CN103287553A - 电磁式船用靠球及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种电磁式船用靠球及其使用方法，其属于船舶甲板舾装设备领域。这种靠球装置在橡胶靠球的两侧设有电磁铁，所有电磁铁的电磁铁线圈并联连接后，通过电缆与防水式电源插座进行电连接。该靠球装置用于两艘锚泊状态或者航行状态下的船舶快速靠泊，防止两船刚性碰撞，又能限制两船分离，且与传统的系泊方式不同，该装置不受船舶型深和吃水的限制，适用于不同类型、不同尺度的船舶在各种装载状态下的水上靠泊。这种装置平时放在甲板上，单独使用或者沿船长方向布置两个以上配合使用。工作时通过支架和钢丝绳由舷侧放入水中，通电后电磁靠球产生磁力使近船一侧吸附在船侧板，当船舶与待靠泊船舶靠近时靠球的另一侧吸附在系泊船的舷侧，完成两船靠泊。本发明可用于补给船、医疗船和LNG加注船等船舶与其他船舶或者海洋平台等大型海洋结构物的安全、快速靠泊。

Description

电磁式船用靠球及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种电磁式船用靠球及其使用方法，其属于船舶甲板舾装设备领域。
背景技术
水上船船靠泊是指两条船在锚泊或者自由漂浮状态下，两船舷侧靠在一起并固定的一种船舶行为。水上船船靠泊时常规的系泊方式为通过系揽进行固定，这种方式受到诸多因素限制，在某些情况下安全性较差。首先，系揽连接方式要求两条船甲板距水线面的高度相差不能过大，否则因导揽孔处缆绳的角度过大容易损坏缆绳和导揽孔。系泊点高差太大系泊效果也不好，系揽后船舶仍然可以有横向运动，而且在周期性动载荷作用下两船可能不断发生碰撞，对船体结构和船体涂层造成损坏。其次，系揽设备受两船导揽孔纵向位置的限制，如果两条船上系揽的一对导揽孔纵向位置相差过大，缆绳的拉力主要作用在导揽孔上，不能起到有效的定位作用。此外，系揽时两船固定点在甲板处，从横向看两船相对于固定点是一个铰接结构。当横向风浪较大时，两船的横摇运动容易导致上层建筑和桅杆等设备相撞，造船危险，所以常规的海上系泊方式在横向风浪较大时不适用。
水上船船靠泊是某些船舶必须考虑的一种工况。如LNG加注船与待补给船在海上加注时，两船横向靠泊固定是最佳的补给条件。医疗船在水上从伤员所在船接收伤员时，需要两船横向安全有效系泊。补给船给军舰补给时，目前主要的方法是两船横向保持一定距离并以相同速度匀速前进，通过绳索将物资从补给船转移至被补给军舰。如果能够使待补给舰与补给船横向安全、快速系泊，则可以有效提高补给效率和补给作用的安全性。 发明内容
针对上述问题本发明提出电磁式船用靠球装置，这种装置可提供一种新的船船靠泊方式。船船靠泊时关键是解决两个问题，一是防止两船分离，二是防止两船刚性碰撞。电磁靠球兼具普通缆绳限制船船分离的作用和普通船用靠球防止两船刚性碰撞的作用，是实现水上船船安全、快速靠泊的有效途径。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁式船用靠球，它包括一个橡胶靠球，它还包括两个电磁铁组，每个电磁铁组采用一个或多个线圈绕向相同的电磁铁，所述电磁铁组设置在橡胶靠球的两侧，采用抗拉钢丝绳把橡胶靠球左右两侧的电磁铁组固定连接成一体；所述电磁铁从里向外依次采用电磁铁铁芯、电磁铁线圈、电磁体钢制外壳和电磁铁外壳外侧橡胶涂层的组合结构，在两个电磁铁组中包含的所有电磁铁的电磁铁线圈并联连接后，通过电缆与防水式电源插座进行电连接。
所述橡胶靠球设有一个靠球充气阀并采用橡胶复合材料制作。
所述电磁铁组通电后，每个电磁铁的磁极方向相同，电磁式船用靠球成为一个提供足够的磁力吸住两船的舷侧钢板的大电磁铁，靠球左右两侧分别为磁铁的N、S极。
所述电磁式船用靠球的整体重力大于其在水中的浮力，工作时，船舶通过收、放连接在吊环上的钢丝绳调整电磁式船用靠球在船舶型深方向的位置，把两船在垂直方向的适当位置系靠在一起。
采用上述的技术方案，电磁铁钢制外壳不仅起到保护线圈和铁芯的作用，同时也是将载荷由船体外板传递给靠球的传力构件。电磁式船用靠球两侧的电磁铁钢制外壳上方设置吊环，用于在船舶甲板上放置和收起电磁式船用靠球。电磁铁钢制外壳下端在橡胶靠球底部平面以下，甲板搁置状态下，电磁铁钢制外壳具有兼做支座功能。电磁铁钢制外壳外侧表面涂有薄层橡胶，防止其与船体表面接触过程中损坏船体涂层。同时，橡胶材料可以增大磁铁和船体外板之间的摩擦系数，防止靠球沿船体表面滑动。电磁式船用靠球的一对电磁铁之间，上端和下端设置防拉钢索。防拉钢索在靠球不受外力和受压时为松弛状态，当因两船横向远离运动引起的靠球均匀受拉，或者因两船不一致横摇、纵摇、首摇引起的单向非均匀受拉时，受拉位置的钢索张紧成为主要受力构件，起到防止因拉力损坏靠球的作用。
本发明的有益效果是：这种电磁式船用靠球在橡胶靠球的两侧设有电磁铁组，每个电磁铁组采用一个或多个线圈绕向相同的电磁铁，电磁铁从里向外依次采用电磁铁铁芯、电磁铁线圈、电磁体钢制外壳和电磁铁外壳外侧橡胶涂层的组合结构，所有电磁铁的电磁铁线圈并联连接后，通过电缆与防水式电源插座进行电连接。电磁式船用靠球是针对传统的船船水上系泊方法中对船型、海况要求较高，安全性差且操作复杂等问题提出的一种船舶水上靠泊装置。这种装置兼具系揽装置和普通靠球的功能，即可以将两船固定在一起，又能防止两船直接相碰损坏船体结构。该装置可以单独使用，也可以多个联合使用。理想的使用方式为，在舷侧放置两排、两列四个电磁靠球，且行、列间距尽量大，此时联合装置能够有效抵御两船之间的横向、纵向和垂向相对运动，以及横摇、纵摇和首摇相对转动。该装置能够降低船船海上靠泊对船型和环境的限制条件，有效提高靠泊作业中船舶的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施方法对本发明作进一步说明。
图1是一种电磁式船用靠球总体结构图。
图2是一种电磁式船用靠球正视图。
图3是一种电磁式船用靠球俯视图。
图4是一种电磁式船用靠球侧视图。
图5是图2中的A放大图。
图6是图3中的B放大图。
图7是图4中的C放大图。
图8是电磁式船用靠球工作时磁场分布图。
图中：1、橡胶靠球，1a、橡胶复合材料，1b、靠球充气阀，2、电磁铁，2a、电磁铁线圈，2b、电磁铁铁芯，2c、电磁体钢制外壳，2d、电磁铁外壳外侧橡胶涂层，3、抗拉钢索，4、吊环，5、电缆，6、防水式电源插座。
具体实施方式
图1-7示出了一种电磁式船用靠球总体结构图。图中，电磁式船用靠球包括一个橡胶靠球1和两个电磁铁组，每个电磁铁组采用4个线圈绕向相同的电磁铁2，电磁铁组设置在橡胶靠球1的两侧，采用抗拉钢丝绳3把橡胶靠球1左右两侧的电磁铁组固定连接成一体。电磁铁2从里向外依次采用电磁铁铁芯2b、电磁铁线圈2a、电磁体钢制外壳2c和电磁铁外壳外侧橡胶涂层2d的组合结构，在两个电磁铁组中包含的所有电磁铁2的电磁铁线圈2a并联连接后，通过电缆5与防水式电源插座6进行电连接。橡胶靠球设有一个靠球充气阀1b并采用橡胶复合材料1a制作。电磁铁组通电后，每个电磁铁2的磁极方向相同，电磁式船用靠球成为一个提供足够的磁力吸住两船的舷侧钢板的大电磁铁，靠球左右两侧分别为磁铁的N、S极。电磁式船用靠球的整体重力大于其在水中的浮力，工作时，船舶通过收、放连接在吊环4上的钢丝绳调整电磁式船用靠球在船舶型深方向的位置，把两船在垂直方向的适当位置系靠在一起。
如图1、2、3、4所示，电磁式船用靠球的橡胶球体1两侧为平面，两侧设置两组电磁铁2。电磁铁2与靠球接触面为粗糙面，通过热熔方式或者粘合剂将橡胶靠球1与电磁铁2固定在一起，电磁铁2受到的船体外板的压力直接由其内表面传递至橡胶靠球1。电磁铁2外壳上端和下端，左右两边电磁铁2内侧通过钢丝绳3连接。电磁铁2受到船体外板的拉力由钢丝绳3从一侧电磁铁2直接传递至另一侧，即橡胶靠球1不承受拉力作用。如图3所示，所有电磁铁2的电磁铁线圈2a采用并联电连接，电缆5布置在橡胶靠球1上表面，正负极总线汇总后连接到防水式电源插座6。
如图5、6、7所示，电磁铁2由方形的电磁铁铁芯2b、电磁铁线圈2a、电磁体钢制外壳2c和电磁铁外壳外侧橡胶涂层2d构成。电磁铁线圈2a的轴线平行于水平面并垂直于橡胶靠球1轴线，所有电磁铁2充电后磁极方向相同。
上述的电磁式船用靠球在使用时，将直流电插头***防水式电源插座6，通过吊架将电磁船用靠球吊起，移至舷外，向下放入水中，放至预定位置时，打开电磁体电源开关，磁场叠加后电磁靠球形成一块大的电磁铁，磁场分布如图8所示。电磁体产生吸力使靠球吸在其所在船的船体舷侧。通过两船的推进器、侧推***或者带揽等方式使两船逐渐靠近，在位置足够近时增大电磁铁2电流，通过吸力将两船拉近，最终电磁铁另一面吸附在被靠船的舷侧，完成船船靠泊。靠泊作业完成时，断开电磁铁2电源，电磁铁2失去磁力脱离船体外板，收起电磁靠球解除系泊。

Claims (4)

1.一种电磁式船用靠球，它包括一个橡胶靠球（1），其特征在于：它还包括两个电磁铁组，每个电磁铁组采用一个或多个线圈绕向相同的电磁铁（2），所述电磁铁组设置在橡胶靠球（1）的两侧，采用抗拉钢丝绳（3）把橡胶靠球（1）左右两侧的电磁铁组固定连接成一体；所述电磁铁（2）从里向外依次采用电磁铁铁芯（2b）、电磁铁线圈（2a）、电磁体钢制外壳（2c）和电磁铁外壳外侧橡胶涂层（2d）的组合结构，在两个电磁铁组中包含的所有电磁铁（2）的电磁铁线圈（2a）并联连接后，通过电缆（5）与防水式电源插座（6）进行电连接。
2.根据权利要求1所述的电磁式船用靠球，其特征在于：所述橡胶靠球（1）设有一个靠球充气阀（1b）并采用橡胶复合材料（1a）制作。
3.根据权利要求1所述的电磁式船用靠球，其特征在于：所述电磁铁组通电后，每个电磁铁（2）的磁极方向相同，电磁式船用靠球成为一个提供足够的磁力吸住两船的舷侧钢板的大电磁铁，靠球左右两侧分别为磁铁的N、S极。
4.根据权利要求1所述的电磁式船用靠球的使用方法，其特征在于：所述电磁式船用靠球的整体重力大于其在水中的浮力，工作时，船舶通过收、放连接在吊环（4）上的钢丝绳调整电磁式船用靠球在船舶型深方向的位置，把两船在垂直方向的适当位置系靠在一起。
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