一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船

1.本发明涉及的是一种船，具体地说是造礁船。


背景技术：

2.近年来，四通八达的公路铁路网促进了快递行业的兴起，使得鲜活海产品对于内陆地区来说也不再是“奢侈品”，这也让海产品的需求量越来越大。过度捕捞和环境污染加速了海洋资源的枯竭。
3.近海造礁作为海洋牧场的一种重要形式，近些年也得到了大力发展。近海造礁可以快速地为海洋生物提供栖息地和食物资源，这能够快速向市场输出大量优质海珍品，还能够修复自然环境，增加近海生物的多样性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供弥补现有造礁船种类单一、不能适用于多种海况需要等缺点的一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船。
5.本发明的目的是这样实现的：
6.本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船，其特征是：包括外船体，外船体上设置翻斗、尾板、卷扬机、喷泵推进器、推进电机、驾驶室、燃气轮机、发电机、液压油箱、液压油缸、液压油泵、液压油泵用电机、增压油流向控制阀，翻斗通过翻斗轴安装并实现对外船体的相对旋转，尾板的两侧设置导向棒，导向棒与卷扬机之间设置铁链，驾驶室里设置舵机，喷泵推进器的喷头从外船体后端伸出，推进电机通过电机-泵联轴器连接喷泵推进器，推进电机与发电机之间由电缆传输动力，燃气轮机与发电机轴系之间连接燃气轮机-发电机联轴器并靠其传递动力，液压油泵用电机和发电机之间靠电缆传输电能，液压油泵用电机与液压油泵之间靠皮带连接来传递动力，液压油泵通过液压进油管从液压油箱内抽取低压液压油，液压油泵加压产生的高压油由液压出油管流入舵机和增压油流向控制阀；增压油流向控制阀通过液压出油管连接液压油缸、通过液压回油管连接液压油箱；舵机与喷泵推进器之间由液压出油管输送液压油，喷泵推进器与液压油箱之间由液压回油管输送液压油，卷扬机与发电机之间靠电缆传输电力。
7.本发明还可以包括：
8.1、翻斗上加工有弧形的导向槽，导向棒在导向槽里滑动，通过卷扬机转动收放铁链带动导向棒运动，从而控制尾板的开启和关闭。
9.2、液压油缸的两侧设置液压油缸支架，液压油缸与液压油缸支架形成转动副，翻斗下方设置翻斗下方支架，翻斗下方支架里设置孔，液压油缸上方连接液压油缸销，液压油缸销穿过翻斗下方支架的孔形成简支梁，当液压油缸支起时，液压油缸销将抬升力传递至翻斗，带动翻斗转动。
10.3、所述增压油流向控制阀包括增压油流向控制阀壳体，增压油流向控制阀壳体下
端固定阀盖，增压油流向控制阀壳体里设置泄压控制杆、增压控制杆，泄压控制杆、增压控制杆与增压油流向控制阀壳体之间设置滑阀，泄压控制杆套有泄压杆维持弹簧，增压控制杆套有增压杆维持弹簧，增压油流向控制阀壳体与滑阀之间由上维持弹簧支撑，滑阀与阀盖之间由下维持弹簧支撑，增压控制杆所在的增压油流向控制阀壳体上设置液压进油路、增压油道，增压控制杆所在的滑阀上设置进油槽、泄压槽、增压槽，液压进油路与进油槽配合，增压油道分别于泄压槽、增压槽配合，泄压控制杆所在的增压油流向控制阀壳体上设置液压回油道，泄压控制杆所在的滑阀上设置回油槽，液压回油道于回油槽相配合。
11.4、液压油泵流出的高压油进入液压出油管，液压出油管与液压进油路连通，液压回油道与液压回油管连通，进出增压油道的液压油经液压出油管传送与液压油缸连通，当滑阀上下受力平衡时，此时液压油缸不伸长，增压油流向控制阀壳体上的液压进油路与进油槽连通，增压槽正对滑阀侧壁，液压油无法从增压槽流出，液压回油道与回油槽连通，液压油依次通过液压进油路、进油槽、增压控制杆侧壁的孔、滑阀的中心油道、泄压控制杆侧壁的孔、回油槽、液压回油道进入回油管路；当增压控制杆向上推动时，上维持弹簧与泄压杆维持弹簧压缩，进油槽下部与液压进油路连通，增压槽与增压油道连通，液压回油道被滑阀侧壁堵住，无液压油流通，来自液压油泵的高压油只能依次流经液压进油路、进油槽、增压控制杆侧壁的孔、增压油道、增压槽，最后进入液压油缸，使其支起；当泄压控制杆下压至最低点时增压杆维持弹簧、下维持弹簧压缩，此时液压进油路被滑阀堵住，进油槽与液压进油路不连通，来自液压油泵的增压油无法进入增压油流向控制阀内；增压油道与泄压槽连通，液压回油道与回油槽连通，液压油缸内的油压大于液压油箱内的油压，在压差的作用下，液压油缸内的液压油依次经由液压出油管、增压油道、泄压槽、增压控制杆侧壁的孔、滑阀中心的孔、泄压控制杆侧壁的孔、回油槽、液压回油道、液压回油管回到液压油箱，液压油缸也落下。
12.5、造礁船本体在码头装料时，燃气轮机启动，通过燃气轮机-发电机联轴器将动力传递至发电机发电。液压油泵用电机不通电，推进电机不通电，喷泵推进器不工作，翻斗处于最低点，其最前端搭在外船体的甲板上，液压油缸里没有高压油，翻斗的尾板收起，位于最高点，卷扬机通电，收紧铁链来维持尾板的状态，防止尾板在礁石斜向下的重力分力作用下迅速打开产生冲击载荷。
13.6、装料结束后，燃气轮机带动发电机发电，液压油泵用电机、推进电机、卷扬机都接电工作，液压油泵用电机通过皮带带动液压油泵工作，液压油泵从液压油箱内抽取低压油进行增压，产生的高压油一部分经过液压出油管、舵机、喷泵推进器、液压回油管回到液压油箱，控制推进方向；另一部分高压油进入增压油流向控制阀，经过液压进油路、滑阀侧壁的进油槽、滑阀中心板上的孔、回油槽、液压回油道进入液压回油管流回液压油箱，此时液压油缸依旧保持原状，卷扬机通电，收紧铁链，维持尾板处于最高点的状态。
14.7、到达投石海域后，推进电机停止工作，卷扬机缓放铁链，失去约束的尾板在自身重力和礁石向下的载荷下打开，直至导向棒滑至导向槽的最低点时尾板停止运动，此时尾板与翻2的底板处于同一条直线，礁石在自身重力作用下从翻斗后部滑入海中，对于剩余在翻斗内的少量礁石，向上推动增压控制杆，上维持弹簧与泄压杆维持弹簧压缩，进油槽下部与液压进油路连通，增压槽与增压油道连通，液压回油道被滑阀侧壁堵住，无液压油流通，来自液压油泵的高压油只能依次流经液压进油路、进油槽、增压控制杆侧壁的孔、增压油
道、增压槽，最后进入液压油缸，液压油缸在液压油的作用下伸长支起，翻斗升高后翻，倾斜角度增大，礁石滚落；卸船完毕后，泄压控制杆下压至最低点，增压杆维持弹簧、下维持弹簧压缩，此时液压进油路被滑阀堵住，进油槽与液压进油路不连通，来自液压油泵的增压油无法进入增压油流向控制阀内；增压油道与泄压槽连通，液压回油道与回油槽连通，液压油缸内的油压大于液压油箱内的油压，在翻斗向下重力的作用下，液压油缸内的液压油依次经由液压出油管、增压油道、泄压槽、增压控制杆侧壁的孔、滑阀中心的孔、泄压控制杆侧壁的孔、回油槽、液压回油道、液压回油管回到液压油箱，液压油缸也收缩落下，翻斗回位，并使增压油流向控制阀回到推进时的状态，翻斗回位后，卷扬机收紧铁链并向上卷，铁链拉动导向棒沿导向槽向上运动，尾板也向上转动，到达导向槽上止点后停止运动，卷扬机也锁定，防止铁链放松导致尾板打开。
15.本发明的优势在于：
16.(1)本造礁船采用电力推进系统，靠电缆传输动力，燃气轮机发电机组布置可以不受位置限制；
17.(2)采用喷泵推进器推进效率更高，并且可以在浅水航行，提高了船舶适应多种海况的性能；
18.(3)翻斗底板的倾斜设计，能够在尾板打开时让一部分礁石自动滑下，减轻了液压油缸的工作负荷；
19.(4)翻斗尾板的开关由卷扬机控制，能够避免尾板打开时承受巨大的冲击载荷。
附图说明
20.图1为本发明的俯视图；
21.图2为本发明的电力和液压设备连接图；
22.图3为本发明的船舱内及甲板上装置布置图；
23.图4为液压油缸固定方式示意图；
24.图5为增压油流向控制阀组件示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
26.结合图1-5，本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船包括：外船体1、翻斗2、铁链3、尾板4、卷扬机5、导向棒6、喷泵推进器7、驾驶室8、舵机9、翻斗轴10、甲板11。翻斗2置于外船体1中间的空间内，翻斗轴10固定在翻斗2两侧，使翻斗2可以相对外船体1旋转。铁链3一端固定在导向棒6上，另一端缠绕在卷扬机5上，导向棒6固定在尾板4上部的两侧，当卷扬机5转动时，可以实现尾板4的起落。两个卷扬机5分别固定在外船体1两侧后端的甲板11上。喷泵推进器7的喷头从外船体1后端伸出，用于推进时向后喷水。驾驶室8和舵机9都固定在外船体1前端的甲板上，舵机9置于驾驶室8内部。
27.结合图2，本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船电力和液压设备包括：喷泵推进器7、推进电机12、电缆13、卷扬机5、液压回油管14、电机-泵联轴器15、液压油缸16、液压进油管17、液压油箱18、增压油流向控制阀19、液压出油管20、舵机9、液压油泵21、皮带22、液压油泵用电机23、燃气轮机24、燃气轮机-发电机联
轴器25、发电机26。喷泵推进器7与推进电机12轴系之间连接电机-泵联轴器15，并靠电机-泵联轴器15传递动力。推进电机12与发电机26之间由电缆13传输动力，燃气轮机24与发电机26轴系之间连接燃气轮机-发电机联轴器25并靠其传递动力。液压油泵用电机23和发电机26之间靠电缆13传输电能，液压油泵用电机23与液压油泵21之间靠皮带22连接来传递动力，液压油泵21通过液压进油管17从液压油箱18内抽取低压液压油，液压油泵21加压产生的高压油由液压出油管20流入舵机9和增压油流向控制阀19；增压油流向控制阀19还通过液压出油管20连接液压油缸16、通过液压回油管14连接液压油箱18；舵机9与喷泵推进器7之间由液压出油管20输送液压油，喷泵推进器7与液压油箱18之间由液压回油管14输送液压油。卷扬机5与发电机26之间靠电缆13传输电力。
28.结合图3，本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船舱内及甲板上装置包括：翻斗2、铁链3、卷扬机5、导向槽27、尾板4、翻斗轴10、喷泵推进器7、电机-泵联轴器15、燃气轮机24、推进电机16、发电机26、驾驶室8、舵机9、甲板11、液压油缸支架28、液压油缸16、外船体1、液压油箱18、液压油泵21、皮带22、液压油泵用电机23。导向槽27是在翻斗2上加工的圆形槽，导向棒6在导向槽27内滑动。通过卷扬机5转动收放铁链3带动导向棒6运动，从而控制尾板4的开启和关闭，卷扬机5安装在外船体1尾部，其转轴方向与翻斗轴10相同。燃气轮机24和发电机26同轴固定于外船体1前端的船舱，推进电机12与喷泵推进器7靠电机-泵联轴器15连接并同轴固定于外船体1两侧后端的船舱内。喷泵推进器7的出水口从后方的钢板伸出外船体1，进水口固定在船底板上，进出水口与外船体1接触处做密封处理。液压油泵21、液压油泵用电机23和液压油箱18也固定在外船体1船舱底部，液压油泵21与液压油泵用电机23靠皮带22传递动力。液压油缸16上端通过顶部的环实现相对翻斗2转动，两侧与液压油缸支架28建立转动副。液压油缸支架28固定在甲板11下方，与甲板11垂直放置，位于翻斗2最前端钢板的下方。
29.结合图4，本发明专利一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船与液压油缸16固定有关的部件包括：液压油缸销51、翻斗2、外船体1、液压油缸16、液压油缸支架28、液压油缸旋转轴30、旋转轴装配螺母32、固定套筒29、旋转轴调节螺钉31。液压油缸支架28垂直并固定在外船体1的甲板11下方。液压油缸销51穿过左右两侧翻斗2下方支架的孔形成简支梁，液压油缸16顶部的环在液压油缸销51中间，当液压油缸16支起时，液压油缸销51将抬升力传递至翻斗2，带动翻斗2转动。液压油缸旋转轴30穿过液压油缸支架28侧面的孔，拧入旋转轴装配螺母32内，旋转轴装配螺母32固定在液压油缸16的左右两侧，这样可以实现液压油缸16绕轴旋转，液压油缸旋转轴30转动副与液压油缸16顶部环的转动副可以实现液压油缸16与翻斗2始终垂直，不至于折断液压油缸16。液压油缸旋转轴30伸出液压油缸支架28的部分会套上固定套筒29，防止液压油缸16左右窜动；旋转轴调节螺钉31穿过固定套筒29底部的孔，旋入液压油缸旋转轴30顶部的螺栓孔，从而防止固定套筒29掉落导致其无法约束液压油缸16左右窜动。
30.结合图5，本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船的增压油流向控制阀19具体结构包括：增压油流向控制阀壳体33、上维持弹簧34、泄压杆维持弹簧35、泄压控制杆36、液压进油路37、进油槽38、增压控制杆39、滑阀40、回油槽41、液压回油道42、泄压槽43、增压油道44、增压槽45、下维持弹簧46、增压杆维持弹簧47、密封垫圈48、阀盖压紧螺钉49、阀盖50。增压油流向控制阀壳体33与滑阀40之间由上维持弹簧
34支撑，下维持弹簧46支撑在滑阀40与阀盖50之间，两弹簧的作用是防止滑阀40随意窜动，改变增压油流向；增压油流向控制阀壳体33与泄压控制杆36之间由泄压杆维持弹簧35支撑，增压控制杆39与阀盖50之间由增压杆维持弹簧47支撑，以上两弹簧的作用是防止增压控制杆39与泄压控制杆36窜动，影响液压油流动稳定性。泄压控制杆36与增压控制杆39的作用是推动滑阀40上下滑动，使滑阀40上油槽与增压油流向控制阀壳体33上不同油道连通，从而改变液压油流向。
31.液压油泵21流出的高压油进入液压出油管20，接入增压油流向控制阀19的液压出油管20与液压进油路37连通，液压回油道42与液压回油管14连通，进出增压油道44的液压油经液压出油管20传送与液压油缸16连通。当滑阀40上下受力平衡时，此时不需要液压油缸16伸长，增压油流向控制阀壳体33上的液压进油路37与进油槽38连通，增压槽45正对滑阀40侧壁，液压油无法从增压槽45流出，液压回油道42与回油槽41连通，液压油依次通过液压进油路37、进油槽38、增压控制杆39侧壁的孔、滑阀40的中心油道、泄压控制杆36侧壁的孔、回油槽41、液压回油道42进入回油管路；当增压控制杆39向上推动时，上维持弹簧34与泄压杆维持弹簧35压缩，进油槽38下部与液压进油路37连通，增压槽45与增压油道44连通，液压回油道42被滑阀40侧壁堵住，无液压油流通，来自液压油泵24的高压油只能依次流经液压进油路37、进油槽38、增压控制杆39侧壁的孔、增压油道44、增压槽45，最后进入液压油缸16，使其伸长支起。当泄压控制杆36下压至最低点时增压杆维持弹簧47、下维持弹簧46压缩，此时液压进油路37被滑阀40堵住，进油槽38与液压进油路37不连通，来自液压油泵21的高压油无法进入增压油流向控制阀19内；增压油道44与泄压槽43连通，液压回油道42与回油槽41连通，液压油缸16内的油压大于液压油箱18内的油压。在压差的作用下，液压油缸16内的液压油依次经由液压出油管20、增压油道44、泄压槽43、增压控制杆39侧壁的孔、滑阀40中心的孔、泄压控制杆36侧壁的孔、回油槽41、液压回油道42、液压回油管14回到液压油箱18，液压油缸16也落下。
32.本发明一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船的工作过程如下：
33.一种带有倾斜翻斗的燃气轮机驱动全电力喷水推进自卸式投石造礁船翻斗2采用倾斜结构，能够大大减小液压油缸16的负荷，提高了船舶的使用寿命。
34.造礁船在码头装料时，船舶的状态为：燃气轮机24启动，通过燃气轮机-发电机联轴器25将动力传递至发电机26发电。液压油泵用电机23不通电，因此各液压系统的部件都不工作。推进电机12也不通电，喷泵推进器7不工作，因此，船舶无法前进。翻斗2处于最低点，其最前端搭在外船体1的甲板11上，液压油缸16里没有高压油，故其不伸长。翻斗2的尾板4收起，位于最高点。卷扬机5通电，收紧铁链3来维持尾板4的状态，防止尾板4在礁石斜向下的重力分力作用下迅速打开产生冲击载荷。
35.装料结束后，燃气轮机24继续带动发电机26发电，液压油泵用电机23、推进电机12、卷扬机5都接电工作。液压油泵用电机23通过皮带22带动液压油泵21工作，液压油泵21从液压油箱18内抽取低压油进行增压，产生的高压油一部分经过液压出油管20、舵机9、喷泵推进器7、液压回油管14回到液压油箱18，控制船舶推进方向；另一部分高压油进入增压油流向控制阀19，经过液压进油路37、滑阀40侧壁的进油槽38、滑阀40中心板上的孔、回油槽41、液压回油道42进入液压回油管14流回液压油箱18，此时液压油缸16依旧保持原状。卷
扬机5依旧通电，收紧铁链3，维持尾板4处于最高点的状态。
36.到达投石海域后，船舶停止前进。推进电机12停止工作，卷扬机5缓放铁链3，失去约束的尾板4在自身重力和礁石向下的载荷下缓慢打开，直至导向棒6滑至导向槽27的最低点时尾板4停止运动，此时尾板4与翻斗2的底板处于同一条直线，礁石在自身重力作用下从翻斗2后部滑入海中。对于可能剩余在翻斗2内的少量礁石，向上推动增压控制杆39，上维持弹簧34与泄压杆维持弹簧35压缩，进油槽38下部与液压进油路37连通，增压槽45与增压油道44连通，液压回油道42被滑阀40侧壁堵住，无液压油流通，来自液压油泵21的高压油只能依次流经液压进油路37、进油槽38、增压控制杆39侧壁的孔、增压油道44、增压槽45，最后进入液压油缸16，液压油缸5在液压油的作用下伸长支起，翻斗2升高后翻，倾斜角度增大，礁石滚落。卸船完毕后，将泄压控制杆36下压至最低点，增压杆维持弹簧47、下维持弹簧46压缩，此时液压进油路37被滑阀40堵住，进油槽48与液压进油路37不连通，来自液压油泵21的增压油无法进入增压油流向控制阀19内；增压油道44与泄压槽43连通，液压回油道42与回油槽41连通，液压油缸16内的油压大于液压油箱18内的油压。在翻斗2向下重力的作用下，液压油缸16内的液压油依次经由液压出油管20、增压油道44、泄压槽43、增压控制杆39侧壁的孔、滑阀40中心的孔、泄压控制杆36侧壁的孔、回油槽41、液压回油道42、液压回油管14回到液压油箱18，液压油缸16也收缩落下，翻斗2回位，并使增压油流向控制阀19回到船舶推进时的状态。翻斗2回位后，卷扬机5收紧铁链3并向上卷，铁链3拉动导向棒6沿导向槽27向上运动，尾板4也向上转动，到达导向槽27上止点后停止运动，卷扬机5也锁定，防止铁链3放松导致尾板4打开。
37.投石工作完成后，推进电机12重新接电，通过电机-泵联轴器15驱动喷泵推进器7工作推动船舶前进回到码头装料。