專利名稱：切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
黃河冰凌災(zāi)害頻發(fā)，內(nèi)蒙段和河南山東段最為嚴(yán)重。為預(yù)防凌汛災(zāi)害，黃河上最常用的辦法是爆炸破冰，由于需要動用國防力量，成本太高，易形成二次冰壩，存在較大的安全隱患。爆炸破冰不是最理想的破冰防凌措施。20世紀(jì)50年代，在黃河下游建造了 2艘破冰船“克凌”號，其吃水深度1.4 m，排水量1.475 X IO5 kg，在時速3 km下可沖擊破0.33m厚冰,利用壓載水艙破冰最大可達(dá)到0.45 m?！翱肆琛碧桙S河破冰船由于破冰能力有限，80年代后已停用。研究者們在尋找更有效的破冰措施中，認(rèn)為破冰船可溯源而上，利用河道自然坡降和水流的動力，可以使冰塊順流而下，避免炸開的冰塊再次聚集，二次形成冰壩，該方法還有機(jī)動性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、安全性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。但是，普通破冰船破冰過程中，冰蓋上的應(yīng)力以船與冰蓋的接觸處為中心向四周遞減，破冰區(qū)域橫向?qū)挾扔邢蓿焕诖那斑M(jìn)，破冰船的破冰能力有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利于破冰船前行并可提高破冰船破冰能力的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，包括破冰船，破冰船的船體兩側(cè)各設(shè)置一破冰裝置，所述破冰裝置包括外伸架、外伸架上設(shè)置的銑刀以及外伸架上設(shè)置的 與銑刀驅(qū)動連接的動力裝置，銑刀的軸向方向為破冰船的寬度方向，破冰船船體位于兩破冰裝置的兩銑刀之間，并且兩外伸架的兩銑刀均位于破冰船船體的前側(cè)。所述銑刀為水平設(shè)置，銑刀刀頭上的刀齒在刀頭的軸向上的中部位置設(shè)有刀尖。所述刀齒從刀頭一端向刀頭外延伸后再延伸至刀頭另一端，整個刀齒的外輪廓呈三角形。所述刀齒從刀頭一端向刀頭外延伸后再延伸至刀頭另一端，整個刀齒的外輪廓呈V形。所述兩破冰裝置在破冰船船體兩側(cè)對稱設(shè)置。所述動力裝置為液壓馬達(dá)。切槽與船體施壓聯(lián)合破冰方法，先制備上述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，破冰船在結(jié)冰的河面行駛時，動力裝置帶動銑刀轉(zhuǎn)動，在破冰船行駛至冰面之前，兩破冰裝置的兩銑刀先行在破冰船船體前方兩側(cè)的冰面上銑出兩切槽，破冰船船體再壓在兩切槽之間的冰面上，切槽與破冰船施壓聯(lián)合破冰。本發(fā)明所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法，是在破冰船的兩側(cè)的冰面對稱的切出兩條具有一定深度的切槽，使冰面的平均應(yīng)力增加，切槽的前端以及切槽槽底均形成應(yīng)力集中，增大切槽位置處未被切到的冰體截面處的應(yīng)力，大大提高破冰能力。該方法可將破冰寬度拓展至兩切槽的距離。通過切槽結(jié)合船體壓冰聯(lián)合破冰，使破冰船在拓寬后的水面上連續(xù)前行，實現(xiàn)連續(xù)破冰。將銑刀刀齒在刀頭軸向的中部位置設(shè)置刀尖，可避免在冰被壓碎后，纟先刀被卡死。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1:
由圖1所示的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，一種切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，包括破冰船，破冰船的船體9兩側(cè)各設(shè)置一破冰裝置4，所述兩破冰裝置4在破冰船船體9兩側(cè)對稱設(shè)置。所述破冰裝置4包括外伸架1、外伸架I上設(shè)置的銑刀以及外伸架I上設(shè)置的與銑刀驅(qū)動連接的動力裝置，外伸架I后端連接在破冰船的船體9上、前端延伸至船體9外側(cè)的前方，所述銑刀和帶動銑刀轉(zhuǎn)動的動力裝置均設(shè)置在外伸架I的前端。所述銑刀為水平設(shè)置，銑刀的軸向方向為破冰船的寬度方向，即銑刀的中心軸線沿破冰船船體9的寬度方向延伸。所述銑刀包括刀桿3和刀桿3上設(shè)置的刀頭，刀頭由刀盤6和環(huán)繞刀盤6周圈均布設(shè)置的刀齒5構(gòu)成，銑刀刀頭上的刀齒5在刀頭的軸向上的中部位置設(shè)有刀尖，所述刀齒5從刀頭一端向刀頭外延伸后再延伸至刀頭另一端，整個刀齒5的外輪廓呈V型，V型的頂點(diǎn)即為所述刀尖，刀齒5沿船體9寬度方向延伸，所以，刀盤6也相應(yīng)為兩端收縮、中間鼓起的形狀，這樣，當(dāng)冰砸碎后，銑刀不易被卡死。但是，本發(fā)明也可使用市購的其他形式銑刀，但是本例所述銑刀為最佳方案，并且，刀齒5也可為螺旋形。整個破冰船船體9位于兩破冰裝置4的兩銑刀之間，并且兩外伸架I的兩銑刀均位于破冰船船體9的前側(cè)·。所述動力裝置為液壓馬達(dá)2，液壓馬達(dá)2的輸出軸與銑刀刀桿3連接，液壓馬達(dá)2連接液壓泵，液壓泵連接發(fā)動機(jī)，工作時，液壓馬達(dá)2由液壓泵帶動，液壓泵由發(fā)動機(jī)帶動，液壓泵與發(fā)動機(jī)均設(shè)置在船體9上，可使結(jié)構(gòu)更加緊湊。當(dāng)然，本發(fā)明不拘泥于上述形式，銑刀也可直接由電動機(jī)等其他動力裝置帶動，均可達(dá)到發(fā)明目的。并且本發(fā)明不局限于上述具體實施方式
，如整個刀齒的外輪廓也可呈三角形。實施例2:
由圖1所示的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰方法，是在實施例1的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)的，先制備實施例1所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，破冰船在結(jié)冰的河面行駛時，動力裝置帶動銑刀轉(zhuǎn)動，在破冰船行駛至冰面8之前，兩破冰裝置4的兩銑刀先行在破冰船船體9前方兩側(cè)的冰面8上銑出兩切槽7，破冰船船體9行駛過程中再壓在兩切槽7之間的冰面8上，切槽7與破冰船施壓聯(lián)合破冰。切槽與施壓聯(lián)合破冰方法通過開槽切割冰蓋，致使開槽處截面上的應(yīng)力發(fā)生變化。兩切槽7中間應(yīng)力隨著開槽深度的增加變化很小,但切槽7處的應(yīng)力大大增加。對于厚度0.7m的冰面，當(dāng)切槽7深度大于0.3 m時，切槽7處的冰面8先達(dá)到強(qiáng)度極限，冰的破壞從切槽7處開始，冰按照預(yù)期的效果破壞，被破冰區(qū)域可以拓寬到兩切槽7的間距，提高了破冰能力，有 利于破冰船連續(xù)破冰。并且采用臥式銑刀可極大提高破冰效率。
權(quán)利要求
1.一種切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，包括破冰船，其特征在于破冰船的船體兩側(cè)各設(shè)置一破冰裝置，所述破冰裝置包括外伸架、外伸架上設(shè)置的銑刀以及外伸架上設(shè)置的與銑刀驅(qū)動連接的動力裝置，銑刀的軸向方向為破冰船的寬度方向，破冰船船體位于兩破冰裝置的兩銑刀之間，并且兩外伸架的兩銑刀均位于破冰船船體的前側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，其特征在于所述銑刀為水平設(shè)置，銑刀刀頭上的刀齒在刀頭的軸向上的中部位置設(shè)有刀尖。
3.如權(quán)利要求2所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，其特征在于所述刀齒從刀頭一端向刀頭外延伸后再延伸至刀頭另一端，整個刀齒的外輪廓呈三角形。
4.如權(quán)利要求2所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，其特征在于所述刀齒從刀頭一端向刀頭外延伸后再延伸至刀頭另一端，整個刀齒的外輪廓呈V形。
5.如權(quán)利要求3所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，其特征在于所述兩破冰裝置在破冰船船體兩側(cè)對稱設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，其特征在于所述動力裝置為液壓馬達(dá)。
7.切槽與船體施壓聯(lián)合破冰方法，其特征在于先制備如權(quán)利要求I至5所述的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，破冰船在結(jié)冰的河面行駛時，動力裝置帶動銑刀轉(zhuǎn)動，在破冰船行駛至冰面之前，兩破冰裝置的兩銑刀先行在破冰船船體前方兩側(cè)的冰面上銑出兩切槽，破冰船船體再壓在兩切槽之間的冰面上，切槽與破冰船施壓聯(lián)合破冰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法，其中切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備，包括破冰船，破冰船的船體兩側(cè)各設(shè)置一破冰裝置，所述破冰裝置包括外伸架、外伸架上設(shè)置的銑刀以及外伸架上設(shè)置的與銑刀驅(qū)動連接的動力裝置，銑刀的軸向方向為破冰船的寬度方向，破冰船船體位于兩破冰裝置的兩銑刀之間，并且兩外伸架的兩銑刀均位于破冰船船體的前側(cè)。切槽與船體施壓聯(lián)合破冰方法，是基于上述設(shè)備實施的破冰方法，本發(fā)明是一種利于破冰船前行并可提高破冰船破冰能力的切槽與船體施壓聯(lián)合破冰設(shè)備與方法。
文檔編號B63B35/12GK103253355SQ20131019371
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者郝用興, 郭術(shù)義, 許蘭貴, 程海濤, 馬得朝, 楊松偉 申請人:華北水利水電學(xué)院