CN117622378A - 一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于,包括：外层桅杆(100)、内层桅杆(200)，内层桅杆(200)可滑动地套在外层桅杆(100)内；所述外层桅杆(100)包括：外层桅杆管壁(121)、外层桅杆外滑道(120)；所述内层桅杆(200)包括：内层桅杆管壁(231)、内层桅杆内滑道(230)；外层桅杆(100)通过梯形剖面卡槽结构与内层桅杆(200)上梯形剖面结构相配合，构成锁紧式滑道结构。一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆，滑道结构简单，生产制造装配容易，生产效率高，桅杆端部应力低，桅杆的安全可靠，内外层桅杆相互滑动时避免了卡死的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及船用可升降式风帆桅杆，尤其涉及一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆。
背景技术
目前，船用可升降硬质风帆由于节能效果优异，可通过升降来满足船舶空高要求等特点，成为船用风帆的一个主流帆型。可升降硬质风帆的帆体需要分为多段，所以构成帆体的帆叶和桅杆需要进行分段(节)设计和建造，然后通过特定的连接方式组合成整体风帆；而风帆的升降则通过各节桅杆之间的相对滑动来实现。因此，可升降硬质风帆一个非常关键的设计就是桅杆的结构形式。
现有技术的船用可升降桅杆大多采用多边形截面的钢质桅杆，如图1及图2所示。多边形截面桅杆的滑道数目多；滑道复杂结构，生产制造装配复杂，生产效率低，内层桅杆对外层桅杆的直接挤压作用，使桅杆端部产生的高应力，影响桅杆的安全性，外层桅杆与内层桅杆相互滑动时易发生卡死等问题。
发明内容
本发明为了有效地解决现有技术的船用可升降桅杆大多采用多边形截面的钢质桅杆，多边形截面桅杆的滑道数目多，滑道复杂结构，生产制造装配复杂，生产效率低，内层桅杆对外层桅杆的直接挤压作用，使桅杆端部产生高应力，影响桅杆的安全性，外层桅杆与内层桅杆相互滑动时易发生卡死等问题，给出了一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆，其特征在于,包括：
外层桅杆、内层桅杆，内层桅杆可滑动地套在外层桅杆内；
所述外层桅杆包括：外层桅杆管壁、外层桅杆外滑道；
所述外层桅杆管壁为圆筒形，其内壁上设置有沿管壁全高度布置的外层桅杆外滑道；
所述内层桅杆包括：内层桅杆管壁、内层桅杆内滑道；
所述内层桅杆管壁为圆筒形，其外壁上设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆内滑道；
外层桅杆外滑道包括：第一外层桅杆外滑道支撑板、第二外层桅杆外滑道支撑板、外层桅杆外滑道板、外层桅杆外滑道加强板；
第一外层桅杆外滑道支撑板的一端固定设置在外层桅杆管壁的内壁上，第二外层桅杆外滑道支撑板的一端固定设置在外层桅杆管壁的内壁上；外层桅杆外滑道板的两端分别固定设置在第一外层桅杆外滑道支撑板上、第二外层桅杆外滑道支撑板上；外层桅杆外滑道加强板固定设置在外层桅杆管壁的内壁与外层桅杆外滑道板之间；
外层桅杆管壁、外层桅杆外滑道板与外层桅杆外滑道加强板的厚度相同；
第一外层桅杆外滑道支撑板、第二外层桅杆外滑道支撑板的厚度相同，为外层桅杆管壁厚度的2-2.5倍。
内层桅杆内滑道包括：内层桅杆内滑道板、第一内层桅杆内滑道支撑板、第二内层桅杆内滑道支撑板；
第一内层桅杆内滑道支撑板的一端固定设置在内层桅杆管壁的外壁上，第二内层桅杆内滑道支撑板的一端固定设置在内层桅杆管壁的外壁上；第一内层桅杆内滑道支撑板的另一端与第二内层桅杆内滑道支撑板的另一端之间固定设置有内层桅杆内滑道板；
内层桅杆管壁、内层桅杆内滑道板、第一内层桅杆内滑道支撑板、第二内层桅杆内滑道支撑板的厚度相同；
外层桅杆外滑道板与第一外层桅杆外滑道支撑板、第二外层桅杆外滑道支撑板构成一个梯形剖面卡槽，与内层桅杆内滑道板、第一内层桅杆内滑道支撑板、第二内层桅杆内滑道支撑板构成的梯形剖面结构相配合，构成锁紧式滑道结构；第一外层桅杆外滑道支撑板与第一内层桅杆内滑道支撑板之间有第一间隙,第二外层桅杆外滑道支撑板与第二内层桅杆内滑道支撑板之间有第二间隙。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：外层桅杆外滑道有4个，轴对称均匀分布在外层桅杆的外层桅杆管壁的内壁上；内层桅杆内滑道有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆的内层桅杆管壁的外壁上。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：外层桅杆外滑道板的配合面上敷设耐磨材料，内层桅杆内滑道板的配合面上敷设耐磨材料。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：外层桅杆与内层桅杆的材料均为复合材料。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：外层桅杆管壁与内层桅杆管壁均为单层板结构。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：外层桅杆管壁与内层桅杆管壁均为双层板结构，双层板结构上均设置有加强筋结构。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：内层桅杆的外管壁上还设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆外滑道。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：内层桅杆外滑道有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆的内层桅杆管壁的内壁上，与4个内层桅杆内滑道交错分布。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：梯形剖面卡槽的梯形剖面2个内角为锐角的角度均为30°-60°。
上述一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,进一步地：内层桅杆管壁与第一内层桅杆内滑道支撑板的连接处的外侧，及内层桅杆管壁与第二内层桅杆内滑道支撑板的连接处的外侧均有倒角结构，所述第一间隙与第二间隙的间隙的宽度均为2mm-5mm。
本发明与现有技术相比：
(1)外层桅杆的外层桅杆管壁为圆筒形，内层桅杆的内层桅杆管壁为圆筒形，外层桅杆外滑道有4个，轴对称均匀分布在外层桅杆的外层桅杆管壁的内壁上；内层桅杆内滑道有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆的内层桅杆管壁的外壁上，外层桅杆外滑道与内层桅杆内滑道结构简单，设置在圆筒形桅杆上，制造工艺简单，生产效率提高。
(2)外层桅杆外滑道板与第一外层桅杆外滑道支撑板、第二外层桅杆外滑道支撑板构成一个梯形剖面卡槽，与内层桅杆内滑道板、第一内层桅杆内滑道支撑板、第二内层桅杆内滑道支撑板构成的梯形剖面结构相配合，构成锁紧式滑道结构，采用梯形剖面卡槽结构，如图4所示：使得来自于内层桅杆内滑道传递的扭转力分解为F1和F2，由于F1小于F，因此减小了内层桅杆对外层桅杆的直接挤压作用，在有效地防止桅杆间相对转动的同时，减小了桅杆端部产生的高应力。
(3)内层桅杆管壁与第一内层桅杆内滑道支撑板的连接处的外侧，及内层桅杆管壁与第二内层桅杆内滑道支撑板的连接处的外侧均有倒角结构，避免外层桅杆外滑道与内层桅杆内滑道相互滑动时发生卡死现象。
(4)第一外层桅杆外滑道支撑板与第一内层桅杆内滑道支撑板之间有第一间隙,第二外层桅杆外滑道支撑板与第二内层桅杆内滑道支撑板之间有第二间隙,第一间隙及第二间隙的存在，降低了桅杆间的装配精度，便于桅杆的装配，提高了装配效率。
附图说明
附图1是现有技术的船用可升降式风帆桅杆的主视图的示意图。
附图2是现有技术的船用可升降式风帆桅杆的内层桅杆和外层桅杆配合的截面图的示意图。
附图3是本发明的一种复合材料圆筒式船用可升降式风帆桅杆的内层桅杆和外层桅杆配合的截面图的示意图。
附图4是本发明的一种复合材料圆筒式船用可升降式风帆桅杆的一个外层桅杆外滑道的截面图的示意图。
附图5是本发明的一种复合材料圆筒式船用可升降式风帆桅杆的一个内层桅杆内滑道的截面图的示意图。
附图6是本发明的一种复合材料圆筒式船用可升降式风帆桅杆的内层桅杆和外层桅杆配合的A向的一个外层桅杆外滑道与一个内层桅杆内滑道配合的截面图局部放大图的示意图。
图中：100是外层桅杆，200是内层桅杆，120是外层桅杆外滑道，121是外层桅杆管壁，230是内层桅杆内滑道，231是内层桅杆管壁，123是第一外层桅杆外滑道支撑板，124是第二外层桅杆外滑道支撑板，121是外层桅杆管壁，122是外层桅杆外滑道板，125是外层桅杆外滑道加强板，232是内层桅杆内滑道板，233是第一内层桅杆内滑道支撑板，234是第二内层桅杆内滑道支撑板，401是第一间隙，402是第二间隙。
具体实施方式
优选实施方式
一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于,包括：外层桅杆100、内层桅杆200，内层桅杆200可滑动地套在外层桅杆100内；
所述外层桅杆100包括：外层桅杆管壁121、外层桅杆外滑道120；
所述外层桅杆管壁121为圆筒形，其内壁上设置有沿管壁全高度布置的外层桅杆外滑道120；
所述内层桅杆200包括：内层桅杆管壁231、内层桅杆内滑道230；
所述内层桅杆管壁231为圆筒形，其外壁上设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆内滑道230；
外层桅杆外滑道120包括：第一外层桅杆外滑道支撑板123、第二外层桅杆外滑道支撑板124、外层桅杆外滑道板122、外层桅杆外滑道加强板125；
第一外层桅杆外滑道支撑板123的一端固定设置在外层桅杆管壁121的内壁上，第二外层桅杆外滑道支撑板124的一端固定设置在外层桅杆管壁121的内壁上；外层桅杆外滑道板122的两端分别固定设置在第一外层桅杆外滑道支撑板123上、第二外层桅杆外滑道支撑板124上；外层桅杆外滑道加强板125固定设置在外层桅杆管壁121的内壁与外层桅杆外滑道板122之间；
外层桅杆管壁121、外层桅杆外滑道板122与外层桅杆外滑道加强板125的厚度相同；
第一外层桅杆外滑道支撑板123、第二外层桅杆外滑道支撑板124的厚度相同，为外层桅杆管壁121厚度的2-2.5倍。
内层桅杆内滑道230包括：内层桅杆内滑道板232、第一内层桅杆内滑道支撑板233、第二内层桅杆内滑道支撑板234；
第一内层桅杆内滑道支撑板233的一端固定设置在内层桅杆管壁231的外壁上，第二内层桅杆内滑道支撑板234的一端固定设置在内层桅杆管壁231的外壁上；第一内层桅杆内滑道支撑板233的另一端与第二内层桅杆内滑道支撑板234的另一端之间固定设置有内层桅杆内滑道板232；
内层桅杆管壁231、内层桅杆内滑道板232、第一内层桅杆内滑道支撑板233、第二内层桅杆内滑道支撑板234的厚度相同；
外层桅杆外滑道板122与第一外层桅杆外滑道支撑板123、第二外层桅杆外滑道支撑板124构成一个梯形剖面卡槽，与内层桅杆内滑道板232、第一内层桅杆内滑道支撑板233、第二内层桅杆内滑道支撑板234构成的梯形剖面结构相配合，构成锁紧式滑道结构；如图4所示：来自于内层桅杆内滑道传递的扭转力分解为F1和F2，由于F1小于F，因此减小了内层桅杆200对外层桅杆100的直接挤压作用，在有效地防止桅杆间相对转动的同时，减小了桅杆端部产生的高应力。第一外层桅杆外滑道支撑板123与第一内层桅杆内滑道支撑板233之间有第一间隙401,第二外层桅杆外滑道支撑板124与第二内层桅杆内滑道支撑板234之间有第二间隙402。第一间隙401及第二间隙402的存在，降低了桅杆间的装配精度，便于桅杆的装配，提高了装配效率。
所述外层桅杆外滑道120有4个，轴对称均匀分布在外层桅杆100的外层桅杆管壁121的内壁上；内层桅杆内滑道230有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆200的内层桅杆管壁231的外壁上。
所述外层桅杆外滑道板122的配合面上敷设耐磨材料，内层桅杆内滑道板232的配合面上敷设耐磨材料。
所述外层桅杆100与内层桅杆200的材料均为复合材料。外层桅杆外滑道板122的配合面上敷设耐磨材料，内层桅杆内滑道板232的配合面上敷设耐磨材料均选用与复合材料结合良好的的耐磨材料，耐磨材料在复合材料制备过程中贴敷于复合材料板的外层桅杆外滑道板122的配合面及内层桅杆内滑道板232的配合面上。所述复合材料使用烘箱-真空袋法成型，模具为玻璃钢或钢制模具，主材为预浸料；除内层桅杆内滑道板232及外层桅杆外滑道板122外，外层桅杆100与内层桅杆200表面采用密封胶或喷涂油漆的方式进行防腐、耐老化防护。
所述外层桅杆管壁121与内层桅杆管壁231均为单层板结构。
所述外层桅杆管壁121与内层桅杆管壁231均为双层板结构，双层板结构上均设置有加强筋结构。实际设计中，可根据桅杆屈曲衡准要求，确定外层桅杆管壁121与内层桅杆管壁231是否需要进行加筋。
所述内层桅杆200的外管壁上还设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆外滑道220。
所述内层桅杆外滑道220有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆200的内层桅杆管壁231的内壁上，与4个内层桅杆内滑道230交错分布。4个内层桅杆外滑道220与4个内层桅杆内滑道230交错分布，可以保持桅杆在升起状态下承力均匀。内层桅杆外滑道220的形状与外层桅杆外滑道120的形状一致，但尺寸略小，可以与下一级更细的具有与内层桅杆内滑道230形状一致的梯形截面外滑道的桅杆相配合，组成3级可升降的风帆桅杆。
所述梯形剖面卡槽的梯形剖面2个内角为锐角的角度均为30°-60°。
所述内层桅杆管壁231与第一内层桅杆内滑道支撑板233的连接处的外侧，及内层桅杆管壁231与第二内层桅杆内滑道支撑板234的连接处的外侧均有倒角结构，所述第一间隙401与第二间隙402的间隙的宽度均为2mm-5mm。
外层桅杆100、内层桅杆200的端部设置有卡扣配合结构，可以在外层桅杆100、内层桅杆200相互滑动到端部后相互卡紧，卡紧后外层桅杆100、内层桅杆200不能沿轴向相互运动。
外层桅杆外滑道120与内层桅杆内滑道230结构简单，设置在圆筒形桅杆上，制造工艺简单，生产效率提高。
外层桅杆100与内层桅杆200采用梯形剖面卡槽与梯形槽相配合的锁紧式滑道结构，减小了内层桅杆100对外层桅杆200的直接挤压作用，在有效地防止桅杆间相对转动的同时，减小了桅杆端部产生的高应力。
内层桅杆管壁231与第一内层桅杆内滑道支撑板233的连接处的外侧，及内层桅杆管壁231与第二内层桅杆内滑道支撑板234的连接处的外侧均有倒角结构，避免外层桅杆外滑道与内层桅杆内滑道相互滑动时发生卡死现象。
第一外层桅杆外滑道支撑板123与第一内层桅杆内滑道支撑板233之间有第一间隙401,第二外层桅杆外滑道支撑板124与第二内层桅杆内滑道支撑板234之间有第二间隙402，第一间隙401及第二间隙402的存在，降低了桅杆间的装配精度，便于桅杆的装配，提高了装配效率。
Claims (10)
1.一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于,包括：外层桅杆(100)、内层桅杆(200)，内层桅杆(200)可滑动地套在外层桅杆(100)内；
所述外层桅杆(100)包括：外层桅杆管壁(121)、外层桅杆外滑道(120)；
所述外层桅杆管壁(121)为圆筒形，其内壁上设置有沿管壁全高度布置的外层桅杆外滑道(120)；
所述内层桅杆(200)包括：内层桅杆管壁(231)、内层桅杆内滑道(230)；
所述内层桅杆管壁(231)为圆筒形，其外壁上设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆内滑道(230)；
外层桅杆外滑道(120)包括：第一外层桅杆外滑道支撑板(123)、第二外层桅杆外滑道支撑板(124)、外层桅杆外滑道板(122)、外层桅杆外滑道加强板(125)；
第一外层桅杆外滑道支撑板(123)的一端固定设置在外层桅杆管壁(121)的内壁上，第二外层桅杆外滑道支撑板(124)的一端固定设置在外层桅杆管壁(121)的内壁上；外层桅杆外滑道板(122)的两端分别固定设置在第一外层桅杆外滑道支撑板(123)上、第二外层桅杆外滑道支撑板(124)上；外层桅杆外滑道加强板(125)固定设置在外层桅杆管壁(121)的内壁与外层桅杆外滑道板(122)之间；
外层桅杆管壁(121)、外层桅杆外滑道板(122)与外层桅杆外滑道加强板(125)的厚度相同；
第一外层桅杆外滑道支撑板(123)、第二外层桅杆外滑道支撑板(124)的厚度相同，为外层桅杆管壁(121)厚度的2-2.5倍。
内层桅杆内滑道(230)包括：内层桅杆内滑道板(232)、第一内层桅杆内滑道支撑板(233)、第二内层桅杆内滑道支撑板(234)；
第一内层桅杆内滑道支撑板(233)的一端固定设置在内层桅杆管壁(231)的外壁上，第二内层桅杆内滑道支撑板(234)的一端固定设置在内层桅杆管壁(231)的外壁上；第一内层桅杆内滑道支撑板(233)的另一端与第二内层桅杆内滑道支撑板(234)的另一端之间固定设置有内层桅杆内滑道板(232)；
内层桅杆管壁(231)、内层桅杆内滑道板(232)、第一内层桅杆内滑道支撑板(233)、第二内层桅杆内滑道支撑板(234)的厚度相同；
外层桅杆外滑道板(122)与第一外层桅杆外滑道支撑板(123)、第二外层桅杆外滑道支撑板(124)构成一个梯形剖面卡槽，与内层桅杆内滑道板(232)、第一内层桅杆内滑道支撑板(233)、第二内层桅杆内滑道支撑板(234)构成的梯形剖面结构相配合，构成锁紧式滑道结构；第一外层桅杆外滑道支撑板(123)与第一内层桅杆内滑道支撑板(233)之间有第一间隙(401),第二外层桅杆外滑道支撑板(124)与第二内层桅杆内滑道支撑板(234)之间有第二间隙(402)。
2.如权利要求1所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：外层桅杆外滑道(120)有4个，轴对称均匀分布在外层桅杆(100)的外层桅杆管壁(121)的内壁上；内层桅杆内滑道(230)有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆(200)的内层桅杆管壁(231)的外壁上。
3.如权利要求1所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：外层桅杆外滑道板(122)的配合面上敷设耐磨材料，内层桅杆内滑道板(232)的配合面上敷设耐磨材料。
4.如权利要求1所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：外层桅杆(100)与内层桅杆(200)的材料均为复合材料。
5.如权利要求1所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：外层桅杆管壁(121)与内层桅杆管壁(231)均为单层板结构。
6.如权利要求1所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：外层桅杆管壁(121)与内层桅杆管壁(231)均为双层板结构，双层板结构上均设置有加强筋结构。
7.如权利要求2所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：内层桅杆(200)的外管壁上还设置有沿管壁全高度布置的内层桅杆外滑道(220)。
8.如权利要求7所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：内层桅杆外滑道(220)有4个，轴对称均匀分布在内层桅杆(200)的内层桅杆管壁(231)的内壁上，与4个内层桅杆内滑道(230)交错分布。
9.如权利要求7所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：梯形剖面卡槽的梯形剖面2个内角为锐角的角度均为30°-60°。
10.如权利要求7所述的一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆,其特征在于：内层桅杆管壁(231)与第一内层桅杆内滑道支撑板(233)的连接处的外侧，及内层桅杆管壁(231)与第二内层桅杆内滑道支撑板(234)的连接处的外侧均有倒角结构，所述第一间隙(401)与第二间隙(402)的间隙的宽度均为2mm-5mm。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311451978.5A Pending CN117622378A (zh) | 2023-11-03 | 2023-11-03 | 一种圆筒式船用可升降式风帆桅杆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117622378A (zh) |
-
2023
- 2023-11-03 CN CN202311451978.5A patent/CN117622378A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |