用于极地船舶甲板机械防寒的电伴热装置的制作方法

本发明涉及一种用于极地船舶甲板机械防寒的电伴热装置，适用于船舶在极寒地区安全释放救生艇或筏。

背景技术：

极地地区包括南极和北极是地球最寒冷区域，近20年来，随着全球气候变暖，北极海冰加速融化，北极航道比传统亚美航线缩短40%，其航运利益引人注目。南极地区除科考目的外，南极观光每年以10%-15%速度增长。

随着人类的脚步往两极延伸，越来越多的船舶驶向地球最寒冷的区域，为了防止在极寒地区救生艇架由于积冰而导致设备无法运行，钢材采用低温材料(如：eh36具有低温冲击性能的高强度板)，液压油采用防冻液压油(如:l-h46可以在-30℃～65℃正常运行)，润滑油采用防冻润滑油（如：zg-3）。虽然有了这些措施，但是还有可能在设备的转动部件（特别是轴部件）和吊钩部件会积冰。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述技术问题，提供一种专门给轴加热的电伴热装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于极地船舶甲板机械防寒的电伴热装置，包括固定臂和移动臂，所述固定臂固定在船体上，所述移动臂经滚轮驱动以固定臂为轨道来回移动，所述滚轮中的轴一端部安装有加热管，另一端部安装有温控探头，所述温控探头通过温控器、继电器与加热管相连接，所述温控器、继电器、加热管、温控探头分别与船舶的供电模块连接。

进一步，所述加热管、温控探头均分别通过在轴上钻孔固定在轴内部。

进一步，所述加热管至少设置有两个。

进一步，所述轴为不锈钢制成。

进一步，所述加热管的加热温度范围为-10℃—10℃。

进一步，所述加热管的加热温度范围为-10℃—10℃。

进一步，所述加热管为纯电阻元器件，其阻值为0.5kω，工作电压380v。

进一步，所述加热管为纯电阻元器件，其阻值为0.5kω，工作电压380v。

进一步，所述加热管为纯电阻元器件，其阻值为0.5kω，工作电压380v。

本发明的有益效果是：

1、本发明将滚轮部件中的轴加热，通过热传导作用，将热量经轴传导到滚轮，使滚轮温度始终保持在0℃以上，以保证移动臂顺利从固定臂中伸出及缩回。

2、本发明采用温控器和继电器来使得加热管自动启动加热或关闭，实现了智能化温度控制，解决了由于低温积冰，移动臂无法从固定臂中伸出的难题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的移动臂收纳在固定臂内的结构示意图；

图2是本发明的移动臂伸出固定臂的结构示意图；

图3是本发明的加热管、温度探头与轴安装结构示意图；

图4是本发明的恒温控制工作原理图；

图中：1.船体，2.固定臂，3.移动臂,4.滚轮，5.轴，6.吊钩,7.温控探头，8.加热管一，9.加热管二。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

我们具体运用的产品是专门用来吊筏的装置，该装置安装在露天甲板上，环境条件恶劣（-30℃—55℃）。如图1和图2所示，从存放筏位置到收放筏位置，固定臂2固定在船体1上，通过吊钩6来吊起救生艇或筏从母船降放到水中，在吊的过程中，移动臂3经滚轮4驱动从固定臂2中伸出，滚轮4部件与固定臂2是滚动摩擦。我们给滚轮4部件中的轴5加热，通过热传导作用，将热量经轴5传导到滚轮4，使滚轮4温度始终保持在0℃以上，以保证移动臂3顺利从固定臂2中伸出。

如图3所示，在轴5的右端安装两个加热管，即加热管一8、加热管二9，左端安装一个温控探头7，将温控探头7远离加热管，而不是靠着加热管，是要保证整个轴5的加热温度均匀，并在轴5上钻孔，将加热管和温控探头7安装在轴5内部，保证热量的最大传导效果。

对温度的控制是保证滚轮温度始终保持在0℃以上的关键，加热温度过低，不能满足要求，加热温度过高，对于船舶供电是很大的浪费。最终，我们选用了thc-80系列温控器，该温控器采用计算机微电脑技术，具备pid功能与自整定功能，上下限报警输出，通过无触点继电器控制温控探头的通断电。同时，我们发现温度的设定不能是一个单独的值，而应该是一个温度范围。如果是单独的值（比如设定2℃），当轴温度加热到2℃时，加热管wt1,wt2停止工作，但温度很快就冷却到2℃以下，加热管wt1,wt2又通电工作，就会不停的开开关关，大大降低了加热管wt1,wt2的寿命。经过多次试验，我们将温度范围设定在-10℃-10℃之间，低于-10℃加热管wt1,wt2通电工作，高于10℃加热管wt1,wt2停止工作。这样既满足了要求，又降低了加热管的使用频率，延长寿命。

本发明中的滚轮轴5的材料为不锈钢材质，直径φ80mm，长度300mm,重量约26kg，其比热容为500j/kg.℃，我们将加热温度的范围下限定在-10℃，上限在10℃，轴升温所需热量q轴=c*m*△t=500*26*20=260000j，其中，△t表示轴的所需温度与初始温度的差，即初始温度低于-10℃时开始加热，当达到所需温度10℃时停止加热。

一般，从准备放筏开始，到人员到齐，期间操作人员要解除设备上的帆布罩，拆开捆绑在救生筏上的绳索，估计需要10-15分钟时间。为了保证设备在第一时间能运行，我们将加热时间定在10分钟之内。由于加热温度的范围下限定在-10℃，上限在10℃，发热管为纯电阻元器件，我们选用的发热管阻值为0.5kω，工作电压380v，根据电热管发热量计算公式:

w=p*t=(u2/r)*t=(3802/500)*10*60=173280j;纯电阻电路其电能就等于热能

所以q’=w=173280j;两根加热管的热能q=2*q’=2*173280=346560j>260000j，

所以需要两根加热管才能满足在10-15分钟时间内将轴的温度加热到10℃。

如图4及表1所示，温控探头rt1检测实时轴的温度，将检测到的模拟信号传给温控器xm，温控器经ad转换后，将温控探头rt1输入的模拟信号转换成数字信号，与事先设定温度的下限比较，如果低于设定温度，xm则发出触发信号将无触点继电器ar1、ar2接通，wt1、wt2通电，给轴加热。加热一段时间后，rt1检测到实时轴的温度超过设定温度的上限，温控器xm则发出断开触发信号将无触点继电器ar1、ar2断开，wt1、wt2失电，轴自然冷却。

表1图4中的元器件相应的代号、名称及选用型号

序号代号名称型号

1qf电源开关ic65n

2xm温控器thc-80

3rt1温控探头k7x50

4ar1、ar2无触点继电器mgr-1d4840

5wt1、wt2加热器yc-65-150

本发明当船舶在极寒地区遇险，人员需要逃生时，能够保证救生艇架安全可靠的将救生艇或筏从母船降放到水中。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。