一种兼备抗倾和减摇功能的水舱的制作方法

本实用新型属于船舶姿态控制设备技术领域，具体涉及一种兼备抗倾和减摇功能的水舱。

背景技术：

对于装载货物的船舶，当由船外向船上吊装重物或者由船上向船外吊卸重物时，船舶会因为受到重物产生的横倾力矩的作用而发生横倾。对于所有船舶，在有波浪的环境下，船舶会因为受到波浪产生的周期性的横摇力矩的作用力而发生横摇。横倾和横摇都会对船上设备以及船上人员产生负面影响，如果需要减小这种影响，就需要对船舶实施抗倾和减摇。

减摇水舱或者抗倾水舱其减摇效果或者抗倾效果不但与控制技术水平有关，而且还与水舱本身的减摇能力容量(可以生成的减摇力矩的最大值)或者抗倾能力容量(可以生成的抗倾力矩的最大值)有关。通常，水舱的容积越大、占用的船上空间越大、减摇能力容量或者抗倾能力容量也就越大。

由于现有技术中减摇水舱系统与抗倾水舱系统是相互独立的，当船舶既需要抗倾又需要减摇时，就必须在船上设置至少两个水舱，总共占用的船上空间较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种兼备抗倾和减摇功能的水舱，以解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供的一种兼备抗倾和减摇功能的水舱，具有节省水舱占用的船上空间，每个水舱兼备减摇和抗倾两种功能，明显提高水舱的抗倾和减摇效果的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种兼备抗倾和减摇功能的水舱，包括水舱；其中，所述水舱的内部设置有舱内水位测量装置，所述水舱的U型舱外设置有电气控制装置和船姿态测量装置，所述水舱的U 型舱外设置有空气压生成装置，所述空气压生成装置连接有气压换向装置，所述气压换向装置的两端分别连接有第一管路和第二管路，所述第一管路和第二管路分别连接到水舱的上端两侧，所述水舱的U型舱外连接有第三管路，所述第三管路的两端均匀设置有第一气阀和第二气阀，所述水舱的底部设置有调节水阀。

在本实用新型中进一步的，所述水舱包括左边舱、底通道和右边舱，其中，所述底通道的两端分别连接有左边舱和右边舱，所述左边舱和右边舱尺寸均相同仅位置不同。

在本实用新型中进一步的，所述水舱采用为U型结构设计，且水舱兼用作为抗倾水舱和减摇水舱。

在本实用新型中进一步的，所述水舱的整个控制系统通过一套电气控制装置进行控制调节。

在本实用新型中进一步的，所述水舱的两侧的左边舱和右边舱的顶部由第一管路、第三管路和第二管路相连接贯通。

在本实用新型中进一步的，所述第一管路与第二管路的连接处安装有气压换向装置进行气流方向切换，所述第三管路靠近左边舱和右边舱的两端分别安装有第二气阀和第一气阀，所述第一气阀和第二气阀型号尺寸均一样。

在本实用新型中进一步的，所述第三管路在不使用第一气阀和第二气阀时通过加装的第三气阀进行气流方向切换。

在本实用新型中进一步的，所述水舱中不使用调节水阀，也能保证减摇兼抗倾水舱的正常运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过将水舱设置成U型结构，通过合理控制阀门，使得水舱可以在减摇时生成减摇力矩，在抗倾时生成抗倾力矩，避免安装不同舱体而占用空间，当船舶既需要抗倾又需要减摇时可以让减摇功能和抗倾功能共用一个水舱，从而达到节省船上空间的目的；或者，在船上已经设置有多个水舱的情况下，通过让每个水舱兼备减摇和抗倾功能，可以使这些水舱总体的抗倾效果或者减摇效果获得明显提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的气压换向装置结构示意图；

图3为本实用新型的多水舱控制结构示意图；

图4为本实用新型的不使用水阀的水舱结构示意图；

图5为本实用新型的不使用第一气阀的水舱结构示意图；

图中：1、舱内水位测量装置；2、电气控制装置；3、水舱；31、左边舱； 32、底通道；33、右边舱；4、船姿态测量装置；5、调节水阀；6、第一气阀；7、第一管路；8、空气压生成装置；9、气压换向装置；10、第三管路；11、第二管路；12、第二气阀；13、第三气阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供以下技术方案：一种兼备抗倾和减摇功能的水舱，包括水舱3；其中，水舱3的内部设置有舱内水位测量装置1，水舱 3的U型舱外固定有电气控制装置2和船姿态测量装置4，水舱3的U型舱外设置有空气压生成装置8，空气压生成装置8连接有气压换向装置9，气压换向装置9的两端分别连接有第一管路7和第二管路11，第一管路7和第二管路11分别连接到水舱3的上端两侧，水舱3的U型舱外连接有第三管路10，第三管路10的两端均匀设置有第一气阀6和第二气阀12，水舱3的底部设置有调节水阀5。

进一步的，水舱3包括左边舱31、底通道32和右边舱33，其中，底通道32的两端分别连接有左边舱31和右边舱33，左边舱31和右边舱33尺寸相同仅位置不同。

进一步的，水舱3采用为U型结构设计，且水舱3兼用作为抗倾水舱和减摇水舱。

进一步的，水舱3的整个控制系统通过一套电气控制装置2进行控制调节。

进一步的，水舱3的两侧的左边舱31和右边舱33的顶部由第一管路7、第三管路10和第二管路11相连接贯通。

进一步的，第一管路7与第二管路11的连接处安装有气压换向装置9进行气流方向，第三管路10靠近左边舱31和右边舱33的两端分别安装有第二气阀12和第一气阀6，第一气阀6和第二气阀12型号尺寸均一样。

进一步的，第三管路10在不使用第一气阀6和第二气阀12时通过加装的第三气阀13进行控制调节。

进一步的，水舱3中也可以不使用调节水阀5，也能保证减摇兼抗倾水舱的正常运行。

进一步的，本实用新型所述的一种兼备抗倾和减摇功能的水舱，其实现方法主要包括以下步骤：

(1)抗倾工作：当船舶需要抗倾时，电气控制装置2会发送动作指令使第一气阀6和第二气阀12处于关闭状态，并使空气压生成装置8工作，连续产生压缩空气，压缩空气的流向流向左边舱31或者右边舱33由气压换向装置9控制，压缩空气流经第二管路11进入左边舱31或者流经第一管路7进入右边舱33，会使左边舱31内的水通过底通道32流向右边舱33或者使右边舱33内的水通过底通道32流向左边舱31，左边舱31和右边舱33的水位差将产生使船向右或者向左倾斜的抗倾力矩，实现纠正船舶左倾或者右倾的目的，舱内水位由舱内水位测量装置1来测量，测量结果输入电气控制装置2，被用作为抗倾计算减摇计算同的依据，抗倾指令、抗倾计算、气压换向装置9 等装置的工作指令、舱内水位显示排水检修或者向舱内注水时需要、船的横倾角度显示等功能皆由电气控制装置2来实现；

(2)减摇工作：当船舶需要减摇时，电气控制装置2发送指令给气压换向装置9使其处于中位常闭状态，并发送指令给空气压生成装置8使其停止工作，电气控制装置2还利用船的横摇角度、两边舱的水位差等数据信息进行减摇计算，并给第一气阀6、第二气阀12和调节水阀5发送动作指令。当船的装载状况发生较大变化时，船的固有横摇周期会发生明显变化，这时需要打开或者关闭调节水阀5，使水舱3的固有振荡周期变短或者变长，来匹配船的固有横摇周期的变化，波浪通常是不规则的，船在受迫横摇时其实际横摇周期通常与波浪当前的周期比较接近，且随时变化，舱内水的实际振荡周期通常与水舱3的固有振荡周期更为接近，因此，舱内水在每个振荡1周期内产生的重力矩不尽是减摇的，为了获得较好的减摇效果，需要调节舱内水的振荡相位，关闭第二气阀12和气阀第一气阀6可以使舱内水停止振荡，打开第二气阀12和第一气阀6可以使舱内水恢复振荡，通过合理控制第二气阀 12和第一气阀6的开或闭时间就可以实现对舱内水振荡相位的调节，获得较好的减摇效果。

进一步的，水舱3包括左边舱31、底通道32和右边舱33，其中，底通道32的两端分别连接有左边舱31和右边舱33，左边舱31和右边舱33尺寸相同仅位置不同；水舱3采用为U型结构设计，且水舱3兼用作为抗倾水舱和减摇水舱；水舱3的整个控制系统通过一套电气控制装置2进行控制调节；水舱3的两侧的左边舱31和右边舱33的顶部由第一管路7、第三管路10和第二管路11相连接贯通；第一管路7与第二管路11的连接处安装有气压换向装置9进行气流方向切换，第三管路10靠近左边舱31和右边舱33的两端分别安装有第二气阀12和第一气阀6，第一气阀6和第二气阀12型号尺寸均一样；第三管路10在不使用第一气阀6和第二气阀12时通过加装的第三气阀13进行控制调节；水舱3中也可以不使用调节水阀5，也能保证减摇兼抗倾水舱的正常运行。

实施例1

当船舶需要抗倾时，船员通过控制电气控制装置2，电气控制装置2会发送动作指令使第一气阀6和第二气阀12处于关闭状态，并使空气压生成装置 8工作，连续产生压缩空气，压缩空气的流向流向左边舱31或者右边舱33由气压换向装置9控制，压缩空气流经第二管路11进入左边舱31或者流经第一管路7进入右边舱33，会使左边舱31内的水通过底通道32流向右边舱33 或者使右边舱33内的水通过底通道32流向左边舱31，左边舱31和右边舱 33的水位差将产生使船向右或者向左倾斜的抗倾力矩，实现纠正船舶左倾或者右倾的目的，舱内水位由舱内水位测量装置1来测量，测量结果输入电气控制装置2，被用作为抗倾计算减摇计算同的依据，抗倾指令、抗倾计算、气压换向装置9等装置的工作指令、舱内水位显示排水检修或者向舱内注水时需要、船的横倾角度显示等功能皆由电气控制装置2来实现；当船舶需要减摇时，电气控制装置2发送指令给气压换向装置9使其处于中位常闭状态，并发送指令给空气压生成装置8使其停止工作，电气控制装置2还利用船的横摇角度、两边舱的水位差等数据信息进行减摇计算，并给第一气阀6、第二气阀12和调节水阀5发送动作指令。当船的装载状况发生较大变化时，船的固有横摇周期会发生明显变化，这时需要打开或者关闭调节水阀5，使水舱3 的固有振荡周期变短或者变长，来匹配船的固有横摇周期的变化，波浪通常是不规则的，船在受迫横摇时其实际横摇周期通常与波浪当前的周期比较接近，且随时变化，舱内水的实际振荡周期通常与水舱3的固有振荡周期更为接近，因此，舱内水在每个振荡周期内产生的重力矩不尽是减摇的，为了获得较好的减摇效果，需要调节舱内水的振荡相位，关闭第二气阀12和气阀第一气阀6可以使舱内水停止振荡，打开第二气阀12和第一气阀6可以使舱内水恢复振荡，通过合理控制第二气阀12和第一气阀6的开或闭时间就可以实现对舱内水振荡相位的调节，获得较好的减摇效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。