本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法。
背景技术：
随着社会经济的日益发展，越来越到的桥梁被设计和建造，在方便了人们交通出行的同时，也对船舶通过的净空高度作出了一定的限制。这一点在液化气体运输船设计时体现的最为明显。
根据igc规范要求透气桅需布置在露天甲板上，且明确定义了液化气体运输船透气桅的最小高度需高于露天甲板6米或b/3(b为船舶型宽)，两者取大值。在这种情况下，透气桅高度往往就成为决定中、小型液化气体运输船净空高度的主要因素，即影响船舶的过桥能力及适用性的主要矛盾。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，用以解决上述背景技术中存在的问题。
一种液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，所述伸缩式透气桅包括安装在露天甲板上的透气桅基座、安装在透气桅基座上的固定桅管、活动套设在固定桅管内的活动桅管以及固定在活动桅管顶部的透气帽；所述活动桅管的两侧安装有调节机构，调节机构通过传动机构与驱动机构相连；
所述伸缩式透气桅的过桥控制方法具体包括以下步骤：
s1，液化气体运输船过桥之前，固定桅管与活动桅管通过锁紧环锁紧固定；
s2，拆除锁紧环上的紧固件，解除活动桅管与固定桅管之间的锁紧；
s3，启动驱动机构，驱动机构通过传动机构带动调节机构以竖直方向为轴心进行转动，调节机构带动活动桅管向下移动直至伸缩式透气桅达到收纳状态，伸缩式透气桅保持收纳状态以使液化气体运输船行驶过桥梁；
s4，液化气体运输船过桥后，驱动机构通过传动机构带动调节机构反向转动，调节机构带动活动桅管向上移动直至伸缩式透气桅达到工作状态。
优选地，所述调节机构包括安装在活动桅管两侧的滑块、垂直穿过滑块且与滑块螺纹连接的调节杆，所述滑块的侧面水平安装有行程挡板，调节杆的上端安装有限位开关，调节杆的杆体上安装有滑动轴承，滑动轴承与水平固定在固定桅管侧面的连接杆相固定，所述调节杆的下端与传动机构相连。
优选地，固定桅管的下部设置有用以通入液货舱内的蒸发气的进气管，固定桅管的上端设置有密封结构，当伸缩式透气桅达到工作状态时，密封结构对固定桅管与活动桅管之间的缝隙进行密封。
优选地，所述活动桅管的底部设置有凸肩结构，活动桅管的上部管体的外壁上设置有限位块和固定杆，所述滑块安装在固定杆上。
优选地，步骤s3中调节机构带动活动桅管向下移动直至伸缩式透气桅达到收纳状态的过程中，
当活动桅管向下移动第一距离时，限位开关与行程挡板相脱离，限位开关向船舶控制系统传递电信号，船舶控制系统发出报警信号，以提示工作人员此时伸缩式透气桅处于非正常工作状态；
然后，活动桅管继续向下移动，当活动桅管的限位块与密封结构的顶部相接触时，伸缩式透气桅达到收纳状态，此时，判断驱动机构的扭矩或电流是否超过设定值，若超过，则船舶控制系统控制驱动机构停止工作。
优选地，步骤s4中伸缩式透气桅达到工作状态时，活动桅管的凸肩结构与密封结构的底部相接触，同时限位开关在行程挡板的作用下复位，伸缩式透气桅处于非正常工作状态的报警信号解除，此时，判断驱动机构的扭矩或电流是否超过设定值，若超过，则船舶控制系统控制驱动机构停止工作。
优选地，所述密封结构包括压盖和密封垫片，所述压盖为凸台状结构，压盖扣合在固定桅管的管腔内且其台面通过紧固件与固定桅管连接固定，所述压盖与固定桅管的接触面之间、压盖与活动桅管的接触面之间均设置有密封垫。
优选地，所述调节杆为一部分杆体设置有外螺纹的直杆，所述滑动轴承安装在调节杆的未设外螺纹的部位上。
优选地，所述传动机构包括垂直固定在露天甲板上的多个支撑杆、固定在支撑杆上的传动轴承、穿过传动轴承的传动轴、固定在传动轴上的第一驱动齿轮、以及固定在调节杆底部并与第一驱动齿轮相啮合的第二驱动齿轮，所述传动轴的端部安装有与驱动机构的第三驱动齿轮相啮合的连接齿轮。
优选地，所述透气桅基座与固定桅管的连接处安装有用以将两者隔开的隔板。
本发明的有益效果是：
本发明创造性地将透气桅设计为伸缩式结构，并对活动桅管与固定桅管之间设置了密封结构，不仅满足了透气桅在正常工作状态下的密性要求，同时也可采用电动或手动驱动调节透气桅的整体高度，冗余度高，故障率低，工作可靠，与传统透气桅设计相比，可灵活调节透气桅的高度，有效地解决了透气桅高度对船舶净空高度的影响，减少净空高度对船型设计的掣肘，实现最优化的船型设计，提高了船舶的通过性，提升了船舶的适用性、经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是伸缩式透气桅处于正常工作状态时的结构示意图。
图2是图1中a部位的放大图。
图3是伸缩式透气桅处于收纳状态时的结构示意图。
图中标号的含义为：
1为露天甲板、2为透气桅基座、3为隔板、4为固定桅管、5为进气管、6为活动桅管、7为透气帽、8为压盖、9为密封垫、10为凸肩结构、11为限位块、12为固定杆、13为锁紧环、14为滑块、15为调节杆、16为行程挡板、17为限位开关、18为滑动轴承、19为连接杆、20为支撑杆、21为传动轴承、22为传动轴、23为第一驱动齿轮、24为第二驱动齿轮、25为第三驱动齿轮、26为连接齿轮、27为电力驱动装置、28为手动驱动装置。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
本发明给出一种液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，该方法可有效地解决了透气桅高度对船舶净空高度的影响，减少净空高度对船型设计的掣肘，实现最优化的船型设计，提高了船舶的通过性，提升了船舶的适用性、经济性。
本申请的伸缩式透气桅安装在露天甲板上，具体地，可根据船舶设计特点，灵活布置在货物区域或货物区域以外。
该伸缩式透气桅广泛适用于乙烷运输船、lpg船、lng加注船、lng发电船等液化气体运输船。
具体地，所述伸缩式透气桅，包括安装在露天甲板1上的透气桅基座2、安装在透气桅基座2上的固定桅管4、活动套设在固定桅管4内的活动桅管6以及固定在活动桅管6顶部的透气帽7。
所述固定桅管4的下部设置有用以通入液货舱内的蒸发气的进气管5。为了防止液货舱内的低温蒸发气从进气管5进入固定桅管4内时将低温传导至露天甲板1，对露天甲板1造成损坏，可在透气桅基座2与固定桅管4的连接处增设隔板3，隔板3由低温不锈钢或与运输货物温度相适应的耐低温材料制造，可将透气桅基座2与固定桅管4隔开，避免低温蒸发气通过透气桅基座2扩散至露天甲板1。
所述固定桅管4的上端设置有用以对其与活动桅管6之间的缝隙进行密封的密封结构。
密封结构包括压盖8和密封垫9。所述压盖8为凸台状结构，压盖8扣合在固定桅管4的管腔内且其台面通过紧固件与固定桅管4连接固定。所述压盖8与固定桅管4的接触面之间、压盖8与活动桅管6的接触面之间均设置有密封垫9。
具体地，固定桅管4的上表面设有一道或多道耐低温密封垫圈，压盖8的下表面与固定桅管4的上表面相配合，通过挤压密封垫圈实现密封。压盖8的内侧面和外侧面分别设有一道或多道的耐低温密封垫圈，压盖8的内侧面与活动桅管的外表面相配合，压盖8的外表面与固定桅管4的内表面相配合，通过挤压密封垫圈实现密封。活动桅管6的凸肩结构的上平面设有一道或多道的耐低温密封垫圈，通过与压盖8下平面挤压实现密封。本实施例中，各部位的密封垫圈均选用耐低温材质，其工作温度应满足液化气体运输船所装载货物的温度要求。
所述活动桅管6的下部插在固定桅管4的管腔内，活动桅管6的两侧安装有调节机构，调节机构通过传动机构与驱动机构相连。当启动驱动机构时，驱动机构将动力通过传动机构传递至调节机构，活动桅管6可在调节机构的作用下在固定桅管4的管腔内上、下移动。
活动桅管6的底部设置有凸肩结构10，活动桅管6的上部管体的外壁上设置有限位块11和固定杆12。
当活动桅管6在调节机构的带动下上移至其凸肩结构10与压盖8的底部相接触时，整个伸缩式透气桅的长度伸长至工作状态，此时可通过锁紧环13将伸缩式透气桅的当前长度锁紧固定。锁紧环13由两个半圆环结构组成，其中一个半圆环结构固定在活动桅管6的外壁上、另一个半圆环结构固定在压盖8顶部，当活动桅管6的凸肩结构10与压盖8底部相接触时，两个半圆环结构恰好相对合，然后通过螺栓将两个半圆环结构锁紧固定即可。
当活动桅管6在调节机构的带动下下移至其限位块11与压盖8的顶部相接触时，整个伸缩式透气桅的长度缩短至收纳状态。
所述调节机构包括安装在活动桅管6两侧的滑块14、垂直穿过滑块14且与滑块螺纹连接的调节杆15。
具体地，所述滑块14安装在活动桅管6的固定杆12上，滑块14上纵向开设有螺纹孔。滑块14的侧面水平安装有行程挡板16。
所述调节杆15的上端安装有限位开关17，限位开关17与行程挡板16配合使用，当整个伸缩式透气桅的长度由正常的工作状态逐步缩短时，限位开关17会与行程挡板16脱离，当限位开关17会与行程挡板16脱离时，限位开关17将电信号输送至船舶控制系统，船舶控制系统发出报警信号，在限位开关17复位前，即整个伸缩式透气桅的长度伸长至工作状态之前，无法手动复位或屏蔽该报警。
调节杆15的杆体上安装有滑动轴承18，滑动轴承18与水平固定在固定桅管4侧面的连接杆19相固定，滑动轴承18起到对调节杆15进行固定和导向的作用。本实施例中，调节杆15为一部分杆体设置有外螺纹的直杆，滑动轴承18安装在调节杆15的未设外螺纹的部位上。
所述调节杆15的下端与传动机构相连。
所述传动机构包括竖直固定在露天甲板1上的多个支撑杆20、固定在支撑杆20上的传动轴承21、穿过传动轴承21的传动轴22、固定在传动轴22上的第一驱动齿轮23、以及固定在调节杆15底部并与第一驱动齿轮23相啮合的第二驱动齿轮24。所述传动轴22的端部安装有与驱动机构的第三驱动齿轮25相啮合的连接齿轮26。本实施例中，第一驱动齿轮23和第二驱动齿轮24均为圆锥齿轮，连接齿轮26为大直径齿轮，通过利用连接齿轮26与第三驱动齿轮25之间较大的齿轮比，能够有效地减小第三驱动齿轮25所需的输入扭矩。
当驱动机构带动传动轴22转动时，由于第一驱动齿轮23与第二驱动齿轮24啮合，传动轴22能将沿水平方向的转动转换为调节杆15的沿垂直方向的转动，调节杆15转动时驱动滑块14，滑块14带动活动桅管6上、下移动。
所述驱动机构包括电力驱动装置27和/或手动驱动装置28。
所述电力驱动装置27为防爆、双向电动马达，其转轴端部安装有第三驱动齿轮25，第三驱动齿轮25与传动轴22端部的连接齿轮26相啮合。
启动电动马达，电动马达正转时，电动马达的转轴带动第三驱动齿轮25转动，第三驱动齿轮25驱动连接齿轮26，连接齿轮26带动传动轴22以水平方向为轴心进行转动，传动轴22上的第一驱动齿轮23将转动力传递给与之相啮合的第二驱动齿轮24，第二驱动齿轮24带动调节杆15以竖直方向为轴心进行转动，螺纹固定在调节杆15上的滑块14在螺纹转动的作用下向下移动，进而带动活动桅管6垂直向下移动。当活动桅管6的限位块11与压盖8的顶部相接触时，整个伸缩式透气桅的长度缩短至收纳状态。
电动马达反转，电动马达的转轴带动第三驱动齿轮25向相反方向转动，第三驱动齿轮25驱动连接齿轮26，连接齿轮26带动传动轴22以水平方向为轴心向相反方向转动，传动轴22上的第一驱动齿轮23将转动力传递给与之相啮合的第二驱动齿轮24，第二驱动齿轮24带动调节杆15以竖直方向为轴心向相反方向转动，螺纹固定在调节杆15上的滑块在螺纹转动的作用下向上移动，进而带动活动桅管6垂直向上移动。当活动桅管6的凸肩结构10与压盖8的底部相接触时，整个伸缩式透气桅的长度伸长至工作状态。
水平移动电动马达，可实现第三驱动齿轮25与连接齿轮26啮合或脱离，两者的啮合或脱离也可通过加装离合器实现。优选地，该电动马达也可选用配备有扭矩监测或电流监测功能的电动马达，当马达的扭矩或电流达到设定值时，可以自动停止转动。
所述手动驱动装置28为驱动手轮，驱动手轮的输出轴上安装有第三驱动齿轮25，第三驱动齿轮25与传动轴22端部的连接齿轮26相啮合。
本发明的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，具体包括以下步骤：
s1，液化气体运输船过桥之前，固定桅管与活动桅管通过锁紧环锁紧固定。
s2，拆除锁紧环13上的螺栓，解除活动桅管6与固定桅管4之间的锁紧，此时，活动桅管6在其两侧的调节杆的自锁螺纹的支撑下，依然保持原来的高度。
s3，移动电动马达，使电动马达上的第三驱动齿轮25与传动轴22端部的连接齿轮26相啮合。
启动电动马达，电动马达正转，电动马达的转轴带动第三驱动齿轮25转动，第三驱动齿轮25驱动连接齿轮26，连接齿轮26带动传动轴22以水平方向为轴心进行转动，传动轴22上的第一驱动齿轮23将转动力传递给与之相啮合的第二驱动齿轮24，第二驱动齿轮24带动调节杆15以竖直方向为轴心进行转动，螺纹固定在调节杆15上的滑块在螺纹转动的作用下向下移动，进而带动活动桅管6垂直向下移动。
活动桅管6向下移动一定距离后，限位开关17与行程挡板16相脱离，此时，限位开关17向船舶控制系统传递电信号，船舶控制系统会发出报警信号，提示工作人员此时伸缩式透气桅处于非正常工作状态。在限位开关17复位前，即整个伸缩式透气桅的长度伸长至工作状态之前，无法手动复位或屏蔽该报警。
活动桅管6在驱动机构的带动下继续向下移动，当活动桅管6的限位块11与压盖8顶部相接触时，伸缩式透气桅达到收纳状态，此时，电动马达的扭矩、电流会急剧上升，当电动马达的扭矩或电流超过设定值时，船舶控制系统会控制自动切断电动马达的电源，使电动马达停止转动，伸缩式透气桅的收纳操作完成，此时船舶的净空高度满足过桥的要求，伸缩式透气桅保持收纳状态以使液化气体运输船行驶过桥梁。
当伸缩式透气桅处于收纳状态时，工作人员也可对透气帽进行必要的检修，避免人员登高作业。
s4，液化气体运输船通过桥梁后，应立即将伸缩式透气桅的长度伸长至正常工作状态。
启动电动马达，电动马达反转，电动马达的转轴带动第三驱动齿轮25向相反方向转动，第三驱动齿轮25驱动连接齿轮26，连接齿轮26带动传动轴22以水平方向为轴心向相反方向转动，传动轴22上的第一驱动齿轮23将转动力传递给与之相啮合的第二驱动齿轮24，第二驱动齿轮24带动调节杆15以竖直方向为轴心向相反方向转动，螺纹固定在调节杆15上的滑块14在螺纹转动的作用下向上移动，进而带动活动桅管6垂直向上移动。
活动桅管6在驱动机构的驱动下，缓慢上行，当活动桅管6的凸肩结构10与压盖8底部相接触时，伸缩式透气桅已达到工作状态，此时，电动马达的扭矩、电流会急剧上升，当电动马达的扭矩或电流超过设定值时，船舶控制系统会控制自动切断电动马达的电源，使电动马达停止转动，伸缩式透气桅的收纳操作完成，此时船舶的净空高度满足过桥的要求；
同时限位开关17在行程挡板16的作用下复位，伸缩式透气桅处于非正常工作状态的报警信号解除。
当活动桅管6的凸肩结构10与压盖8底部相接触时，锁紧环13的两个半圆环结构恰好相对合，通过螺栓将两个半圆环结构锁紧固定即可将伸缩式透气桅的长度锁定在当前长度。
最后，移动电动马达，使电动马达上的第三驱动齿轮25与传动轴22端部的连接齿轮26相脱离。
在应急情况下可用手动驱动装置28代替电力驱动装置27来实现伸缩式透气桅的收纳及复位操作。
本发明创造性地将透气桅设计为伸缩式结构，并对活动桅管与固定桅管之间设置了密封结构，不仅满足了透气桅在正常工作状态下的密性要求，同时也可采用电动或手动驱动调节透气桅的整体高度，冗余度高，故障率低，工作可靠，与传统透气桅设计相比，可灵活调节透气桅的高度，有效地解决了透气桅高度对船舶净空高度的影响，减少净空高度对船型设计的掣肘，实现最优化的船型设计，提高了船舶的通过性，提升了船舶的适用性、经济性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
1.一种液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述伸缩式透气桅包括安装在露天甲板上的透气桅基座、安装在透气桅基座上的固定桅管、活动套设在固定桅管内的活动桅管以及固定在活动桅管顶部的透气帽；所述活动桅管的两侧安装有调节机构，调节机构通过传动机构与驱动机构相连；
所述伸缩式透气桅的过桥控制方法具体包括以下步骤：
s1，液化气体运输船过桥之前，固定桅管与活动桅管通过锁紧环锁紧固定；
s2，拆除锁紧环上的紧固件，解除活动桅管与固定桅管之间的锁紧；
s3，启动驱动机构，驱动机构通过传动机构带动调节机构以竖直方向为轴心进行转动，调节机构带动活动桅管向下移动直至伸缩式透气桅达到收纳状态，伸缩式透气桅保持收纳状态以使液化气体运输船行驶过桥梁；
s4，液化气体运输船过桥后，驱动机构通过传动机构带动调节机构反向转动，调节机构带动活动桅管向上移动直至伸缩式透气桅达到工作状态。
2.根据权利要求1所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述调节机构包括安装在活动桅管两侧的滑块、垂直穿过滑块且与滑块螺纹连接的调节杆，所述滑块的侧面水平安装有行程挡板，调节杆的上端安装有限位开关，调节杆的杆体上安装有滑动轴承，滑动轴承与水平固定在固定桅管侧面的连接杆相固定，所述调节杆的下端与传动机构相连。
3.根据权利要求2所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，固定桅管的下部设置有用以通入液货舱内的蒸发气的进气管，固定桅管的上端设置有密封结构，当伸缩式透气桅达到工作状态时，密封结构对固定桅管与活动桅管之间的缝隙进行密封。
4.根据权利要求3所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述活动桅管的底部设置有凸肩结构，活动桅管的上部管体的外壁上设置有限位块和固定杆，所述滑块安装在固定杆上。
5.根据权利要求4所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，步骤s3中调节机构带动活动桅管向下移动直至伸缩式透气桅达到收纳状态的过程中，
当活动桅管向下移动第一距离时，限位开关与行程挡板相脱离，限位开关向船舶控制系统传递电信号，船舶控制系统发出报警信号，以提示工作人员此时伸缩式透气桅处于非正常工作状态；
然后，活动桅管继续向下移动，当活动桅管的限位块与密封结构的顶部相接触时，伸缩式透气桅达到收纳状态，此时，判断驱动机构的扭矩或电流是否超过设定值，若超过，则船舶控制系统控制驱动机构停止工作。
6.根据权利要求4所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，步骤s4中伸缩式透气桅达到工作状态时，活动桅管的凸肩结构与密封结构的底部相接触，同时限位开关在行程挡板的作用下复位，伸缩式透气桅处于非正常工作状态的报警信号解除，此时，判断驱动机构的扭矩或电流是否超过设定值，若超过，则船舶控制系统控制驱动机构停止工作。
7.根据权利要求3所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述密封结构包括压盖和密封垫片，所述压盖为凸台状结构，压盖扣合在固定桅管的管腔内且其台面通过紧固件与固定桅管连接固定，所述压盖与固定桅管的接触面之间、压盖与活动桅管的接触面之间均设置有密封垫。
8.根据权利要求2所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述调节杆为一部分杆体设置有外螺纹的直杆，所述滑动轴承安装在调节杆的未设外螺纹的部位上。
9.根据权利要求2所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述传动机构包括垂直固定在露天甲板上的多个支撑杆、固定在支撑杆上的传动轴承、穿过传动轴承的传动轴、固定在传动轴上的第一驱动齿轮、以及固定在调节杆底部并与第一驱动齿轮相啮合的第二驱动齿轮，所述传动轴的端部安装有与驱动机构的第三驱动齿轮相啮合的连接齿轮。
10.根据权利要求1所述的液化气体运输船上伸缩式透气桅的过桥控制方法，其特征在于，所述透气桅基座与固定桅管的连接处安装有用以将两者隔开的隔板。
技术总结