本實用新型屬于航海導(dǎo)航設(shè)備制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國沿海改革開放和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，沿岸港口群的建設(shè)步伐不斷加快，港口數(shù)量和規(guī)模逐年增加，臨海產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。在此背景下，為保障港口生產(chǎn)安全、船舶航行安全及海洋環(huán)境清潔，航標(biāo)事業(yè)的發(fā)展正面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

我國北方一些港口地處中、高緯度，冬季嚴(yán)寒，為冬季冰凍港口。冬季冰期港口常會出現(xiàn)大量密集流冰，冰況嚴(yán)重時，容易造成港口附近水域水上普通燈浮標(biāo)標(biāo)體損壞、標(biāo)志移位、燈光熄滅，航標(biāo)助航效能降低、失效，嚴(yán)重影響進出港船舶的航行安全，降低了港口的通航能力。為減少常規(guī)燈浮標(biāo)的移位、滅失等失常情況的發(fā)生，北方冰凍港口每年都被迫實施春冬兩季換標(biāo)作業(yè)，且海上作業(yè)條件艱苦，年年要耗費大量的人力、物力及財力。但隨著航運經(jīng)濟及沿海港口經(jīng)濟的迅速發(fā)展，航標(biāo)設(shè)置數(shù)量逐年增加，航標(biāo)作業(yè)數(shù)量隨之大幅增加。大面積的航標(biāo)在較短的時間內(nèi)集中進行更換作業(yè)給航標(biāo)作業(yè)船舶及人員帶來較大的壓力，同時航標(biāo)更換作業(yè)的燃油、淡水、物資等的消耗也逐年增長，不利于航標(biāo)節(jié)能減排。同時，北方港口大部分常規(guī)燈浮標(biāo)被更換為冬季冰標(biāo)以后，航標(biāo)的目視效果，包括雷達反射效果都大大減弱，尤其是在風(fēng)、浪較大的海況下，冰標(biāo)的雷達反射回波幾乎完全被風(fēng)、浪所形成的雷達回波淹沒，航海者無法判斷航標(biāo)的準(zhǔn)確位置，航標(biāo)助航效能就得不到充分的發(fā)揮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供了一種滿足北方冰凍港口四季的助航服務(wù)需求，并且同時減輕了航標(biāo)作業(yè)人員及船舶的作業(yè)強度，顯著降低了航標(biāo)管理維護成本和航標(biāo)維護作業(yè)的安全風(fēng)險的基于Y型鋼骨架冰區(qū)長效燈浮標(biāo)，為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種基于Y型鋼骨架冰區(qū)長效燈浮標(biāo)，采用鋼-高分子材料內(nèi)外復(fù)合拼裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鋼骨架由中心鋼管和支撐鋼板焊接而成，鋼骨架由三個支撐鋼板組成支撐骨架，支撐鋼板間的角度為120度，外部的高分子材料浮體采用滾塑工藝制備，該高分子材料浮體包括下圓臺、中圓柱和上圓臺三段，每一段由三個部分組成，每個部分之間的扇形角為120度，抗冰燈器安裝在浮標(biāo)的頂部，配重安裝在浮標(biāo)的底部。

所述的高分子材料浮體采用外部殼體和內(nèi)部的填充材料的結(jié)構(gòu)，外部殼體材料為高分子聚乙烯材料，內(nèi)部填充材料采用聚乙烯泡沫材料。

高分子材料的浮體與鋼骨架采用連接螺栓連接。

所述的上圓臺部位和下圓臺底部分別設(shè)有吊耳，上圓臺部位的上吊耳有三個，對稱安排，并與鋼骨架通過焊接連接，用于吊裝燈浮標(biāo)，下圓臺底部的下吊耳與中心鋼管焊接，用于與錨鏈連接。

所述的浮體上開有與連接螺栓相配合的螺栓孔，用于與鋼骨架的連接。

所述的上圓臺和下圓臺為從靠近中圓柱一端向兩端縮進的圓錐體結(jié)構(gòu)，所述的上圓臺、中圓柱、下圓臺的高度比為：1:2.8:2。

所述的配重通過下支撐拖架固定在中心鋼管上，下吊耳與中心鋼管焊接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型具備一定的導(dǎo)(抗)冰能力，在厚度20CM以下浮冰的擠壓、碰撞下可利用標(biāo)體自身的浮力和恢復(fù)力矩保持原位，并在浮冰流過后重新恢復(fù)燈光、位置等助航效能?？贡鶡羝鞯膹姸葷M足20CM浮冰的碰撞和擠壓，同時標(biāo)體、燈器、供電系統(tǒng)保持氣密，燈器和供電系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度滿足-35℃～+40℃，并能保證燈器2年以上的用電負荷。Y型鋼骨架的冰區(qū)長效燈浮標(biāo)(非鋼質(zhì))優(yōu)點是延長了燈浮標(biāo)的維護更換周期，節(jié)省了維護成本，在冰凍港口四季通用，達到船舶安全航行所需的助航要求。同時Y型骨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是浮標(biāo)標(biāo)體的穩(wěn)定好，在外殼厚度不變的條件下，抵抗浮冰沖擊的能力高于其他類型骨架的非鋼質(zhì)冰區(qū)燈浮標(biāo)。

附圖說明

圖1為本實用新型外形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型中心部位縱向剖面示意圖。

圖3為本實用新型上圓臺、中圓柱、下圓臺拼裝前示意圖。

圖中：1.燈器；2.上圓臺；3.連接螺栓；4.上吊耳；5.中圓柱；6.下圓臺；7.配重；8.下吊耳；9.支撐鋼板；10.中心鋼管；11.支撐拖架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

參見附圖1-3，本實用新型基于Y型鋼骨架冰區(qū)長效燈浮標(biāo)，采用鋼-高分子材料內(nèi)外復(fù)合拼裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鋼骨架由中心鋼管10和支撐鋼板9焊接而成，鋼骨架由三個支撐鋼板9組成支撐骨架，支撐鋼板9間的角度為120度，外部的高分子材料浮體采用滾塑工藝制備，該高分子材料浮體包括下圓臺6，中圓柱5和上圓臺2三段，每一段由三個部分組成，每個部分之間的扇形角為120度，抗冰燈器1安裝在浮標(biāo)的頂部，配重7安裝在浮標(biāo)的底部。

本實用新型的制備方法是：

首先制備用于制造滾塑外殼的模具，模具采用不銹鋼制造，按照下圓臺6，中圓柱5和上圓臺2分別制造。采用滾塑方法用不褪色的高分子材料制作標(biāo)體的外殼，完成外殼制造后，再向標(biāo)體的外殼內(nèi)部充填防水的填充材料，保證充滿。采用無縫鋼管和鋼板制備浮標(biāo)的鋼骨架，鋼骨架為焊接結(jié)構(gòu)，鋼骨架的上部與燈器1連接，上圓臺2位置焊接上吊耳4，下部與配重7連接，配重7通過下支撐拖架11固定在中心鋼管10上，下吊耳8與中心鋼管10焊接。完成鋼骨架制備后，將滾塑體與鋼骨架用連接螺栓3連接，完成燈浮標(biāo)的制造。

下面通過具體實施例對本實用新型專利作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型專利的保護范圍。

高分子滾塑結(jié)構(gòu)浮標(biāo)主結(jié)構(gòu)為柱體和錐體結(jié)合的結(jié)構(gòu)，總體長度約7.0米，標(biāo)體的最大直徑為1.5米。該浮標(biāo)顯形面積不小于3.8m²，燈光射程不低于3nm，焦面高度大于3.5m。在流冰厚度小于20cm，冰塊面積小于100m²海況條件下，標(biāo)體不發(fā)生移位、損壞。適用水深范圍-10m～-20m，工作環(huán)境溫度滿足-35℃～+40℃，能源的維護保養(yǎng)周期不低于2年。

本浮標(biāo)頂部安裝有抗冰燈器1，燈器1安裝完全氣密，浮標(biāo)在傾斜30°時，不會對頂部燈光造成遮擋；底部設(shè)有壓載部分，重量為1.85噸。壓載物采用鑄鐵，其特點是密度大，可以盡量降低浮標(biāo)重心高度，達到更好的抗風(fēng)、抗冰及導(dǎo)冰效果；頂部側(cè)面和底部下端設(shè)有上、下吊耳，用于浮標(biāo)吊運、安裝、維護和定位。吊耳的承載能力的均為10-12噸，底部下吊耳8用于系連浮標(biāo)錨鏈；電池艙采用中219x3.5的圓鋼管，設(shè)置在標(biāo)體內(nèi)部，避免低溫導(dǎo)致鋰電池容量下降的問題，并降低其受損幾率。采用電池為防水蓄電池，同時采用密封結(jié)構(gòu)滿足水密要求。

浮標(biāo)標(biāo)體采用Y型鋼質(zhì)主骨架和高分子組合結(jié)構(gòu)的滾塑體作為浮體，高分子材料浮體采用外部殼體和內(nèi)部的填充材料的結(jié)構(gòu)，外部殼體材料為高分子聚乙烯材料，內(nèi)部填充材料采用質(zhì)量較小的聚乙烯泡沫材料提供標(biāo)體所需浮力，滿足小角度和大角度傾斜的穩(wěn)性要求以及浮標(biāo)通用技術(shù)條件(JT/T760-2009)規(guī)定的搖擺周期的要求。Y型鋼質(zhì)主骨架采用鋼管和帶鋼用焊接的方法制造，鋼骨架由三個支撐骨架組成，支撐骨架間的角度為120度，保證結(jié)構(gòu)的最大支撐強度。標(biāo)體采用不褪色高分子材料用滾塑工藝制備，高分子材料浮體分為三段，包括下圓臺6，中圓柱5和上圓臺2三個部分。每一段標(biāo)體由三個部分組成，每個部分的扇形角為120度，上圓臺2和下圓臺6為從靠近中圓柱5一端向兩端縮進的圓錐體結(jié)構(gòu)，上圓臺2、中圓柱5、下圓臺6的高度比為：1:2.8:2。

本實用新型上圓臺2部位的上吊耳4有三個，對稱安排，并與鋼骨架通過焊接連接，用于吊裝燈浮標(biāo)，下圓臺6底部的下吊耳8與中心鋼管10焊接，用于與錨鏈連接。

高分子材料浮體采用滾塑成型制作工藝，其強度滿足抵抗風(fēng)載，冰塊撞擊和海浪拍擊的強度要求，用不銹鋼連接螺栓與骨架連接固定，同時浮體上開有與連接螺栓3相配合的螺栓孔用于與鋼骨架的連接。

本實用新型主要技術(shù)指標(biāo)為：顯形面積不小于3.8m²，燈光射程不低于3nm，焦面高度大于3.5m。搖擺周期符合國家浮標(biāo)通用技術(shù)條件(JT/T760-2009)的規(guī)定T＝3-5s。

本實用新型具備一定的導(dǎo)(抗)冰能力，在厚度20CM以下浮冰的擠壓、碰撞下可利用標(biāo)體自身的浮力和恢復(fù)力矩保持原位，并在浮冰流過后重新恢復(fù)燈光、位置等助航效能?？贡鶡羝?的強度滿足20CM浮冰的碰撞和擠壓，同時標(biāo)體、燈器1、供電系統(tǒng)應(yīng)保持氣密，燈器1和供電系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度應(yīng)滿足-35℃～+40℃，并能保證燈器1在2年以上的用電負荷。該浮標(biāo)的優(yōu)點是延長了燈浮標(biāo)的維護更換周期，節(jié)省了維護成本，在冰凍港口四季通用，達到船舶安全航行所需的助航要求。同時Y型骨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是浮標(biāo)標(biāo)體的穩(wěn)定好，在外殼厚度不變的條件下，經(jīng)模態(tài)分析和強度計算證實，浮標(biāo)剛度大，抵抗浮冰沖擊的能力強，強度高于一字型骨架的燈浮標(biāo)及其他類型骨架的非鋼質(zhì)冰區(qū)燈浮標(biāo)。