一种用于破冰船舱壁的多重缓冲抗冲击降噪结构

技术领域

本发明涉及一种舰船舱壁防护装置，尤其涉及一种用于破冰船舱壁的多重缓冲抗冲击降噪结构。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对于现代船舶的需求适用范围更广。其中极地破冰船所面临的作业环境极其恶劣，船舶的艏部受浮冰和潮流影响容易发生碰撞而破裂，更有甚者会出现船舶进水并搁浅，失去自航能力，并有翻沉的危险。船舶弦侧的冰带区在行进中也会受到流冰载荷的冲击破坏，给船舶运行安全和船员人身安全造成极大的隐患。而且冰块的冲击载荷会对船舶上的精密仪器和设备的正常工作造成极大影响。另外，舰船噪声不仅会导致舰船设备结构声振疲劳破坏，还会影响舱内各种仪器设备的正常工作；对居住在舱室内的人员来说轻则影响到环境的舒适性，重则对人体健康造成危害。

各种自然灾害或者人为灾害的发生都对破冰船舱壁的强度及韧性产生了极其严重的考验。所以在破冰船冰带区的设计过程中，需要兼顾抗冲击和防噪等属性。目前极地船舶舱壁基本采用多层舱壁结构、复合结构和夹层板结构对船舶进行防护。申请号为CN201811009526.0的中国专利公开了一种渐孔式抗冲击舰船舱壁，包括两个平行的夹层板，所述的两个夹层板之间设有渐孔式抗冲击结构。其抗冲击结构在受到外荷载冲击后，虽然能抵消一部分的力，但是也使得该结构的抗疲劳能力丧失，受冲击后恢复力丧失，不能够往复使用，无疑造成了重大的经济浪费。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种能够有效缓解冲击力同时能够降噪且使用寿命较长的用于破冰船舱壁的多重缓冲抗冲击降噪结构。

技术方案：本发明所述的一种用于破冰船舱壁的多重缓冲抗冲击降噪结构，包括两块降噪用夹芯板和设于两块夹芯板之间的抗冲击结构；所述抗冲击结构包括承重面板、第一缓冲复位结构、承重缓冲支撑结构、第二缓冲复位结构和承重底座，所述承重缓冲支撑结构包括缓冲连接板，缓冲连接板上端设置压缩套筒，下端设置导柱，压缩套筒上端与承重面板相连，导柱上设有复位弹性元件，复位弹性元件下端与夹芯板相连；所述第一缓冲复位结构两端分别与承重面板和缓冲连接板枢转连接，所述第二缓冲复位结构两端分别与缓冲连接板和承重底座枢转连接。

优选地，所述夹芯板包括相互平行的上部板层和下部板层，上部板层和下部板层之间设有仿生蜂窝结构，所述仿生蜂窝结构内部填充有填充物；仿生蜂窝结构能够阻隔空气流通，降低热量和声波的传导，蜂窝密度小、强度高，更有利于抵抗外在的挤压力，从而具有“抗压抗疲劳、保温隔热、降音降噪”的效果。

优选地，所述上部板层和下部板层均为3mm厚钢板，仿生蜂窝结构由铝材制成，填充物为多孔蜂窝泡沫铝。

优选地，所述承重面板为方形，能够接收更多面积的冲击力，承重面板由弹簧钢制成。

优选地，所述压缩套筒包括承重压杆、套筒和设在套筒内的缓震弹性元件，承重压杆一端与承重面板相连，另一端与缓震弹性元件相连。

优选地，所述第一缓冲复位结构包括弹性连杆和球头支座，所述弹性连杆一端与承重面板铰接，另一端与球头支座啮合，球头支座与缓冲连接板相连。

优选地，所述第二缓冲复位结构包括承重推杆和球头套筒，所述承重推杆一端与缓冲连接板铰接，另一端与设于球头套筒内的缓震弹性元件连接，所述球头套筒通过球头支座与承重底座连接。

优选地，所述承重底座为环形钢圈，能够最大程度分解冲击力，从而减少对船体舱壁的损害。

优选地，所述第一缓冲复位结构和第二缓冲复位结构分别设置若干组，呈环形均匀分布，能够应对各个方向上的冲击力。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、能够大面积、多方位地接受来自外界的冲击力，并且通过多重减震缓冲防护屏障有效缓解冲击力；且冲击力解除后可以恢复原位，使用寿命长；2、降噪夹芯板具有抗压抗疲劳、保温隔热、降音降噪的效果；3、结构合理，各部件可动连接，便于制造、安装和维修。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的抗冲击结构示意图；

图3为本发明的夹芯板结构示意图；

图4为本发明的第一缓冲复位结构示意图；

图5为本发明的承重缓冲支撑结构示意图；

图6为本发明的第二缓冲复位结构示意图；

图7为本发明的承重底座结构示意图；

图8为本发明的缓冲连接板结构示意图；

图9为本发明的抗冲击结构主视图；

图10为本发明的抗冲击结构仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的一种用于破冰船舱壁的多重缓冲抗冲击降噪结构，包括两块平行的降噪消音夹芯板1和设于两块夹芯板之间的抗冲击结构2。如图3所示，所述夹芯板1包括相互平行的上部板层11和下部板层14，所述上部板层11和下部板层14均为3mm厚钢板且上部板层11和下部板层14之间设有由铝材制成的仿生蜂窝结构12，所述仿生蜂窝结构12内部填充有填充物13，填充物13为多孔蜂窝泡沫铝。上部板层11和下部板层14与仿生蜂窝结构12紧紧贴合，形成密闭的“蜂窝板”，该结构具有隔音、减震和保温的作用。

如图2、9-10所示，所述抗冲击结构2为“上方下圆”结构，包括承重面板21、第一缓冲复位结构22、承重缓冲支撑结构23、第二缓冲复位结构24和承重底座25；所述承重面板21与承重缓冲支撑结构23连接，所述第一缓冲复位结构22两端分别与承重面板21和承重缓冲支撑结构23的缓冲连接板234枢转连接，所述第二缓冲复位结构24两端分别与承重缓冲支撑结构23的缓冲连接板234和承重底座25枢转连接。

如图4所示，所述第一缓冲复位结构22包括弹性连杆221和球头支座222，所述弹性连杆221包括依次相连的连接杆、减震弹簧和球头杆，连接杆上端通过孔销与承重面板21铰接，球头杆下端与球头支座222啮合，球头支座222与缓冲连接板234相连。所述第一缓冲复位结构22设置3组，呈环形均匀分布在承重缓冲支撑结构23四周，更好的接收各个方向的力并进行传递。

如图5所示，所述承重缓冲支撑结构23包括缓冲连接板234，缓冲连接板上端设置压缩套筒，下端设置导柱235，压缩套筒包括承重压杆231、套筒232和设在套筒内的缓震弹性元件233，承重压杆231一端与承重面板21相连，另一端与缓震弹性元件233相连，导柱235上设有复位弹性元件236，复位弹性元件236下端与下层夹芯板相连。

如图6所示，所述第二缓冲复位结构24包括承重推杆241、球头套筒242和缓震弹性元件233；所述承重推杆241一端与缓冲连接板234孔销连接，另一端与设于球头套筒242内的缓震弹性元件233连接，所述球头套筒242与球头支座222啮合并且相对转动，球头支座222与承重底座25铰接。所述第二缓冲复位结构24设置3组，每组设置2个，均匀分布在承重缓冲支撑结构23四周。

所述复位弹性元件236为复位弹簧，缓震弹性元件233为缓震弹簧，缓震弹簧与复位弹簧均采用优质弹簧钢，且在安装时均处自然松弛不受压缩状态。在受到外力冲击时，抗冲击结构受力压缩，产生形变吸收能量；当外力离开时，抗冲击元器件中的复位弹性元件和缓震弹性元件具有恢复受力前形变的能力，能够再次迎接外部冲击力。

如图7所示，所述承重底座25为环形钢圈，能够最大程度分解冲击力，从而减少对舱壁的损害。

本发明的工作原理是：当破冰船外部受到冲击力作用时，首先作用在外层夹芯板，夹芯板中的仿生蜂窝结构12及其内部填充物13能够阻隔空气流通，降低热量和声波的传导，蜂窝密度小、强度高，更有利于抵抗外在的挤压力，从而具有“抗压抗疲劳、保温隔热、降音降噪”的效果，在降噪的同时形成第一道缓冲防护屏障。

紧接着抗冲击结构2中的承重面板21接受冲击力，一方面传递给第一缓冲复位结构22，另一方面传递给承重缓冲支撑结构23。环形布置的3组第一缓冲复位结构22可以接收来自不同方向的冲击力，扩大冲击接收面积，弹性连杆221中的减震弹簧通过变形吸收消耗一部分外来冲击力的能量，并且通过球头支座222传递给承重缓冲支撑结构23中的缓冲连接板234，作为抗冲击结构的第二道缓冲防护屏障。

承重缓冲支撑结构23中的承重压杆231接收承重面板21传递的冲击力，进而压缩设在套筒232中的缓震弹簧233，缓冲连接板234同时接收来自缓震弹簧233和第一缓冲复位结构22的冲击力，带动导柱235压缩复位弹性元件236吸收冲击能量，作为抗冲击结构的第三道缓冲防护屏障。

均匀分布在承重缓冲支撑结构23四周的3组6个第二缓冲复位结构24接收来自缓冲连接板234上各个方向的冲击力，承重推杆241压缩球头套筒242内的缓震弹簧233，弹簧只能伸缩不能弯曲，支撑强度更大更均匀更稳定，作为抗冲击结构的第四道缓冲防护屏障。

圆形的承重底座25接收第二缓冲复位结构24传来的冲击力，将其分解后传递到另一侧夹芯板，再次减震降噪，保证了破冰船舱壁结构的可靠性，达到良好的缓震抗冲击和降噪效果。