阅读说明：本技术 一种破冰刀及船舶 (Ice breaking blade and ship ) 是由 陈茂勇 黄祖钦 张玉莹 崔桂媛 马涛 靳盼盼 李轶兵 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种破冰刀和船舶,所述破冰刀包括上拼件及下铸件,所述下铸件为铸造件,所述上拼件的下端与所述下铸件的顶面相连接,所述上拼件的上端用于与船舶相连接,所述上拼件为中空的围壁结构。本发明利用上拼件及下铸件组成破冰刀,在保证破冰刀强度的同时,降低了破冰刀的制造难度,避免了狭窄空间内的焊接作业；显著地降低了破冰刀的铸件的质量,有利于降低破冰刀的制造成本。(The invention discloses an ice breaking blade and a ship, wherein the ice breaking blade comprises an upper assembly piece and a lower casting piece, the lower casting piece is a casting piece, the lower end of the upper assembly piece is connected with the top surface of the lower casting piece, the upper end of the upper assembly piece is used for being connected with the ship, and the upper assembly piece is of a hollow enclosure wall structure. The invention utilizes the upper assembly piece and the lower casting piece to form the ice breaking blade, thereby reducing the manufacturing difficulty of the ice breaking blade and avoiding the welding operation in a narrow space while ensuring the strength of the ice breaking blade; the quality of the casting of the ice breaking blade is obviously reduced, and the manufacturing cost of the ice breaking blade is favorably reduced.)

一种破冰刀及船舶

技术领域

本发明涉及船舶领域，特别涉及一种破冰刀及船舶。

背景技术

近年来，基于对全球气候逐年变暖的预期，北极和南极航线被越来越多地被开辟使用。为了能够在冰覆盖的海面航行，船舶需要增加相应的破冰装置(也称破冰刀或冰刀)。

破冰刀通常为上大下小、前宽后窄的构件。破冰刀的下部通常设计的较窄的刀刃，刀刃的内部空间很小，不便焊接施工。又由于冰的厚度可能较厚，需要施加很大的压力才能将冰面破碎，由此，破冰刀需要具有很大的强度。

目前的破冰刀通常为整体铸造式破冰刀和钢板拼接式破冰刀两种。前一种采用铸造的方式整体铸造成型，但该整体铸造式破冰刀的重量较大，铸造成本高。后一种钢板拼接式破冰刀采用左右对称的钢板拼接成型，由于刀刃处较窄，体积较小，不便钢板焊接成型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的铸造式破冰刀重量大、铸造成本高的缺陷，提供一种破冰刀及船舶。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种破冰刀，其特点在于，所述破冰刀包括上拼件及下铸件，所述下铸件为铸造件，所述上拼件的下端与所述下铸件的顶面相连接，所述上拼件的上端用于与船舶相连接，所述上拼件为中空的围壁结构。

在本方案中，通过采用以上结构，利用上拼件及下铸件组成破冰刀，在保证破冰刀强度的同时，降低了破冰刀的制造难度，避免了狭窄空间内的焊接作业；显著地降低了破冰刀的铸件的质量，有利于降低破冰刀的制造成本。

较佳地，所述上拼件包括左侧板、右侧板及前侧板，所述左侧板、所述右侧板和所述前侧板顺次连接，以形成所述围壁结构。本方案的破冰刀结构简单、易于施工制造、强度大，有利于提高破冰刀的适用范围。

较佳地，所述围壁结构的外侧面与所述下铸件相应的外侧面共面。

在本方案中，通过采用以上结构，能够降低破冰刀在破冰过程中的阻力，提高破冰效率。

较佳地，所述上拼件还包括圆柱件，所述左侧板通过所述圆柱件与所述右侧板相连接。

在本方案中，通过采用以上结构，将圆柱件设置在左侧板与右侧板之间，避免了左侧板与右侧板直接连接，避免了左侧板与右侧板之间因空间小而不便焊接施工的问题，有利于降低左侧板与右侧板焊接的难度。另外，由于圆柱件的表面为圆柱面，当破冰刀在破冰时，圆柱面有利于更好地分散作用力，避免应力集中在破冰刀的侧边，有利于提高破冰刀的使用寿命。

较佳地，所述上拼件还包括若干筋板，所述筋板用于至少连接所述左侧板、所述右侧板和所述前侧板中的两个。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于提高上拼件的强度。

较佳地，所述左侧板、所述右侧板中至少一个由若干拼板拼接形成，相邻的所述拼板之间的拼缝均与设置在所述筋板的侧壁上。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于降低上拼件的制造难度。

较佳地，所述上拼件还包括垫板，所述垫板一侧与所述筋板的侧壁相连接，所述拼板通过所述垫板与所述筋板相连接，相邻的所述拼板间的拼缝均设置在所述垫板的另一侧上。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于降低上拼件的制造难度。

较佳地，所述围壁结构的内侧面、所述下铸件的顶面和所述船舶的底面围成密闭空间，所述密闭空间内设有干燥剂。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于避免水汽进入上拼件的内部，有利于避免上拼件的内部被腐蚀或生锈，有利于提高破冰刀的使用寿命。

较佳地，所述破冰刀的焊缝均为熔透焊。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于提高破冰刀的强度。

一种船舶，所述船舶包括舵叶，其特点在于，所述船舶包括上所述的破冰刀，所述破冰刀设置在所述船舶的外板与所述舵叶之间。

在本方案中，通过采用以上结构，有利于提高船舶的适航范围，有利于降低船舶的运行成本。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明利用上拼件及下铸件组成破冰刀，在保证破冰刀强度的同时，降低了破冰刀的制造难度，避免了狭窄空间内的焊接作业；显著地降低了破冰刀的铸件的质量，有利于降低破冰刀的制造成本。

附图说明

图1为本发明优选实施例的船舶的局部的结构示意图。

图2为本发明优选实施例的船舶的A-A截面的结构示意图。

图3为本发明优选实施例的船舶的局部放大的结构示意图。

图4为图3去除左侧板的结构示意图。

图5为图3中B-B截面的结构示意图。

附图标记说明：

船舶 100

外板 11

舵叶 12

假舵 13

焊缝 14

破冰刀 200

上拼件 21

左侧板 211

右侧板 212

前侧板 213

圆柱件 214

筋板 215

拼板 216

垫板 217

下铸件 22

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。

如图1所示，图中显示了船舶100的一部分。本实施例的船舶100包括舵叶12及破冰刀200，破冰刀200设置在船舶100的外板11与舵叶12之间。本实施例有利于提高船舶100的适航范围，有利于降低船舶100的运行成本。图中还显示了假舵13，破冰刀200与假舵13之间的焊接，可以采用在焊缝反面贴衬垫的方式，从外侧单面焊接成型。

作为一种具体的实施方式，船舶100的破冰刀200位于船舶100的尾部的外板11以下，且在舵叶12的后上方。破冰刀200的侧投影通常呈倒三角形。破冰刀200的上端与船舶100尾部的外板11或假舵13相连。破冰刀200的下端延伸到冰区规范所定义的下冰线之下。破冰刀200近似为悬臂梁结构。船舶100在冰区海域倒车的时候，破冰刀200会首先与冰层接触并将之破碎，以此达到保护舵叶12和整个舵系统的目的。

如图1-图5所示，图中具体显示了破冰刀200。破冰刀200包括上拼件21及下铸件22，下铸件22为铸造件，上拼件21的下端与下铸件22的顶面相连接，上拼件21的上端用于与船舶100相连接，上拼件21为中空的围壁结构。本实施例利用上拼件21及下铸件22组成破冰刀200，在保证破冰刀200强度的同时，降低了破冰刀200的制造难度，避免了狭窄空间内的焊接作业；本实施例显著地降低了破冰刀200的铸件的质量，有利于降低破冰刀200的制造成本。

作为一种实施方式，上拼件21的材料可以选择船用钢板，下铸件22可以为铸钢件。

本实施例的围壁结构是指由若干板状部件顺次拼接而成的结构，该结构将空间分为围壁结构的内部及围壁结构的外部。

在本实施例中，破冰刀200仅在用料最少的下铸件22使用铸钢件，破冰刀200的上部仍使用普通船用钢板装配制作，相对于全钢板结构的破冰刀200，本实施例的破冰刀200的制造成本没有增加。由于破冰刀200的下端趋向尖锐，若用钢板装配，则受到施工空间的限制，下端的钢板在拼接时会存在焊接困难；本实施例将破冰刀200的下部改用铸钢件，则避免了上述问题。

另外，由于破冰刀200下端趋向尖锐，破冰刀200从上到下其剖面模数逐渐变小，如果采用钢板制作破冰刀200的下端，则破冰刀200的下端的强度一般偏弱。本实施例将破冰刀200的下部改用铸钢件，由于铸钢件的厚度可以做的比钢板更厚，甚至做成部分实心，则本实施例可以有效地保证破冰刀200的下端的强度。

最后，若船舶100的下冰线位置较低，则破冰刀200在垂向上需要做得很长，而全部由钢板拼接而成的破冰刀200则强调偏弱。因此，则破冰刀200不宜采用钢板拼接的结构形式。破冰刀200可以采用本实施例的钢板和铸钢件组合的形式，也就是本实施例的上拼件21加下铸件22的结构形式，本实施例的破冰刀200避免了上述问题，本实施例的破冰刀200适用范围更广。

在其他实施例中，破冰刀200的上部的上拼件21与下铸件22可以采用焊接的形式连接，通过在焊缝反面贴衬垫的方式，从外侧单面焊接成型。

作为一种具体的实施方式，如图2所示，图2为图1中A-A的截面示意图。上拼件21包括左侧板211、右侧板212及前侧板213，左侧板211、右侧板212和前侧板213顺次连接，以形成围壁结构。本实施例的破冰刀200结构简单、易于施工制造、强度大，有利于提高破冰刀200的适用范围。在其他实施例中，左侧板211与右侧板212可以对称设置。

为了便于降低破冰的阻力，围壁结构的外侧面与下铸件22相应的外侧面共面。本实施例能够降低破冰刀200在破冰过程中的阻力，提高破冰效率。本实施例的破冰刀200的整体外形与舵叶12的外形相匹配，即两者具有相同的外部线型，也可以到更好的水动力性能。

为了避免上拼件21的受力过于集中，上拼件21还包括圆柱件214，左侧板211通过圆柱件214与右侧板212相连接。本实施例将圆柱件214设置在左侧板211与右侧板212之间，避免了左侧板211与右侧板212直接连接，避免了左侧板211与右侧板212之间因空间小而不便焊接施工的问题，有利于降低左侧板211与右侧板212焊接的难度。另外，由于圆柱件214的表面为圆柱面，当破冰刀200在破冰时，圆柱面有利于更好地分散作用力，避免应力集中在破冰刀200的侧边，有利于提高破冰刀200的使用寿命。作为一种实施方式，圆柱件214具体可以为圆钢。圆钢与左侧板211、右侧板212之间的连接需要使用熔透焊，以使破冰刀200达到足够的密性，防止破冰刀200内部因海水进入而被腐蚀。

为了进一步提高上拼件21的强度，上拼件21还包括若干筋板215，筋板215用于至少连接左侧板211、右侧板212和前侧板213中的两个。本实施例有利于提高上拼件21的强度。

为了便于制造上拼件21，如图3-图5所示，左侧板211、右侧板212中至少一个由若干拼板216拼接形成，相邻的拼板216之间的拼缝均与设置在筋板215的侧壁上。本实施例有利于降低上拼件21的制造难度。本实施例具体将右侧板212设计为多块拼板216拼件而成。

为了进一步便于制造上拼件21，上拼件21还包括垫板217，垫板217一侧与筋板215的侧壁相连接，拼板216通过垫板217与筋板215相连接，相邻的拼板216间的拼缝均设置在垫板217的另一侧上。本实施例有利于降低上拼件21的制造难度。如图5所示，图5为图3中B-B的截面示意图。图中筋板215的一端与左侧板211相焊接，筋板215的另一端与垫板217的一个侧面焊接，在垫板217的另一个侧面，设有两个拼板216之间的焊缝14。

为了提高破冰刀200的寿命，上拼件21的围壁结构的内侧面、下铸件22的顶面和船舶100的底面围成密闭空间，密闭空间内设有干燥剂。本实施例有利于避免水汽进入上拼件21的内部，有利于避免上拼件21的内部被腐蚀或生锈，有利于提高破冰刀200的使用寿命。破冰刀200内部放置干燥剂，用来吸收其中可能产生的冷凝水。具体地，破冰刀200的焊缝可以均为熔透焊。本实施例的熔透焊可以使破冰刀200达到足够的密性，也有利于提高破冰刀200的强度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。