[发明专利]基于被动式减摇水舱的快速减摇装置

说明书

本发明公开了一种基于被动式减摇水舱的快速减摇装置，包括由左舱室、右舱室及连通左、右舱室的连接舱室组成的水舱本体，在水舱本体内加注有充满连接舱室并分别沿左、右舱室向上漫延的可产生周期性重力矩的液体，左舱室内设置有一控制水舱本体内的液体液位快速升降的调节机构，以及与水舱本体连接的当调节机构控制左舱室内液体液位升降时控制水舱本体内液体量增减的水量控制机构，以及用于控制右舱室内液体液位下降将液体经连接舱室补充到另一侧的左舱室内的气压调节装置，采用封闭式与开放式减摇水舱相结合，实现了减摇水舱的可控性，本发明三管齐下，利用检测信号实现自动化控制。在低频和高频范围内均不会产生增摇现象，大大提高了减摇速度。

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种基于被动式减摇水舱的快速减摇装置。

背景技术

船舶在海上航行、工作时，由于受到海浪、海风以及海流等海洋环境扰动的作用，不可避免的产生摇荡运动，剧烈的摇荡不但影响船舶的航行，还会对船舶安全造成威胁，还会极大的降低了人们在航行过程中的舒适性，并对船舶上装备带来不良的影响，对船上的货物和人员带来不安全因素。船舶在静水或波浪上航行时围绕某一平衡位置做周期性的往复运动称为船舶摇荡。船舶的摇荡，包括横摇，纵摇、首摇、纵荡、横荡和垂荡(起伏)。其中，对船舶影响较大的是横摇、纵摇和垂荡，三者通常可用摆幅和周期(或频率)来表征。其中，横摇、纵摇和垂荡对船舶航行的影响最大，而横摇又最易发生，摇荡幅值也最大，严重影响船舶安全。船舶的摇荡，导致航行阻力增大、螺旋桨效率降低，船速受影响，而且影响武器、技术器材的使用，造成人员疲劳、晕船，恶化了舰艇的航海性能。

摇荡运动对船舶的影响是不利的，主要表现在以下几方面：

(1)、对船舶性能的影响：剧烈的横摇可能使船舶丧失稳性而倾覆，纵摇和垂荡会引起螺旋桨飞车，导致航速下降。剧烈的摇荡使船舶阻力增加；推进器情况恶化，给船舶操纵带来困难。

(2)、对船舶结构和设备的影响：船舶摇荡时会发生拍底现象，使船体构件内产生附加应力，使某些构件损坏。摇荡会引起甲板上浪，损坏甲板上的设备和建筑。

(3)、船舶摇荡会影响机械设备和仪器、仪表的正常工作；同时引起船员和旅客晕船，使工作和生活环境恶化；还会引起货物移动或倒塌造成货损。

(4)、在用驳船队运输时，由于各驳船在风浪中的摇荡幅值和时问上不一致。

(5)、船舶摇荡会使科考设备超出工作环境，影响科考数据的采集。

船舶的摇荡是无法完全避免的，船舶在海上最容易发生横摇且摇摆幅度最大，对船舶的使用和安全、船员生活与工作有严重影响，因此，船舶耐波性中首先要研究船舶横摇。虽然无法避免船体横摇现象，但可设法减少波浪遭遇角度以及减小摇荡幅度，适当增大摇荡周期，采用减摇设备可减小摇荡幅度。

为此，在军船、公务船、科考船上都必须安装相应的减摇装置，而在船舶上安装减摇水舱装置可以克服上述问题，因此，船用可控被动式减摇水舱形成了一个新的船舶设备制造市场。可控被动式减摇水舱有气阀控制、水阀控制和联合控制三种方式，其基本减摇原理是调节水舱的自摇周期，使之与船的固有横摇周期相匹配，因为只有当船的固有横摇周期变化范围较大时才能发挥最大减摇作用。