本發明專利技術涉及一種船舶氣囊式抗傾覆裝置，它包括觸發控制模塊、氣體發生裝置和安全氣囊；觸發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，且其內設置各參數相應的閾值，當任意一個參數超過相應閾值時，觸發控制模塊發送控制信號給氣體發生裝置；氣體發生裝置采用不與CO2反應的不活潑氣體和CO2為安全氣囊充氣，且CO2來自船舶自身的應急消防滅火系統。當船舶因惡劣天氣或操作不當失去穩性時，安全氣囊會自動啟動，在很短的時間內向氣囊充氣使氣囊膨脹，防止船舶發生進一步的傾覆乃至倒扣現象，可有效提高船舶遇險時的生存能力，保護乘員生命和財產安全。因此，本發明專利技術可以廣泛用于船舶應急抗傾覆領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術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。
技術介紹
根據IMO(Internat1nal Maritime Organizat1n，國際海事組織)相關規定，當船舶瞬時橫傾角超過30°或3分鐘內的平均傾斜角超過20°，船舶即處于傾覆狀態。隨著我國內河航運的發展以及船舶運輸體系的逐步完善，客滾運輸方式迅速發展，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構存在特殊性，在惡劣天氣下很難保持船舶穩性，由此引發了多起海難事故，嚴重危害了旅客和船員的生命安全和財產損失。以2015年6月I日發生在長江中游監利水域的“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狀況時讓船舶有效保持穩性，避免傾覆事故的發生。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揮的作用，減搖鰭布置在船中兩舷舭部，通過操縱機構轉動減搖鰭，使水流在上產生作用力，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，相當于將船舶的穩心降低，船舶在發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，減搖鰭才能夠發揮作用；以被動式減搖水艙為例，由于其有效區域比較窄，在非諧搖區可能會出現增搖情況，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。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術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時，安裝在船舶兩舷的安全氣囊可在很短時間內迅速充氣，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，防止船舶發生進一步的傾覆現象。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案:一種船舶氣囊式抗傾覆裝置，其特征在于:它包括觸發控制模塊、氣體發生裝置和安全氣囊，且所述觸發控制模塊電連接所述氣體發生裝置，所述氣體發生裝置通過管路連接所述安全氣囊；所述觸發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，且其內設置各參數相應的閾值，當任意一個參數超過相應的閾值時，所述觸發控制模塊發送控制信號給所述氣體發生裝置；所述氣體發生裝置采用不與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。所述觸發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出觸發信號給所述氣體發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人員根據氣象觀察和駕駛臺航行數據判斷有險情發生的可能性時，所述手動操作控制面板發送觸發信號給所述氣體發生裝置為所述安全氣囊充氣。所述檢測單元采用MRU實時測量船舶六自由度運動信號。所述信號處理單元采用PLC。所述氣體發生模塊包括化學式氣體發生裝置和CO2氣體充氣裝置；所述化學式氣體發生裝置包括電點火引爆機構、充氣藥劑和過濾冷卻機構，且所述電點火引爆機構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、消防充氣轉換管路和啟閉閥門，且所述消防充氣轉換管路連接所述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換管路采用船舶自身的應急消防滅火系統；所述化學式氣體發生裝置中的所述電點火引爆機構接收所述信號處理單元發出的控制信號后，引爆并點燃所述充氣藥劑產生大量氣體，該氣體經過所述過濾冷卻機構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。所述充氣藥劑采用疊氮化鈉(NaN3)或硝酸銨(NH4NO3)13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。本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本專利技術包括觸發控制模塊、氣體發生裝置和安全氣囊；觸發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，且其內設置各參數相應的閾值，當任意一個參數超過相應的閾值時，觸發控制模塊發送控制信號給氣體發生裝置；氣體發生裝置采用不與0)2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，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，使船舶回到穩態，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安全。因此，本專利技術可以有效提高船舶防搖、防沉、防傾覆性能。2、本專利技術采用在船舶兩側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，相對其他設備結構簡單。3、當船舶發生傾覆時安全氣囊會進行充氣作業，而當船舶再次恢復穩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，工作過程中并無限制條件，且該裝置可在生命周期內循環多次使用，受外界因素影響較小，可靠性較高且最大限度發揮經濟效益。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，不能在短時間內完成充氣作業，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進行檢查，增加船員的工作量。另外，本專利技術采用船舶自身的應急消防滅火系統中的CO2和化學產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，簡化整體裝置的結構。鑒于以上理由，本專利技術可以廣泛用于船舶應急抗傾覆領域。【附圖說明】圖1為本專利技術的總體結構示意圖圖2為本專利技術在船舶正常航行狀態時的安全氣囊布置圖圖3為本專利技術在船舶非正常航行狀態時的安全氣囊布置圖【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。如圖1所示，本專利技術包括觸發控制模塊1、氣體發生模塊2和安全氣囊3。觸發控制模塊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。其中，檢測單元本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種船舶氣囊式抗傾覆裝置，其特征在于：它包括觸發控制模塊、氣體發生裝置和安全氣囊，且所述觸發控制模塊電連接所述氣體發生裝置，所述氣體發生裝置通過管路連接所述安全氣囊；所述觸發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，且其內設置各參數相應的閾值，當任意一個參數超過相應的閾值時，所述觸發控制模塊發送控制信號給所述氣體發生裝置；所述氣體發生裝置采用不與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CO2來自船舶自身的應急消防滅火系統。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳海泉，孫玉清，李文華，王生海，張劍鋒，馬來好，楊杰，
申請(專利權)人：大連海事大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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