專利名稱：一種自卸貨散貨運輸船及其卸貨方法
技術領域：
本發明涉及一種自卸貨散貨運輸船及其卸貨方法，屬于船舶技術領域。
背景技術：
據研究表明，自卸貨散貨船的運輸費用和港口費用都遠遠低于其他不安裝自卸設備的散貨船。但是目前，航運業普遍用于營運的為重力喂料、艙底皮帶輸送式自卸船。傳統自卸散貨船通常采用重力喂料式、艙底皮帶輸送式自卸設備。這種設備一般由料斗2、斗門201、艙底輸送帶I等組成。由于該套設備采用重力喂料，散貨傳送帶必須布置在艙底。艙底輸送帶I連通各艙，但艙底傳送帶穿過水密艙壁3時必須保持水密，需設置剪刀式水密閘門。為保護艙底輸送帶區域，需裝滿足一定通風次數的機械通風系統。參見圖1，艙底輸送帶I位于貨艙的底部，參加圖3，貨艙底部是呈W形的雙底結構，將圖3中A部位放大后，參見圖4，可以看出，雙底結構各設有一個艙底料斗2，艙底料斗2的下方布設艙底輸送帶1，由此可見，貨倉底部設有兩條并列的艙底輸送帶1，當需要進行卸貨時，打開艙底料斗2，散貨隨重力落在下方的艙底輸送帶I上，艙底輸送帶I為三段式、其截面為倒梯形的結構。現有的自卸貨散貨運輸船具有以下缺陷:首先，根據其結構特點可以看出，這種自卸貨散貨運輸船，艙底結構復雜，皮帶輸送的相關機構，占用了較大空間，同時，為了在艙底設置重力卸貨式的料斗2，需將艙底設計成W形的雙底結構用以實現重力卸貨，犧牲了不少貨倉的容積，造成貨艙艙容的浪費，由此可見，現有的自卸貨散貨運輸船貨倉容積較小，倉儲效率低下。第二、依靠重力在艙底進行卸貨，卸貨速度難有上升空間，難以進行調節。第三，參見圖1以及對其上C部放大后的圖2，貨倉底部與艙底輸送帶I之間，在貨倉與貨倉的間隔處設有水密艙壁3，當需要卸貨時，該水密艙壁3打開，艙底料斗2也張開，散貨落入艙底輸送帶I上，并隨艙底輸送帶I向前移動，直到進入卸貨的下一個步驟。船底具有兩條并列的艙底輸送帶，結構和控制都很復雜，容易出故障，而且，一旦某個貨倉的部位出故障后，自卸貨散貨運輸船的整個卸貨輸送系統就要停下來，維修完畢后才能繼續進行卸貨，極大的影響了工作效率，造成人力、物力、財力、以及時間的浪費，而且，水密艙壁3一般是水密閘門，故障率高，且造成載重力損失。第四，現有的自卸貨散貨運輸船，由于其卸貨通道、即艙底輸送帶位于貨倉的底部，因此卸貨方向固定，難以進行更改，只能進行船對岸的卸貨，無法進行船對船的卸貨，因此其卸貨條件受到限制。第五，由于自卸貨的設施設置在貨倉底部，需要安裝機械通風系統，成本較高。第六，所有自卸貨設施都安裝在貨艙底部，一旦發生故障整套設備都需停止工作進行檢修，且維修空間狹小極為不便。綜上所述，這類艙底皮帶輸送式自卸船貨艙，將自卸系統布置在貨艙底部，貨艙結構形式特殊、艙容利用率低，自卸效率低，故障率高，且發生故障時維修困難，粉塵污染大。發明內容
為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明旨在提聞自卸系統的裝卸效率，提高艙容利用率，降低設備故障率。設計一條貨艙艙容大、適貨性強、維修方便，卸貨迅速的高效自卸散貨船。
本發明采取以下技術方案:
一種自卸貨散貨運輸船，包括若干個船用吊機6，所述船用吊機6設置在甲板上方，其上設有貨倉抓斗601 ;船體甲板上設有與各個船用吊機6 —一對應的甲板料斗5，所述甲板料斗5位于右舷，其下方設有縱向輸送帶4，所述縱向輸送帶4沿船體縱向設置，并位于貨倉的上方；所述縱向輸送帶4的尾部設有第一卸料口，所述第一卸料口與橫向輸送帶對應，所述橫向輸送帶沿船體橫向設置，連通甲板右舷與甲板左舷；所述橫向輸送帶尾部設有第二卸料口，所述第二卸料口與斜式輸送帶7對應，所述斜式輸送帶7沿左舷甲板向上傾斜設置；所述斜式輸送帶7的末端設有第三卸料口，所述第三卸料口與龍門架行車的卸貨臂8對應，所述卸貨臂8能夠伸縮、變幅、回轉，所述卸貨臂8的末端設有第四卸料口。
進一步的，所述甲板料斗5的下部設有皮帶進料器501，散貨通過所述皮帶進料器501落在所述縱向輸送帶4上。
進一步的，所述龍門架行車能夠在甲板左舷的軌道上前后移動。
進一步的，所述甲板料斗5的數量為2-8個。
進一步的，所述甲板料斗5的呈倒梯形體結構。
進一步的，所述散貨在輸送帶的輸送過程中均為四周封閉式結構。
進一步的，所述縱向輸送帶4、橫向輸送帶、斜式輸送帶的帶輪上均裝有防護罩。
進一步的，所述帶輪下方設有防溢板，集中收集溢出的散貨。
一種上述的自卸貨散貨運輸船的卸貨方法，包括以下步驟:
a)船用吊機的抓斗601將散貨從貨倉抓起，卸至甲板料斗5內；
b)散貨落入皮帶進料器501上，皮帶進料器501均勻進料，將散貨卸落于縱向輸送帶4上；
c)散貨隨縱向輸送帶4行至其末端，從第一卸料口落在橫向輸送帶上；
d)散貨隨橫向輸送帶行至其末端，從第二卸料口落在斜式輸送帶7上；
e)散貨隨斜式輸送帶7行至其末端，從第三卸料口落在卸貨臂8上；
f)卸貨臂8伸縮、變幅、回轉；散貨行至卸貨臂8末端，從第四卸料口落在港口堆場或其他船舶上。
本發明的特點在于:采用了一組多個甲板料斗5，并將其沿甲板右舷依次設置，再通過設置一組多個對應的船用吊機6，將貨物從貨倉內抓出，卸入甲板料斗5內，再通過設置連續一體式的縱向輸送帶4、橫向輸送帶，斜式輸送帶，將貨物從右舷轉移至左舷，再向斜上方行走直到抵達龍門架行車，龍門架行車可以方便的通過回轉調節卸貨臂的水平角度，再通過變幅調節豎直角度，通過伸縮來調節臂長，方便的將貨物卸到指定的堆場或其他船舶上。
卸貨過程詳述如下:利用貨艙間的各個船用吊機的抓斗將貨物從貨艙抓起，卸至右舷甲板上的五臺固定式甲板料斗5內，通過設在甲板料斗5下的皮帶進料器將貨物均勻地落在甲板料斗5下方的縱向輸送帶4上，縱向輸送帶4將貨物向尾部運送并略提升，再通過設在縱向輸送帶4尾端的第一卸料口，將貨物均勻地落在橫向輸送帶上，橫向輸送帶將貨物從右舷送至左舷并略提升，再通過橫向輸送帶尾端的第二卸料口，將貨物均勻地卸至設在左舷甲板上的斜式輸送帶7上，斜式輸送帶7將貨物向首運送并逐漸大幅提升，并在其最前端，也是最高處通過第三卸料口將貨物卸至龍門架行車的卸貨臂8上，最后由卸貨臂8將貨物通過伸縮式卸料口卸至港口堆場或其它船舶的貨艙內。
本發明的有益效果在于:
I)整個自卸貨的系統連貫一體，其中任一貨倉、船用吊機、甲板料斗處發生故障均不影響卸貨的進行。
2)無需艙底料斗及其液壓控制系統，結構簡單，操作方便。
3)貨艙結構形式簡單，倉容利用率高，施工方便。
4)卸貨角度任意調節，能夠方便對實現船對船的卸貨。
5)擁有獨特的高效自卸設備，卸貨效率高，根據兩種不同比重的散貨，卸貨速度分別達5500t/h和6470m3/h，大于現有的卸貨設備的卸貨速度。
6)裝卸全程無粉塵污染，配備檢修步道，獨立維修平臺，檢修方便；
7)貨艙自然通風，無需機械通風；
圖1是現有的自卸貨散貨船的貨倉及其底部的卸貨系統的結構示意圖。
圖2是圖1中C處的放大示意圖。
圖3是圖1中貨倉及其卸貨系統的橫剖面示意圖
圖4是圖3中A處的放大示意圖。
圖5是本發明自卸貨散貨船的俯視示意圖。
圖6是本發明的自卸貨散貨船的側面結構示意圖。
圖7是圖6中船用吊機及甲板料斗5等的細節結構示意圖。
圖8是圖6中的縱向、橫向、斜式輸送帶以及龍門架行車的結構示意圖。
圖9是圖8中的部分結構放大示意圖。
圖10是圖9中的部分結構放大示意圖。
圖11是甲板料斗的立體結構示意圖。
圖12是甲板料斗的主視示意圖。
圖13是船體橫剖面形式示意圖。
其中，1、艙底輸送帶，2、料斗，3、水密艙壁，4、縱向輸送帶，5、甲板料斗，6、船用吊機，7、斜式輸送帶，8、卸貨臂，201、斗門，501、皮帶進料器，601、抓斗。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進一步說明。
一種自卸貨散貨運輸船，包括五個船用吊機6，船用吊機6設置在甲板上方，其上設有貨倉抓斗601 ;船體甲板上設有與各個船用吊機一一對應的甲板料斗5，甲板料斗5設于右舷，其下方設有縱向輸送帶4，縱向輸送帶4沿船體縱向設置，并位于貨倉的上方；縱向輸送帶4的尾部設有第一卸料口，第一卸料口與橫向輸送帶對應，橫向輸送帶沿船體橫向設置，連通甲板右舷與甲板左舷；橫向輸送帶尾部設有第二卸料口，第二卸料口與斜式輸送帶7對應，斜式輸送帶7沿左舷甲板向上傾斜設置；斜式輸送帶7的末端設有第三卸料口，第三卸料口與卸貨臂8對應，卸貨臂8能夠伸縮、回轉、變幅，卸貨臂8的末端設有伸縮式的第四卸料口。甲板料斗5的下部設有皮帶進料器501，散貨通過所述皮帶進料器501均勻落在縱向輸送帶4上。龍門架行車能夠在甲板左舷的軌道上前后移動，從而調節到合適的位置。甲板料斗5的呈倒梯形體結構。散貨在輸送帶的輸送過程中均為四周封閉式結構。縱向輸送帶4、橫向輸送帶、斜式輸送帶的帶輪上均裝有防護罩。帶輪下方均設有防溢板，集中收集溢出的散貨。
具體卸貨流程如下:利用貨艙間的各個船用吊機的抓斗將貨物從貨艙抓起，卸至右舷甲板上的五臺固定式甲板料斗5內，通過設在甲板料斗5下的皮帶進料器將貨物均勻地落在甲板料斗5下方的縱向輸送帶4上，縱向輸送帶4將貨物向尾部運送并略提升，再通過設在縱向輸送帶4尾端的第一卸料口，將貨物均勻地落在橫向輸送帶上，橫向輸送帶將貨物從右舷送至左舷并略提升，再通過橫向輸送帶尾端的第二卸料口，將貨物均勻地卸至設在左舷甲板上的斜式輸送帶7上，斜式輸送帶7將貨物向首運送并逐漸大幅提升，并在其最前端，也是最高處通過第三卸料口將貨物卸至龍門架行車的卸貨臂8上，最后由卸貨臂8將貨物通過伸縮式卸料口卸至港口堆場或其它船舶的貨艙內。
本發明的自卸貨散貨船可以全天24小時連續運作，適合運輸包括礦石、煤、谷物、大米、水泥等各種散貨。
船型開發及性能設計技術。本發明的自卸散貨船對線型設計的難度要求非常高，既要保證航速、載貨量的指標，又要考慮自卸系統的工作條件和總體布置，保證足夠的甲板面積。針對以上問題，在線型開發時分別從改善球首線型、修改尾部縱流、調整浮心位置等多方面入手研究提高船舶航速的有效辦法。在設計中，用CFD軟件進行阻力優化比較，并在國內著名水池702研究所進行了多次船模試驗并不斷優化，最終確定本船的橫剖圖形式，參見圖13。雙首側推，可調槳、襟翼舵來提高船舶操縱性，實現本船在港口與錨地船舶、船舶與船舶之間的穿梭轉運煤功能。
通過設置架空層、調整設備高度、布置滿足國際公約對駕駛室視線的特殊要求
通過將所有自卸設備布置在主甲板以上，增加貨艙有效長度，提高艙容利用率，同時使貨艙區域布置合理，達到貨物裝卸方便安全的要求。本船的關鍵技術主要圍繞自卸設備在船體上的布置。配合五臺40tx26m特種克令吊，以及控制自卸系統的液壓系統，集貨用三臺推土機。
為了在有限的甲板面積上布置龐大、復雜的自卸系統、護舷絞車、電纜、維修步道等以及為滿足規范要求配備的首、中、尾系泊設備，又要保證各系統間布置合理，操作維護方便，在甲板面的布置規劃上，必須考慮從平面到空間的拓展。
本船的結構設計都圍繞在滿足新的CSR共同規范的情況下如何盡可能減輕結構重量這一原則。通過直接計算和有限元分析等方法，對貨艙關鍵部位進行了優化設計，有效控制空船重量；通過有限元分析、計算各工況甲板條的變形，優化龍門吊行車軌道的設計，減小船體變形對自卸設備的影響。
本船需滿足船對船駁載作業的工作狀態。通過設計可以調整高度的防撞主碰墊和固定式輔助碰墊。擋住船舶間不經意的碰撞。
本船按照船東要求設計兩套電站，在機艙上平臺設有一套由3臺600kW，450V發電機組成的電站，用于向機艙輔助機械和全船生活設備供電，在上甲板另設有一套由4臺1550kff, 690V發電機組成的電站，該電站用于向自卸設備、首側推、克令吊供電。考慮到自卸設備、克令吊、首側推的功率都比較大，如選用440V輸出電壓，則設備供電電纜截面積會很粗，如選用中壓系統則又會給船廠、船東增加投入成本，權衡利弊，選擇發電機的輸出電壓為690V，既減小電纜截面積又節省了甲板面敷設電纜所需的空間。兩套電站都有自動控制功能，能按負荷大小自動起動發電機組、自動并車及合理分配負載。且首側推、克令吊和自卸設備都設有重載問訊，以保證電網運行安全性。
本發明將甲板料斗5、縱向輸送帶4設置在甲板右舷上，斜式輸送帶7設置在甲板左舷上，實際可以互換，同樣屬于本發明的保護范圍之內。同時，以上實施例僅僅作為本發明一種實施方式，不限定本發明的保護范圍，所屬領域的普通技術人員通過非創造性的勞動，進行簡單的變換，還能夠獲得其他實施方式。
權利要求
1.一種自卸貨散貨運輸船，其特征在于: 包括若干個船用吊機(6)，所述船用吊機(6)設置在甲板上方，其上設有貨倉抓斗(601)； 船體甲板上設有與各個船用吊機(6)—一對應的甲板料斗(5)，所述甲板料斗(5)位于右舷，其下方設有縱向輸送帶(4)，所述縱向輸送帶(4)沿船體縱向設置，并位于貨倉的上方； 所述縱向輸送帶(4)的尾部設有第一卸料口，所述第一卸料口與橫向輸送帶對應，所述橫向輸送帶沿船體橫向設置，連通甲板右舷與甲板左舷； 所述橫向輸送帶尾部設有第二卸料口，所述第二卸料口與斜式輸送帶(7 )對應，所述斜式輸送帶(7 )沿左舷甲板向上傾斜設置； 所述斜式輸送帶(7)的末端設有第三卸料口，所述第三卸料口與龍門架行車的卸貨臂(8)對應，所述卸貨臂(8)能夠伸縮、變幅、回轉，所述卸貨臂(8)的末端設有第四卸料口。
2.如權利要求1所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于:所述甲板料斗(5)的下部設有皮帶進料器(501)，散貨通過所述皮帶進料器(501)落在所述縱向輸送帶(4 )上。
3.如權利要求1所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于: 所述龍門架行車能夠在甲板左舷的軌道上前后移動。
4.如權利要求1所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于: 所述甲板料斗(5)的數量為2-8個。
5.如權利要求1所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于:所述甲板料斗(5)的呈倒梯形體結構。
6.如權利要求1所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于:所述散貨在輸送帶的輸送過程中均為四周封閉式結構。
7.如權利要求6所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于:所述縱向輸送帶(4)、橫向輸送帶、斜式輸送帶的帶輪上均裝有防護罩。
8.如權利要求6所述的自卸貨散貨運輸船，其特征在于:所述帶輪下方設有防溢板，集中收集溢出的散貨。
9.一種如權利要求2所述的自卸貨散貨運輸船的卸貨方法，其特征在于，包括以下步驟: a)船用吊機的抓斗(601)將散貨從貨倉抓起，卸至甲板料斗(5)內； b)散貨落入皮帶進料器(501)上，皮帶進料器(501)均勻進料，將散貨卸落于縱向輸送帶(4)上； c)散貨隨縱向輸送帶(4)行至其末端，從第一卸料口落在橫向輸送帶上； d)散貨隨橫向輸送帶行至其末端，從第二卸料口落在斜式輸送帶(7)上； e)散貨隨斜式輸送帶(7)行至其末端，從第三卸料口落在卸貨臂(8)上； f)卸貨臂(8)伸縮、變幅、回轉；散貨行至卸貨臂(8)末端，從第四卸料口落在港口堆場或其他船舶上。
全文摘要
本發明涉及一種自卸貨散貨運輸船，包括若干個船用吊機，船用吊機設置在甲板上方，船用吊機的端部設有貨倉抓斗；船體甲板上設有與各個船用吊機一一對應的甲板料斗，甲板料斗位于右舷，其下方設有縱向輸送帶，縱向輸送帶沿船體縱向設置，并位于貨倉的上方；縱向輸送帶的尾部設有第一卸料口，第一卸料口與橫向輸送帶對應，橫向輸送帶沿船體橫向設置，連通甲板右舷與甲板左舷；橫向輸送帶尾部設有第二卸料口，第二卸料口與斜式輸送帶對應，斜式輸送帶沿左舷甲板向上傾斜設置；斜式輸送帶的末端設有第三卸料口，第三卸料口與龍門架行車的卸貨臂對應，卸貨臂能夠伸縮、回轉、變幅，其末端設有第四卸料口。
文檔編號B63B27/22GK103204227SQ20131008720
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者李路, 杜擁軍, 周妍, 邵梅峰, 吳玉琴, 曹忠輝, 顧一清, 馬曉宇, 袁鶴, 羅蓉, 朱文婷 申請人:上海船舶研究設計院