拖轮尾排式排气管防浪装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拖轮尾排式排气管防浪装置，水平设置的防浪装置本体（4）内安装有上止动环（7）、下止动环（15）和防浪板组件（14），防浪板组件包括上部防浪板（141）、下部防浪板（142）和转动轴（19）；上下部防浪板以转动轴为旋转中心转动并能封住防浪装置本体，上止动环和下止动环对应于上部防浪板和下部防浪板，伸出防浪装置本体外的转动轴安装有摆动臂（8），摆动臂顶部安装有连杆（3）和复位弹簧（11），连杆另一端连接于摆杆臂（2），复位弹簧另一端安装于基座组件（12）上，摆杆臂另一端安装于伺服电机（1）输出轴上，摆动臂左右摆动带动防浪板组件转动；防浪装置本体安装于拖轮尾排式排气管出口处。
【专利说明】拖轮尾排式排气管防浪装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种拖轮尾排气式排气管的防浪(防倒灌)装置。
【背景技术】
[0002]拖轮是用于拖带、顶推船舶的专用船舶，拖轮具有船体小巧，但主机功率强劲的特点。是各港口码头用于港口卸载作业，协助船舶安全靠离码头过程中必不可少的设施装备。主机是为船舶提供主动力；拖轮主机主要是大功率的船用四冲程柴油机。柴油机是以柴油为燃料，将柴油以一定的规律在由汽缸盖、活塞和缸套组成的密闭燃烧室内喷射、雾化、燃烧、爆炸，推动活塞做功，并通过活塞连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的回转运动。同时，柴油经过燃烧后，一部分能量转换成为机械能，另一部分转换成热能，还有一部分将以废气形式被排出机外。由此可见，柴油机组排气是否畅通，对拖轮的系统保障和安全运行显得尤为重要。
[0003]目前船舶柴油机的排气管布置方式有两种，分别是上排气式和尾排气式。在实际的使用过程中，都各有优缺点；而它们的各自缺陷对于要求灵活操纵的港作拖轮来说，都存在着不同程度的安全隐患。
[0004]对于上排气式排气管来说，拖轮作业环境一般都较为恶劣，经常要遭遇狂风大浪的侵袭。为了能尽可能的减小受风面积，达到一定能量的抗风等级，其船体的上部规划设计都统筹得比较矮实。目前，一般拖轮在主甲板以上的建筑均只布置了二层，一层为船员生活区，二层为驾驶操纵室。上排气式的排气管布置在二层甲板区域，而且是在驾驶室后方的左右两侧。这样的设计对于在作业过程中驾驶员来说，拖轮后方视线就会造成一定的影响，不利于拖轮行驶及顶推作业安全。
[0005]对于尾排气式排气管来说，由于尾排式排气管位置较低，与海平面距离较接近。所以，一旦遭遇大风浪等恶劣天气，当拖轮处于码头系泊状态过程时，海水很容易的就会通过排气管倒灌进入至主柴油机组系统中(以下简称主机)，造成主机故障。而在拖轮作业过程中或者主机在运转过程中，由于排气背压的缘故，一般不会发生倒灌。所以，对于采用尾排式排气管的拖轮来说，只有在恶劣海况下，且拖轮处于系泊时才会发生海水从排气管倒灌的现象。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种拖轮尾排式排气管防浪装置，该装置能防止海水经排气管倒灌入柴油机中，从而保障拖轮主机的安全顺行。
[0007]为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种拖轮尾排式排气管防浪装置，包括:防浪装置本体、防浪板组件、摆动臂、连杆、摆杆臂、伺服电机、基座组件；
[0009]所述防浪装置本体水平设置，防浪装置本体内安装有上止动环、下止动环和防浪板组件，防浪板组件包括上部防浪板、下部防浪板和转动轴，上部防浪板、下部防浪板和转动轴组成一体，转动轴位于上部防浪板和下部防浪板之间；
[0010]所述转动轴安装于防浪装置本体内，转动轴与防浪装置本体的轴线相垂直，上、下部防浪板以转动轴为旋转中心转动并能封住防浪装置本体，安装于防浪装置本体内上下部的上止动环和下止动环对应于防浪板组件的上部防浪板和下部防浪板，转动轴一端伸出于防浪装置本体内外，伸出防浪装置本体外的转动轴安装有摆动臂，摆动臂顶部安装有连杆和复位弹簧，连杆和复位弹簧为反向安装，连杆另一端连接于摆杆臂，复位弹簧另一端安装于基座组件上，摆杆臂另一端安装于伺服电机输出轴上，摆动臂左右摆动带动防浪板组件转动；
[0011]所述防浪装置本体安装于拖轮尾排式排气管出口处。
[0012]所述防浪装置本体上部上止动环靠近内面设有凹处并安装有压力传感器，压力传感器输出接控制器。
[0013]所述防浪装置本体下部下止动环靠近内面设有集污井，集污井底部安装有排污阀，集污井内安装有液位继电器，液位继电器输出接控制器。
[0014]所述摆动臂的左右侧安装有左侧行程开关和右侧行程开关，以控制摆动臂的摆动角度。
[0015]所述上、下部防浪板组成的防浪板组件截面为一字形，上、下部防浪板厚度比值为1:2，并且由相同材质材料制成。
[0016]本实用新型通过在拖轮尾排式排气管出口处安装防浪装置本体和防浪板组件，防浪板组件经摆动臂、连杆和摆杆臂连接伺服电机输出轴，控制伺服电机来控制防浪板组件的转动，从而防止海水倒灌进入排气管。
[0017]本实用新型的防浪装置的实时监控与应急功能是由压力传感器和集污井中的液位继电器来实现的。以压力传感器实现防浪装置在工作状态下(柴油机运转时)的实时监测，确保防浪装置在异常关闭时能够及时发出声光报警。以液位继电器实现柴油机在停机状态下，防浪装置处于异常开启时控制器发出海水倒灌声光报警。
[0018]本实用新型的防浪装置解决了采用尾排气式拖轮在停泊状态下，在恶劣海况时海水经排气管倒灌入柴油机中，影响设备的安全的缺陷，保障柴油机的安全顺行。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型拖轮尾排式排气管防浪装置结构示意图；
[0020]图2为本实用新型的防浪板组件结构示意图；
[0021]图3为防浪板组件侧视示意图。
[0022]图中:I伺服电机，2摇杆臂，3连杆，4防浪装置本体，5左侧行程开关，6，压力传感器，7上止动环，8摆动臂，9右侧行程开关，10法兰，11复位弹簧，12基座组件，13防浪板位移角度，14防浪板组件，141上部防浪板，142下部防浪板，15下止动环，16集污井，17排污阀，18液位继电器，19转向轴，20摆动臂位移角度，21手轮，22摇杆臂位移角度。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0024]参见图1至图3，一种拖轮尾排式排气管防浪装置，包括:防浪装置本体4、防浪板组件14、摆动臂8、连杆3、摆杆臂2、伺服电机1、基座组件12 ；
[0025]所述防浪装置本体4水平设置，防浪装置本体4内安装有上止动环7、下止动环15和防浪板组件14，防浪板组件14包括上部防浪板141、下部防浪板142和转动轴19，上、下部防浪板141、142组成的防浪板组件14截面为一字形，上、下部防浪板141、142厚度比值为1:2，并且由相同材质材料制成，该材料为防腐材质，如不锈钢、高强度工程塑料等。上部防浪板141、下部防浪板142和转动轴19组成一体，转动轴19位于上部防浪板141和下部防浪板142之间。
[0026]所述转动轴19安装于防浪装置本体4内，转动轴19与防浪装置本体4的轴线相垂直，上下部防浪板141、142以转动轴19为旋转中心转动并能封住防浪装置本体4，安装于防浪装置本体4内上下部的上止动环7和下止动环15对应于防浪板组件14的上部防浪板141和下部防浪板142，转动轴19 一端伸出于防浪装置本体4内外，伸出防浪装置本体4外的转动轴19安装有摆动臂8，摆动臂8顶部安装有连杆3和复位弹簧11，连杆3和复位弹簧11为反向安装，连杆3另一端连接于摆杆臂2，复位弹簧11另一端安装于基座组件12上，摆杆臂2另一端安装于伺服电机I输出轴上，摆动臂8左右摆动带动防浪板组件14转动。防浪板组件14为上轻下重，可以实现降低防浪板组件14重心高度，使其在自然状态下始终处于下垂关闭状。
[0027]防浪板组件14是以转动轴19为旋转基点展开沿圆周方向旋转，转动轴19设置为水平方向。当防浪板组件14处于垂直位置时，防浪板组件14对于防浪装置本体4起到关闭作用；当防浪板位移角度13达到90度或接近90度时，防浪板组件14处于水平位置，防浪板组件14对于防浪装置本体4起到开启作用，排气管通畅。上、下止动环7和15则起到对防浪板组件14的旋向定位作用。
[0028]所述摆动臂8的左右侧安装有左侧行程开关5和右侧行程开关9，以控制摆动臂8的摆动角度，也即为转动轴9的转动角度。
[0029]所述防浪装置本体4经法兰10安装于拖轮尾排式排气管出口处。
[0030]为对防浪装置本体4和防浪板组件14运行状况进行监控并进行故障报警，所述防浪装置本体4上部上止动环7靠近内面设有凹处并安装有压力传感器6，压力传感器输出接控制器。所述防浪装置本体4下部下止动环15靠近内面设有集污井，集污井底部安装有排污阀17，集污井16内安装有液位继电器18，液位继电器18输出接控制器。压力传感器6和集污井16中的液位继电器18用于对主机的柴油机工作时进行实时监控。
[0031]本实用新型拖轮尾排式排气管防浪装置的工作过程:
[0032]当主机的柴油机组启动前，控制器已具备启动条件，自动控制的伺服机构I进入工作状态，在伺服电机I带动摇杆臂2，在摇杆臂2摆动作用下，拉动连杆3带动摆动臂8做逆时针旋转状，从而将防浪板组件14有效带动旋转，防浪板位移角度13达到至水平开启位置，并触发左侧行程开关5动作，伺服电机I停止，伺服电机I带动摇杆臂2至摇杆臂位移角度22，防浪板组件14的最大旋转角度被限制为90°，此时，排气通道处于顺排状态，保证柴油机的正常工作。
[0033]当主机的柴油机组停机，根据控制器得到的检测信息，自动控制的伺服机构I做反向转动，摇杆臂2随即做顺时针旋转状，此时，防浪板组件14在水平位置13由于重力配置、以及复位弹簧11的共同作用下，自动回位至防浪板组件14的旋转起点，即垂直位置，并触发右侧行程开关9动作，伺服电机I停止，上止动环7和下止动环15起作用，限制了防浪板组件14的旋转，有效关闭了排气通道，有效防止海水倒灌入排气管。
[0034]本实用新型拖轮尾排式排气管防浪装置的实时监控与应急功能是由压力传感器6和集污井16中的液位继电器18来实现的。当防浪装置发生故障，防浪板组件14不能及时准确开启，由于排气背压的升高而触发控制器报警，此时可以通过手动操作伺服电机旁的手轮21来实现强制开启，从而保证柴油机的正常工作。而当防浪装置发生卡阻无法关闭时，集污井16中的液位继电器18就会触发信号给控制器进行报警。此时，可以通过手动操作伺服电机旁的手轮21和摆动臂8，强制将防浪板组件14关闭。当手动关闭后，打开排污阀17，放尽集污井16中的残水，液位继电器18复位。
[0035]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种拖轮尾排式排气管防浪装置，其特征是:包括:防浪装置本体(4)、防浪板组件(14)、摆动臂(8)、连杆(3)、摆杆臂(2)、伺服电机(I)、基座组件(12)； 所述防浪装置本体(4)水平设置，防浪装置本体(4)内安装有上止动环(7)、下止动环(15)和防浪板组件(14)，防浪板组件(14)包括上部防浪板(141)、下部防浪板(142)和转动轴(19)，上部防浪板(141 )、下部防浪板(142)和转动轴(19)组成一体，转动轴(19)位于上部防浪板(141)和下部防浪板(142)之间； 所述转动轴(19)安装于防浪装置本体(4)内，转动轴(19)与防浪装置本体(4)的轴线相垂直，上下部防浪板(141、142)以转动轴(19)为旋转中心转动并能封住防浪装置本体(4)，安装于防浪装置本体(4)内上下部的上止动环(7)和下止动环(15)对应于防浪板组件(14)的上部防浪板(141)和下部防浪板(142)，转动轴(19) 一端伸出于防浪装置本体内(14)外，伸出防浪装置本体(14)外的转动轴(19)安装有摆动臂(8)，摆动臂(8)顶部安装有连杆(3)和复位弹簧(11)，连杆(3)和复位弹簧(11)为反向安装，连杆(3)另一端连接于摆杆臂(2)，复位弹簧(11)另一端安装于基座组件(12)上，摆杆臂(2)另一端安装于伺服电机(I)输出轴上，摆动臂(8)左右摆动带动防浪板组件(14)转动； 所述防浪装置本体(4)安装于拖轮尾排式排气管出口处。
2.根据权利要求1所述的拖轮尾排式排气管防浪装置，其特征是:所述防浪装置本体(4)上部上止动环(7)靠近内面设有凹处并安装有压力传感器(6)，压力传感器(6)输出接控制器。
3.根据权利要求1所述的拖轮尾排式排气管防浪装置，其特征是:所述防浪装置本体(4)下部下止动环(15)靠近内面设有集污井(16)，集污井(16)底部安装有排污阀(17)，集污井(16)内安装有液位继电器(18)，液位继电器(18)输出接控制器。
4.根据权利要求1所述的拖轮尾排式排气管防浪装置，其特征是:所述摆动臂(8)的左右侧安装有左侧行程开关(5)和右侧行程开关(9)，以控制摆动臂(8)的摆动角度。
5.根据权利要求1所述的拖轮尾排式排气管防浪装置，其特征是:所述上、下部防浪板(141、142)组成的防浪板组件(14)截面为一字形，上、下部防浪板(141、142)厚度比值为1:.2，并且由相同材质材料制成。
【文档编号】F01N13/08GK203783707SQ201320767263
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】王永健, 凌峰, 李斌, 孔利明, 李卫 申请人:宝山钢铁股份有限公司