兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置及消除不良扰动的方法

1.本发明属于极地船舶航行技术领域，具体涉及一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置及消除不良扰动的方法。


背景技术：

2.随着全球气温的变暖，南北极的冰川开始融化，尤其是北极航道运输变为可能，极地运输船在夏季经由北极航道行驶，可大幅缩短运输距离，降低运输成本。极地运输船在常规海域行驶时，其与常规运输船航行方式基本一致。当极地运输船进入南北极航道航行时，其由破冰船进行破冰作业引导航行，但浮碎冰仍会存在于航道内。随着船舶螺旋桨的高速旋转，浮碎冰会被从水面抽吸至螺旋桨附近，与螺旋桨发生碰撞导致螺旋桨受到较大外力作用。虽然极地运输船的螺旋桨强度较大，能对浮碎冰进行切削。但重复的桨冰作用也会导致螺旋桨发生疲劳损坏，致使极地运输船失去动力。发明专利cn104309772b提出了一种鸭尾式船尾破冰结构，船尾下端具有向内倾斜的鸭尾，舵下端面上安装有三角形冰刀，在船舶倒退时，通过鸭尾按压将浮冰压碎，冰刀可以切开冲向舵的碎冰，从而免去冰块对船体尤其是舵的冲击，提高破冰效果，保障船舶安全，提高操纵性。该种方式是一种被动式的清冰方式，但由于螺旋桨高速的抽吸作用，仍会有部分浮碎冰进入螺旋桨流场中对螺旋桨造成破坏。
3.此外，为了提供螺旋桨的推进性能，通常在螺旋桨前部布置节能装置，通过改善桨前流动的均匀性从而提高船舶螺旋桨在高速旋转过程中产生的推力。节能装置通过导叶安装在船舶艉轴套上，但由于主船体的振动会到导致节能装置振动性能变差甚至发生破坏。专利cn202010492644.2提出了一种低振动高效双导管桨前节能装置，通过增加导叶数量提高结构强度，但这种方式会影响流场从而降低节能导管的节能效果。因此，需设计一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，以保障船舶在极地地区的航行安全并提高螺旋桨的推进性能。


技术实现要素：

4.本发明提供一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置及消除不良扰动的方法，通过导叶内部的上部减振单元和下部减振单元的配合，可以吸收高压通水产生的振动及螺旋桨高速旋转引起的振动，提高清冰装置的稳定性，减低振动对流场的不良扰动，提高螺旋桨的推进效率。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，包括清冰机构和减振机构，其中：所述清冰机构输入端与船舶的压载水舱相连，清冰机构输出端设置有背离船舶前进方向开设若干清冰喷口的导管；所述减振机构将清冰机构与设置有螺旋桨的船舶艉轴套连接在一起，减振机构包括导叶、液压减振单元、上部减振单元和下部减振单元；
所述导叶将导管与船舶艉轴套连接在一起，所述上部减振单元与所述下部减振单元依次上下分布在导叶内；液压减振单元设置在导叶内，液压减振单元将上部减振单元与下部减振单元连接在一起，液压减振单元外部为液压减振壳体，液压减振壳体朝向上部减振单元的一端内设有上连杆套筒；所述上部减振单元包括上连杆、上减振弹簧组，上连杆一端与上连杆套筒滑动连接，上连杆另一端与导管连接；上减振弹簧组限定上连杆其轴向上的位移范围；所述下部减振单元包括下连杆、减振质量体、下减振弹簧，下连杆一端与液压减振单元液压减振壳体背离上连杆的一端滑动连接，另一端设置有减振质量体，减振质量体远离下连杆的一端设置有下减振弹簧；上部减振单元吸收来自清冰机构方向的振动，下部减振单元吸收螺旋桨高速旋转时产生的振动，同时因上部减振单元与下部减振单元振动方向相反，上部减振单元与下部减振单元的振动可以互相抵消，能快速消除清冰机构与螺旋桨带来的振动对螺旋桨附近流场的不良扰动。
6.作为本发明的进一步优选，所述导管两端为导管翼板，两导管翼板之间通过导管蒙皮围合成导管，在导管内部开槽形成导管槽体，清冰喷口与导管槽体连通。
7.作为本发明的进一步优选，所述导叶包括导叶连接体、导叶蒙皮、两减振单元支撑体，导叶连接体将导叶与船舶艉轴套连接在一起，且下减振弹簧背离减振质量体的一端与导叶连接体连接，导叶连接体背离船舶艉轴套的一侧通过导叶蒙皮围合成一个一端为开口的半圆柱结构；两减振单元支撑体沿半圆柱结构轴向设置在半圆柱结构内，上部减振单元和下部减振单元位于两减振单元支撑体之间。
8.作为本发明的进一步优选，从所述减振单元支撑体朝向上部减振单元和下部减振单元的面向外开限位槽，限位槽沿减振单元支撑体长度方向布置，限位槽容纳限位销，限位销能够在限位槽槽径范围内移动。
9.作为本发明的进一步优选，还包括两限位销，两限位销设置在减振质量体两侧，限位销背离减振质量体的一端与减振单元支撑体滑动连接。
10.作为本发明的进一步优选，上减振弹簧组包括两上减振弹簧，两上减振弹簧相对分布在上连杆外侧，且两上减振弹簧一端均与上连杆连接，另一端均与减振单元支撑体连接。
11.作为本发明的进一步优选，减振质量体与下连杆连接的一端设置腔体，下连杆能够在减振质量体的腔体内进行移动。
12.作为本发明的进一步优选，所述清冰机构包括水泵、进水管、电磁阀，水泵与船舶的压载水舱相连，水泵输出端通过进水管与导管中的导管槽体连通，电磁阀设置在进水管上。
13.还提供了一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置消除不良扰动的方法，本方法包括两种工况，工况一清冰机构不运行时，工况二清冰机构运行时，具体步骤如下：工况一清冰机构不运行时：当船舶在敞水工况下航行时，清冰机构不运行，当前工况振动为螺旋桨高速转动诱发的振动，振动从船舶艉轴套传递至导叶连接体；
再通过下减振弹簧传递至减振质量体，减振质量体向上移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除减振质量体不再向上移动，如振动未完全消除，减振质量体移动至与下连杆完全接触；推动液压减振单元向上移动，同时上连杆在液压减振单元的液压腔内移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除液压减振单元不再向上移动，且上连杆不再移动，如振动未完全消除，液压减振单元移动至液压减振单元的上连杆套筒与上连杆完全接触，振动经过多次消除被完全消除；工况二清冰机构运行时：清冰机构运行，当前工况振动为螺旋桨高速转动诱发的振动和清冰机构运行产生的振动，当前工况下具有下述三种情形；情形一、当螺旋桨高速转动诱发的振动等于清冰机构运行产生的振动时：螺旋桨高速转动诱发的振动船舶艉轴套传递至导叶连接体，再通过下减振弹簧传递至减振质量体，减振质量体向上移动，移动至下连杆与减振质量体完全接触，推动液压减振单元19向上；同时清冰机构运行产生的振动从上连杆传递至上连杆套筒，上连杆向下移动至与上连杆套筒完全接触；上部减振单元向下的振动与下部减振单元向上的振动两相抵消；情形二、当螺旋桨高速转动诱发的振动小于清冰机构运行产生的振动时：上部减振单元将向下运动，上连杆向下移动，移动过程中消除部分振动，上连杆向下移动至与上连杆套筒完全接触；带动液压减振单元向下移动，使得上连杆套筒与下连杆接触，下连杆与减振质量体完全接触，减振质量体向下移动压缩下减振弹簧直至振动完全消除；情形三、当螺旋桨高速转动诱发的振动大于清冰机构运行产生的振动时，具体步骤参照工况一。
14.通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过导叶内部的上部减振单元和下部减振单元的配合，可以吸收清冰机构高压通水产生的振动及螺旋桨高速旋转引起的振动，提本清冰装置的稳定性，减低振动对流场的不良扰动，提高螺旋桨的推进效率。
15.本发明将节能导管与清冰喷口进行组合，使本清冰装置在无冰工况下起到节能作用，在有冰的工况下起到清冰的作用，最终达到清冰和节能的效果，提高螺旋桨的推进效率及安全性。
16.本发明螺旋桨产生的振动通过下减振弹簧传递至减振质量体，下减振弹簧在传递过程中实现部分减振，减振质量体再传递至下连杆，通过下连杆在液压减振单元的液压腔内的移动再次实现部分减振。
17.本发明减振质量体内腔体，通过下连杆在减振质量体的腔体内的移动可进行部分减振。
18.本发明不进行清冰工作时，振动以螺旋桨高速转动诱发的振动为主，减振质量体向上运动，下连杆与减振质量体相连，将振动转化为液压减振单元内能及下减振弹簧弹性势能，提高减振效果。
19.本发明进行清冰工作时，且向下振动位移较大时，上部减振单元向下运动，下连杆
在腔体内运动并且与减振质量体完全接触，上部减振单元与下部减振单元共同组成一个更大阻尼的动力吸振器，降低振动的消耗。
20.本发明结构安装方便，利于已有船舶的快速改装，起到节能的作用。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
22.图1是本发明清冰装置整体结构示意图；图2是本发明导管蒙皮开设清冰喷口的一侧结构示意图；图3是本发明导管整体结构示意图；图4是本发明导叶部分结构示意图；图5是本发明导叶内部结构剖面图；图6是本发明导叶内部结构立体图；图7是本发明限位销与减振单元支撑体位置关系示意图。
23.图中：1-导叶；11-导叶连接体；12-导叶蒙皮；13-减振单元支撑体；14-下减振弹簧；110-上连杆；111-上减振弹簧；2-清冰喷口；3-导管；31-导管翼板；32-导管蒙皮；33-导管槽体；34-进水口；4-电磁阀；5-进水管；6-水泵；7-船艉；8-艉轴套；9-螺旋桨；15-减振质量体；1501-限位销；16-下连杆；17-法兰；18-o型圈；19-液压减振单元；1901-溢油阀。
实施方式
24.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
25.本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
实施例
26.本实施例提供一种优选实施方案，如图1至图7所示，一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，包括清冰机构和减振机构，其中：所述清冰机构输入端与船舶的压载水舱相连，清冰机构输出端设置有背离船舶前进方向开设若干清冰喷口2的导管3。
27.上述导管3两端为导管翼板31，两导管翼板31之间通过导管蒙皮32围合成导管3，在导管3内部开槽形成导管槽体33，清冰喷口2与导管槽体33连通。具体地，导管3布置方向与船舶前进方向垂直。优选地，所述导管3呈弧形，弧度为30~40度，能保障吹开航行工况下
螺旋桨9上方的浮碎冰；导管3的半径为2~2.5倍螺旋桨9的直径。导管翼板31向外侧呈45的弧度，对螺旋桨9前方的流体起到整流的作用，从而提高无冰工况下螺旋桨9的推进效率。清冰喷口2的孔径为5mm，清冰喷口2距离螺旋桨9距离为0.2~0.3倍螺旋桨9的直径。因船舶艉部流场比较复杂，易产生流动分离及流动不均匀现象，从而使螺旋桨9产生的推力性能降低。当螺旋桨9前布置导管3后，会对螺旋桨9的桨前流场起到整流的作用，提高桨前流场的均匀性，从而提高螺旋桨9推进性能以达到节能的目的。
28.上述清冰机构包括水泵6、进水管5、电磁阀4，水泵6与船舶的压载水舱相连，水泵6输出端通过进水管5与导管3中的导管槽体33连通，电磁阀4设置在进水管5上。为了便于进水管5与导管3的连通，在导管3的顶部开设进水口34，进水管5与导管3开进水孔24处焊接。清冰机构通过水泵6抽取水舱内水形成高压水流经进水管5，从清冰喷口2喷出将螺旋桨9附近的浮碎冰吹除，从而避免浮碎冰与螺旋桨9发生碰撞。
29.上述减振机构将清冰机构与设置有螺旋桨9的船舶艉轴套8连接在一起，减振机构包括导叶1、液压减振单元19、上部减振单元和下部减振单元。
30.其中，上述导叶1将导管3与船舶艉轴套8连接在一起，所述上部减振单元与所述下部减振单元依次上下分布在导叶1内。导叶1包括导叶连接体11、导叶蒙皮12、两减振单元支撑体13，其中，导叶连接体11将导叶1与船舶艉轴套8连接在一起，且下减振弹簧14背离减振质量体15的一端与导叶连接体11连接，导叶连接体11背离船舶艉轴套8的一侧通过导叶蒙皮12围合成一个一端为开口的半圆柱结构。优选地，导叶连接体11焊接于船舶艉轴套上。两减振单元支撑体13沿半圆柱结构轴向设置在半圆柱结构内，上部减振单元和下部减振单元位于两减振单元支撑体13之间。流体经导叶蒙皮12围合成的半圆柱结构外壁会起到整流作用，从而提高螺旋桨9前流场的均匀性，提高螺旋桨9的推进性能。
31.上述液压减振单元19设置在导叶1内，液压减振单元19将上部减振单元与下部减振单元连接在一起，液压减振单元19外部为液压减振壳体，液压减振壳体朝向上部减振单元的一端内设有上连杆套筒。具体地，液压减振壳体两端通过设置法兰17进行密封。
32.上述上部减振单元吸收清冰机构清冰时高压通水过程中产生的压力，上部减振单元包括上连杆110、上减振弹簧组，上连杆110一端与上连杆套筒滑动连接，上连杆110另一端与导管3连接；优选地，上连杆110焊接于导管3上。上减振弹簧组包括两上减振弹簧111，两上减振弹簧111相对分布在上连杆110外侧，且两上减振弹簧111一端均与上连杆110连接，另一端均与减振单元支撑体13连接；上减振弹簧组限定上连杆110其轴向上的位移范围。
33.上述下部减振单元主要用于吸收船舶螺旋桨9高速转动诱发的振动，主要吸收1000hz以下的振动，从而降低对导管3节能效果的影响（振动会对螺旋桨9前流场产生扰动，降低桨前流场均匀性，因此振动被吸收后即降低对导管3节能效果的影响）。下部减振单元包括下连杆16、减振质量体15、下减振弹簧14，下连杆16一端与液压减振单元19中液压减振壳体背离上连杆110的一端滑动连接，另一端设置有减振质量体15，减振质量体15远离下连杆16的一端设置有下减振弹簧14。优选地，在下连杆16朝向上连杆110的一端安装o型圈18；液压减振壳体外壁安装有溢油阀1901，上连杆套筒与下连杆16之间的空间填充有油。螺旋桨9产生的振动通过下减振弹簧14传递至减振质量体15，此时下减振弹簧14实现部分减振，减振质量体15传递至下连杆16，通过下连杆16在液压减振单元19的液压腔内的移动实现进
一步减振。减振质量体15与下连杆16连接的一端设置腔体，下连杆16能够在减振质量体15的腔体内进行移动，减振质量体15将振动传递至下连杆16的过程中，通过下连杆16在减振质量体15的腔体内的移动可进行部分减振。
34.上部减振单元吸收来自清冰机构方向的振动，下部减振单元吸收螺旋桨9高速旋转时产生的振动，同时因上部减振单元与下部减振单元振动方向相反，上部减振单元与下部减振单元的振动可以互相抵消，能快速消除清冰机构与螺旋桨9带来的振动对螺旋桨9附近流场的不良扰动。
35.从所述减振单元支撑体13朝向上部减振单元和下部减振单元的面向外开限位槽，限位槽沿减振单元支撑体13长度方向布置，限位槽容纳限位销1501，限位销1501能够在限位槽槽径范围内移动。本实施例还包括两限位销1501，两限位销1501设置在减振质量体15两侧，限位销1501背离减振质量体15的一端与减振单元支撑体13滑动连接。当振动位移较大时，限位销1501起到在横向上快速止振的作用，防止发生大幅振动。
36.本实施方案还提供了一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置消除不良扰动的方法，本方法包括两种工况，工况一清冰机构不运行时，工况二清冰机构运行时，具体步骤如下：工况一、清冰机构不运行时：当清冰机构不运行时，即船舶在敞水工况下航行时，当前工况振动为螺旋桨9高速转动诱发的振动，振动从船舶艉轴套8传递至导叶连接体11；再通过下减振弹簧14传递至减振质量体15，减振质量体15向上移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除减振质量体15不再向上移动，如振动未完全消除，减振质量体15移动至下连杆16与减振质量体15内腔体完全接触；并推动液压减振单元19向上移动，同时上连杆110在液压减振单元19的液压腔内移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除液压减振单元19不再向上移动，且上连杆110不再移动，如振动未完全消除，液压减振单元19移动至液压减振单元19的上连杆套筒与上连杆110完全接触，振动经过多次消除被完全消除。
37.工况二、清冰机构运行时：清冰机构运行，当前工况振动为螺旋桨9高速转动诱发的振动和清冰机构运行产生的振动，当前工况下具有下述三种情形：情形一、当螺旋桨9高速转动诱发的振动等于清冰机构运行产生的振动时：螺旋桨9高速转动诱发的振动船舶艉轴套8传递至导叶连接体11，再通过下减振弹簧14传递至减振质量体15，减振质量体15向上移动，移动至下连杆16与减振质量体15内腔体完全接触，推动液压减振单元19向上；同时清冰机构运行产生的振动从上连杆110传递至上连杆套筒，上连杆110向下移动至与上连杆套筒完全接触，推动液压减振单元19向下；上部减振单元向下的振动与下部减振单元向上的振动两相抵消；情形二、当螺旋桨9高速转动诱发的振动小于清冰机构运行产生的振动时：上部减振单元将向下运动，上连杆110向下移动，移动过程中消除部分振动，上连杆110向下移动带动液压减振单元19向下移动，下连杆16与减振质量体15内腔体完全接触，减振质量体15向下移动压缩下减振弹簧14直至振动完全消除；情形三、当螺旋桨9高速转动诱发的振动大于清冰机构运行产生的振动时，具体步
骤参照工况一。
38.也就是，当振动大到，下连杆16与减振质量体15内腔体完全接触、上连杆套筒与上连杆110完全接触时，上部减振单元、下部减振单元以及液压减振单元19形成一个动力吸振器，将振动转化为液压减振单元的内能及弹簧的弹性势能，提高减振效果。工况二中，上下振动方向反向，上部减振单元与下部减振单元部分振动会互相抵消，能快速消除振动。
39.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
40.本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
41.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
42.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：包括清冰机构和减振机构，其中：所述清冰机构输入端与船舶的压载水舱相连，清冰机构输出端设置有背离船舶前进方向开设若干清冰喷口（2）的导管（3）；所述减振机构将清冰机构与设置有螺旋桨（9）的船舶艉轴套（8）连接在一起，减振机构包括导叶（1）、液压减振单元（19）、上部减振单元和下部减振单元；所述导叶（1）将导管（3）与船舶艉轴套（8）连接在一起，所述上部减振单元与所述下部减振单元依次上下分布在导叶（1）内；液压减振单元（19）设置在导叶（1）内，液压减振单元（19）将上部减振单元与下部减振单元连接在一起，液压减振单元（19）外部为液压减振壳体，液压减振壳体朝向上部减振单元的一端内设有上连杆套筒；所述上部减振单元包括上连杆（110）、上减振弹簧组，上连杆（110）一端与上连杆套筒滑动连接，上连杆（110）另一端与导管（3）连接；上减振弹簧组限定上连杆（110）其轴向上的位移范围；所述下部减振单元包括下连杆（16）、减振质量体（15）、下减振弹簧（14），下连杆（16）一端与液压减振单元（19）液压减振壳体背离上连杆（110）的一端滑动连接，另一端设置有减振质量体（15），减振质量体（15）远离下连杆（16）的一端设置有下减振弹簧（14）；上部减振单元吸收来自清冰机构方向的振动，下部减振单元吸收螺旋桨（9）高速旋转时产生的振动，同时因上部减振单元与下部减振单元振动方向相反，上部减振单元与下部减振单元的振动可以互相抵消，能快速消除清冰机构与螺旋桨（9）带来的振动对螺旋桨（9）附近流场的不良扰动。2.根据权利要求1所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：所述导管（3）两端为导管翼板（31），两导管翼板（31）之间通过导管蒙皮（32）围合成导管（3），在导管（3）内部开槽形成导管槽体（33），清冰喷口（2）与导管槽体（33）连通。3.根据权利要求1所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：所述导叶（1）包括导叶连接体（11）、导叶蒙皮（12）、两减振单元支撑体（13），导叶连接体（11）将导叶（1）与船舶艉轴套（8）连接在一起，且下减振弹簧（14）背离减振质量体（15）的一端与导叶连接体（11）连接，导叶连接体（11）背离船舶艉轴套（8）的一侧通过导叶蒙皮（12）围合成一个一端为开口的半圆柱结构；两减振单元支撑体（13）沿半圆柱结构轴向设置在半圆柱结构内，上部减振单元和下部减振单元位于两减振单元支撑体（13）之间。4.根据权利要求3所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：从所述减振单元支撑体（13）朝向上部减振单元和下部减振单元的面向外开限位槽，限位槽沿减振单元支撑体（13）长度方向布置，限位槽容纳限位销（1501），限位销（1501）能够在限位槽槽径范围内移动。5.根据权利要求4所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：还包括两限位销（1501），两限位销（1501）设置在减振质量体（15）两侧，限位销（1501）背离减振质量体（15）的一端与减振单元支撑体（13）滑动连接。6.根据权利要求1所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：上减振弹簧组包括两上减振弹簧（111），两上减振弹簧（111）相对分布在上连杆（110）外侧，且两
上减振弹簧（111）一端均与上连杆（110）连接，另一端均与减振单元支撑体（13）连接。7.根据权利要求1所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：减振质量体（15）与下连杆（16）连接的一端设置腔体，下连杆（16）能够在减振质量体（15）的腔体内进行移动。8.根据权利要求2所述的一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置，其特征在于：所述清冰机构包括水泵（6）、进水管（5）、电磁阀（4），水泵（6）与船舶的压载水舱相连，水泵（6）输出端通过进水管（5）与导管（3）中的导管槽体（33）连通，电磁阀（4）设置在进水管（5）上。9.利用权利要求1-8任一所述兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置消除不良扰动的方法，其特征在于，本方法包括两种工况，工况一清冰机构不运行时，工况二清冰机构运行时，具体步骤如下：工况一清冰机构不运行时：当船舶在敞水工况下航行时，清冰机构不运行，当前工况振动为螺旋桨（9）高速转动诱发的振动，振动从船舶艉轴套（8）传递至导叶连接体（11）；再通过下减振弹簧（14）传递至减振质量体（15），减振质量体（15）向上移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除减振质量体（15）不再向上移动，如振动未完全消除，减振质量体（15）移动至与下连杆（16）完全接触；推动液压减振单元（19）向上移动，同时上连杆（110）在液压减振单元（19）的液压腔内移动，移动过程中消除部分振动，如振动完全消除液压减振单元（19）不再向上移动，且上连杆（110）不再移动，如振动未完全消除，液压减振单元（19）移动至液压减振单元（19）的上连杆套筒与上连杆（110）完全接触，振动经过多次消除被完全消除；工况二清冰机构运行时：清冰机构运行，当前工况振动为螺旋桨（9）高速转动诱发的振动和清冰机构运行产生的振动，当前工况下具有下述三种情形；情形一、当螺旋桨（9）高速转动诱发的振动等于清冰机构运行产生的振动时：螺旋桨（9）高速转动诱发的振动船舶艉轴套（8）传递至导叶连接体（11），再通过下减振弹簧（14）传递至减振质量体（15），减振质量体（15）向上移动，移动至下连杆（16）与减振质量体（15）完全接触，推动液压减振单元19向上；同时清冰机构运行产生的振动从上连杆（110）传递至上连杆套筒，上连杆（110）向下移动至与上连杆套筒完全接触；上部减振单元向下的振动与下部减振单元向上的振动两相抵消；情形二、当螺旋桨（9）高速转动诱发的振动小于清冰机构运行产生的振动时：上部减振单元将向下运动，上连杆（110）向下移动，移动过程中消除部分振动，上连杆（110）向下移动至与上连杆套筒完全接触；带动液压减振单元（19）向下移动，使得上连杆套筒与下连杆（16）接触，下连杆（16）与减振质量体（15）完全接触，减振质量体（15）向下移动压缩下减振弹簧（14）直至振动完全消除；情形三、当螺旋桨（9）高速转动诱发的振动大于清冰机构运行产生的振动时，具体步骤参照工况一。

技术总结
本发明属于极地船舶航行技术领域，具体涉及一种兼顾节能的极地运输船桨前清冰装置及消除不良扰动的方法，本装置包括清冰机构和减振机构，清冰机构输入端与船舶的压载水舱相连，清冰机构输出端设置有背离船舶前进方向开设若干清冰喷口的导管；减振机构将清冰机构与设置有螺旋桨的船舶艉轴套连接在一起，减振机构包括导叶、液压减振单元、上部减振单元和下部减振单元；上部减振单元吸收来自清冰机构方向的振动，下部减振单元吸收螺旋桨高速旋转时产生的振动，同时因上部减振单元与下部减振单元振动方向相反，上部减振单元与下部减振单元的振动可以互相抵消，能快速消除清冰机构与螺旋桨带来的振动对螺旋桨附近流场的不良扰动。旋桨带来的振动对螺旋桨附近流场的不良扰动。旋桨带来的振动对螺旋桨附近流场的不良扰动。


技术研发人员：张忠宇 谷家扬 陶延武 汤冬 王通
受保护的技术使用者：江苏科技大学海洋装备研究院 镇江同舟螺旋桨有限公司 河海大学
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/7/27