應急備用浮力器的制造方法
【專利說明】
一、技術(shù)領域
[0001]該發(fā)明系水上水下工作平臺安全應急技術(shù)領域，即艦船和水上鉆井平臺等防傾覆、防沉沒，潛艇防深水被困應急上浮和深水重物打撈領域。
二、【背景技術(shù)】
[0002]我國首艘萬噸貨輪“躍進號”首航日本途中觸礁沉沒事件，渤海鉆井平臺傾覆事件，360號常規(guī)潛艇事件，俄羅斯核潛艇“庫爾斯克號”事件，韓國“歲月號”游輪事件，我國“東方之星”游輪事件以及全世界眾多海難事件觸目驚心。該發(fā)明就是解決類似事件發(fā)生發(fā)展中無計可施、無法可救問題，及時終止險況發(fā)展，使工作平臺及時恢復正常狀態(tài)，為自救、待援提供足夠時間和有利環(huán)境，確?？缮€人員安全，最大限度減少各種損失。用于深水重物打撈，可減少打撈時間、人力、物力成本。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]應急備用浮力器利用火藥可控燃燒產(chǎn)生的高壓氣體充入密封容器，在水中產(chǎn)生足夠浮力作用在有危險狀態(tài)的水上、水下工作平臺相應部位，糾正傾斜防傾覆，托起平臺防沉沒，浮出水面防深水被困，為自救、待援提供足夠時間和有利環(huán)境。不同工作平臺、不同狀況應急備用浮力器大小、形狀、配置位置和啟動方式各不相同。
[0004](一)原理構(gòu)造及組成:
[0005]1、火藥筒:筒體為耐高溫高壓鋼管，一端封死，內(nèi)裝緩燃火藥。根據(jù)需要確定裝藥量和筒體粗細長短。
[0006]2、點火器:采用電發(fā)，觸發(fā)引信或復合引信。裝在火藥筒開口端緊貼火藥端面，夕卜由密封塞密封。
[0007]3、技制系統(tǒng):該系統(tǒng)分人工啟動和自動制啟動兩種。
[0008](I)人工控制啟動系統(tǒng):一般設置在控制室內(nèi)。
[0009]A.人工電發(fā)控制啟動系統(tǒng)由特種保險開關、特種應急按鈕、電源和相應電路組成。
[0010]B.人工觸發(fā)控制啟動系統(tǒng)由保險插銷、撞擊器、撞擊器控制把手等組成。
[0011](2)自動電發(fā)控制啟動系統(tǒng):由擺錘式(阻尼)平臺傾斜角度測量器、浮筒式(阻尼)吃水線測量器、分級危險報警器、保險開關、專用電源、點火觸點及相應電路組成。該系統(tǒng)一般設置在平臺中心附近。
[0012]4、火藥氣體冷卻管:該管為浸入水中耐高溫高壓不銹鋼管，一端接火藥筒，一端接浮力氣囊，用以降低進入氣囊的火藥氣體溫度，其長度和內(nèi)經(jīng)由火藥單位時間產(chǎn)氣量和散熱效率決定。
[0013]5、浮力氣囊:由高強度耐高溫膠布做成圓筒形或其它形狀，其容積由所需浮力大小決定，額定耐壓1-2個大氣壓力，氣囊是產(chǎn)生浮力的主體，平時折疊密封存放固定在承力貝板內(nèi)，氣囊下部裝有內(nèi)外壓差調(diào)節(jié)閥門。上浮用氣囊上部裝有上浮速度調(diào)節(jié)閥門，防上浮速度過快影響安全。
[0014]6、承力貝板和連結(jié)繩索:它們是氣囊產(chǎn)生的浮力傳給平臺的承力體和氣囊的固定體，其形狀大小強度由氣囊決定。承力貝板分為單扇式和復合式，復合式由固定板和活動板組成。
[0015](二)應急備用浮力器工作過程
[0016]1、艦船用應急備用浮力器對稱配置在兩側(cè)，承力貝板為單扇式，上沿用軸固定在額定吃水線附近，其它沿用彈簧卡鎖固定，連結(jié)繩索采用栓結(jié)式連結(jié)貝板和船體，貝板周沿和船進行密封處理。
[0017]〈1>防傾覆工作過程。當艦船因故傾斜接近危險角度時，錘擺式傾斜角度測量器自動接通接近危險角度報警器，提醒操控手進行扶正操控。如果無效，傾斜角度繼續(xù)加大達到危險角度時，測量器自動接通危險報警器，提醒操控手人工啟動傾斜方向一側(cè)應急備用浮力器。如果仍然無效，傾斜角度繼續(xù)增大，一旦超過危險角度，傾斜角度測量器自動接通傾斜方向一側(cè)應急備用浮力器點火線路，點火器點燃火藥，火藥氣體產(chǎn)生強大壓力推開密封塞經(jīng)冷卻管冷卻后進入浮力氣囊，使其鼓起，克服彈簧卡鎖力和密封力推開承力貝板，當氣囊充滿氣在水中產(chǎn)生足夠的浮力經(jīng)貝板上沿和連結(jié)繩索傳給艦船，將艦船扶正，防止發(fā)生傾覆事故。當氣囊內(nèi)壓力超過額定值時壓差調(diào)節(jié)閥門自動放氣減壓防止鼓破氣囊。
[0018]〈2>防沉沒工作過程。當艦船因故下沉接近額定危險量時，浮筒式吃水線測量器自動接通下沉報警器，提醒操作手進行防沉沒操控。如果操控無效繼續(xù)下沉達到額定危險下沉量，測量器發(fā)出危險報警，提醒操控手人工啟動全部應急備用浮力器，如果人工操控失敗，艦船下沉超過危險額定值，測量器自動接通所有應急備用浮力器點火電路，各點火器自動點火，引燃火藥，高壓火藥氣體推開密封塞，經(jīng)冷卻管降溫進入浮力氣囊，氣囊鼓起克服彈簧卡鎖和密封阻力，承力貝板張開，所有氣囊充滿氣產(chǎn)生足夠浮力，經(jīng)貝板上沿和連結(jié)繩索將艦船托起，恢復到安全狀態(tài)。為自救和待援提供充裕時間和條件。如果氣囊內(nèi)應力過大，壓差調(diào)節(jié)閥門自動打開放氣，當內(nèi)外壓差小于額定值時，閥門自動關閉，保持浮力穩(wěn)定。
[0019]2、潛艇(及所有潛水平臺)用應急備用浮力器:一般在背部或其它適當部位平衡配置，帶點火系統(tǒng)的火藥筒也可單獨和潛艇主壓載水艙結(jié)合，做應急備用上浮氣源。點火控制系統(tǒng)配置在操控室或多點分散配置，一般采用人工啟動。
[0020]〈1>利用潛艇主壓載水艙應急上浮工作過程。當潛艇上浮氣源缺失，主壓載水艙完好應急上浮時，人工打開保險開關，打開特種按鈕保險蓋，按下按鈕，火藥筒點火，產(chǎn)生高壓氣體沖開密封塞進入主壓載水艙，將艙內(nèi)海水排出，艇重減輕，浮力大于艇重而上浮到水面，上浮過程和正常緊急上浮基本相同。
[0021]〈2>利用應急備用浮力器上浮工作過程。當潛艇主壓載水艙損壞不能上浮，被困深水時，艇上乘員首先打開保險開關，再打開特種按鈕保險蓋，按下按鈕，點燃火藥筒火藥，火藥氣體沖開密封塞，經(jīng)冷卻管降溫進入浮力氣囊，氣囊鼓起，克服彈簧卡鎖和密封力以及海水壓力推開承力貝板，氣囊充滿氣產(chǎn)生足夠浮力，經(jīng)承力貝板連結(jié)繩索傳給潛艇，使其上浮到水面，進行自救和救援。潛艇上浮中隨著深度減少水壓也逐步降低，當氣囊中壓力大于水壓，超過額定值時，壓差調(diào)節(jié)閥門自動打開放氣，防止氣囊鼓破，當壓差等于額定值時閥門會自動關閉，潛艇上浮過程中水壓不斷降低，壓差調(diào)節(jié)閥門也不斷地自動打開放氣直到浮出水面。潛艇上浮過程中上浮速度過大時，上浮速度調(diào)節(jié)閥門會自動打開放氣，在外部水壓下氣囊體積變小，浮力降低，使上浮速度降到額定安全值以內(nèi)。
[0022]3、水上鉆井平臺用應急備用浮力器:對稱配置固定在平臺離重心最遠邊角處，略浸入水中，承力貝板一般采用復合式，中間為固定貝板，兩側(cè)活動貝板用軸和固定貝板連結(jié)，活動貝板下沿間用連結(jié)繩索連結(jié)用以固定浮力氣囊防止位移。水上鉆井平臺應急備用浮力器工作過程分為防傾覆過程和防沉沒過程，基本和艦船用應急備用浮力器工作過程相同。
[0023]4、深水重物打撈用浮力器:是對應急備用浮力器改裝產(chǎn)生。去掉了測量器，新增了有線操控系統(tǒng)，平時各組成部分分開保存放置，需要時再組裝。承力貝板采用兩塊共軸連結(jié)，火藥筒、冷卻管、浮力氣囊等都固定在貝板內(nèi)，兩貝板外沿對接由彈簧卡鎖連結(jié)，貝板周邊拴有連結(jié)繩索(鉤)，用以連結(jié)被打撈體。打撈前期準備工作完成后，將組裝好且浮力適當?shù)母×ζ?，通過遙控沉放在被打撈體上，由潛水員或水下機器人將連結(jié)繩索(鉤)和被打撈體連結(jié)固定牢固，通過有線操控點火器點火，高壓火藥氣體沖開密封塞經(jīng)冷卻管降溫后進入浮力氣囊，氣囊鼓起克服彈簧卡鎖阻力和海水壓力使兩貝板張開，浮力氣囊充滿氣后產(chǎn)生足夠浮力經(jīng)連結(jié)繩索(鉤)將被打撈體上浮到水面，為后續(xù)打撈創(chuàng)造適合環(huán)境條件。浮力器帶被打撈體上浮過程和潛艇用應急備用浮力器工作過程相同。
四、【具體實施方式】
[0024]應急備用浮力器是原理結(jié)構(gòu)發(fā)明，系水上水下工作平臺的附屬設備，需要和具體的工作平臺實際結(jié)構(gòu)相結(jié)合，設計研發(fā)適合不同工作平臺需要的應急備用浮力器。
[0025](— )該發(fā)明所涉及技術(shù)都是其它技術(shù)領域的成熟技術(shù)，是這些成熟技術(shù)組合的產(chǎn)物。
[0026](二)根據(jù)具體工作平臺具體情況和需要，匹配設計應急備用浮力器的具體構(gòu)造和參數(shù)。
[0027](三)遵從通用科技項目研制所需的通用程序和規(guī)范進行研發(fā)。
[0028](四)發(fā)明人愿無償參加具體實施全過程。
[0029]五、特點
[0030](一)技術(shù)成熟，容易實現(xiàn)。
[0031](二)應急使用時動作迅速，及時可靠。
[0032](三)便于現(xiàn)有平臺加裝和新平臺設計使用，因為該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，估計使用前后體積比和重量浮力比都在1:100左右。
[0033](四)成本較低，估計浮力成本100?1000元/噸以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.應急備用浮力器是解決水上和水下工作平臺因浮力失去平衡和浮力不足釀成傾覆、沉沒、深水被困等極端海難事件的特效技術(shù)設備。涉及國家、軍事、航運、漁業(yè)等有關安全利益，應及時推廣。. 1.利用火藥可控燃燒產(chǎn)生的高壓氣體作為浮力氣源。. 2.利用高強度耐高溫膠布浮力氣囊作為應急浮力封閉容器。. 3.單扇式和復合式承力貝板。. 4.帶阻尼的擺錘式水上平臺傾斜角度及分級報警測量器。. 5.帶阻尼的浮筒式水上平臺吃水線及分級報警測量器。
【專利摘要】應急備用浮力器由火藥筒、點火器、控制系統(tǒng)、火藥氣體冷卻管、浮力氣囊、承力貝板、連結(jié)繩索等組成。根據(jù)水上水下工作平臺不同應急需求配置在相應位置，當平臺因故遇有傾覆、沉沒、深水被困威脅時，由人工或自動啟動相應應急備用浮力器，火藥燃燒產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)降溫進入并鼓起浮力氣囊(主壓載水艙)，產(chǎn)生足夠浮力，由承力貝板和連結(jié)繩索傳給平臺，將傾斜平臺扶正，將下沉平臺托起，將深水被困平臺浮到水面。為后續(xù)救助和自救提供充足時間和有利環(huán)境條件，防止傾覆、沉沒、深水被困災難發(fā)生。確保平臺上人員生命安全和最大限度減少各種損失。應急備用浮力器適當改造可用于深水打撈重大物體，提高打撈速度，降低打撈成本。
【IPC分類】B63C7/10, B63B43/14
【公開號】CN105711770
【申請?zhí)枴緾N201510427467
【發(fā)明人】王進洋
【申請人】王進洋