CN102787628B - 一种海冰采集装置***及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海冰采集装置***，包括海冰破碎装置和海冰捞运装置；所述海冰破碎装置包括双浮体破冰平台、第一连接桥、木质护底、升降桩腿、液压马达、第一发电机组、液压挖掘机、碎冰斗、第一推进器和第一驾驶台；所述海冰捞运装置包括双浮体捞冰平台、第二连接桥、双辊式碎冰机、链板式采冰机、横向运冰机、第二发电机组、第二推进器和第二驾驶台；本发明还公开了上述***的使用方法；本发明一次性地解决海冰采集过程中的破冰、碎冰、捞起、运送等问题；适应在海冰主要汇集区-沿岸海区开展规模化海冰采集工程的需求；降低了成本，提高了***运行的稳定性和有效性；便于在狭窄水域机动操作，便于应对海上多变的海况条件，便于维护保养。
Description
技术领域
本发明涉及冰的采集装置***及其使用方法，特别涉及一种海冰淡化中海岸固定冰和海上浮冰的采集装置***及其使用方法，属于间接海水淡化。
背景技术
环渤海地区是我国淡水资源最缺乏的地区之一，渤海是我国冬季主要结冰海区。渤海海冰的盐分为4‰～11‰，主要是被封闭在海冰冰块内部的液体浓盐水（卤水胞）。采用物理方法可以在低温条件下将海冰中的液体浓盐水排除，从而使海冰从微咸水转化为淡水。海冰淡化是我国海水淡化领域的新技术，对于解决环渤海地区的缺水问题具有重要的现实意义和战略意义。
根据海冰的运动特征可将其分成流冰和固定冰两大类。渤海的固定冰主要分布在沿岸地区，宽度为2-10km左右，厚度为30-60cm左右；流冰分布在固定冰的外缘，宽度为10-100km左右，厚度为10-30cm左右。根据卫星遥感资料分析，渤海海冰主要分布在离岸0-10km范围内，资源量占渤海海冰资源总量的30-50%，因此，以海岸或港口为基地开展海冰淡化，是实施海冰淡化工程的最佳选择，在设备和技术成本上都具有很大优势。
将海冰从海水中采集上来，是海冰淡化工程的第一步。由于渤海沿岸的海冰是以固定冰为主，而固定冰的基本特征是厚度大、成片分布，所以海冰采集过程需要分为两步，一是将固定冰破碎成为小冰块。二是将小冰块从海面上打捞上来。对于海上流冰来说，冰块尺度虽然大小不一，但小冰块的面积至少也都在5-6㎡以上，因此采集海上流冰也需要经过先破碎、后打捞的过程。
由于海冰是漂浮在海面之上的海水冻结物，并且随着风、流、浪的作用做水平运动或垂直运动，因此，具有漂浮和移动功能的船或浮体是最适合海冰采集的作业平台。这一作业平台既要适应沿岸水浅、潮位变动大的水动力特点，又要符合稳性高、载荷大的机械作业需求，还要移动自如、在搁浅时能自我保护。
从海冰的力学特征可知，海冰在平行于海面的方向上（横向）强度较高，而在垂直于海面的方向上（纵向）强度较低，如果在纵向对海冰施加打击力的话，海冰很容易破裂，从大冰块变成小冰块。
综上所述，用于海冰淡化的海冰采集装置需要解决的技术难题如下：
1、采冰装置要具有较强的破冰能力，可以应对不同厚度、不同尺度的固定冰和浮冰，同时还需具有碎冰和捞冰等功能；
2、承载采冰装置的浮体要具有较高的稳性和较大的载荷，可以在沿岸浅水区移动作业。
海冰淡化由我国科学家在1995年首次提出，其目的是将海冰作为淡水资源开发利用，为中纬度一年生海冰区（我国的渤海和黄海北部）沿岸提供一种新型的淡水资源。海冰淡化在国际上尚无先例，所需技术和设备要根据海冰结构特征和工程需求单独进行设计研发。目前在国内外均没有为海冰淡化而专门设计的海冰采集装置或装置***。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种可以在沿岸浅水区移动的、具有破冰、碎冰、捞冰、运冰功能的海冰采集装置***。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种上述海冰采集装置***的使用方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种海冰采集装置***，包括海冰破碎装置和海冰捞运装置；
所述海冰破碎装置包括双浮体破冰平台、第一连接桥、木质护底、升降桩腿、液压马达、第一发电机组、液压挖掘机、碎冰斗、第一推进器和第一驾驶台；
所述双浮体破冰平台包括两个相互对称的浮体，该两个相互对称的浮体通过第一连接桥固定连接；所述双浮体破冰平台底部设有木质护底；
所述双浮体破冰平台的前端部设置碎冰斗；
所述双浮体破冰平台前部上表面上设置液压挖掘机；该液压挖掘机可以是固定的，优选是履带式液压挖掘机，在需要时可以直接开到双浮体破冰平台的工作位置；该液压挖掘机包括动臂、斗杆，在斗杆的端头设置铲斗或破碎剪；
所述双浮体破冰平台左右侧各安装一条升降桩腿；
所述升降桩腿的下支撑端部设有柔式行走轮；该柔式行走轮由液压马达驱动；所述柔式行走轮由钢质轮毂和弹性鞭爪构成；
所述第一推进器设置在双浮体破冰平台尾部，该推进器包括第一动力装置和第一抗冰螺旋桨；该第一推进器为可升降设置；
所述第一动力装置的输出端固定连接第一抗冰螺旋桨；该第一抗冰螺旋桨的外形类似球形，包括第一导管、第一导流帽、第一球形螺旋桨叶和第一螺旋 桨轴；所述第一螺旋桨轴外设置第一球形螺旋桨叶，所述第一球形螺旋桨叶其导边呈螺旋线，所述第一球形螺旋桨叶外包覆第一导管；
所述双浮体破冰平台上设有第一驾驶台；
所述海冰捞运装置包括双浮体捞冰平台、第二连接桥、双辊式碎冰机、链板式采冰机、横向运冰机、第二发电机组、第二推进器和第二驾驶台；
所述双浮体捞冰平台包括两个相互对称的浮体，该两个相互对称的浮体通过第二连接桥固定连接；所述双浮体捞冰平台底部设有第二木质护底；
所述双辊式破冰机设置在双浮体捞冰平台前端，包括上下两个转辊，上下转辊上均设有鳄齿；
所述链板式采冰机设置在双辊式破冰机的后部，由两个倾斜的链板机构成；前部链板机构倾斜度6～10°，长度1.8～2.2米；后部链板机构的倾斜度16～22°；前、后部链板机构的链板由不锈钢板冲压制成，每隔1.0～1.4米设一块挡板；
所述横向运冰机设置在链板式采冰机顶部下端；优选地，所述横向运冰机为3段可折叠链扳机，两端可以向上翻转折叠；
所述第二推进器设置在双浮体破冰平台尾部，该第二推进器包括第二动力装置和第二抗冰螺旋桨；该第二推进器可升降设置；
所述第二动力装置的输出端固定连接第二抗冰螺旋桨；该第二抗冰螺旋桨的外形类似球形，包括第二导管、第二导流帽、第二球形螺旋桨叶和第二螺旋桨轴；所述第二螺旋桨轴外设置第二球形螺旋桨叶，所述第二球形螺旋桨叶其导边呈螺旋线，所述第二球形螺旋桨叶外包覆第二导管；
所述双浮体捞冰平台上设有第二驾驶台。
进一步地，所述横向运冰机包括卷扬机、卷扬机机架、卷扬机牵缆、滚筒、托架、斜撑、立柱、驱动电机、减速机、张紧轮、折叠转轴、横骨架、链条、链板和挡板；所述托架设为左托架、中托架和右托架，所述左托架和中托架之间设折叠转轴，所述右托架和中托架之间也设有折叠转轴；所述托架外环绕链条；在中托架的下方设有驱动电机、减速机和张紧轮；所述立柱设置在托架下方用于支持整个横向运冰机；所述滚筒设置在环绕的链条内以支撑链条；所述左托架和右托架下表面上各固定斜撑的一端，另一端可拆卸的固定在立柱上；所述托架的下表面上固设有横骨架，以增强托架的强度；所述链条的上设有链板，所述链板的侧面设有挡板；所述中托架的正上方设置卷扬机，该卷扬机固定在卷扬机机架上；所述卷扬机分别通过卷扬机牵缆连接在左托架和右托架的 两侧。
为解决上述第二个技术问题，一种上述海冰采集装置***的使用方法，包括如下步骤：
1）海冰破碎装置通过液压挖掘机的动臂、斗杆带动铲斗或破碎剪垂直向下动作，把双浮体破冰平台前方180°范围内连片的固定冰块（或大块浮冰）打碎成中等尺度的冰块，所述中等尺度的冰块是指前后宽度小于1米，左右长度小于2米；
2）当冰层较厚、液压挖掘机的铲斗或破碎剪在破冰作业中产生了较大的倾覆力矩时，通过液压马达将双浮体破冰平台左右两侧的升降桩腿降低至海底，以保证双浮体破冰平台的稳定；
3）海冰破碎装置通过液压挖掘机的动臂、斗杆带动铲斗或破碎剪左右旋转动作，把被打碎的中等尺度冰块从双浮体破冰平台的前方推移至双浮体破冰平台的两侧；对于大于中等尺度的冰块，用液压挖掘机的铲斗将其捞起至碎冰斗，再用铲斗将其打碎，碎冰块可从碎冰斗的缝隙中掉入水中；随着海冰破碎装置不断破冰并向前移动，被破碎的冰块会逐渐汇集到海冰破碎装置移走后露出的开阔水面上；
4）海冰捞运装置跟随在海冰破碎装置之后，在第二推进器的推动下缓慢前行，漂浮在开阔水面上的中等尺度冰块被送入位于双浮体捞冰平台前部的双辊式碎冰机，第二发电机组为双辊式碎冰机提供动力，使辊上的鳄齿做相对旋转，将中等尺度冰块挤压破碎成小冰块；所述小冰块是指长*宽≤0.2*0.3米的冰块（厚度为自然海冰原有的厚度）；
5）链板式采冰机的前部在水面之下，由第二发电机组提供动力做与海冰捞运装置运行方向相反的上行运动，前、后部链板机构上的挡板带动小冰块随链板一起向上运动并逐渐离开水面，上行至链板式采冰机的末端后落入横向运冰机；
6）横向运冰机由第二发电机组提供动力做平面运动（双向运转），把从链板式采冰机上落下来的小冰块转载至在海冰打捞装置左舷或右舷靠泊的运冰驳船；运冰驳船把采集上来得海冰运至码头或岸边进行脱盐淡化处理。
本发明具有以下特点：
1.通过海冰破碎装置和海冰捞运装置协同运行，可以应对渤海各种不同类型（固定冰、浮冰）、不同厚度的海冰，一次性地解决海冰采集过程中的破冰、碎冰、捞起、运送等技术要求；
2.双浮体结构的作业平台（破冰平台、捞冰平台）稳性高、浮力大、吃水浅，即可承载较重的设备，又可在浅水区（水深1-2米）移动作业，适应了在海冰主要汇集区-沿岸海区开展规模化海冰采集工程的需求；
3.将通用设备（液压挖掘机、发电机组、液压马达、推进器等）与专用设备（双浮体平台、升降桩腿、柔式行走轮、抗冰螺旋桨、链板式采冰机、横向运冰机等）组合使用，降低了***研制成本，提高了***运行的稳定性和有效性；
4.将海冰采集***分为两部分（海冰破碎装置、海冰捞运装置）降低了***的总尺度和复杂性，提高了单个装置的技术性能，便于在在狭窄水域机动操作，便于应对海上多变的海况条件，便于维护保养。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明
图1是海冰破碎装置示意图；
图2是海冰捞运装置示意图；
图3是图2中的双辊式破冰机放大结构示意图；
图4是图2的俯视结构示意图；
图5是柔式行走轮结构示意图；
图6是第一、第二抗冰螺旋桨结构示意图；
图7是横向运冰机的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1、2所示，本发明一种海冰采集装置***，包括海冰破碎装置100和海冰捞运装置200；
参见图1所示，所述海冰破碎装置100包括双浮体破冰平台101、第一连接桥102、木质护底103、升降桩腿104、液压马达105、第一发电机组106、液压挖掘机107、碎冰斗108、第一推进器109和第一驾驶台110；
参见图1所示，所述双浮体破冰平台101包括两个相互对称的浮体1011，该两个相互对称的浮体1011前部较尾部宽，中部设有可通液压挖掘机107进入和停靠的通道1012；两个相互对称的浮体1011通过第一连接桥102固定连接；所述双浮体破冰平台101底部设有木质护底103，该木质护底103可防止海底石块对平台底部的顶撞和割裂；本实施例中，所述双浮体破冰平台长12米，宽7.6米，高1.6米；
所述双浮体破冰平台101的前端部设置碎冰斗108；
所述双浮体破冰平台101前部上表面上设置液压挖掘机107；该液压挖掘机107在本实施中优选是履带式液压挖掘机107，通过1012直接开到双浮体破冰平台101的工作位置；该液压挖掘机107包括动臂1071、斗杆1072，在斗杆1072的端头设置铲斗1073或破碎剪1074；在破冰作业时根据需要选择使用铲斗1073或破碎剪1074；
所述双浮体破冰平台101左右侧各安装一条升降桩腿104；该升降桩腿104通过液压马达105提供升降的动力，设置升降桩腿104的原因在于：所述液压挖掘机107在使用铲斗1074或破碎剪1075开展碎冰作业时会产生很大的倾覆力矩，当双浮体破冰平台101尺度较小或干舷较低时可能危及平台安全，因此在碎冰作业时可将升降桩腿104支撑在海底面上，避免发生大幅倾斜，以保持平台的平稳；要注意的是，在双浮体破冰平台101移动时需要将升降桩腿104提升离开海底面；
参见图1、图5所示，所述升降桩腿104的下支撑端部设有柔式行走轮1041；该柔式行走轮由液压马达105驱动；所述柔式行走轮1041由钢质轮毂1042和弹性鞭爪1043构成；所述弹性鞭爪1043既可以提供双浮体破冰平台101一定的稳定性，同时还可以提供一定的弹性，从而适应海底高低不平的复杂地形；左右行走轮转动速度不同可以驱动海冰破碎装置100转弯行走，左右行走轮一正一反转动可以驱动海冰破碎装置100原地转向；
参见图1所示，所述第一推进器109设置在双浮体破冰平台101尾部，该第一推进器109包括第一动力装置1091和第一抗冰螺旋桨1092；该第一推进器109可自由升降，在作业时可将螺旋桨降入水中，在不作业时可将螺旋桨抬升离开水面；
参见图1、图6所示，所述第一动力装置1091的输出端固定连接第一抗冰螺旋桨1092；该第一抗冰螺旋桨1092的外形类似球形，包括第一导管1093、第一导流帽1094、第一球形螺旋桨叶1095和第一螺旋桨轴1096；所述第一螺旋桨轴1096外设置第一球形螺旋桨叶1095，所述第一球形螺旋桨叶1095其导边呈螺旋线，所述第一球形螺旋桨叶1095外包覆第一导管1093；第一抗冰螺旋桨1092在与冰块接触时通过桨叶的转动将冰块“渐进式”地推挤出去，避免冰块与螺旋桨叶大角度地直接碰撞，从而起到保护螺旋桨的作用；
所述双浮体破冰平台101上设有第一驾驶台110；
参见图2所示，所述海冰捞运装置200包括双浮体捞冰平台201、第二连 接桥202、双辊式碎冰机203、链板式采冰机204、横向运冰机205、第二发电机组206、第二推进器209和第二驾驶台210；在实施海冰采集时，海冰破碎装置100行驶在前，海冰捞运装置200跟随其后；
参见图2所示，所述双浮体捞冰平台201包括两个相互对称的浮体2011，该两个相互对称的浮体2011通过第二连接桥202固定连接；
参见图2、图3所示，所述双辊式破冰机203设置在双浮体捞冰平台201前端，包括上下转辊2031、2032，转辊2031、2032上设有鳄齿2033、2034，转辊2031、2032轴距和鳄齿2033、2034间距可根据设定的冰块尺寸进行调节，上下转辊2031、2032由电机或液压马达驱动做相对旋转，通过转辊和鳄齿将海冰破碎装置200处理后漂浮过来的中尺度冰块2035挤压破碎成小冰块2036；
参见图2所示，所述链板式采冰机204设置在双辊式破冰机203的后部，由两个倾斜的链板机构成；前部链板机构2041倾斜度7～10°，长度,1.8～2.2米；可将由双辊式破冰机破碎了的小冰块提升离开水面；后部链板机构2042的倾斜度16～22°，以缩短链板式采冰机的整机长度；链板由不锈钢板冲压制成，每隔1.0～1.4米设一块挡板2043，阻止冰块2036滑落；
参见图2、图4和图7所示，所述横向运冰机205设置在链板式采冰机204顶部下端；优选地，本实施例所述横向运冰机为3段可折叠链扳机，两端可以用卷扬机提升向上翻转折叠，以避免平台靠泊码头时超出平台宽度的部分与码头碰撞；横向运冰机205采用双向运转，把从链板式采冰机204上落下来的小冰块2036转载至在左右两舷靠泊的运冰驳船；具体结构如下：所述横向运冰机205包括卷扬机2051、卷扬机机架2052、卷扬机牵缆2053、滚筒2054、托架2055、斜撑2056、立柱2057、驱动电机2058、减速机2059、张紧轮2060、折叠转轴2061、横骨架2062、链条2063、链板2064、挡板2065和防滑板2066；所述托架2055设为左托架20551、中托架20552和右托架20553，所述左托架20551和中托架20552之间设折叠转轴2061，所述右托架20553和中托架20552之间也设有折叠转轴2061；所述托架2055外环绕链条2063；在中托架20552的下方设有驱动电机2058、减速机2059和张紧轮2060；所述立柱2057设置在托架2055下方用于支持整个横向运冰机205；所述滚筒2054设置在环绕的链条2063内以支撑链条2063；所述左托架20551和右托架20553下表面上各固定一个斜撑2056的一端，另一端可拆卸的固定在立柱2057上；所述托架2055的下表面上固设有横骨架2062，以增强托架2055的强度；所述链条2063的上设有链板2064，所述链板2064的侧面设有挡板2065；所述中托架20552的正 上方设置卷扬机2051，该卷扬机2051固定在卷扬机机架2052上；所述卷扬机2051分别通过卷扬机牵缆2053连接在左托架20551和右托架20553的两侧。当需要收起横向运冰机205时，开动卷扬机2051，拉动卷扬机牵缆2053，带动左托架20551和右托架20553沿折叠转轴2061转动上翻转折叠，以避免平台靠泊码头时超出平台宽度的部分与码头碰撞。
所述第二推进器209设置在双浮体破冰平台201尾部，该第二推进器209包括第二动力装置2091和第二抗冰螺旋桨2092；该第二推进器209为可升降设置，在作业时可将螺旋桨降入水中，在不作业时可将螺旋桨抬升离开水面；
所述第二动力装置2091的输出端固定连接第二抗冰螺旋桨2092；该第二抗冰螺旋桨2092的外形类似球形，包括第二导管2093、第二导流帽2094、第二球形螺旋桨叶2095和第二螺旋桨轴2096；所述第二螺旋桨轴2096外设置第二球形螺旋桨叶2095，所述第二球形螺旋桨叶2095其导边呈螺旋线，所述第二球形螺旋桨叶2095外包覆第二导管2093；第二抗冰螺旋桨2092在与冰块接触时通过桨叶的转动将冰块“渐进式”地推挤出去，避免冰块与螺旋桨叶大角度地直接碰撞，从而起到保护螺旋桨的作用；
所述双浮体捞冰平台201上设第二驾驶台210。
一种上述海冰采集装置***的使用方法，包括如下具体步骤：
1）在落潮时将海冰破碎装置100运至海滩组装完毕，双浮体破冰平台101处于搁浅状态，液压挖掘机107从双浮体破冰平台101后部爬上平台并移动至平台前部，液压挖掘机107的铲斗1073在动臂1071和斗杆1072的带动下可伸出平台3-5米，向前方作180°旋转时与平双浮体破冰台101无碰撞；在涨潮时海冰破碎装置100漂浮在海面上，通过第一推进器109把海冰破碎装置100移动至采冰码头停泊；把海冰捞运装置200运至采冰码头并下水，停泊在海冰破碎装置100后方；
2）开展海冰采集时，海冰破碎装置100先行移动实施破冰作业，海冰捞运装置200跟随在海冰破碎装置100后面，实施捞冰作业；
3）海冰破碎装置100通过液压挖掘机107的动臂1071、斗杆1072带动铲斗1073或破碎剪1074垂直向下动作，把双浮体破冰平台101前方180°范围内连片的固定冰块（或大块浮冰）打碎成中等尺度的冰块，所述中等尺度的冰块是指前后宽度小于1米，左右长度小于2米；
4）当冰层较厚，液压挖掘机107的铲斗1073或破碎剪1074在破冰作业中产生了较大的倾覆力矩时，通过液压马达105将双浮体破冰平台101左右两 侧的升降桩腿104降低至海底，以保证双浮体破冰平台101的稳定；
5）海冰破碎装置101通过液压挖掘机107的动臂1071、斗杆1072带动铲斗1073或破碎剪1074左右旋转动作，把被打碎的中等尺度冰块从双浮体破冰平台的前方推移至双浮体破冰平台101的两侧；对于大于中等尺度的冰块，用液压挖掘机107的铲斗1073将其捞起至碎冰斗108，再用铲斗1073将其打碎，碎冰块可从碎冰斗108的缝隙中掉入水中；随着海冰破碎装置100不断破冰并向前移动，被破碎的冰块会逐渐汇集到海冰破碎装置100移走后露出的开阔水面上；
6）海冰捞运装置200跟随在海冰破碎装置100之后，在第二推进器209的推动下缓慢前行，漂浮在开阔水面上的中等尺度冰块被送入位于双浮体捞冰平台201前部的双辊式碎冰机203，第二发电机组206为双辊式碎冰机203提供动力，使转辊2031、2032上的鳄齿2033、2034做相对旋转，将中等尺度冰块挤压破碎成小冰块；
7）链板式采冰机204的前部在水面之下，由第二发电机组206提供动力做与海冰捞运装置200运行方向相反的上行运动，链板式采冰机204上的挡板2043带动小冰块2036随链板一起向上运动并逐渐离开水面，上行至链板式采冰机204的末端后落入横向运冰机205；
8）横向运冰机205由第二发电机组206提供动力做平面运动（双向运转），把从链板式采冰机204上落下来的小冰块2036转载至在海冰打捞装置200左舷或右舷靠泊的运冰驳船；运冰驳船把采集上来得海冰运至码头或岸边进行脱盐淡化处理。
本发明的采集装置***的具体实验：
一、本海冰采集装置***适用于近岸边的海冰采集工作。
1）海冰破碎装置设计与制作
海冰破碎装置的双浮体破冰平台101主尺度见表1，液压挖掘机采用小松PC220-7履带式液压挖掘机（工作重量22.9吨、标准铲斗容1.0立方米、全宽2.98米、履带宽度0.6米、水平面时最大挖掘距离10米）。
表1双浮体破冰平台主尺度
二）海冰破碎装置现场试验
实施地点：辽宁省瓦房店市西杨乡渤海村安阳修造船厂
实施时间：2012年1月8日-15日
实施效果：海冰类型为沿岸固定冰、搁浅冰，平均海冰厚度为30厘米，最大海冰厚度为1.0米，破冰效率约1800平方米/小时。
三）海冰捞运装置设计与制作
海冰捞运装置200的双浮体捞冰平台201主尺度见表2，海冰捞运装置主要通用设备见表3、主要专用设备见表4；
双辊式破冰机采用电机驱动、链条传动，破冰机宽度3.5m；上辊可以上下移动调节辊子间距以适应不同厚度的冰块；破冰机布置在采冰船的前方，用4个连接件与船首柱固定；
链板式采冰机长度10m，宽度2m，头部倾角为8°，尾部倾角为20°，间隔1.2m设一条挡料板。链板式采冰机位于双辊式破冰机后方，从破冰机出来的破碎冰块进入采冰机头，头部倾角较小避免冰块滑脱，后部倾角较大有利于缩短采冰机长度。
横向送冰机为3段可折叠链扳机。两端可以用卷扬机提升向上翻转折叠，主要目的是避免船舶靠泊码头时超出船宽的部分与码头碰撞。横向送冰机设计为双向运转，以适应左右两舷靠泊的运冰驳船。
表2双浮体捞冰平台主尺度
表3海冰捞运装置主要通用设备
表4海冰捞运装置主要专用设备
四）海冰捞运装置现场试验
实施地点：辽宁省瓦房店市将军石渔港
实施时间：2009年2月1日-3日，2010年2月7日-27日
实施效果：海冰类型为流冰，平均海冰厚度20厘米，捞冰效率约100立方米/小时。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (6)
1.一种海冰采集装置***，包括海冰破碎装置（100）和海冰捞运装置（200）；其特征在于：
所述海冰破碎装置（100）包括双浮体破冰平台（101）、第一连接桥（102）、木质护底（103）、升降桩腿（104）、液压马达（105）、第一发电机组（106）、液压挖掘机（107）、碎冰斗（108）、第一推进器（109）和第一驾驶台（110）；
所述双浮体破冰平台（101）包括两个相互对称的浮体（1011），该两个相互对称的浮体通过第一连接桥（102）固定连接；所述双浮体破冰平台（101）底部设有木质护底（103）；
所述双浮体破冰平台（101）的前端部设置碎冰斗（108）；
所述双浮体破冰平台（101）前部上表面上设置液压挖掘机（107）；该液压挖掘机（107）包括动臂（1071）和斗杆（1072），在斗杆（1072）的端头设置铲斗（1073）或破碎剪（1074）；
所述双浮体破冰平台（101）左右侧各安装至少一条升降桩腿（104）；
所述第一推进器（109）设置在双浮体破冰平台（101）尾部，该第一推进器（109）包括第一动力装置（1091）和第一抗冰螺旋桨（1092）；该第一推进器（109）为可升降设置；所述第一动力装置（1091）的输出端固定连接第一抗冰螺旋桨（1092）；
所述双浮体破冰平台（101）上设有第一驾驶台（110）；
所述海冰捞运装置（200）包括双浮体捞冰平台（201）、第二连接桥（202）、双辊式碎冰机（203）、链板式采冰机（204）、横向运冰机（205）、第二发电机组（206）、第二推进器（209）和第二驾驶台（210）；
所述双浮体捞冰平台（201）包括两个相互对称的浮体（2011），该两个相互对称的浮体通过第二连接桥（202）固定连接；
所述双辊式破冰机（203）设置在双浮体捞冰平台（201）前端，包括上转辊（2031）和下转辊（2032），上转辊（2031）上设有鳄齿（2033），下转辊（2032）上设有鳄齿（2034）；
所述链板式采冰机（204）设置在双辊式破冰机（203）的后部，由两个倾斜的链板机构成；前部链板机构（2041）倾斜度6～10°，长度1.8～2.2米；后部链板机构（2042）的倾斜度16～22°；链板由不锈钢板冲压制成，每隔1.0～1.4米设置一块挡板（2043）；
所述横向运冰机（205）设置在链板式采冰机（204）顶部下端；所述横向运冰机（205）为3段可折叠链板机，两端可以向上翻转折叠；
所述第二推进器（209）设置在双浮体破冰平台（201）尾部，该第二推进器（209）包括第二动力装置（2091）和第二抗冰螺旋桨（2092）；该第二推进器（209）可升降设置；所述第二动力装置（2091）的输出端固定连接第二抗冰螺旋桨（2092）；
所述双浮体捞冰平台（201）上设有第二驾驶台（210）。
2.根据权利要求1所述的海冰采集装置***，其特征在于：所述升降桩腿（104）的下支撑端部设有柔式行走轮（1041）；该柔式行走轮（1041）由液压马达（105）驱动；所述柔式行走轮（1041）由钢质轮毂（1042）和弹性鞭爪（1043）构成。
3.根据权利要求1或2所述的海冰采集装置***，其特征在于：所述第一抗冰螺旋桨（1092）包括第一导管（1093）、第一导流帽（1094）、第一球形螺旋桨叶（1095）和第一螺旋桨轴（1096）；所述第一螺旋桨轴（1096）外设置第一球形螺旋桨叶（1095），所述第一球形螺旋桨叶（1095）其导边呈螺旋线，所述第一球形螺旋桨叶（1095）外设第一导管（1093）。
4.根据权利要求1或2所述的海冰采集装置***，其特征在于：所述第二抗冰螺旋桨（2092）包括第二导管（2093）、第二导流帽（2094）、第二球形螺旋桨叶（2095）和第二螺旋桨轴（2096）；所述第二螺旋桨轴（2096）外设置第二球形螺旋桨叶（2095），所述第二球形螺旋桨叶（2095）其导边呈螺旋线，所述第二球形螺旋桨叶（2095）外设第二导管（2093）。
5.根据权利要求1或2所述的海冰采集装置***，其特征在于：所述横向运冰机（205）包括卷扬机（2051）、卷扬机机架（2052）、卷扬机牵缆（2053）、滚筒（2054）、托架（2055）、斜撑（2056）、立柱（2057）、驱动电机（2058）、减速机（2059）、张紧轮（2060）、折叠转轴（2061）、横骨架（2062）、链条（2063）、链板（2064）和挡板（2065）；所述托架（2055）设为左托架（20551）、中托架（20552）和右托架（20553），所述左托架（20551）和中托架（20552）之间设折叠转轴（2061），所述右托架（20553）和中托架（20552）之间也设有折叠转轴（2061）；所述托架（2055）外环绕链条（2063）；在中托架（20552）的下方设有驱动电机（2058）、减速机（2059）和张紧轮（2060）；所述立柱（2057）设置在托架（2055）下方；所述滚筒（2054）设置在环绕的链条（2063）内以支撑链条（2063）；所述左托架（20551）和右托架（20553）下表面上各固定一个斜撑（2056）的一端，另一端可拆卸的固定在立柱（2057）上；所述托架（2055）的下表面上固设有横骨架（2062）；所述链条（2063）的上设有链板（2064），所述链板（2064）的侧面设有挡板（2065）；所述中托架（20552）的正上方设置卷扬机（2051），该卷扬机（2051）固定在卷扬机机架（2052）上；所述卷扬机（2051）分别通过卷扬机牵缆（2053）连接在左托架（20551）和右托架（20553）的两侧。
6.如权利要求1所述的海冰采集装置***的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）海冰破碎装置（100）通过液压挖掘机（107）的动臂（1071）和斗杆（1072）带动铲斗（1073）或破碎剪（1074）垂直向下动作，把双浮体破冰平台（101）前方180°范围内连片的固定冰块或大块浮冰打碎成中等尺度的冰块，所述中等尺度的冰块是指前后宽度小于1米，左右长度小于2米；
2）当冰层较厚、液压挖掘机（107）的铲斗（1073）或破碎剪（1074）在破冰作业中产生了较大的倾覆力矩时，通过液压马达（105）将双浮体破冰平台（101）左右两侧的升降桩腿（104）降低至海底；
3）海冰破碎装置（100）通过液压挖掘机（107）的动臂（1071）和斗杆（1072）带动铲斗（1073）或破碎剪（1074）左右旋转动作，把被打碎的中等尺度冰块从双浮体破冰平台（101）的前方推移至双浮体破冰平台（101）的两侧；对于大于中等尺度的冰块，用液压挖掘机（107）的铲斗将其捞起至碎冰斗（108），再用铲斗（1073）将其打碎，碎冰块可从碎冰斗（108）的缝隙中掉入水中；随着海冰破碎装置（100）不断破冰并向前移动，被破碎的冰块会逐渐汇集到海冰破碎装置（100）移走后露出的开阔水面上；
4）海冰捞运装置（200）跟随在海冰破碎装置（100）之后，在第二推进器（209）的推动下缓慢前行，漂浮在开阔水面上的中等尺度冰块被送入位于双浮体捞冰平台（201）前部的双辊式碎冰机（203），第二发电机组（206）为双辊式碎冰机（203）提供动力，使上转辊（2031）上的鳄齿（2033）和下转辊（2032）上的鳄齿（2034）做相对旋转，将中等尺度冰块（2035）挤压破碎成小冰块（2036）；
5）链板式采冰机（204）的前部在水面之下，由第二发电机组（206）提供动力做与海冰捞运装置（200）运行方向相反的上行运动，前、后部链板机构（2041、2042）上的挡板（2043）带动小冰块（2036）随链板一起向上运动并逐渐离开水面，上行至链板式采冰机（204）的末端后落入横向运冰机（205）；
6）横向运冰机（205）由第二发电机组（206）提供动力做双向平面运动，把从链板式采冰机（204）上落下来的小冰块（2036）转载至在海冰打捞装置（200）左舷或右舷靠泊的运冰驳船。
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Legal Events
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Owner name: BEIJING HUAHAI DEYUAN TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: BEIJING NORMAL UNIVERSITY Effective date: 20140504 |
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Effective date of registration: 20140504 Address after: 100036 Beijing city Haidian District landianchang Road No. 25 10-7 Patentee after: BEIJING HUAHAIDEYUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100088, No. 19, Xin Wai Avenue, Beijing, Haidian District Patentee before: Beijing Normal University |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160718 Address after: 100875 Beijing city Haidian District Xinjiekou Avenue No. 19 Patentee after: BEIJING NORMAL University Address before: 100036 Beijing city Haidian District landianchang Road No. 25 10-7 Patentee before: BEIJING HUAHAIDEYUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20131030 |