一种适用于极地船舶的防冰海底门装置

1.本发明涉及极地航行船舶技术领域，尤其涉及一种适用于极地船舶的防冰海底门装置。


背景技术：

2.由于冰区环境的特殊性，极地航行船舶的设计需要确保船舶具备全面的防冰抗冻能力，冰区环境下海底门的特殊设计就是其中之一。
3.船舶通常需要在船体外板开孔并设置海底门，用来吸入海水供船上主机冷却、压载和消防等系统使用。一般船舶的海水泵吸口直接布置在海底门中，海水泵直接吸入海水进入船上的压载、冷却和消防管路系统。当船舶在极地低温环境下运行时，船体周围分布大量的浮冰，如果没有采取特殊的考虑，海底门的进口容易被海冰堵塞，而一旦海底门被冰块堵塞，海水泵将无法吸入足量的海水，导致主机缺少冷却水供应而过热，从而导致船舶停航。为此，在极地航行的船舶上需要针对冰区的环境进行特殊的设计。
4.因此，本领域的技术人员致力于提供一种适用于极地船舶的防冰海底门装置，以防止船舶在极地航行时浮冰堵住海底门，影响海水系统的正常工作。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术上的缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能防止浮冰堵住船舶的海底门、适用于船舶在极地航行的防冰海底门装置。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种适用于极地船舶的防冰海底门装置，包括进水格栅、挡板、封盖、过滤格栅、冷却水回注管、海水泵吸入管，所述海底门分为上部的集冰区、中部的进水区和过滤区、下部的排水区，所述进水区和所述过滤区通过所述挡板左右分隔，所述挡板的底部朝向所述进水区的一侧连接有所述封盖，所述进水区和所述排水区通过所述封盖上下分隔，所述过滤区和所述排水区之间设有所述过滤格栅，所述进水区的船体外板上设有进水格栅，所述海水泵吸入管的入口与所述排水区连接，所述冷却水回注管的出口与所述集冰区连接，所述封盖的高度低于所述进水格栅。
7.进一步地，所述集冰区的顶部还连接有透气管，所述透气管上设有隔离阀。
8.优选地，所述透气管的截面积等于所述海水泵吸入管的截面积。
9.进一步地，所述透气管上还设有电加热装置。
10.进一步地，所述集冰区的顶部还设有检修人孔。
11.进一步地，还包括吹除管，所述吹除管的出口朝向所述进水格栅，所述吹除管的入口与所述冷却水回注管连接。
12.优选地，所述过滤格栅的孔径小于10mm。
13.优选地，所述海底门的顶部高于船舶的最大吃水线高度。
14.优选地，所述挡板的高度低于船舶的正常水线高度。
15.优选地，所述进水格栅的开口流通面积不小于所述海水泵吸入管的流通面积。
16.本发明至少具有如下有益技术效果：
17.本发明提供的适用于极地船舶的防冰海底门装置，海底门分为进水区、过滤区、排水区和集冰区四个部分，通过挡板隔离进水区和过滤区，防止浮冰直接进入排水区。利用水密度大于冰的物理性质，形成冰水分层，吸入的浮冰漂浮在上部的集冰区内，分离浮冰后的海水通过过滤格栅二次过滤后进入排水区，通过海水泵吸入管进入海水总管或冷却管系。在集冰区内引入冷却水回注管系，利用冷却推进系统后的高温冷却水融化集聚的浮冰，防止浮冰大量聚集对结构产生破坏。在进水格栅处设置了吹除管，用于防止浮冰堵塞进水格栅，便于海水能够顺利进入进水区。本发明能够有效分离冰和海水，防止碎冰堵塞和破坏海水供应系统，避免主机等因缺少冷却水供应而过热，导致船舶停航，从而保证极地航行的安全
18.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的防冰海底门装置整体示意图；
20.图2是本发明实施例提供的防冰海底门装置海水流动示意图。
21.图中，
22.1-进水区，2-过滤区，3-排水区，4-集冰区，5-进水格栅，6-挡板，7-封盖，8-过滤格栅，9-冷却水回注管，10-透气管，11-吹除管，12-海水泵吸入管，13-检修人孔，14-船体外板。
具体实施方式
23.以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
24.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
25.本发明提供了一种适用于极地船舶航行的防冰海底门装置，如图1、图2所示，本实施例的防冰海底门分为进水区1、过滤区2、排水区3、集冰区4，集冰区4位于顶部，进水区1和过滤区2位于中部，排水区3位于下部；防冰海底门装置由进水格栅5、挡板6、封盖7、过滤格栅8、冷却水回注管9、透气管10、吹除管11、海水泵吸入管12组成。
26.进水区1和过滤区2之间固设有挡板6，挡板6将进水区1和过滤区2左右分隔；挡板6的下部连接有封盖7，封盖7与进水区1一侧的船体外板14连接，从而实现封盖7将进水区1和排水区3上下分隔；过滤区2和排水区3之间还设有过滤格栅8，过滤格栅8实现过滤区2和排水区3之间的连通。集冰区4为进水区1和过滤区2上方的狭窄空间。
27.本实施例中，挡板6、封盖7以及过滤格栅8可以通过焊接的方式与船体连接，以及相互之间连接。
28.进水格栅5设于进水区1的船体外板14上，通过进水格栅5引入船舶舷外的海水，使
海水进入进水区1。海水进入进水区1后，流过挡板6的顶部，在浮力的作用下，浮冰进入集冰区4，从而与海水相分离。去除浮冰之后的海水进入过滤区2，经过过滤格栅8进一步过滤后，进入排水区3。封盖7能够防止进水区1的海水直接进入集冰区4内，因此，封盖7的高度应低于进水格栅5的高度。
29.海水泵吸入管12的入口端设于排水区3的底部，用于将去除了浮冰的海水引入船体内的海水总管或冷却管系。海水泵吸入管12的位置应尽可能低，以保证海水泵的正常运行，同时尽量减少对浮冰的吸入。
30.为保证排水区3内的海水供应，进水格栅5的流通面积应不小于海水泵吸入管12的流通面积。
31.过滤格栅8用于二次过滤过滤区2内的冰水，过滤格栅8的开孔大小应保证碎冰无法通过。本实施例中，过滤格栅8的孔径小于10mm。
32.冷却水回注管9的出口端设于集冰区4，用于将流经冷却主机的部分高温冷却水注入集冰区4，以将集冰区4内的浮冰进行融化，防止浮冰大量聚集对结构产生破坏。
33.在集冰区4的顶部设有检修人孔13，便于人员进入海底门内去除冰块或对海底门进行检修。
34.集冰区4的顶部还设有带隔离阀的透气管10，透气管10的顶部伸至甲板区域，以平衡海底门内的气压。透气管10上设有电加热装置，通过启动电加热装置，可以防止在严寒区域透气管10因结冰而堵塞。
35.为了保证气压平衡的效果，透气管10的流通面积应与海水泵吸入管12的流通面积相当。
36.在进水区1还设有吹除管11，吹除管11的入口连接冷却水回注管9，吹除管11的出口朝向进水格栅5，利用高温冷却水吹除进水格栅5处聚集的浮冰，防止浮冰堵塞进水格栅5。
37.本实施例中，海底门的顶部应尽可能高，且需要高于船舶的最大吃水线。挡板6的高度应低于船舶的正常水线高度。
38.本实施例的防冰海底门装置的具体工作过程如下：当舷外海水流入进水区1后，由于挡板6、封盖7分离进水区1、过滤区2、排水区3，含有大量浮冰的海水避免直接进入排水区3从而堵塞海水泵吸口。由于密度差异，形成冰水分层，吸入的浮冰漂浮在水面上存储于集冰区4，分离浮冰后的海水通过过滤区2和排水区3间的过滤格栅8进行二次过滤，去除剩余碎冰和杂质，最后通过排水区3底部的海水泵吸入管12进入海水总管或冷却管系。同时集冰区4内引入冷却水回注管9，利用冷却推进系统后的高温冷却水融化集聚的浮冰，防止浮冰大量聚集对结构产生破坏。此外，在进水格栅5处设置吹除管11，防止进水格栅5处浮冰聚集，确保冰水顺利进入海底门。
39.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。