專利名稱:揚(yáng)伸式伸展臂浮道路設(shè)備的制作方法
本發(fā)明主要屬于浮橋、浮道路領(lǐng)域，也涉及到臨時(shí)碼頭、船舶抗沉設(shè)備、可收卷的機(jī)翼、架空升降裝置、水下打撈中的浮體裝置、推土機(jī)的傳力伸展臂裝置、消防云梯、浮油打撈的快速圈定裝置、臨時(shí)圍墻和路障等。它是一種既能揚(yáng)伸展開，又能自動(dòng)折疊收卷的設(shè)備。
目前已有的技術(shù)中是采用小舟或浮箱作為浮體，這些浮體做成的浮橋或浮道路是用剛性構(gòu)架或鋼板連接起來的，其體積和重量較大，架設(shè)不易，它們都不能兼而在水面、澤地、碎石地上架設(shè);已有用長(zhǎng)形橡皮袋做成的浮橋，是充氣式的，但充氣壓力小，承載能力小、易破，且收卷需用人力;已有的臨時(shí)碼頭用躉船，但當(dāng)大船離岸較遠(yuǎn)時(shí)，便用駁船，增加了過駁費(fèi)用和時(shí)間;現(xiàn)在，飛機(jī)起降需要一段滑跑距離，在陸上，已有的飛機(jī)跑道用鋼筋混凝土做成，因此起降場(chǎng)地很受限制;在現(xiàn)在的水下打撈中所用的打撈方式如浮筒式、起吊式、充塑式等，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，但共同的是作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)用船只和輔助設(shè)備多，總費(fèi)用高;現(xiàn)時(shí)的船舶抗沉性設(shè)計(jì)中，多采用隔艙法，即某艙破損進(jìn)水后，便將該艙封閉，這是被動(dòng)的，另外還置有少量的壓載水艙，在它們排水后可以提供一定的補(bǔ)充浮力，但是，擴(kuò)大壓載水艙將占用較多的艙容，而且大量的壓載水艙排水后，將造成船的重心上移，對(duì)穩(wěn)性不利，所以壓載水艙的辦法較多用在為潛艇等水下船只提供上浮力，而水面的大型船舶在遇到特殊情況時(shí)需要大量的補(bǔ)充浮力的問題，實(shí)際上沒有得到解決;已有的船舶減搖鰭用剛性翼板組成，可做成能收能撐的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度只有幾米，這種設(shè)備只有在高航速時(shí)，減搖效果才好，一般中、低速船均不宜采用，尤其在停航時(shí)，減搖效果更微;隨著宇航事業(yè)的發(fā)展，太空物體的打撈和放置設(shè)備是需要的，而且作用距離越長(zhǎng)越好;在現(xiàn)有的空中補(bǔ)給系統(tǒng)中，直接用管子放出去，連接的時(shí)間長(zhǎng)，又難以準(zhǔn)確對(duì)位;在現(xiàn)有的浮油打撈系統(tǒng)中，對(duì)大量泄漏的浮油用浮筒來圈定，需要小艇施放浮筒，圈定效率低;現(xiàn)有的飛機(jī)用的舷梯或自動(dòng)梯，多采用剛性梯子，占用空間大，架設(shè)不方便，一般不自帶;現(xiàn)有的直升飛機(jī)用繩梯，人員上下時(shí)爬登費(fèi)力又費(fèi)時(shí)，而且給人以一種不安全感;現(xiàn)有的飛機(jī)機(jī)翼采用剛性構(gòu)架、外包蒙皮而成，不能收卷，停機(jī)時(shí)占用空間大，高速時(shí)阻力大;現(xiàn)有的直升飛機(jī)的旋翼中的漿葉用大而長(zhǎng)的整板制成，笨重、阻力大，不能收卷;現(xiàn)有的圍墻、路障均采用固定設(shè)施，圈圍費(fèi)時(shí)又占地，拆除時(shí)也費(fèi)事，不能迅即架設(shè)。
本發(fā)明的目的在于克服上述諸設(shè)備的缺點(diǎn)，借助于工作流體的壓力、設(shè)備的彈力及外界力(如載荷)等諸因素之間的相互作用和平衡，提供一種能迅速鋪設(shè)和迅速收卷的設(shè)備。
本發(fā)明的內(nèi)容設(shè)備主要由兩部分組成，即能在壓力流體作用下?lián)P伸展開的空心渦卷彈簧組，及與該彈簧組的開口處牢固相連并能向它提供壓力流體的壓力流體源裝置。本發(fā)明的空心渦卷彈簧組在一些場(chǎng)合當(dāng)作浮體使用以載重，在另一些場(chǎng)合當(dāng)作伸展臂使用以傳力，還可作圈圍屏障使用。在工作流體作用下自動(dòng)揚(yáng)伸展開，在自身彈力作用下自動(dòng)折疊、收卷，揚(yáng)伸展開時(shí)占有巨大空間，承受巨大的載荷或推力，收卷后體積小，占地小，所用材料比現(xiàn)有同類設(shè)備節(jié)省得多。壓力流體源裝置為上述彈簧組提供、排放壓力流體，及在該彈簧組工作時(shí)負(fù)責(zé)保持流體的正常工作壓力，該工作流體一般用壓縮空氣或壓力水，或用其它氣體、液體、混合流體，可根據(jù)周圍環(huán)境的狀況及使用要求不同而異。
本發(fā)明所述的設(shè)備可用作水面浮橋、浮道路，在不適于行走或行車的地方充作臨時(shí)道路，用作船間或船與岸間通行的道路，用作臨時(shí)碼頭，用作起落飛機(jī)的臨時(shí)跑道，在水下打撈及船舶抗沉設(shè)備中用作能迅速展開以提供浮力的裝置，在船舶減搖系統(tǒng)中用作能方便地?fù)P伸或收卷的減搖鰭設(shè)備，在衛(wèi)星或太空物體的打撈和投放設(shè)備中及空中補(bǔ)給系統(tǒng)中用作伸展臂裝置，在推土機(jī)上用作機(jī)體與鏟頭間的傳力伸縮臂裝置，在建筑業(yè)中和在高空作業(yè)中用作升降裝置，在消防和救生設(shè)備中用作云梯，在飛機(jī)(或其他飛行物)中用作舷梯或自動(dòng)梯，在飛機(jī)上用作可揚(yáng)伸和收卷的機(jī)翼及直升機(jī)的旋翼或漿葉，在水面浮油打撈系統(tǒng)中用作浮油快速圈定裝置，在圍墻和路障設(shè)置中當(dāng)作圈圍屏障使用(在需要時(shí)圈圍或設(shè)置，在不需要時(shí)可以收卷)?？傊谒隙嘧鳛楦◇w使用，在陸上、空中和水中當(dāng)作伸展臂使用，同時(shí)也可作為一種圈圍的屏障和路障等阻塞的器具使用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的預(yù)制一個(gè)其大小和形狀與要完成的工作情況相適應(yīng)的、空心的渦卷彈簧組，該彈簧組具有開口，并通過開口與壓力流體源裝置牢固地連接在一起，除開口處外的其他端面、上下表面、側(cè)面、以及這些面間的連接處都被牢固地密封起來，構(gòu)成一個(gè)密封的容積空間，以使被導(dǎo)入的壓力流體不會(huì)被泄漏。當(dāng)壓力流體源裝置啟動(dòng)后，機(jī)械能轉(zhuǎn)變成壓力勢(shì)能，即提高了流體的壓力，使之高于周圍環(huán)境的壓力，當(dāng)壓力適當(dāng)?shù)牧黧w被導(dǎo)入上述的渦卷彈簧組時(shí)，便克服彈簧組的變形能而作功，使該彈簧組揚(yáng)伸展開并鼓起，這樣就可以承擔(dān)外載荷或執(zhí)行其任務(wù)了。在充作浮道路、浮橋、臨時(shí)碼頭、飛機(jī)水上跑道、水下打撈、船舶減搖系統(tǒng)、船舶抗沉系統(tǒng)中，本發(fā)明的空心渦卷彈簧組在水面展開常作為浮體使用，由于其內(nèi)部充滿著壓力氣體，因此，可以提供巨大的浮力，人員和車輛可以在上面經(jīng)過，成為一種載體。而在另一些場(chǎng)合，如在衛(wèi)星或太空物體的打撈和放置設(shè)備中、推土機(jī)的傳力伸縮臂裝置中、在各種用途的云梯和升降裝置中、飛機(jī)用自動(dòng)舷梯裝置中、空中補(bǔ)給設(shè)備中，均用作伸展臂，以傳遞力和物件。至于用作飛機(jī)的機(jī)翼和直升機(jī)的旋翼或漿葉，則是利用其能方便地?fù)P伸和收卷的性能，從而可使飛機(jī)和直升機(jī)向前高速航行時(shí)阻力較小，它也是一種特殊的伸展臂。在浮油打撈系統(tǒng)中用作浮油快速圈定裝置時(shí)，則一方面是利用其作為浮體的性能，另一方面也由于卷成錐體的空心渦卷彈簧組能迅速展開成弧狀或園圈狀的特點(diǎn)，從而將被污染的水域迅速圈定住，以便使浮油不致擴(kuò)散開去。在充作臨時(shí)圍墻和路障設(shè)備時(shí)，由于它能迅速展開，并鼓起時(shí)有一定的高度，因此可以作為臨時(shí)屏障物使用，此時(shí)的工作流體可用壓縮氣體，也可用其他流體。本發(fā)明中的空心渦卷彈簧組在執(zhí)行上述各項(xiàng)任務(wù)時(shí)，如附近已有現(xiàn)成的壓力流體源裝置，則它可充當(dāng)上述設(shè)備的基本構(gòu)件，即本發(fā)明所帶的壓力流體源裝置可省去。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)視需要和用途的不同，可做成向同一個(gè)方向揚(yáng)伸展直的渦卷彈簧組，也可做成展開后成弧狀、園圈狀或其他曲線形狀的空心渦卷彈簧組，這些形狀的差異主要由其上下表面、側(cè)面及肋板的形狀和結(jié)構(gòu)配置不同而定。當(dāng)使用完畢后，只要將排放閥打開，借助于渦卷彈簧組自身的彈力就可迅速將該組件內(nèi)的流體排出，同時(shí)彈簧組也就迅速地折疊、收卷起來，伸展的長(zhǎng)度取決于組接后的彈簧組件的長(zhǎng)度，可以做得很長(zhǎng)(如數(shù)百米)，根據(jù)需要而定，由于收卷后的渦卷彈簧組的圈與圈之間的距離可很小，甚至互相接觸，即使很長(zhǎng)的設(shè)備收卷后的體積也是較小的。該設(shè)備使用時(shí)揚(yáng)伸、收卷的過程為氣動(dòng)或液動(dòng)過程，其自動(dòng)化程度可很高。當(dāng)需要展開后的浮體或伸展臂是直的形狀時(shí)，則渦卷彈簧組的收卷部分定形成園柱形;當(dāng)需要展開后的浮體或伸展臂成園弧形時(shí)，則渦卷彈簧組的上下表面也應(yīng)是園弧形，且收卷部分定形成截園錐形體(或園臺(tái));當(dāng)需要展開后的浮體或伸展臂為其他的曲線形狀時(shí)，則其上下表面也應(yīng)具有這種形狀，并使收卷部分在收卷后定形成不同錐度的截園錐形體，或園錐形體與園柱形體混卷。因?yàn)檫@樣可以得到最小的收卷體積。由于使用薄的金屬帶材(厚度常在幾毫米以下)，設(shè)備用料很省，即使很長(zhǎng)的設(shè)備，其自重也不太大。在展開時(shí)，適當(dāng)提高所充壓力流體的壓力，就可提高設(shè)備的承載能力。
本發(fā)明所用的空心渦卷彈簧組，當(dāng)要求其在使用中有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和要求其表面鼓起的拱形不太高時(shí)，可以在其內(nèi)部增加肋板或拉筋，而且該肋板或拉筋的金屬部分也應(yīng)在收卷狀態(tài)下進(jìn)行定形處理(或定形熱處理)，以使其不會(huì)阻礙上述渦卷彈簧組的揚(yáng)伸和收卷運(yùn)動(dòng)。若該拉筋是柔性材料或索具，對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力很小，則也可不進(jìn)行定形處理。
本發(fā)明所述的設(shè)備可全部安裝于車、船等運(yùn)輸工具之上，以便于移動(dòng)。
下面將根據(jù)實(shí)施例作進(jìn)一步的介紹一種3米寬、2米高、100米長(zhǎng)的本發(fā)明設(shè)備在展開后能提供的總浮力約為600噸。如將上述設(shè)備當(dāng)作伸展臂使用時(shí)，若內(nèi)壓為1kg/cm2表壓時(shí)，其推力可達(dá)60噸，而且隨著橫截面積或內(nèi)壓力的增加，推力也將按正比增加。
當(dāng)上述設(shè)備被當(dāng)作臨時(shí)圍墻使用時(shí)，若在渦卷彈簧組內(nèi)充以液體，如水，則該設(shè)備的向下的正壓力便有600噸，可見充作臨時(shí)圍墻亦是很有效的。
設(shè)想一名高大的男子登上浮橋，行進(jìn)中常常單腳落地，他的一只26厘米的膠鞋，其下部與地接觸的面積約185厘米2，對(duì)于這樣一位高約1.8米男子，其體重一般70公斤，再帶30公斤行李，共100公斤，這樣，鞋對(duì)橋面的壓力平均為0.54公斤/厘米2，即本設(shè)備之空心渦卷彈簧組的內(nèi)壓達(dá)0.54表壓，就可供人們行走。實(shí)際上這個(gè)壓力還可降低，因?yàn)榕c人的鞋底面接觸的彈簧板，它在受力變形時(shí)有一個(gè)較大的弧度，當(dāng)彈簧組上表面受到人腳(鞋底)的壓力而變形時(shí)，也牽帶著周圍地區(qū)的變形，也就是說，周圍有一較大的影響區(qū)，比如說，影響區(qū)的折算面積與直接受壓區(qū)的面積大致相等(給定變形量)，則上述內(nèi)壓可降至0.27表壓。
對(duì)于車輛過橋也有相似的效果。如卡車前輪與橋面接觸部分，其前后長(zhǎng)20厘米，寬15×2＝30厘米，四輪總接觸面積為20×30×2＝1200厘米2，若在橫度采取措施(如加橫肋)，使影響區(qū)加寬，當(dāng)影響區(qū)加寬到200厘米時(shí)，則總面積為20×200×2＝8000厘米2，即內(nèi)壓為1表壓的該設(shè)備，在變形很小時(shí)，可通行8噸四輪卡車。顯然，若要增加過橋車輛的載重，可以增加車輛自身的輪子數(shù)(這也是與車輛本身的重載需要一致的)，也可以增加空心渦卷彈簧組的內(nèi)壓(內(nèi)壓的增加必須同時(shí)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)，再就是加固橋面以擴(kuò)大影響區(qū)。例如，對(duì)于一種3米長(zhǎng)、2米寬的車輛而言，若其影響區(qū)能占到3米×2米的面積的一半，則對(duì)于12噸的這類車輛，設(shè)備內(nèi)壓只需0.5表壓，甚至更小，而且橋面變形不大。因此說，本發(fā)明設(shè)備所提供的浮道路，不但能通行人員，而且還可以通行重型車輛。
隨著內(nèi)壓力和受力面積的增加，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求也將更高，這將使表面加厚，還需設(shè)置拉筋、肋板;表面厚度的增加，又將增加其彎曲應(yīng)力，因此在單層結(jié)構(gòu)太厚又不能滿足要求時(shí)，可采用多層表面、多層側(cè)面或肋板的多層結(jié)構(gòu)來解決，使其總厚度雖較大，但彎曲應(yīng)力仍較小。如有一種橫截面積為200厘米×200厘米的伸展臂，當(dāng)內(nèi)壓達(dá)1表壓時(shí)，設(shè)伸展臂受力后橫截面鼓成園形，其縱向承受約50000公斤的拉力，橫向承受的拉力強(qiáng)度更大，若所使用的金屬?gòu)椥圆牧系脑S用抗拉強(qiáng)度為50公斤/毫米2，則該伸展臂的單層壁厚用0.5毫米就可以了。若用兩層的結(jié)構(gòu)，每層只需0.25毫米厚。如若在其內(nèi)部再設(shè)肋板和拉筋，則其鼓起的程度將受到控制，同時(shí)壁厚也可減薄。
通過上述簡(jiǎn)算可知，本發(fā)明的設(shè)備所能承載的物重和所能提供的推力或正壓力均是相當(dāng)大的，而其壁厚又可做得較小。當(dāng)然，在單層壁厚能勝任時(shí)，盡量采用單層結(jié)構(gòu)，因其工藝較簡(jiǎn)。
以下將結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明的主要構(gòu)件(空心渦卷彈簧組)收卷后的正視圖。
圖2是空心渦卷彈簧組充入壓力流體后，揚(yáng)伸展直的正視圖(示意圖)。
圖3是空心渦卷彈簧組充入壓力流體后，揚(yáng)伸展直的俯視圖(示意圖)。
圖4是空心渦卷彈簧組與壓力流體源管道(或接管)的連接方式之一。
圖5是空心渦卷彈簧組橫剖面(A-A)的兩側(cè)面連接的實(shí)例。
圖6是空心渦卷彈簧組橫剖面(A-A)的側(cè)面與上、下表面連接的又一實(shí)例。
圖7是空心渦卷彈簧組的主要面(本圖上是上表面)用金屬?gòu)椈刹牧?，其他面用編結(jié)物或其他材料組合而成的實(shí)例。
圖8是空心渦卷彈簧組內(nèi)增加肋板或筋條后的實(shí)例。
圖9是空心渦卷彈簧組的側(cè)面用非金屬材料的實(shí)例。
圖10是本發(fā)明設(shè)備的系統(tǒng)圖實(shí)例。
圖11是本發(fā)明的設(shè)備裝于船舶使用的實(shí)例(圖中有4個(gè)展開的渦卷彈簧組)。
圖12是中間開口的渦卷彈簧組展開后的示意圖。
圖13是渦卷彈簧組的中間某處開口與壓力流體源管道連接的實(shí)例。
圖14是用多層結(jié)構(gòu)的空心渦卷彈簧組在收卷折疊后的橫剖面(局部)圖。圖中是三層結(jié)構(gòu)。
圖中所標(biāo)的各件序號(hào)為1-空心渦卷彈簧組2-壓力流體源管道(或接管)3-緊固件(如螺釘、鉚釘?shù)?4-密封圈5-壓板6-肋板(或筋條)
7-上表面8-下表面9-側(cè)面10-由編結(jié)物與密封膠粘劑組成的或由其他非金屬材料組成的面。
11-調(diào)節(jié)器(或自動(dòng)控制裝置)12-原動(dòng)機(jī)13-壓縮機(jī)(或泵)14-閥門15-閥門16-貯壓器17-閥門18-安全閥19-排放閥20-船舶(俯視圖)21-中間某處有開口的空心渦卷彈簧組22-壓力流體源管道23-壓板24-緊固件25-密封圈圖中粗實(shí)線箭頭所指的方向表示流體流動(dòng)方向。
本發(fā)明的主要部件-空心渦卷彈簧組(1)或(21)，主要由渦卷彈簧或金屬?gòu)椈蓭Р倪B接組合而成。它可以由一根或幾根平面渦卷彈簧(或帶材)連接組合而成，如圖5的結(jié)構(gòu)是由兩根渦卷彈簧(或兩根金屬?gòu)椈蓭Р?連接組合成的空心渦卷彈簧組的實(shí)例;它也可以由重量較輕而且韌性好、拉伸強(qiáng)度較高的材料(如編結(jié)物、或塑料膜、橡膠膜及復(fù)合材料)與少量的平面渦卷彈簧連接組合而成，但至少必須有一根渦卷彈簧，以保證所組合的空心渦卷彈簧組在收卷時(shí)有足夠的彈力，并且也使承載表面在工作時(shí)有足夠的承載能力，如圖7所示是只有一根渦卷彈簧作為上表面，其余的面用編結(jié)物涂以密封膠粘劑或用其他復(fù)合材料、塑料膜、橡膠膜構(gòu)成。如圖9所示，也可用兩根渦卷彈簧作上、下表面，并可設(shè)置肋板或拉筋，而側(cè)面仍用圖7所示的側(cè)面材料構(gòu)成。為了得到更長(zhǎng)和更寬的空心渦卷彈簧組，所用的彈簧帶材(如彈簧鋼帶)可以拼接加長(zhǎng)或加寬。所用的金屬?gòu)椈刹牧?或帶材)必須進(jìn)行定形熱處理(或定形處理)，以使其成為具有足夠彈力的渦卷彈簧。視連接組合情況的不同，該定形熱處理(或定形處理)可在連接組合前進(jìn)行，或在連接組合后進(jìn)行。例如，與纖維編結(jié)物或塑料膜、橡膠膜組合的情況，因這些材料不能耐高溫，所以，金屬?gòu)椈刹牧媳仨氃谶B接組合前作好定形熱處理。組合后的空心渦卷彈簧組在未收卷時(shí)象一個(gè)長(zhǎng)形的空心口袋，除開口處外，其他各面，如端面及上表面(件7)、下表面(8)和側(cè)面(9)，以及這些面間的連接處都被牢固地密封起來，其開口用以與壓力流體源裝置(或通過一段接管)牢固地連接起來。在收卷時(shí)，側(cè)面的板及肋板都必須折疊、收卷，材料在揚(yáng)伸和收卷時(shí)將產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力。當(dāng)對(duì)設(shè)備的強(qiáng)度要求較高，而壁厚又不能太厚時(shí)，組成空心渦卷彈簧組的金屬?gòu)椥圆牧虾头墙饘俨牧希捎枚鄬拥慕Y(jié)構(gòu)，這樣可以增加設(shè)備充壓時(shí)的可靠性、增加收折次數(shù)和提高使用壽命，即提高了設(shè)備的使用性能。圖14即空心渦卷彈簧組的側(cè)面用多層結(jié)構(gòu)組合而成的實(shí)例在折疊后的橫剖面圖。有時(shí)還局部地做成波紋形，尤其對(duì)于展開后成弧狀和其他曲線形狀的渦卷彈簧組，其側(cè)面和肋板做成波紋狀可使其能更順利地?fù)P伸展開和收卷。組成空心渦卷彈簧組的彈性材料在運(yùn)動(dòng)中有摩擦，金屬材料與介質(zhì)接觸時(shí)有腐蝕，腐蝕、擦傷、加工痕跡都將造成應(yīng)力集中，從而降低了該材料的許多應(yīng)力和使用壽命。因此，為提高耐腐蝕性、減少摩擦損傷、及減少敏感地區(qū)的應(yīng)力集中，可在空心渦卷彈簧組的表面和側(cè)面或彈性材料的表面涂以涂層，或粘一薄層的復(fù)蓋膜，以保護(hù)之?？招臏u卷彈簧組的各面之間的連接應(yīng)該牢固、密封，金屬材料組成的各個(gè)面之間及面與肋板、筋條間的連接可用焊接方式(如滾焊、搭接焊等)、鉚釘或螺釘連接方式等，也可用粘接;非金屬材料間及非金屬與金屬材料間的連接多用粘接，或用緊固件連接。組合后的渦卷彈簧組必須泵壓或檢漏。
圖10是本發(fā)明的設(shè)備系統(tǒng)圖實(shí)例，即空心的渦卷彈簧組與壓力流體源裝置的管道系統(tǒng)連接后，壓力流體產(chǎn)生、排放、貯存和系統(tǒng)控制的簡(jiǎn)圖。操縱調(diào)節(jié)器11使原動(dòng)機(jī)12啟動(dòng)，帶動(dòng)壓縮機(jī)(或泵)13，將吸進(jìn)的流體加壓后通過閥14和閥17，進(jìn)入空心渦卷彈簧組1(或21)，便可使件1(或21)揚(yáng)伸展開。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于額定值后，為保證件1(或21)的使用安全，安全閥18將起作用，自動(dòng)排出一部分流體，使壓力恢復(fù)正常后，安全閥18重新關(guān)閉。當(dāng)管路上的壓力偏高或偏低時(shí)，可通過調(diào)節(jié)器11操縱原動(dòng)機(jī)12使之停機(jī)或啟動(dòng)。如圖10中的虛線箭頭即表示調(diào)節(jié)器11能根據(jù)管路上的壓力來操縱原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或啟停。為保證急用時(shí)能更迅速地向渦卷彈簧組1(或21)充壓，可設(shè)貯壓器16，例如使用前將閥17關(guān)閉，閥14和閥15打開，即可單獨(dú)向貯壓器16充壓，一旦閥17也打開時(shí)，貯壓器16和壓縮機(jī)13同時(shí)向空心渦卷彈簧組1(或21)輸送壓力流體，以使其更迅速地展開。貯壓器的另一作用是保持壓力，當(dāng)設(shè)備正在工作時(shí)，渦卷彈簧組1(或21)已經(jīng)展開，壓力也已足夠，不需要再繼續(xù)不斷輸送大量流體，此時(shí)壓縮機(jī)13可以暫停其工作，當(dāng)關(guān)閉閥14和停止原動(dòng)機(jī)12后，此時(shí)補(bǔ)償管道系統(tǒng)里少量的漏泄以保持一定壓力的任務(wù)就靠貯壓器來完成。當(dāng)然，沒有貯壓器16也可保持系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，那就要靠原動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的壓縮機(jī)13，這樣，原動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間將要更長(zhǎng)些。當(dāng)需要收卷設(shè)備時(shí)，只要打開排放閥19，同時(shí)停止原動(dòng)機(jī)12和關(guān)閉閥17，便可借助于件1(或件21)自身的彈力而收卷。所以，壓力流體源裝置的作用主要有輸送壓力流體，以使設(shè)備伸展開來;保持管道上的壓力，以保持設(shè)備的工作狀態(tài);過壓保護(hù)，用以超壓時(shí)進(jìn)行安全排放;貯存壓力流體，以供快速啟動(dòng)設(shè)備及在原動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)維持管路上的壓力;完工排放，以收卷設(shè)備。
由上述可知，本發(fā)明中的空心渦卷彈簧組即件(1)和件(21);本發(fā)明的壓力流體源裝置包括原動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)(或泵)、安全閥、排放閥、調(diào)節(jié)器、各段閥門及管路，以及貯壓器。
圖11是在船的兩側(cè)加裝了兩對(duì)本發(fā)明所提供的設(shè)備的實(shí)例。由圖可見，在船舶的水面附近揚(yáng)展開來的渦卷彈簧組1所提供的巨大的補(bǔ)充浮力，將明顯地提高該船舶的抗橫搖能力和抗沉性，象翼一樣鋪展在水面的巨大浮體，相當(dāng)于增加了船寬，因而使穩(wěn)心半徑增加，復(fù)原力矩增加，提高了該船的穩(wěn)性。又由于本發(fā)明所述的設(shè)備能在急需時(shí)迅速地?fù)P伸展開，所以對(duì)一些特別需要安全和穩(wěn)定的船舶(如游輪、客輪、測(cè)量船、大型貨船等)，本發(fā)明設(shè)備的應(yīng)用將使人們?cè)黾影踩?，減少海難損失。在平常情況下，如需要靠岸時(shí)，該船可以不必靠上，而只要將距岸較近一側(cè)的本設(shè)備揚(yáng)伸出去，即可當(dāng)作船載浮橋使用，既方便，又不依賴深水碼頭，不占碼頭舶位，可以在大多數(shù)岸情、甚至泥岸的情況下實(shí)行遠(yuǎn)距離裝卸和上、下人員及旅客，因此本發(fā)明設(shè)備在船上廣泛應(yīng)用后，將減少對(duì)固定碼頭的運(yùn)輸壓力。
權(quán)利要求
1.揚(yáng)伸式伸展臂浮道路設(shè)備，其特征在于浮體或伸展臂是一種既能在壓力流體作用下?lián)P伸展開，也能在排放了壓力流體后在自身彈力作用下折疊、收卷的空心渦卷彈簧組，并有一個(gè)與它牢固連接的壓力流體源裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的設(shè)備，其特征在于所說的空心渦卷彈簧組全部用金屬?gòu)椥圆牧?包括復(fù)合彈性材料)連接組合而成，或部分用金屬?gòu)椥圆牧?包括復(fù)合彈性材料)和部分用非金屬材料組合而成，在空心渦卷彈簧組上，除了與壓力流體源裝置相連有一接口外，其他的各面，包括上下表面、側(cè)面、以及這些面間的連接處，都被牢固地密封起來，構(gòu)成一個(gè)完全密封的容積空間，以使被導(dǎo)入的壓力流體不會(huì)被泄漏。
3.如權(quán)利要求
1、2所述的設(shè)備，其特征在于構(gòu)成空心渦卷彈簧組的金屬?gòu)椥圆牧虾头墙饘俨牧?，既可采用單層結(jié)構(gòu)，也可采用多層的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求
1，2所述的設(shè)備，其特征在于構(gòu)成空心渦卷彈簧組的金屬?gòu)椥圆牧蠎?yīng)進(jìn)行定型熱處理。
5.如權(quán)利要求
1，2所述的設(shè)備，其特征在于空心渦卷彈簧組的內(nèi)部，可增加肋板或拉筋，該肋板或拉筋的金屬部分也應(yīng)進(jìn)行定型熱處理。
6.如權(quán)利要求
1，2所述的設(shè)備，其特征在于空心渦卷彈簧組的表面或彈性材料的表面需涂以防腐涂層，或粘附一層復(fù)蓋膜。
7.如權(quán)利要求
1，2所述的設(shè)備，其特征在于空心渦卷彈簧組可以做成能揚(yáng)伸展直的形狀，也可以做成在揚(yáng)伸展開后成弧狀、園圈狀、或其它曲線形狀，這些形狀的差異主要因其上下表面、側(cè)面及肋板的形狀和結(jié)構(gòu)配置的不同而造成的。
8.如權(quán)利要求
1，2所述的設(shè)備，其特征在于空心渦卷彈簧組上的開口，可以設(shè)在它的端部，也可以設(shè)在它的中間某處。
9.如權(quán)利要求
1所述的設(shè)備，其特征在于與空心渦卷彈簧組牢固連接的壓力流體源裝置可包括原動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)(或泵)、安全閥、排放閥、調(diào)節(jié)器、各段閥門及管路，以及貯壓器。
10.如權(quán)利要求
1所述的設(shè)備，可用作臨時(shí)道路、浮橋、臨時(shí)碼頭、飛機(jī)臨時(shí)跑道、船舶抗沉設(shè)備、船舶減搖鰭設(shè)備、水下打撈中的浮體裝置、空間物體的打撈和投放設(shè)備，空中補(bǔ)給系統(tǒng)中的伸展臂裝置、推土機(jī)的傳力伸縮臂裝置、消防云梯、建筑業(yè)中以及架空作業(yè)中的升降裝置、飛機(jī)上的舷梯或自動(dòng)梯，也可用于飛機(jī)的機(jī)翼、直升飛機(jī)的旋翼或漿葉，還可作浮油打撈中的快速圈定裝置，以及臨時(shí)圍墻和路障。
專利摘要
一種揚(yáng)伸式伸展臂浮道路設(shè)備，包括空心渦卷彈簧組和壓力流體源裝置。當(dāng)后者向前者充壓時(shí)，前者就揚(yáng)伸展開，并能承受巨大載荷；使用后，只要打開排放閥，該彈簧組自動(dòng)收卷成渦卷狀。本發(fā)明可用于臨時(shí)道路、浮橋、臨時(shí)碼頭、飛機(jī)臨時(shí)跑道、船舶抗沉及減搖鰭設(shè)備、水下打撈裝置、太空打撈和投放設(shè)備、空中補(bǔ)給裝置、推土機(jī)伸縮臂、消防云梯、架空升降裝置、飛機(jī)舷梯或自動(dòng)梯、飛機(jī)機(jī)翼、直升機(jī)旋翼或漿葉、浮油圈定、圍墻、路障等。
文檔編號(hào)E02B15/04GK87100233SQ87100233
公開日1988年8月31日 申請(qǐng)日期1987年2月18日
發(fā)明者趙斌, 楊海, 楊榮光 申請(qǐng)人:趙斌, 楊海, 楊榮光導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan