全自動發泡船舶堵漏裝置的研究*

王宏風 周建文 顧東杰 楊昊宇 李 行

（中國人民解放軍92326部隊 湛江 524000）

1 引言

當船舶擱淺、觸礁、碰撞等原因造成艙壁破損進水時，船舶將喪失一部分儲備浮力，產生傾斜、傾差，直接威脅船舶生命力，甚至會因穩性不足而發生傾覆或沉沒。因此，能否發明一種單人操作全自動堵漏裝置，用于減輕船舶危險，爭取搶救時間，對增強船舶的生命力意義重大。本文設計了一種帶動力裝置的發泡堵漏新型裝置，可在10s內完成較大堵漏破口的全自動堵漏。

2 現有堵漏工具的主要問題

針對較大孔徑艙壁破口堵漏，主要有以下幾種常用堵漏工具：一是金屬堵漏箱，二是堵漏傘，三是快速堵漏器。金屬堵漏箱應用較早，其特點是結構簡單，可重復利用，但是堵漏過程需要蠻力，在水壓大，人員緊張時，很難完成，往往需要4人至5人，需十分鐘以上時間才成完成堵漏，并且適用條件多，在現實中適用的場景十分有限；堵漏傘應用較廣，但是在水壓較大時，堵漏傘很難打開，經常出現堵漏失敗的情況；快速堵漏器，是一種基于發泡材料的堵漏裝置，主要問題是，發泡過程中需一直伸出艙外并在整個膨脹過程中需要人工頂住，當水壓較大時幾乎無法做到。這三種堵漏裝置普遍存在：難操作、耗時長、需多人操作、無法對高水壓破口堵漏，堵漏失敗率高。

3 一種新型全自動發泡堵漏裝置的設計

本文設計了一種新型全自動發泡堵漏裝置，設計一種操作簡單、快速，適用于各種復雜艙壁情形的全自動發泡堵漏裝置。該裝置可將堵漏過程縮短到10s內，只需單人操作，最大可適用10m水深。要實現全自動堵漏，主要需解決下面這三個問題：一是如何在艙壁外自動卡住，二是如何快速地讓堵漏破口水流變小，三是如何自動把發泡材料擠壓至堵漏破口。下面分別從這三個方面進行設計。

3.1 設計一種順著水流反向打開在艙壁外自動卡住裝置

該設計主要解決堵漏裝置在艙壁外自動卡住的問題，過去堵漏操作難的主要原因是伸出艙外卡住比較困難，特別是在高水壓情況下，在堵漏破口艙壁外卡住比較困難。本文設計了一種順著水流方向傘狀反向自動打開裝置，設計時將伸出堵漏破口的前端合成一個橫截面只有約13cm2的圓柱體，堵漏時，將該圓柱體斜插入堵漏破口，按動板機，通過一個動力裝置，圓柱體前端會順著水流方向傘狀反向打開，在艙壁外自動卡住，最快用時約3s。該設計用鋼絲C接動，順便還有對心功能，使該裝置自動卡至破口的正中心，原理與打開過程如圖1～4。

圖1 打開前

圖2 順著水流方向傘狀反向打開

圖3 自動對中

3.2 設計一種瞬間堵漏的外囊結構

過去的堵漏裝置，在堵漏操作過程中一直在大量漏水，既增加了艙室進水量，同時也增加了操作人員的心理壓力，所有還需要設計一種瞬間完成堵漏的裝置，本文設計一種漏囊，安裝在順著水流反向打開的傘架上面，與傘架同時打開，當中心水流沖向囊體中間漏孔時，可迅速鼓起，1s內即可在破口正前方，形成一個阻水囊，可瞬間阻止50%～80%的進水量（阻水效果與水壓成正比）。結構如圖5。

圖4 在艙壁外自動卡住

圖5 外部漏囊瞬間阻水效果圖

3.3 設計一種把發泡材料擠壓至堵漏破口的動力裝置

自動卡住和送發泡材料至破口中央進行膨脹，都需一個動力裝置，該動力裝置由高壓氣瓶推動氣缸來實現，高壓氣瓶產生的動力負責前端卡住裝置的反向打開和把發泡材料擠壓至堵漏破口處，實際操作時，只需操作人員把裝置前端的圓柱體伸進堵漏破口，并扣動板機，后期的操作均由動力部內的氣缸裝置自動完成，設計外形如圖6。

圖6 全自動堵漏裝置外觀

4 結語

該全自動發泡堵漏裝置已通過試驗，并取得成功，可實現單人10s內完成堵漏，是過去常用堵漏器材效率的幾百倍之多，下一步主要還要改進選材，使該裝置更輕，改進發泡材料使堵漏速度更快，改進結構使堵漏裝置可重復利用，方便維護保養。