一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备及其使用方法与流程

本发明涉及极地海洋科考，具体涉及一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备及其使用方法。

背景技术：

1、科考船常安装探测渔业资源的水下全方位声纳、水下定位的超短基线等下探式设备，该类设备使用时，通过液压或电动升降杆下探至船底以下位置进行探测使用；不用时再通过液压或电动升降杆回收至船体内。一些运输油料、危化品和航行于冰区的船舶，为最大程度保证安全，通常使用双层船底结构，这就使得下探式的设备回收至船体内后，距离第二层船底的距离较大。

2、在极地科考领域，在破冰船上安装有下探式设备对海洋进行探测。在极地浮冰区域，下探式设备的使用情况存在诸多问题。如图1所示，在极地地区，下探式设备回收至船体内后，破冰船破冰航行时，浮冰会在下探式设备与第二层船底之间的圆柱腔体内聚集，并且大块的浮冰会撞击下探式设备，会造成下探式设备损坏。下探式设备通过液压或电动升降杆下探至船底下部的过程中，也会首先撞击浮冰，而造成损坏。如图2所示，下探式设备回收过程中，浮冰会从升降杆与圆柱腔体间的缝隙进入圆柱腔体空间区域，浮冰在圆柱腔体空间区域聚集后，将会导致下探式设备的升降杆无法回收到位，甚至使得下探式设备的最下端暴露于第二层船底外，在此情况下，后续航行时下探式设备极易撞击浮冰而损坏，或靠泊码头时，因水深限制，而导致破冰船无法正常靠港。

3、因此，亟需发明一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备及其使用方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备及其使用方法，解决大块浮冰和细碎浮冰在下探式设备下探和回收的过程中影响设备安全，甚至导致设备无法正常回收的情况，确保下探式设备的使用安全，并确保将升降杆回收到位，不影响后续破冰航行和靠港。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备，包括气-水衔接除冰模块、阻冰型闸门模块、升降杆、下探式设备、上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔；上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔、阻冰型闸门模块和气-水衔接除冰模块从上至下依次设置；上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔径向尺寸相同，二者一起共同形成了下探式设备下探和回收的通道；气-水衔接除冰模块具有圆环状壳体，内部形成有中空的圆环状内腔，气-水衔接除冰模块上设置有压缩空气通道、无冰海水通道、模块气水出口；气-水衔接除冰模块的圆环状内腔与压缩空气通道、无冰海水通道相连通，压缩空气通道用于向气-水衔接除冰模块的圆环状内腔通入压缩空气，无冰海水通道用于向气-水衔接除冰模块的圆环状内腔通入无冰海水；多个模块气水出口用于圆环状内腔内的压缩空气或无冰海水向下部圆柱形空腔流出；阻冰型闸门模块包括闸门模块壳体、闸门舌体；闸门舌体设置在闸门模块壳体内，闸门舌体能够在闸门模块壳体内往复运动，从而对上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔形成的下探和回收的通道进行打开和关闭。

4、进一步，阻冰型闸门模块和气-水衔接除冰模块的设置位置基本与海平面相一致，或高于海平面。

5、进一步，气-水衔接除冰模块径向上的尺寸与上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔的径向尺寸相对应，且气-水衔接除冰模块的内圆尺寸能保证下探式设备顺利通过。

6、进一步，阻冰型闸门模块还包括传动丝杆；传动丝杆设置在闸门舌体一侧，通过传动丝杆的旋转驱动闸门舌体在闸门模块壳体内往复运动。

7、进一步，阻冰型闸门模块还包括活动阻冰杆、转轴；闸门舌体上设置有活动阻冰杆存储凹槽，活动阻冰杆通过转轴设置在活动阻冰杆存储凹槽内。

8、进一步，在闸门舌体进入上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔形成的下探和回收的通道中进行关闭动作的过程中，活动阻冰杆在重力的作用下沿转轴向下转动，从而最终形成活动阻冰杆斜向下伸入下部圆柱形空腔中的状态；在闸门舌体缩回闸门模块壳体内，实现上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔形成的下探和回收的通道进打开动作的过程中，由于闸门模块壳体的约束，活动阻冰杆沿转轴向上转动回收至活动阻冰杆存储凹槽内。

9、进一步，活动阻冰杆由驱动装置驱动以实现沿转轴转动；在闸门舌体进入上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔形成的下探和回收的通道中进行关闭动作的过程中，驱动装置驱动活动阻冰杆沿转轴向下转动，从而最终形成活动阻冰杆斜向下伸入下部圆柱形空腔中的状态；在闸门舌体缩回闸门模块壳体内，实现上部圆柱形空腔、下部圆柱形空腔形成的下探和回收的通道进打开动作的过程中，驱动装置驱动活动阻冰杆沿转轴向上转动回收至活动阻冰杆存储凹槽内。

10、进一步，多个模块气水出口均匀设置在气-水衔接除冰模块的圆环状壳体上。

11、一种适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备的使用方法，具体包括如下步骤：

12、步骤1：破冰船到达预定作业水域后，破冰船螺旋桨倒车，营造水流吹除船底的大块浮冰；

13、步骤2：气-水衔接除冰模块上的压缩空气通道通入压缩空气，压缩空气从模块气水出口进入下部圆柱形空腔内，气体在上，液体在下，在气压的作用下使下部圆柱形空腔内的含冰海水从下部圆柱形空腔的底部开口向外溢出，细碎浮冰随水流同时从下部圆柱形空腔底部溢出；

14、步骤3：无冰海水通道通入无冰海水，防止下部圆柱形空腔内气体也逸散后，混有浮冰的海水再次回涌；

15、步骤4：打开阻冰型闸门模块：传动丝杆转动，闸门舌体在闸门模块壳体中回缩；

16、步骤5：升降杆下探，下探式设备随之从上部圆柱形空腔依次穿过阻冰型闸门模块、气-水衔接除冰模块、下部圆柱形空腔，下探至船底；

17、步骤6：下探式设备开始探测工作，至探测工作结束；

18、步骤7：压缩空气通道通入压缩空气，压缩空气从模块气水出口进入下部圆柱形空腔，气体在上，液体在下，在气压的作用下使下部圆柱形空腔内的海水从下部圆柱形空腔的底部开口向外溢出，将下探式设备工作期间，使随水流进入部圆柱形空腔内的细碎浮冰随海水从下部圆柱形空腔底部溢出；

19、步骤8：无冰海水通道通入无冰海水，防止下部圆柱形空腔内气体也逸散后，混有浮冰的海水再次回涌；

20、步骤9：回收升降杆，下探式设备设备也随之回收；

21、步骤10：升降杆回收到位，下探式设备完全返回上部圆柱形空腔内；

22、步骤11：关闭阻冰型闸门模块：传动丝杆反向转动，闸门舌体从闸门模块壳体伸出。

23、进一步，在步骤4中，在闸门舌体在闸门模块壳体中回缩的过程中，活动阻冰杆沿转轴转动，并回到在活动阻冰杆存储凹槽内；在步骤11中，在闸门舌体从闸门模块壳体伸出的过程中，活动阻冰杆沿转轴向下转动，从活动阻冰杆存储凹槽内转出；至阻冰型闸门模块完全关闭，活动阻冰杆在下部圆柱形空腔内形成撑挡模式，阻止大块浮冰进入下部圆柱形空腔。

24、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

25、（一）本发明的适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备，具有气-水衔接除冰模块，气-水衔接除冰模块能够有效避免下探式设备下探过程中圆柱腔体内存在的细碎浮冰损坏设备；同时在下探式设备回收时，能够避免浮冰从升降杆与圆柱腔体间的缝隙进入圆柱腔体，确保将升降杆回收到位，不影响后续破冰航行和靠港。

26、（二）本发明的适用于破冰船船底下探式设备的收放辅助装备，设有阻冰型闸门模块，在下探式设备回收至船体内后，可以隔绝浮冰和收回船体内的下探式设备，并在关闭后将大块的浮冰阻隔在外，使其不能进入圆柱腔体内，从而保证下探式设备的安全。