阅读说明：本技术 一种极地破冰船艏部装置 (Polar region icebreaker bow device ) 是由 陈悦 赵新飞 谢仪 余佳豪 朱姣姣 崇健斌 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种极地破冰船艏部装置,其包括破冰钻、分割刃、导滑块、导向管和伸缩旋转驱动装置,所述破冰钻与导向管活动连接,所述导向管与球鼻艏密封连接,所述分割刃与船首活动连接,所述导滑块与船首密封连接,所述导向管与伸缩旋转驱动装置固定连接。本发明中设有破冰钻,通过将冰面预先开缝,将面积较大冰块钻碎,从而更有效破冰,设有分割刃,将钻碎的冰层分割成较小的浮冰；且在本发明中,设有角度调节仪,可以方便调整破冰钻跟分割刃角度；且在本发明中,设有导滑块,将积冰导滑到船体两旁,减少船首所受的冰载荷,船首结构更加安全；不在极地冰区航行时,可将装置收缩在船体内部,不影响船舶航速。(The invention discloses a bow device of a polar region icebreaker, which comprises an icebreaker, a dividing blade, a guide block, a guide pipe and a telescopic rotary driving device, wherein the icebreaker is movably connected with the guide pipe, the guide pipe is in sealed connection with a bulbous bow, the dividing blade is movably connected with the bow, the guide block is in sealed connection with the bow, and the guide pipe is fixedly connected with the telescopic rotary driving device. The ice breaking drill is arranged in the ice breaking machine, ice blocks with large areas are broken through slotting the ice surface in advance, so that ice is broken more effectively, and the broken ice layer is divided into smaller floating ice through the cutting edge; in addition, the ice breaking drill is provided with the angle regulator, so that the angle of the ice breaking drill heel cutting edge can be conveniently regulated; in the invention, the guide sliding blocks are arranged to guide accumulated ice to slide to two sides of the ship body, so that the ice load borne by the bow is reduced, and the bow structure is safer; when the ship is not in a polar ice region, the device can be contracted in the ship body, and the ship speed is not influenced.)

一种极地破冰船艏部装置

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，尤其涉及一种极地破冰船艏部装置。

背景技术

随着社会进步与资源需求提升，被称作“地球最后一个宝库”的北极开发已经逐步成为了世界发展的重要项目。极地环境中大面积冰封海域对开发探索造成了较为严重的影响。然而传统的的破冰船有两种破冰方式，一种是在船首的贮水舱盛满水，让船首翘起，将自己的船首移到冰面上，而此时，船首恢复自身全部重量，利用极大的重量将冰压碎。这种破冰方式单次破冰面积较小，船体易受损。

另外一种就是靠螺旋桨的力量、船身自身重力和船头结构球鼻艏直接把冰层劈开撞碎，较厚冰层下甚至需要反复撞击才可破冰，这种破冰方式对船首材质要求严重，球鼻艏易受损，不易操控。所以研究新型破冰船结构是必须的，也是必要的。

申请号为CN 112478070 A，名称为《一种应用于极地船舶球鼻首的破冰装置》的发明专利，所描述的是采用主支撑臂、次支撑臂、破冰刀、破冰刃等装置将冰层逐渐切割成较小浮冰来实现破冰效果。但该装置的破冰刀、破冰刃破冰接触面积较小，破冰效果一般，对于较厚的冰层无法切割，且破冰刃之间易产生积冰，加大冰载荷，影响破冰效率。

综合上述，破冰船对于极地开发是重中之重，需要高度重视。靠船首自身重量破冰效率极地，然而靠撞击破冰对于船首要求较高，球鼻艏易损坏。故如何提高破冰船破冰效率是一个值得探讨的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种能够保护船首，提高破冰速率，有效导滑浮冰降低冰载荷的极地破冰船艏部装置。

本发明技术方案如下：

一种极地破冰船艏部装置，其包括破冰钻、分割刃、导滑块、导向管和伸缩旋转驱动装置，所述破冰钻与导向管活动连接，所述导向管与球鼻艏密封连接，所述分割刃与船首活动连接，所述导滑块与船首密封连接，所述导向管与伸缩旋转驱动装置固定连接。

进一步的，所述的装置还包括导杆、推板、螺纹杆、正反电机和圆齿轮，所述导滑块与导杆固定连接，所述导杆通过推板与螺纹杆固定连接，所述螺纹杆与正反电机通过圆齿轮搭配连接。

进一步的，所述伸缩旋转驱动装置在球鼻艏内部，所述伸缩旋转驱动装置包括齿轮、齿条、导向伸缩杆、伸缩弹簧。所述的齿轮与齿条相啮合，所述的齿条与导向伸缩杆相连，所述的导向伸缩杆通过伸缩弹簧与导向管相连。

进一步的，所述破冰钻，分割刃上均设置有角度调节仪，所述角度调节仪角度范围为0-90°，所述角度调节仪能够调节破冰钻、分割刃方位有效作用于冰面。

进一步的，所述密封连接均用密封圈密封。

进一步的，所述破冰钻采用特殊的螺旋设计，能够有效对冰面产生冲击，保证破冰效果，所述分割刃表面为锯齿形。

进一步的，所述破冰钻、分割刃采用特殊的钢材，具有低温性能好、韧性好、耐磨等优点。

本发明的有益效果为：

1、本发明中，在球鼻艏设有破冰钻，通过伸缩旋转驱动装置跟，可以将冰面预先开缝，将面积较大，较厚的冰块钻碎，从而更有效破冰，无需进行多次操作，破冰效果好，效率高。

2、本发明中，设有角度调节仪，针对不同冰区航行环境，可以调节破冰钻跟分割刃角度，简单方便，提高破冰效率，有效减小球鼻艏所受冰载荷，提高船首结构的安全系数；

3、本发明中，在船首设有导滑块，通过正反电机、螺纹杆、导杆等驱动，可以将通过分割刃分割的碎冰有效导滑到船体两侧，避免积压在船首，降低船首所受冰载荷，提高船舶航速；

4、本发明中，船舶不在冰区行驶时，可以通过伸缩旋转驱动装置将破冰钻收缩在球鼻艏内，通过正反电机、螺纹杆、导杆等将导滑块收缩在船体内部，不影响船舶航速。

附图说明

图1为本发明提出的一种极地破冰船艏部装置结构示意图。

图2为本发明提出的一种极地破冰船艏部装置的船体内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参考图1~图2，本发明的极地破冰船艏部装置，其包括破冰钻1、分割刃2、导滑块3，所述破冰钻1与导向管4活动连接，所述导向管4与球鼻艏5密封连接，所述分割刃2与船首6活动连接，所述导滑块3与船首6密封连接，所述导向管4与伸缩旋转驱动装置7固定连接。所述导滑块3与导杆8固定连接，所述导杆8通过推板9与螺纹杆10固定连接，所述螺纹杆10与正反电机11通过圆齿轮12搭配连接。所述伸缩旋转驱动装置7在球鼻艏5内部，所述伸缩旋转驱动装置7包括齿轮13、齿条14、导向伸缩杆15和伸缩弹簧16，所述的齿轮13与齿条14相啮合，所述的齿条14与导向伸缩杆15相连，所述的导向伸缩杆15通过伸缩弹簧16与导向管4相连。。所述破冰钻1，和分割刃2上均设置有角度调节仪17，所述角度调节仪17角度范围为0-90°，所述角度调节仪17能够调节破冰钻1、分割刃2方位有效作用于冰面。所述密封连接均用密封圈18密封。所述破冰钻1采用特殊的螺旋设计，能够有效对冰面产生冲击，保证破冰效果，所述分割刃2表面为锯齿形。所述破冰钻1、分割刃2采用特殊的钢材，具有低温性能好、韧性好、耐磨等优点。

工作原理：船舶在极地冰区航行时，伸缩旋转驱动装置7中的齿轮13运行，配合齿条14带动导向伸缩杆15伸缩旋转，带动破冰钻1通过导向管4来回伸缩旋转，将较厚的冰层预先钻碎；分割刃2将钻碎的冰层分割成较小的浮冰；正反电机11运行，通过圆齿轮12，带动螺纹杆10跟推板9，通过推板9带动导杆8伸缩，驱动导滑块3来回伸缩，将分割完的浮冰不断导滑到船体两侧；在不同冰区航行环境下，可以通过调节角度调节仪17，实现破冰钻1跟分割刃2角度的不同；船舶不在极地冰区航行时，正反电机11反转，导杆8收缩，带动导滑块3收缩在船首6内部，伸缩旋转驱动装置7收缩，导向管4收缩，带动破冰钻1收缩在球鼻艏5内部。

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。