CN117799761A - 一种桁架式风帆升降装置 - Google Patents
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Abstract
一种桁架式风帆升降装置，回转机构固定在甲板上，回转机构上固定有气缸及桁架式桅杆，气缸位于桁架式桅杆内部中心，气缸的缸体与回转机构固定。在方形桁架式桅杆顶部的一条边上、左右对称固定有滑轮组，滑轮组是两个第一定滑轮并排设置，在滑轮组中间下方、气缸的活塞杆顶部固定有第二定滑轮，钢丝绳两端自第二定滑轮底部穿出向上，绕过滑轮组向下与帆面中心的框架连接。框架为方形框架，位于帆面顶部中心，框架套在桁架式桅杆外部，与桁架式桅杆滑动连接。本发明使用固定于船上的桁架式桅杆代替液压升降桅杆，避免液压杆件漏油风险，降低风帆成本。
Description
技术领域
本发明属于船舶建造及设计领域，具体涉及一种桁架式风帆升降装置。
背景技术
随着全球范围内低碳减排新规的颁布和实施，全球航运业和造船业正在向着绿色化方向发展。风能的利用是近年来国际船舶节能减排领域提出的节能技术之一。因而近几年来，远洋运输的船舶逐渐开始向风能助航方向发展。风能动力虽然无法完全替代船舶燃料，但却可以减少船舶的二氧化碳排放，节省燃油消耗。
风力助推的原理是利用空气流经风力助推装置时产生的升阻力来实现助推。目前主要有翼型风帆，旋筒风帆等，均属于大型设备，且放置于船舶甲板之上，给船舶的稳定性带来了极大的挑战。目前风帆装置大多采用液压桅杆，通过液压杆的上升和下降来驱动风帆升降，粗壮的液压驱动的桅杆造价昂贵且易造成油液泄露，给船舶建造带来了高额的成本以及安全隐患和高额的成本。本专利就是为了降低风帆的成本，形成一种桁架式风帆升降装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种桁架式风帆升降装置，旨在达到避免漏油，安全可靠的目的，其所采用的技术方案是：
一种桁架式风帆升降装置，回转机构固定在甲板上，所述回转机构上固定有气缸及桁架式桅杆，所述桁架式桅杆为方形，所述气缸位于所述桁架式桅杆内部，所述气缸的缸体与所述回转机构固定。
在方形所述桁架式桅杆顶部左右对称固定有滑轮组，所述滑轮组是两个第一定滑轮并排设置，在所述滑轮组中间下方、所述气缸的活塞杆顶部固定有第二定滑轮，钢丝绳两端自所述第二定滑轮底部穿出向上，绕过所述滑轮组向下与帆面中心的框架连接。
所述框架为方形框架，位于所述帆面顶部中心，所述框架套在所述桁架式桅杆外部，与所述桁架式桅杆滑动连接，所述框架的方形四角处设置有四个滑块组，所述滑块组与所述桁架式桅杆的边框相接触，沿所述桁架式桅杆边框上下滑动。
在两个所述滑轮组中间设置有L型限位件，所述L型限位件的开口向外，所述L型限位件的长度大于所述第一滑轮的高度；
所述气缸通过通气管路与储气罐、空压机依次连接，所述储气罐通往所述气缸的通路上设置有阀门。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述滑块组由两个滑块组成，两个所述滑块呈90°角夹持在所述桁架式桅杆的边框上。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，在方形所述桁架式桅杆顶部的两条平行边上固定有所述滑轮组，每条边上的两个所述滑轮组中间都设置有一个L型限位件，所述L型限位件下方对应有一个所述第二定滑轮。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述L型限位件底部呈向上凹陷的圆弧形，所述圆弧形表面贴有环氧树脂。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述桁架式桅杆内部、在四个角处设置有加强肘板。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述L型限位件位于所述第二定滑轮正上方，所述L限位件数量与所述第二定滑轮数量相同。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述桁架式桅杆的横截面为正方形，其高度大于35m小于50m。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述第一定滑轮焊接在所述桁架式桅杆顶部顶板的下表面。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，在所述框架内部、所述滑块铆接有加强筋。
上述一种桁架式风帆升降装置，更近一步地，所述L型限位件底部为弧形钢板。
本发明采用气缸和滑轮的组合系统，对风帆装置进行升降，降低现有液压杆风帆装置的成本，以及漏油风险。同时，滑轮和气缸均为比较常用的构件，组合结构更加可靠与可行，造价和成本较低，可降低现有风帆的整体成本约为原成本的50％。采用桁架式结构，立于船上，不需要对桅杆进行回收，只需要将风帆帆面进行回收即可，代替升降的液压杆件，改变现有风帆结构升降原理，简化工艺，降低成本，减小因为风帆装置所带来的空船重量增加和稳心高度的增加。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是桁架式桅杆连接有储气罐的正面结构示意图；
图3是桁架式桅杆侧视结构示意图；
图4是图1中A-A视角结构示意图；
图5是单面桁架式桅杆结构示意图；
其中，回转机构1、桁架式桅杆2、气缸3、第二定滑轮4、第一定滑轮5、帆面7、储气罐8、阀门9、空压机10、框架11、L型限位件12、环氧树脂13、钢丝绳14、桁架边框201、似三角形202、加强肘板203、滑块1101。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
一种桁架式风帆升降装置，如图1所示，回转机构1固定在甲板上，回转机构上固定有气缸3及桁架式桅杆2，桁架式桅杆为方形，气缸位于桁架式桅杆内部中心，气缸的缸体与回转机构固定。桁架式桅杆内部、在四个角处设置有加强肘板。
如图2、3所示，在方形桁架式桅杆顶部的两条平行边上、左右对称固定有滑轮组，滑轮组是两个第一定滑轮5并排设置，在滑轮组下方中间、气缸的活塞杆顶部固定有第二定滑轮4，钢丝绳14两端自第二定滑轮底部穿出向上，绕过滑轮组向下与帆面中心的框架11连接。通过气缸3的伸缩，使得钢丝绳可以带动风帆帆面7上升或者下降，气缸3与通气管路的一端连通，通气管路的另一端与储气罐8连通，通气管路上设置有阀门9，储气罐8通过管道与空压机10连通，空压机10用于将储气罐8内的气源送进气缸3内。
每条边上的两个滑轮组中间都设置有一个L型限位件12，L型限位件的开口向外，L型限位件底部呈向上凹陷的圆弧形，圆弧形表面贴有环氧树脂13，L型限位件的长度大于第一滑轮的高度，L型限位件位于第二定滑轮正上方。滑轮组起到升降帆面的作用，第二定滑轮起到导向作用。滑轮组最远可升高至L型限位件处。
如图4所示，框架为方形框架，位于帆面顶部中心，框架套在桁架式桅杆外部，与桁架式桅杆滑动连接，框架的方形四角处设置有四个滑块组，滑块组由两个滑块1101组成，两个滑块呈90°角夹持在桁架式桅杆的边框上，滑块组与桁架式桅杆的边框相接触，沿桁架式桅杆边框上下滑动，框架内侧设置若干加强筋，起到刚度作用，滑块与框架为铆接。
如图5所示，桁架式桅杆的横截面为正方形，单面桁架式桅杆高度为n*A+2*B，桁架式桅杆高度大于35m小于50m，宽度为2*B+A，其中n为似三角形202个数，似三角形高度为A，其中设置三角形的支撑结构，三侧连接长度为C，0.3A<C<0.5A,宽度为D,0.1A<D<0.2A，内侧设置面板，桁架式桅杆板四周的桁架边框201采用厚板，宽度为B，0.15A<B<0.2A,厚度为50mm。单面桁架式桅杆板共有4面，组成截面为正方形的桁架式桅杆，桁架直角处设置加强肘板203，加强肘板个数为2n，等间距设置。
似三角形202内圈设置一圈面板，面板的作用是增加桁架结构的强度，同时面板外表面与矩形面平齐，向桁架结构内部设置，此结构可以在桁架结构检修时使用。
本发明提供一种桁架式风帆升降装置，该升降系统采用气缸和滑轮的组合系统，对风帆装置进行升降，降低现有液压杆风帆装置的成本，以及漏油风险。同时，滑轮和气缸均为比较常用的构件，组合结构更加可靠与可行，造价和成本较低，可降低现有风帆的整体成本约为原成本的50％。采用桁架式结构，立于船上，不需要对桅杆进行回收，只需要将风帆帆面进行回收即可，代替升降的液压杆件，改变现有风帆结构升降原理，简化工艺，降低成本，减小因为风帆装置所带来的空船重量增加和稳心高度的增加。
Claims (10)
1.一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，回转机构(1)固定在甲板上，所述回转机构上固定有气缸(3)及桁架式桅杆(2)，所述桁架式桅杆为方形，所述气缸位于所述桁架式桅杆内部中心，所述气缸的缸体与所述回转机构固定；
在方形所述桁架式桅杆顶部左右对称固定有滑轮组，所述滑轮组是两个第一定滑轮(5)并排设置，在所述滑轮组中间下方、所述气缸的活塞杆顶部固定有第二定滑轮，钢丝绳(14)两端自所述第二定滑轮(4)底部穿出向上，绕过所述滑轮组向下与帆面(7)中心的框架连接；
所述框架为方形框架(11)，位于所述帆面顶部中心，所述框架套在所述桁架式桅杆外部，与所述桁架式桅杆滑动连接，所述框架的方形四角处设置有四个滑块组，所述滑块组与所述桁架式桅杆的边框相接触，沿所述桁架式桅杆边框上下滑动；
在两个所述滑轮组中间设置有L型限位件(12)，所述L型限位件的开口向外，所述L型限位件的长度大于所述第一滑轮的高度；
所述气缸通过通气管路与储气罐(8)、空压机(10)依次连接，所述储气罐通往所述气缸的通路上设置有阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述滑块组由两个滑块(1101)组成，两个所述滑块呈90°角夹持在所述桁架式桅杆的边框上。
3.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，在方形所述桁架式桅杆顶部的两条平行边上对称固定有所述滑轮组，每条边上的两个所述滑轮组中间都设置有一个L型限位件，所述L型限位件下方对应有一个所述第二定滑轮。
4.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述L型限位件底部呈向上凹陷的圆弧形，所述圆弧形表面贴有环氧树脂(13)。
5.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述桁架式桅杆内部、在四个角处设置有加强肘板(203)。
6.根据权利要求1或3或4所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述L型限位件位于所述第二定滑轮正上方，所述L限位件数量与所述第二定滑轮数量相同。
7.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述桁架式桅杆的高度大于35m小于50m。
8.根据权利要求1所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述第一定滑轮焊接在所述桁架式桅杆顶部顶板的下表面。
9.根据权利要求2所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，在所述框架内部、所述滑块铆接有加强筋。
10.根据权利要求4所述的一种桁架式风帆升降装置，其特征在于，所述L型限位件底部为弧形钢板。
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