[发明专利]一种碎冰与海洋结构物连续碰撞水池实验装置有效

专利信息
申请号: 201910715972.1 申请日: 2019-08-05
公开(公告)号: CN110282076B 公开(公告)日: 2020-11-06
发明(设计)人: 李志富;祖建峰;王志东;赵桥生;陈永强 申请(专利权)人: 江苏科技大学
主分类号: B63B71/20 分类号: B63B71/20
代理公司: 南京正联知识产权代理有限公司 32243 代理人: 杭行
地址: 212000*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 海洋 结构 连续 碰撞 水池 实验 装置
【说明书】:

发明公布了一种新型碎冰与海洋结构物连续碰撞水池实验装置,包括:实验水池、碎冰发射机构、结构物固定机构、碎冰收集机构、碎冰传送机构和水循环机构。碎冰发射机构安装在实验水池的左端,用来发射碎冰块,并控制碎冰块的运动初速度。结构物固定机构安装在实验水池的中部,用来约束海洋结构物的运动。碎冰收集机构安装在实验水池的右端,通过滚轮的旋转运动,把碎冰块回收至碎冰传送机构上。碎冰传送机构安装在实验水池一侧,连接着实验水池的左端和右端。用来把碎冰收集机构收集的碎冰块回运至碎冰发射机构中,循环往复。水循环机构连接着实验水池的左右两端,通过泵的工作,实现水的循环流动。

技术领域

本发明涉及浮冰与海洋结构物碰撞水池实验装置及方法,属于船舶制造技术领域。

背景技术

近年来,随着全球气候变暖,北极地区海冰覆盖面积和厚度不断减少,使得极地资源的开发利用逐渐成为现实可能。目前,人类对极地资源的开发正在不断深入,极地也已经成为了重要的战略要地。据公开资料表明,北极拥有着极其丰富的自然资源(13%的未探明石油储量、30%未开发的天燃气储量和9%的世界煤炭资源)。与丰富的矿产资源相比,北极航道的开辟更加诱人。对我国而言,开辟北极航道有着明显的距离优势,和传统航线相比,最多可以缩短50%的距离,从而可以快速地促进我国航运的发展。

随着北极地区自然资源和航道资源的开发,浮冰与海洋结构物碰撞问题日益凸显。由于海洋结构物与碎冰碰撞作用过程,尤其是连续碰撞过程,十分复杂,当前的理论公式和数值模拟方法很难给出合理的分析结果,而实船实验费用又非常昂贵,且环境变量难以控制。因此,开展相关的水池模型实验显得尤为重要。

发明内容

针对上述问题,本发明提供了一种碎冰与海洋结构物连续碰撞水池实验装置,具体技术方案如下:

所述的一种碎冰与海洋结构物连续碰撞水池实验装置,包括:实验水池、碎冰发射机构、结构物固定机构、碎冰收集机构、碎冰传送机构和水循环机构;碎冰发射机构安装在实验水池的左上端,用来发射冰块,并控制冰块的运动初速度;结构物固定机构安装在实验水池的中部,用来约束海洋结构物的运动;碎冰收集机构安装在实验水池的右上端,通过滚轮的旋转,把碎冰块回收至碎冰传送机构上;碎冰传送机构安装在实验水池侧面,用来把碎冰收集机构收集的碎冰块回运到碎冰发射机构中,循环往复;水循环机构安装在实验水池的另一个侧面,通过泵的工作,实现水的循环流动及控制实验水池内水的流速。实验水池内水流从左向右匀速运动,冰块的初速度与水流速度相同。

优选的,所述的实验水池还包括池体、漏斗形导冰板和方形导冰板,池体设置于实验水池的中部;漏斗形导冰板设置于池体的左上端,并且设置有向上的倾角;方形导冰板设置于池体的右上端,并且设置有向下的倾角;池体的左上端及右上端的侧壁内侧上分别对称设置有阶梯孔。

优选的,所述的碎冰发射机构还包括:中心轴、滚筒、传送带、角接触球轴承和电机装配体;两个中心轴前后平行设置,分别与两个滚筒套接,两个滚筒设置在传送带的内侧;中心轴的左右两端分别设置有角接触球轴承,并一并安装在池体左上端的阶梯孔内;其中一个中心轴的左右两端分别设置有电机装配体;所述中心轴两端为阶梯状。通过中心轴的转动,带动滚筒旋转,从而带动传送带传动。

优选的,所述电机装配体还包括:电机、平行键、小齿轮和大齿轮;所述小齿轮与大齿轮上均设置有键槽;小齿轮通过平行键固定在电机上,小齿轮与大齿轮啮合,大齿轮通过平行键固定在中心轴上,通过电机的旋转、齿轮的啮合实现中心轴的旋转。

优选的,所述结构固定物还包括:底座、推力球轴承、转轴、固定板、销、大齿轮二、小齿轮二、平行键二和电机二;所述池体的底部有支撑架;所述底座的四个角上设置有螺纹孔,底座通过螺钉固定在池体底部的支撑架上,底座上表面设置有阶梯孔;推力球轴承安装在阶梯孔内并与转轴配合,固定板通过销固定在转轴的上端;转轴的轴肩处竖直设置有键槽,大齿轮二通过平行键二固定在转轴上,大齿轮二与小齿轮二啮合,小齿轮二通过平行键二与电机二相连,电机二竖直固定在底座的侧面。

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