[發明專利]大型船塢氣控式臥倒門水工試驗模型

有效

• 申請號: 201310139401.0
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103243674A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 白玉川;慎辰;許棟
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明是關于水利工程試驗模型的，特別涉及一種大型修造船塢氣控式臥倒門的試驗模型。

背景技術

船塢作為修造船水工建筑物的重要設施，決定著一個國家修造船的能力和工藝水平。傳統大噸位船舶的主要建筑場地是船臺，但隨著船舶噸位的增大，船臺使用受到限制，船塢因擁有許多優點而逐漸成為修造船的主要設施。2006年國務院《船舶工業中長期發展規劃》中明確指出，我國將新建和擴建以30萬噸級以上船塢為代表的修造船基地，重點建設環渤海、長江口、珠江口三大造船基地和渤海灣、長江中下游、閩浙沿海等大型修船基地。

氣控式臥倒門是船塢臥倒門的一種新型式，目前在我國東南沿海很多新建造船廠大量應用。它使用壓縮空氣控制臥倒門起臥。在臥倒門門體底部裝有與門墩相連的水平轉軸，轉軸軸線平行于水面，門鉸采用閉口或開口兩種形式。臥倒門門體可以繞轉軸轉動，實現臥倒門的開啟與閉合。

氣控式臥倒門不同于由卷揚機牽引的臥倒門,它是在門體內適當的位置設置固定浮艙和壓載水艙以及空氣操作艙。通過調節壓縮空氣的出入調節空氣操作艙內海水的體積，改變臥倒門所受到的浮力矩與傾倒力矩，來實現臥倒門的起臥，所以這種型式的臥倒門操作十分方便。操作時，關閉通向空氣操作艙的進氣閥，打開放氣閥，空氣操作艙充水，當充水至一定量時，作用在臥倒門上的重力矩大于浮力矩，臥倒門就會自動向海側傾倒，繞轉軸轉動直至臥于門坑內，這是臥倒門的開啟過程。當需要將臥倒門關閉時，只要關閉出氣閥，打開進氣閥，把具有一定壓力和流量的壓縮空氣充入空氣操作艙，排出一定量的海水，臥倒門浮力增加，作用在臥倒門上的浮力矩大于重力矩，臥倒門就會由平臥位置繞轉軸轉動至垂直，貼于門墩上，臥倒門關閉。

氣控式臥倒門具有結構簡單，操作方便，關閉速度快等優點。但是由于臥倒門在水中的運動狀態較為復雜，不僅臥倒門門體的重量、重心位置、固定浮艙、操作艙及壓載水艙的位置對臥倒門運動有重要影響；而且在操作過程中，空氣操作艙的進排氣的速度也對臥倒門的運動狀態影響較大；此外還有水流、潮位、風浪、水流的阻力及艙室內水和空氣的相互作用等變化因素的影響，所以至今還沒有能用來計算氣控式臥倒門動力學特性的公式，對氣控臥倒門的動態特性往往要進行模型實驗研究。

發明內容

本發明的目的，是提供一種大型修造船塢氣控式臥倒門水工試驗模型，尤其具有模型臥倒門重點控制、浮艙調整控制、臥倒門運動狀態監測、上拔力測量的功能。

本發明通過如下技術方案予以實現。

一種大型船塢氣控式臥倒門水工實驗模型，包括空氣壓縮機、門坑、塢室墻體和臥倒門，其特征在于，所述門坑6的一側設置有氣控式臥倒門，氣控式臥倒門的底部設置有門墩12，門墩12上設置有開口門鉸11，氣控式臥倒門設置在開口門鉸11上；氣控式臥倒門的上部設置有潮汐艙10，潮汐艙10的下面對稱地設置有浮艙5、固定空氣浮艙17、空氣操作艙18和壓力傳感器9，空氣操作艙18的底部設置有水流出口19；塢室墻體7的外面設置有空氣壓縮機1，空氣壓縮機1的輸出端設置有輸氣管道20，輸氣管道20上設置有進氣閥2和排氣閥3，輸氣管道20的另一端通過輸氣軟管4與空氣操作艙18相連通；

氣控式臥倒門的底部還設置有配重調節裝置8；

門鉸11的中間位置設置有傳力鋼針13，并通過定滑輪14、傳力繩15與測力裝置16組成上拔力測量裝置；

所述的浮艙5采用泡沫輕質材料進行填充。

所述的配重調節裝置8采用預制的鋼板或者鐵塊，并利用螺栓固定在臥倒門的下方。

本發明的有益效果是：

①通過臥倒門重心微調技術，能夠利用配重對臥倒門重心位置進行微調，大大降低了對模型加工精度的要求，提高了模型試驗精度，避免因模型加工偏差而重新制作模型，節省了時間和試驗費用。

②基本輕質材料填充的浮艙調整技術能夠起到了調整浮艙體積的效果，代替了較為復雜的密封盒實現方法，使得實驗方案更加容易調整。

③通過在臥倒門上安裝壓力傳感器，并通過水壓力與淹沒深度的關系由監控計算機實時換算出臥倒門角度，實現了臥倒門運動狀態的快速、精確測量。

④上拔力測量裝置通過定滑輪和傳力繩將上拔力傳遞到水面以上，然后由傳統測力裝置進行測量，使測量過程簡單、準確。

本發明確保建造出的大型船塢氣控式臥倒門能夠正常起臥，并在操作時間、穩定性等方面能達到最優效果。

附圖說明

圖1是本發明氣控式臥倒門水工試驗模型的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面結構示意圖；