扰会产生多种摇荡运动，其中以横摇运动对船的危害最大。大幅度的船体横摇运动，不仅会影响船员的舒适度和生命安全，而且会使船的航速降低、主机工况变坏、稳性降低，严重时可能导致翻船事故的发生。因此，如何有效降低横摇，是船舶设计中的关键问题。横摇阻尼对船舶的横摇影响很大，为了增大船舶的横摇阻尼，目前现有的单一减摇设备已不能完全适用于所有船舶的减摇需求。传统的减摇鳍在零航速低航速时不能有效工作，比如系泊状态。减摇水舱中最广泛使用得可控式被动水舱能量来源于波浪，整体减摇耗能较低仅为3KW左右，特别是在低航速和停泊状态下有明显的减摇效果，但是在高航速下减摇效果不理想，而舱内自由液面也会影响船舶的稳性。舭龙骨在各种航速情况下均有减摇效果，零航速情况下减摇效果最明显，但随着航速的增加，船体自身的阻尼增大，而舭龙骨产生的阻尼在总阻尼中所占的相对比例减小，减摇效果亦随之降低。现有技术的缺点为：(1)采用减摇鳍所需功率较大。如专利号为CN108860499A的现有技术“一种改良结构的船舶减摇鳍”(2)采用减摇水舱占用舱容较高。如专利号为CN109466711A的现有技术“一种降阻尼可自动改变周期的减摇水舱”
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是利用船内滑道提供一种可伸缩式的新型减摇设备。本专利技术提出的设备可以保证各种海况下的减摇效果，同时能够兼顾各种航速，既保证了在较低航速下的良好减摇效果，航速提升时减摇效果也能得以保持，实现经济性和安全性的统一。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种可伸缩式减摇设备，包括三组结构相同，尺寸有区别的减摇装置，每组减摇装置包括外轴、减摇板、控制杆、动力单元和控制系统，其特征在于，减摇板为两个通过外轴连接起来的第一减摇板和第二减摇板，外轴与动力装置通过可伸缩控制杆连接，控制系统控制动力单元工作，带动控制可伸缩控制杆伸缩，从而控制减摇板相对船体的位置；三组减摇装置安装在船体中部1/3至1/4船长之内，中间组的减摇装置减摇板较宽，另外两组则较窄。优选地，所述的第一减摇板根据船体舭部外形设计弧度，保证其在收起时贴合船体舭部。在船底设置有滑道，所述的可伸缩控制杆置于滑道内。本专利技术提供了一种有效而又经济地减少船体横摇的设备，相比现有的技术具有以下优点:(1)本专利技术采用了贴合船舭部弧度的减摇板，在平静海况下可以尽量减少船舶航行中附体所带来的阻力，提高航行经济性。(2)本专利技术对底边舱的结构进行了改进，采用了船底滑道，使得设备可以适当回缩，提高了减摇设备的寿命。同时突破了减摇设备在船舶停靠时的形状限制，提高了减摇的效果。(3)本专利技术提供了一套控制系统，由内控制系统控制可伸缩控制杆在滑道的伸缩，通过主动控制的方法，提高了减摇的效率和适用范围。(4)本专利技术控制装置与滑道分离，只需要在可伸缩控制杆末端设置防水控制装置，保证了整个系统的密封性和经济性。(5)本专利技术在船内设置多根可伸缩控制杆，即使有少数控制杆发生损坏，依靠其他可伸缩控制杆依旧能够使减摇设备有效运行，提高了减摇设备的可靠性。(6)本专利技术安全可靠，可以应对多种海况附图说明图1是较低航速下结构状态示意图；图2是较高航速下结构状态示意图；图3是减摇装置局部图；图4是系统控制减摇设备的流程图。图中标号说明：1弧形减摇板；2矩形减摇板；3外轴；4可伸缩控制杆；5液压动力装置；6控制系统具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的进行详细的描述。如图3所示，本专利技术采用的一组减摇装置包括了外轴3，轴上连接弧形减摇板1和矩形减摇板2。可伸缩控制杆4一端连接外轴3，另一端连接液压动力装置5，液压动力装置5连接控制系统6。控制系统6根据指令信号控制液压动力装置5工作，带动控制可伸缩控制杆4伸缩，从而控制减摇板相对船体的位置。如图3所示，弧形减摇板1根据船体舭部外形设计弧度，保证贴合船体舭部。矩形减摇板2的宽度不超过船的半宽线和基线范围。弧形减摇板1和矩形减摇板2的宽度均不超过600mm。每一个外轴3上连接2～3个可伸缩控制杆4，每根可伸缩控制杆4之间的距离为3～4m。该减摇设备集中在船体中部1/3至1/4船长之内安装3组减摇装置，每组外轴3之间的距离为1.5～2m，减摇装置纵向端部在船体刚性构件附近结束，以减小结构突变引起的应力集中。中间组的减摇装置矩形减摇板2较宽，另外两组则较窄。该减摇设备安装在船体舭部，会占一些底边舱的舱容，对主要货舱的舱容只有很小的影响。可伸缩控制杆4使用高强度防锈材料。下面结合附图说明该可伸缩式新型减摇设备在各种航速下减摇实施过程：如图4所示，可伸缩式减摇设备减摇的工作流程如下：船员向控制系统6输入航速信息，由运动数值模拟或水槽模型试验推断出此航速下可伸缩控制杆4最经济伸出长度。低航速时如图1所示，可伸缩控制杆4完全收缩隐于船内，弧形减摇板1紧贴船边，依靠矩形减摇板2增加船舶横摇阻尼系数，常用贝尔登公式来计算。式中，N10表示横摇角为10度时横摇阻尼系数的取值；L、B、h、D为船长、型宽、横稳性高、排水量；T表示的是船的横摇周期。低航速下每平方米矩形减摇板2的载荷约为式中，Mm为矩形减摇板1产生的稳定力矩的最大值，F为矩形减摇板1总面积，d为矩形减摇板1至摇摆轴的平均距离。随着航速提高如图2所示，控制系统6向液压动力装置5发出指令信号，控制伸缩控制杆3伸长，弧形减摇板1位置改变不再与船体舭部贴合，提高附连水质量，矩形减摇板2距离船体重心位置更远，提高横摇阻尼力矩。两者共同作用提高减摇设备产生的阻尼在总阻尼所占的比例，提高减摇效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可伸缩式减摇设备，包括三组结构相同，尺寸有区别的减摇装置，每组减摇装置包括外轴、减摇板、控制杆、动力单元和控制系统，其特征在于，减摇板为两个通过外轴连接起来的第一减摇板和第二减摇板，外轴与动力装置通过可伸缩控制杆连接，控制系统控制动力单元工作，带动控制可伸缩控制杆伸缩，从而控制减摇板相对船体的位置；三组减摇装置安装在船体中部1/3至1/4船长之内，中间组的减摇装置减摇板较宽，另外两组则较窄。

【技术特征摘要】
1.一种可伸缩式减摇设备，包括三组结构相同，尺寸有区别的减摇装置，每组减摇装置包括外轴、减摇板、控制杆、动力单元和控制系统，其特征在于，减摇板为两个通过外轴连接起来的第一减摇板和第二减摇板，外轴与动力装置通过可伸缩控制杆连接，控制系统控制动力单元工作，带动控制可伸缩控制杆伸缩，从而控制减摇板相对船体的位置；三组减摇装置安装在船体中部1/3至1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，余建星，陈海成，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12