船舶氣囊式抗傾覆裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種抗傾覆裝置，特別是關于一種船舶氣囊式抗傾覆裝置。
【背景技術】
[0002]根據(jù)IMO(Internat1nal Maritime Organizat1n，國際海事組織)相關規(guī)定，當船舶瞬時橫傾角超過30°或3分鐘內(nèi)的平均傾斜角超過20°，船舶即處于傾覆狀態(tài)。
[0003]隨著我國內(nèi)河航運的發(fā)展以及船舶運輸體系的逐步完善，客滾運輸方式迅速發(fā)展，自2010年起，全國累計完成了水路客運量2.24億人次，同比增長0.3%。但由于客滾船舶其結(jié)構(gòu)存在特殊性，在惡劣天氣下很難保持船舶穩(wěn)性，由此引發(fā)了多起海難事故，嚴重危害了旅客和船員的生命安全和財產(chǎn)損失。以2015年6月I日發(fā)生在長江中游監(jiān)利水域的“東方之星”船舶傾覆事故為例，遇難442人，僅12人獲救。因此，設計一種船舶防傾覆安全保護裝置是及其必要的，可在船舶舶遭遇惡劣天氣及遇到其他突發(fā)狀況時讓船舶有效保持穩(wěn)性，避免傾覆事故的發(fā)生。
[0004]目前，針對船舶傾覆問題，船上通常采用以下措施來提高船舶的防傾覆性能:(I)減搖水艙、舭龍骨、減搖鰭及回轉(zhuǎn)儀減搖裝置和舵減搖裝置。(2)減搖裝置、縱向艙壁、增大船舶的寬度吃水比。以上裝置和措施均可在一定程度上提高船舶的防搖性和防傾覆性能，以減搖鰭為例，該裝置運用了仿生學的知識，模仿了魚類的鰭在水中發(fā)揮的作用，減搖鰭布置在船中兩舷舭部，通過操縱機構(gòu)轉(zhuǎn)動減搖鰭，使水流在上產(chǎn)生作用力，從而形成減搖力矩，以此減小船舶的搖晃，因此可在一定程度上減小橫傾；增大船舶的寬度吃水比，相當于將船舶的穩(wěn)心降低，船舶在發(fā)生橫傾時所受到的傾覆力矩會相應減小，因此也可在一定程度上提高船舶的防搖性。但存在以下缺陷:(I)各裝置功能單一，不能兼顧防搖性和防傾覆性。(2)各裝置在發(fā)揮各自性能時均存在一定限制條件，以減搖鰭為例，由于鰭安裝時其外展不能超出船截面的框線，因此鰭的面積不能無限擴展，鰭所提供的升力有限，所能提供的扶正力矩不能完全抵消傾覆力矩，而且船舶在一定的航速下，減搖鰭才能夠發(fā)揮作用；以被動式減搖水艙為例，由于其有效區(qū)域比較窄，在非諧搖區(qū)可能會出現(xiàn)增搖情況，反而使得船舶的抗傾覆性能減弱。(3)加裝以上裝置均會給船舶正常航行帶來副作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種船舶氣囊式抗傾覆裝置，當船舶遭遇惡劣天氣或其他原因下導致失穩(wěn)時，安裝在船舶兩舷的安全氣囊可在很短時間內(nèi)迅速充氣，為船舶提供抗傾力矩，有效的提升船舶遇險狀況下的防傾覆性能，防止船舶發(fā)生進一步的傾覆現(xiàn)象。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案:一種船舶氣囊式抗傾覆裝置，其特征在于:它包括觸發(fā)控制模塊、氣體發(fā)生裝置和安全氣囊，且所述觸發(fā)控制模塊電連接所述氣體發(fā)生裝置，所述氣體發(fā)生裝置通過管路連接所述安全氣囊；所述觸發(fā)控制模塊用于實時測量船舶橫傾角、船舶橫傾角速度和船舶橫傾角加速度參數(shù)，且其內(nèi)設置各參數(shù)相應的閾值，當任意一個參數(shù)超過相應的閾值時，所述觸發(fā)控制模塊發(fā)送控制信號給所述氣體發(fā)生裝置；所述氣體發(fā)生裝置采用不與CO2反應的不活潑氣體和CO2為所述安全氣囊充氣，防止其搖晃或傾覆，且0)2來自船舶自身的應急消防滅火系統(tǒng)。
[0007]所述觸發(fā)控制模塊包括檢測單元、信號處理單元和手動操作控制面板；所述檢測單元用于實時測量船舶六自由度運動信號，并將相應的信號傳送給所述信號處理單元；所述信號處理單元內(nèi)設置船舶橫傾角閾值、船舶橫傾角速度閾值和船舶橫傾角加速度閾值，所述信號處理單元實時將接收到的信號與其內(nèi)設置的閾值相比對，當所接收的信號中任意一個超過相對應的閾值時，所述信號處理單元判斷船舶有傾覆風險時，所述信號處理單元發(fā)出觸發(fā)信號給所述氣體發(fā)生裝置為所述安全氣囊充氣；所述手動操作控制面板為當船舶駕駛?cè)藛T根據(jù)氣象觀察和駕駛臺航行數(shù)據(jù)判斷有險情發(fā)生的可能性時，所述手動操作控制面板發(fā)送觸發(fā)信號給所述氣體發(fā)生裝置為所述安全氣囊充氣。
[0008]所述檢測單元采用MRU實時測量船舶六自由度運動信號。
[0009]所述信號處理單元采用PLC。
[0010]所述氣體發(fā)生模塊包括化學式氣體發(fā)生裝置和CO2氣體充氣裝置；所述化學式氣體發(fā)生裝置包括電點火引爆機構(gòu)、充氣藥劑和過濾冷卻機構(gòu)，且所述電點火引爆機構(gòu)電連接所述信號處理單元；所述CO2氣體充氣裝置包括CO2儲氣瓶、消防充氣轉(zhuǎn)換管路和啟閉閥門，且所述消防充氣轉(zhuǎn)換管路連接所述CO2儲氣瓶和所述安全氣囊，并在該管路上設置所述啟閉閥門，所述啟閉閥門電連接所述信號處理單元；所述0)2儲氣瓶和所述消防充氣轉(zhuǎn)換管路采用船舶自身的應急消防滅火系統(tǒng)；所述化學式氣體發(fā)生裝置中的所述電點火引爆機構(gòu)接收信號處理單元發(fā)出的控制信號后，引爆并點燃所述充氣藥劑產(chǎn)生大量氣體，該氣體經(jīng)過所述過濾冷卻機構(gòu)后通過管路迅速向所述安全氣囊充氣；同時，所述啟閉閥門接收到所述信號處理單元發(fā)出的控制信號后，所述啟閉閥門開啟，所述CO2儲氣瓶迅速向所述安全氣囊充氣。
[0011]所述充氣藥劑采用疊氮化鈉(NaN3)或硝酸銨(NH4NO3)13
[0012]所述安全氣囊沿船舶首尾方向在船舶首部、船舶中部和船舶尾部位置兩舷對稱設置；并且所述安全氣囊隱藏設置在船舷兩側(cè)。
[0013]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型包括觸發(fā)控制模塊、氣體發(fā)生裝置和安全氣囊；觸發(fā)控制模塊用于實時測量船舶橫傾角、船舶橫傾角速度和船舶橫傾角加速度參數(shù)，且其內(nèi)設置各參數(shù)相應的閾值，當任意一個參數(shù)超過相應的閾值時，觸發(fā)控制模塊發(fā)送控制信號給氣體發(fā)生裝置；氣體發(fā)生裝置采用不與CO2反應的不活潑氣體和0)2為安全氣囊充氣，安全氣囊脹出船體，系固在船體兩側(cè)，相當于增大船舶的寬度吃水比，因此可有效提高船舶的防搖性能；當船舶發(fā)生險情時，安全氣囊浮于水面之上，提供浮力，防止船舶沉沒；當船舶發(fā)生傾覆時，膨脹的安全氣囊可提供一較大的扶正力矩，使船舶回到穩(wěn)態(tài)，可有效提尚船舶的抗傾覆性能，從而有效提尚船舶遇險時的生存能力，保護乘員生命和財產(chǎn)安全。因此，本實用新型可以有效提高船舶防搖、防沉、防傾覆性能。2、本實用新型采用在船舶兩側(cè)對稱設置若干存放安全氣囊的箱體，因此加裝該裝置不會對船舶進行大的改裝，有效改善船舶性能的同時不帶來其他副作用，相對其他設備結(jié)構(gòu)簡單。3、當船舶發(fā)生傾覆時安全氣囊會進行充氣作業(yè)，而當船舶再次恢復穩(wěn)性時可對安全氣囊的進氣口與管路分開即可進行排氣作業(yè)，工作過程中并無限制條件，且該裝置可在生命周期內(nèi)循環(huán)多次使用，受外界因素影響較小，可靠性較高且最大限度發(fā)揮經(jīng)濟效益。4、針對安全氣囊充氣目前采用空壓機和高壓氣瓶充氣，但是空壓機的充氣效率低，速度慢，不能在短時間內(nèi)完成充氣作業(yè)，從而影響其抗傾覆的效率；采用高壓氣瓶需要另外在船上布置氣瓶，占用空間，并且需要定時對氣瓶狀態(tài)進行檢查，增加船員的工作量。另外，本實用新型采用船舶自身的應急消防滅火系統(tǒng)中的CO2和化學產(chǎn)生氣體的方式為安全氣囊充氣，充分利用了船上已有的資源，簡化整體裝置的結(jié)構(gòu)。鑒于以上理由，本實用新型可以廣泛用于船舶應急抗傾覆領域。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2為本實用新型在船舶正常航行狀態(tài)時的安全氣囊布置圖
[0016]圖3為本實用新型在船舶非正常航行狀態(tài)時的安全氣囊布置圖
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0018]如圖1所示，本實用新型包括觸發(fā)控制模塊1、氣體發(fā)生模塊2和安全氣囊3。
[0019]觸發(fā)控制模塊I包括檢測單元11、信號處理單元12和手動操作控制面板13。
[0020]其中，檢測單元11用于實時測量船舶六自由度運動信號，并將相應的信號傳送給信號處理單元12。信號處理單元12內(nèi)設置船舶橫傾角閾值、船舶橫傾角速度閾值和船舶橫傾角加速度閾值，信號處理單元12實時將接收到的信號與其內(nèi)設置的閾值相比對，當所接收的信號中任意一個超過相對應的閾值時，信號處理