船用雙滑道安全氣囊及使用方法與流程
2023-05-29 16:03:46 3
本發明涉及船舶航行穩定性及船舶救助領域，尤其是一種船用雙滑道安全氣囊及使用方法。
背景技術：
目前，船用氣囊主要指設置在船體內部的氣囊，在船體進水後給氣囊充氣，以增加船體的浮力，延緩船體下沉的速度，爭取更多的時間等待救援，但置於船體內部的氣囊佔用船體空間，令原本狹小的空間更不夠用。這種情況下船舶不能自動排除故障，無法自救，並且這種氣囊作用單一，無法應對以下多種情況：
1、遇極端自然天氣，船體劇烈搖擺；
2、船體搖擺幅度過大以致翻船；
3、船舶進水，長時間未得到救援以致沉沒。
以上情況可聯繫到船舶的減搖性、防傾覆性和抗沉性，船舶航行安全性與這三個性能緊密相關，但目前，沒有一種裝置能同時改善這三種性能。
另外，當外援不及時而造成人員被困，就對人的生命財產安全造成威脅，而一般船上沒有配備與人員數量相應的救生艇，所以失事後不能全員逃生。這也是船舶製造業急需解決的問題。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種船用雙滑道安全氣囊及使用方法，主要解決船舶在河道內或海面上航行，遇到極端自然天氣時，可能發生擱淺和翻沉等危險的問題，即使發生危險也有機會自救。
為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：船用雙滑道安全氣囊，它包括對稱內置安裝在船體側舷的救生艇氣囊，所述救生艇氣囊通過波浪形氣墊與充放氣泵相連，所述救生艇氣囊與波浪形氣墊之間由法蘭盤連接，所述救生艇氣囊與自動觸發系統相連，所述救生艇氣囊內部靠近船體一端設有滑道氣囊包，所述滑道氣囊包通過拉鏈封裝在救生艇氣囊內部，所述充放氣泵和波浪形氣墊連接管道處安裝有安全氣閥，所述救生艇氣囊內部設置有壓力傳感器，所述救生艇氣囊法蘭盤連接處有帶支架瓣膜。
所述救生艇氣囊兩端採用半圓形，中間採用矩形內凹氣墊船。
所述救生艇氣囊啟用時沿海平面水平排列，沿兩舷對稱分布。
所述救生艇氣囊材料為聚己內醯胺，氣囊內層塗有密封橡膠。
所述救生艇氣囊備用時疊放在船兩舷內凹的箱體內，箱體門為可上下移動的活鋼板，由液壓開關控制。
所述滑道氣囊包充氣之後伸展形成充氣滑道。
所述自動觸發系統包括傾角傳感器，所述傾角傳感器通過A/D轉換裝置與主控模塊相連，所述主控模塊的輸入端與鍵盤模塊相連，所述主控模塊的輸出端與顯示模塊、接觸器和聲光報警模塊相連，所述接觸器與充放氣泵相連。
船體在駕駛艙內安裝有手動觸發裝置，能夠控制各個氣囊的啟動和關閉。
所述壓力傳感器採用S505-WXC-AP的無線大氣壓力傳感器；
所述自動觸發系統的傾角傳感器採用BWH516傾角傳感器。
船用雙滑道安全氣囊的使用方法，它包括以下步驟：
1）當船舶遇到風浪發生搖擺時，若如向右側傾斜，船體內置的傾角傳感器測得此時的傾斜角，且分析為右傾角，將此角度以信號形式反饋至主控模塊，與設定的參數進行比較，若該傾斜角大於15度小於35度，主控模塊發出報警指令，聲光報警系統工作，再由船長根據具體情況和航行經驗判斷是否打開救生艇氣囊，若須打開，則通過鍵盤模塊輸入氣囊啟動指令和充放氣泵啟動指令；若該傾斜角達到35度，主控模塊自動發出安全氣囊的啟動指令，液壓控制打開位於右舷的若干活鋼板箱蓋，同時，充放氣泵啟動指令發出後氣閥打開，迅速為右舷氣囊充氣。當救生艇氣囊內的壓力傳感器檢測到囊內氣壓達到設定值時，停止充氣。氣囊充氣後展開，浸在水中部分產生一個向上的浮力，由於力臂較長，該浮力就形成一個較大的抗傾力矩，阻止船舶繼續傾斜，使其逐步復位；
2）當緊急情況下須棄船逃生時，由船員先到救生艇氣囊上打開位於其近船身側兩端的滑道氣囊包，使其充氣後慢慢展開，形成雙滑道，一直延伸至甲板平面，然後在甲板上將滑道上端固定，為人員下到救生艇提供便捷；
3）當船復位或狀態穩定後，控制系統就控制電磁閥閥芯回到抽氣位置，液壓控制帶支架瓣膜，支架通過滑槽縮短，瓣膜之間的空隙增大，允許氣囊內氣體流出，抽氣機啟動並將氣囊中空氣抽出，當氣囊內壓力傳感器檢測到氣囊壓力為足夠低時，停充放氣泵，然後把氣囊收回，液壓控制再次動作，船舷箱蓋活鋼板關閉，整個裝置又回到備用狀態。
本發明有如下有益效果：
1、當船舶發生傾斜時，打開傾斜側的氣囊，可增大抗傾力矩，提高船舶的防傾覆能力；
2、當船舶搖蕩劇烈時，打開兩側氣囊，可增大減搖力矩，提高船舶的減搖性能；
3、當船艙進水時，打開漏水位置處的氣囊，通過上提或下拉，並用拉環將氣囊固定，可以用來堵住船舶的漏水口，延緩船艙進水的速度，提高船舶抗沉性；
4、當事態嚴重致須棄船逃生時，該安全氣囊部分可拆卸，脫離船體成為救生艇；
5、當船舶翻沉失事時，展開後的氣囊憑藉顯眼的顏色可以幫助救援人員快速確定船舶的位置；
6、平時，船員可利用該氣囊上交織分布的尼龍繩作為攀援梯來進行水下情況的勘測。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1為本發明打開的正視圖。
圖2為本發明打開的俯視圖。
圖3為凹槽的位置示意圖。
圖4為傾角測試及感應裝置的工作原理圖。
圖5為自動觸發模塊構成示意圖。
圖6為氣囊雙觸發方式流程圖。
圖中：救生艇氣囊1、充氣滑道2、活鋼板3、波浪形氣墊4、充放氣泵5、安全氣閥6、法蘭盤7、帶支架瓣膜8、壓力傳感器9。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。
如圖1-6，船用雙滑道安全氣囊，它包括對稱內置安裝在船體側舷的救生艇氣囊1，所述救生艇氣囊1通過波浪形氣墊4與充放氣泵5相連，所述救生艇氣囊1與波浪形氣墊4之間由法蘭盤7連接，所述救生艇氣囊1與自動觸發系統相連，所述救生艇氣囊1內部靠近船體一端設有滑道氣囊包，所述滑道氣囊包通過拉鏈封裝在救生艇氣囊1內部，所述充放氣泵5和波浪形氣墊4連接管道處安裝有安全氣閥6，所述救生艇氣囊1內部設置有壓力傳感器9，所述救生艇氣囊法蘭盤連接處有帶支架瓣膜8。
進一步的，所述救生艇氣囊1兩端採用半圓形，中間採用矩形內凹氣墊船。
進一步的，所述救生艇氣囊1啟用時沿海平面水平排列，沿兩舷對稱分布。
所述救生艇氣囊1材料為聚己內醯胺，氣囊內層塗有密封橡膠。
進一步的，所述救生艇氣囊1備用時疊放在船兩舷內凹的箱體內，箱體門為可上下移動的活鋼板3，由液壓開關控制。
進一步的，所述滑道氣囊包充氣之後伸展形成充氣滑道2。
進一步的，所述自動觸發系統包括傾角傳感器，所述傾角傳感器通過A/D轉換裝置與主控模塊相連，所述主控模塊的輸入端與鍵盤模塊相連，所述主控模塊的輸出端與顯示模塊、接觸器和聲光報警模塊相連，所述接觸器與充放氣泵5相連。
進一步的，船體在駕駛艙內安裝有手動觸發裝置，能夠控制各個氣囊的啟動和關閉。
進一步的，所述壓力傳感器9採用S505-WXC-AP的無線大氣壓力傳感器；
進一步的，所述自動觸發系統的傾角傳感器採用BWH516傾角傳感器。
實施例2：
船用雙滑道安全氣囊的使用方法，它包括以下步驟：
1）當船舶遇到風浪發生搖擺時，若如向右側傾斜，船體內置的傾角傳感器測得此時的傾斜角，且分析為右傾角，將此角度以信號形式反饋至主控模塊，與設定的參數進行比較，若該傾斜角大於15度小於35度，主控模塊發出報警指令，聲光報警系統工作，再由船長根據具體情況和航行經驗判斷是否打開救生艇氣囊1，若須打開，則通過鍵盤模塊輸入氣囊啟動指令和充放氣泵啟動指令；若該傾斜角達到35度，主控模塊自動發出安全氣囊的啟動指令，液壓控制打開位於右舷的若干活鋼板箱蓋，同時，充放氣泵啟動指令發出後氣閥打開，迅速為右舷氣囊充氣。當救生艇氣囊內的壓力傳感器檢測到囊內氣壓達到設定值時，停止充氣。氣囊充氣後展開，浸在水中部分產生一個向上的浮力，由於力臂較長，該浮力就形成一個較大的抗傾力矩，阻止船舶繼續傾斜，使其逐步復位；
2）當緊急情況下須棄船逃生時，由船員先到救生艇氣囊上打開位於其近船身側兩端的滑道氣囊包，使其充氣後慢慢展開，形成雙滑道，一直延伸至甲板平面，然後在甲板上將滑道上端固定，為人員下到救生艇提供便捷；
3）當船復位或狀態穩定後，控制系統就控制電磁閥閥芯回到抽氣位置，液壓控制帶支架瓣膜8，支架通過滑槽縮短，瓣膜之間的空隙增大，允許氣囊內氣體流出，抽氣機啟動並將氣囊中空氣抽出，當氣囊內壓力傳感器檢測到氣囊壓力為足夠低時，停充放氣泵，然後把氣囊收回，液壓控制再次動作，船舷箱蓋活鋼板3關閉，整個裝置又回到備用狀態。
實施例3：
船用雙滑道安全氣囊。包括：救生艇氣囊，充氣雙滑道，波浪形氣墊，氣囊啟動控制系統和充放氣泵。其中救生艇式氣囊放置在船舷結構吃水線處內凹的箱體內，該箱體佔據該線上下各1米區域，箱體門為液壓控制的活鋼板。備用時，將未啟用的救生艇氣囊置於活鋼板和船舷凹槽之間的空間內，由尼龍繩交織形成的尼龍網將其聚攏。
氣囊的具體設計為：在船舷結構吃水線凹槽內部上下各1米處鋪設聚己內醯胺材料膜，在結構吃水線處開一口通過法蘭盤連接充放氣泵。兩片膜分別於相隔結構吃水線上下20釐米處呈波浪狀向海平面延伸，連接救生艇式氣囊，救生艇式氣囊表面分布一張尼龍網，雙側均設有多個拉環，在救生艇式氣囊半圓形兩端各設有一充氣滑道，連接至船舷最高處。
救生艇式氣囊內部充氣口處設有控制氣體雙向流動的帶支架瓣膜，氣囊內部設有型號為S505-WXC-AP的無線大氣壓力傳感器，通過採集各氣囊的壓力信息後上報氣囊啟動控制系統，根據氣囊內部氣壓來控制充放氣泵，即控制壓縮空氣的進出及空氣供停時刻。同時設有安全閥，當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動洩放部分氣體，保持內外壓強平衡。
救生艇式氣囊與波浪形氣墊接觸的一側各自分布排列一定數量的法蘭盤連接口。充氣時，法蘭盤連接口對接，氣體通過法蘭盤由波浪形氣墊傳送至救生艇式氣囊；當救生艇氣囊需要跟波浪形氣墊分離時，只需卸掉連接口的螺絲，即可成為獨立的救生艇。
船體內部安裝的傾角測量儀型號為：BWH516，BWH516感應傾角大小後通過串行接口連接到主控單元，實時顯示船體傾角。當傾斜角度大於15度時，主控單元發出聲光報警信號，由船長根據航行經驗判斷是否啟動氣囊。若須啟動，則可手動或通過計算機鍵盤模塊發出指令來啟動近水面側氣囊；當傾斜角度接近35度時，主控單元自動發出氣囊啟動指令，氣囊啟動控制系統將近水面側的氣囊箱門打開，同步的，控制充放氣泵為氣囊充氣，至氣囊完全脹開，當波浪形氣墊充氣結束，壓縮空氣通過多個法蘭連接，穿過帶支架瓣膜進入救生艇氣囊，繼續為救生艇式氣囊充氣。
本發明的工作過程和工作原理為：
首先，以船舶遇到風浪發生搖擺為例，說明氣囊的工作原理。當船舶搖擺時，如向右側傾斜，船體內置的BWH516傾角傳感器測得此時的傾斜角，且分析為右傾角，將此角度以信號形式反饋至主控模塊，與設定的參數進行比較，若該傾斜角大於15度小於35度，主控模塊發出報警指令，聲光報警系統工作，再由船長根據具體情況和航行經驗判斷是否打開氣囊，若須打開，則通過鍵盤模塊輸入氣囊啟動指令和充放氣泵啟動指令；若該傾斜角達到35度，主控模塊自動發出安全氣囊的啟動指令，液壓控制打開位於右舷的若干活鋼板箱蓋，同時，充放氣泵啟動指令發出後氣閥打開，迅速為右舷氣囊充氣。當救生艇氣囊內的S505-WXC-AP壓力傳感器檢測到囊內氣壓達到設定值時，停止充氣。氣囊充氣後展開，浸在水中部分產生一個向上的浮力，由於力臂較長，該浮力就形成一個較大的抗傾力矩，阻止船舶繼續傾斜，使其逐步復位。
當緊急情況下須棄船逃生時，由船員先到救生艇氣囊上打開位於其近船身側兩端的小型氣囊包，使其充氣後慢慢展開，形成雙滑道，一直延伸至甲板平面，然後在甲板上將滑道上端固定，為人員下到救生艇提供便捷。
當船復位或狀態穩定後，控制系統就控制電磁閥閥芯回到抽氣位置，液壓控制瓣膜支架，支架通過滑槽縮短，瓣膜之間的空隙增大，允許氣囊內氣體流出，抽氣機啟動並將氣囊中空氣抽出，當氣囊內壓力傳感器檢測到氣囊壓力為足夠低時，停充放氣泵，然後把氣囊收回，液壓控制再次動作，船舷箱蓋關閉，整個裝置又回到備用狀態。
通過上述的說明內容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改都在本發明的保護範圍之內。本發明的未盡事宜，屬於本領域技術人員的公知常識。