一种循环水槽的除冰模块的制作方法

1.本发明涉及一种循环水槽的除冰模块，属于船舶及海洋工程技术领域。


背景技术：

2.随着全球变暖和我国海外贸易的繁荣发展，北极航道已经对我国的国家利益产生了越来越大的影响力。然而，由于北极航道海况复杂，又有冰层覆盖，因此各国都在建造破冰船和具备在冰区航行的航冰船等。这些冰区航行的船舶在设计研发过程中，不仅需要预测船模阻力、螺旋桨水动力性能，还需要预报破冰航速、船体振动噪声性能等。目前，国内外主要依靠冰池和常规减压循环水槽开展船模试验，预报破冰船破冰航速和螺旋桨性能等，但目前的预报技术并不成熟，部分实船和船模之间的相似关系不能满足模型试验技术要求。
3.目前的冰桨作用试验方法，常采用在空泡水筒中投入石蜡模型冰进行相关的实验，但模型冰被螺旋桨打碎后不易清除，易导致水质污染，堆积的冰块还会堵塞水筒，导致空泡水筒内流速下降。导致无法开展真实情况下的冰水桨耦合相关试验。所以，针对上述问题，本技术领域亟需一种在减压条件下的循环水槽除冰模块，该模块可以在减压条件下持续除冰，减少冰块或者模型冰对循环水槽水质的影响，为减压条件下的冰水桨耦合试验提供有力支持。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为解决如何获得一种在减压条件下的循环水槽除冰模块，可以在减压条件下持续除冰，减少冰块或者模型冰对循环水槽水质的影响，为减压条件下的冰水桨耦合试验提供有力支持的技术问题。
5.为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种循环水槽的除冰模块，设于循环水槽中，包括依次设有的用于聚拢浮冰的聚拢机构、用于传送冰块的传送机构和用于存储冰块的储冰系统；所述传送机构中设有平时升起设于水平面上方，工作时沉入水平面以下的活动的传送带。
6.优选地，所述聚拢机构包括左右两块收缩面板和连接杆；收缩面板通过连接杆与循环水槽的侧壁连接；收缩面板的板面垂直于水平面。
7.优选地，所述左右两块收缩面板分别设于传送带的左右两侧；左右两块收缩面板之间的距离由远离传送带的一侧向靠近传送带的一侧逐渐变小。
8.优选地，所述传送机构包括电机、主动轴、传动轴、传送带、左支架、右支架和支架转动机构；电机动力轴上连接有一主动轴，传动轴与主动轴与平行，主动轴和传动轴之间套设有环状的可循环往复转动的传送带；传送带的两侧分别设有左支架和右支架；左支架和右支架的两端分别套设于主动轴和传动轴上；右支架上设有用于驱动传送带绕主动轴转动的支架转动机构。
9.优选地，所述主动轴设于传送机构靠近储冰系统的一侧。
10.优选地，所述传送带为齿式传送带，传送带上设有多个与传送带平面垂直的用于收集浮冰的齿状突起。
11.优选地，所述支架转动机构包括离合器、离合器控制器、从动轴、驱动齿轮和从动齿轮；沿主动轴轴向设有一从动轴；主动轴依次穿过左支架和右支架后通过离合器与从动轴轴向活动连接；右支架远离传送带的一侧上设有一从动齿轮；右支架外侧的从动轴上设有与从动齿轮啮合的驱动齿轮；离合器上设有离合器控制器。
12.优选地，所述循环水槽中设有支架，支架上设有橡胶垫，所述电机设于橡胶垫上。
13.优选地，所述储冰系统包括储冰平台、储冰室和回流管；储冰系统靠近传送带的一侧设有具有一定倾斜度且表面光滑的储冰平台；储冰平台远离传送带的一侧设有储冰室，储冰室的底部和循环水槽之间设有回流管。
14.优选地，所述储冰室的底部设有用于拦截不可融化的塑料浮冰的格栅。
15.相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
16.1、本发明提供的除冰模块除冰时完全密封在循环水槽内部，因此满足螺旋桨空泡数相似条件下进行冰桨相互作用试验的同时可以同步持续除冰，不仅消除对水质的影响，而且提升试验效率；
17.2、除冰模块的聚拢机构可以将循环水槽内的浮冰聚集在传送机构的前方，提升除冰效率；
18.3、传送机构的结构简单但功能强大，依靠一台电机，不仅可以实现传动带的转动运动，而且可以使整个传送机构绕主动轴转动；既减小了对水流的影响，又增加传动机构的使用寿命；
19.4、除冰模块的储冰系统不仅可以存储塑料浮冰，对于真实的浮冰存储效果更好，浮冰融化后可以通过回流管重新注入循环水槽内。
附图说明
20.图1为本发明一种循环水槽的除冰模块总布置图；
21.图2为本发明传送机构结构图；
22.图3为本发明聚拢机构与储冰系统结构图；
23.图4为本发明除冰模块工作时俯视图。
24.附图标记：1.电机；2.机械密封；3.主动轴；4.联轴器；5.左支架；6.传送带；7.传动轴；8.右支架；9.从动齿轮；10.轴承；11.从动轴；12.驱动齿轮；13.离合器；14.离合器控制器；15.收缩面板；16.连接杆；17.储冰平台；18.储冰室；19.格栅；20.回流管；21.聚拢机构；22.传送机构；23.储冰系统。
具体实施方式
25.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
26.如图1-4所示，本发明提供了一种循环水槽的除冰模块，设于循环水槽中，包括依次设有的用于聚拢浮冰的聚拢机构21、用于传送冰块的传送机构22和用于存储冰块的储冰系统23；传送机构22中设有平时升起设于水平面上方，工作时沉入水平面以下的活动的传送带6。聚拢机构21包括左右两块收缩面板15和连接杆16；收缩面板15通过连接杆16与循环
水槽的侧壁连接；收缩面板15的板面垂直于水平面。左右两块收缩面板15分别设于传送带6的左右两侧；左右两块收缩面板15之间的距离由远离传送带6的一侧向靠近传送带6的一侧逐渐变小。传送机构22包括电机1、主动轴3、传动轴7、传送带6、左支架5、右支架8和支架转动机构；电机1动力轴上连接有一主动轴3，传动轴7与主动轴3与平行，主动轴3和传动轴7之间套设有环状的可循环往复转动的传送带6；传送带6的两侧分别设有左支架5和右支架8；左支架5和右支架8的两端分别套设于主动轴3和传动轴7上；右支架8上设有用于驱动传送带6绕主动轴3转动的支架转动机构。主动轴3设于传送机构靠近储冰系统的一侧。传送带6为齿式传送带，传送带6上设有多个与传送带平面垂直的用于收集浮冰的齿状突起。支架转动机构包括离合器13、离合器控制器14、从动轴11、驱动齿轮12和从动齿轮9；沿主动轴3轴向设有一从动轴11；主动轴3依次穿过左支架5和右支架8后通过离合器13与从动轴11轴向活动连接；右支架8远离传送带6的一侧上设有一从动齿轮9；右支架8外侧的从动轴11上设有与从动齿轮9啮合的驱动齿轮12；离合器13上设有离合器控制器14。循环水槽中设有支架，支架上设有橡胶垫，电机1设于橡胶垫上。储冰系统23包括储冰平台17、储冰室18和回流管20；储冰系统23靠近传送带6的一侧设有具有一定倾斜度且表面光滑的储冰平台17；储冰平台17远离传送带6的一侧设有储冰室18，储冰室18的底部和循环水槽之间设有回流管20。储冰室18的底部设有用于拦截不可融化的塑料浮冰的格栅19。
27.实施例
28.本发明提供一种适用于减压条件下的循环水槽除冰模块，除冰模块主要分为三部分：聚拢机构21、传送机构22和储冰系统23。主要功能为聚拢机构21将水槽内浮冰聚集在传送机构22的前方，当需要除冰时传送机构22会绕电机轴逆时针旋转，使得靠近聚拢机构22一侧的传送带6插入水中(见图3)，从而可以将浮冰从液面运送到储冰系统23内；当水槽内不需要除冰时，传送机构22绕电机轴顺时针旋转，传送机构22平行于水面且停留在水线上方(见图1)，通过传送机构22的升降，有效避免机构对水流的影响，同时又延长传送机构22的使用寿命。
29.除冰模块在除冰过程中完全密封在循环水槽内部工作，因此试验过程中可以调节循环水槽的内部压力，满足冰桨作用时空泡数要求，有利于准确测量螺旋桨的冰载荷和空泡性能等。
30.在传送机构22中，电机1安装在铺有橡胶垫的循环水槽支架上，电机1的输出轴与主动轴3连接，主动轴3穿过水槽时通过机械密封2在循环水槽内壁进行密封，由于主动轴3轴线过长，因此通过联轴器4进行连接。
31.左支架5、右支架8分别通过轴承10与主动轴3和传动轴7连接，齿式传送带6安装在左右支架之间。从动轴11通过轴承10与另一侧的循环水槽内壁连接。
32.离合器13通过平键与主动轴3连接，当按下离合器控制器14的开关“关”时，从动轴11与主动轴3同步转动，因此此时固定在从动轴11上的驱动齿轮12也同步转动，从动齿轮9与右支架8通过平键固定连接，驱动齿轮12带动从动齿轮9一起转动，从而带动左右支架和传送带6绕主动轴3的轴线转动；当按下离合器控制器14的开关“开”时，从动轴11与主动轴3断开连接，此时从动轴11停止转动，只有传送带6绕主动轴3转动。
33.两块收缩面板15分别通过连接杆16与循环水槽内壁固定连接，聚拢机构21的冰块出口端与入口端的宽度之比为1：2，出口端与传送机构22的宽度相当。收缩面板15的收缩口
处的浮冰通过传送机构22运送到具有一定倾斜度且表面光滑的储冰平台17上，储冰平台17两侧安装有挡冰板，有效防止冰块再次落入水槽内，储冰平台17远离聚拢机构的一侧与储冰室18相贯通，储冰室18和循环水槽之间还安装有回流管20，融化后的浮冰通过回流管20重新注入循环水槽内，不可融化的塑料浮冰被安装在储冰室18底部的格栅19拦截，当塑料浮冰堆积一段时间后可以打开储冰室18上的耐压盖捞出塑料浮冰。
34.现有的循环水槽和空泡水筒，均不能满足在减压条件下持续进行冰桨相互作用的试验，被螺旋桨打碎的塑料碎冰很难清除，影响后续试验。本发明针对这一问题提供一种在减压条件下的循环水槽除冰模块，主要有以下优点：
35.1.该模块除冰时完全密封在循环水槽内部，因此可以满足螺旋桨空泡数相似条件下进行冰桨相互作用试验的同时可以同步持续进行除冰，不仅可以消除对水质的影响，而且可以提升试验效率；
36.2.除冰模块的聚拢机构可以将循环水槽内的浮冰聚集在传送机构的前方，提升除冰效率；
37.3.除冰模块传送机构的结构简单但功能强大，仅依靠一台电机，不仅实现传动带的转动运动用于输送冰块，而且使整个传送机构可以绕主动轴的轴线转动，既减小了传动机构对水流的影响，又增加了传动机构的使用寿命；
38.4.除冰模块的储冰系统不仅可以存储塑料浮冰，对于真实的浮冰存储效果更好，浮冰融化后可以通过回流管重新注入循环水槽内。
39.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种循环水槽的除冰模块，设于循环水槽中，其特征在于，包括依次设有的用于聚拢浮冰的聚拢机构、用于传送冰块的传送机构和用于存储冰块的储冰系统；所述传送机构中设有平时升起设于水平面上方，工作时沉入水平面以下的活动的传送带。2.根据权利要求1所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述聚拢机构包括左右两块收缩面板和连接杆；收缩面板通过连接杆与循环水槽的侧壁连接；收缩面板的板面垂直于水平面。3.根据权利要求2所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述左右两块收缩面板分别设于传送带的左右两侧；左右两块收缩面板之间的距离由远离传送带的一侧向靠近传送带的一侧逐渐变小。4.根据权利要求1所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述传送机构包括电机、主动轴、传动轴、传送带、左支架、右支架和支架转动机构；电机动力轴上连接有一主动轴，传动轴与主动轴与平行，主动轴和传动轴之间套设有环状的可循环往复转动的传送带；传送带的两侧分别设有左支架和右支架；左支架和右支架的两端分别套设于主动轴和传动轴上；右支架上设有用于驱动传送带绕主动轴转动的支架转动机构。5.根据权利要求4所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述主动轴设于传送机构靠近储冰系统的一侧。6.根据权利要求4所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述传送带为齿式传送带，传送带上设有多个与传送带平面垂直的用于收集浮冰的齿状突起。7.根据权利要求4所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述支架转动机构包括离合器、离合器控制器、从动轴、驱动齿轮和从动齿轮；沿主动轴轴向设有一从动轴；主动轴依次穿过左支架和右支架后通过离合器与从动轴轴向活动连接；右支架远离传送带的一侧上设有一从动齿轮；右支架外侧的从动轴上设有与从动齿轮啮合的驱动齿轮；离合器上设有离合器控制器。8.根据权利要求4所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述循环水槽中设有支架，支架上设有橡胶垫，所述电机设于橡胶垫上。9.根据权利要求4所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述储冰系统包括储冰平台、储冰室和回流管；储冰系统靠近传送带的一侧设有具有一定倾斜度且表面光滑的储冰平台；储冰平台远离传送带的一侧设有储冰室，储冰室的底部和循环水槽之间设有回流管。10.根据权利要求9所述的一种循环水槽的除冰模块，其特征在于，所述储冰室的底部设有用于拦截不可融化的塑料浮冰的格栅。

技术总结
本发明涉及一种循环水槽的除冰模块，属于船舶及海洋工程技术领域。除冰模块设于循环水槽中，包括依次设有的用于聚拢浮冰的聚拢机构、用于传送冰块的传送机构和用于存储冰块的储冰系统；传送机构中设有平时升起设于水平面上方，工作时沉入水平面以下的活动的传送带。通过本发明提供了一种在减压条件下的循环水槽除冰模块，可以在减压条件下持续除冰，减少冰块或者模型冰对循环水槽水质的影响，为减压条件下的冰水桨耦合试验提供有力支持。条件下的冰水桨耦合试验提供有力支持。条件下的冰水桨耦合试验提供有力支持。


技术研发人员：李恒 刘正浩 吕宁 赵建 孟堃宇 刘雪琴 丁举
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/7