一种极地船舶舱室透气装置及控制方法

技术领域

本申请涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种极地船舶舱室透气装置及控制方法。

背景技术

船舶压载舱、淡水舱、海水舱等液舱需配置透气装置，且带自动关闭装置，水舱透气正常，相应的功能才能正常使用，否则会引起船体结构舱室的变形。运行在极地区域的船舶，由于环境温度达到了-50℃，在外界低温的影响下，随着进入极地区域时间的不断加长，水舱透气装置容易出现结冰的情况。需要人工措施对透气装置进行除冰，或者在透气装置外面套上保温套。

当水舱透气装置失效，相应的功能将会丧失，如压载水无法抽排，船舶在紧急情况下不能通过压载水对船舶进行调整平衡，对船舶运行造成危险，淡水舱内的水也不可以正常供给，船上人员无法生活，还可能会伤及舱室结构。人工除冰麻烦且对操作人员存在风险，保温套虽然能解决结冰问题，但是外型大，且不好固定，并容易损坏。

发明内容

本申请实施例的目的在于：提供一种极地船舶舱室透气装置及控制方法，其能够解决现有技术中存在的上述问题，可以有效防止透气装置结冰，保证极地船舶的运行安全。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

一方面，提供一种极地船舶舱室透气装置，包括：装置本体、活动件、加热组件、电控组件和温度传感器；所述装置本体的内部设置有腔室，顶部开设有连通舱室的透气口；所述活动件活动设置于所述腔室内，且能够在海水的浮力作用下朝所述透气口方向移动进而抵住所述透气口；所述加热组件设置于所述腔室内；所述电控组件包括配电箱和接线盒，所述配电箱与所述接线盒通过导线连接，所述接线盒设置于所述装置本体的外侧，并与所述加热组件通过导线连接，所述配电箱通过所述接线盒能够给所述加热组件供电，使得所述加热组件能够发热进而使得所述腔室的温度维持在预设阈值内；所述温度传感器设置于所述装置本体外，用于检测环境中的温度信息，并发送至所述配电箱，所述配电箱依据获取的温度信息，进而控制所述加热组件开始加热或停止加热。

可选的，所述加热组件包括主体棒、以及缠绕于所述主体棒上的加热丝，所述主体棒插设于所述腔室内。

可选的，还包括导向件，所述导向件固定设置于所述腔室内，所述活动件活动套设于所述导向件内，且能够沿着所述导向件相对所述透气口方向移动。

可选的，所述装置本体的侧面开设有开口，所述开口处设置有滤网。

可选的，所述开口上还盖设有外罩，所述外罩将所述滤网罩设在内，且所述外罩上开设有导流口。

可选的，所述透气口上可拆卸地安装有上盖。

可选的，所述上盖与所述装置本体的外壁之间抵接有密封垫片。

可选的，所述透气口的内壁上抵接有密封圈，所述活动件移动至所述透气口处时与所述密封圈抵接密封。

可选的，所述活动件为浮筒。

另一方面，还提供一种极地船舶舱室透气装置的控制方法，使用如以上任一项所述的极地船舶舱室透气装置，所述控制方法具体包括以下步骤：通过所述温度传感器实时获取外部环境的温度信息，当环境温度≤5℃时，发送相关控制信号至所述配电箱，所述配电箱控制所述加热组件开始加热，使得所述腔室内的温度始终维持在2±0.2℃之间，当环境温度＞5℃时，发送相关控制信号至所述配电箱，所述配电箱切断与所述加热组件的供电电路。

本申请的有益效果为：透气装置的工作原理是在海水进入腔室内能够通过浮力驱使活动件相对透气口方向移动进而抵接密封透气口，防止外界海水进入舱室，为了应对低温环境的船舶运行，相对于人工除冰或者加罩保温套的方式，通过加热组件对腔室进行加热防止结冰的方式更加有效可靠，而且配置了温度传感器实时的检测外部环境的温度信息，基于环境温度的变化来精准控制加热组件的工作，避免了资源的浪费，而且可以实现精准加热的目的；此外，所提供的控制方法能够实现智能化和自动化的防结冰控制，不需要人为过多的去关注和调控，通过温度传感器以及电控组件的配合即可实现加热组件的自动加热和自动关闭，确实地保障了透气装置内的活动件始终处于可活动的状态，满足极地低温区域的船舶航行需求。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为本申请实施例所述极地船舶舱室透气装置的结构示意图；

图2为本申请实施例所述极地船舶舱室透气装置的部分结构爆炸示意图；

图3为本申请实施例所述极地船舶舱室透气装置的剖面示意图；

图4为本申请实施例所述极地船舶舱室透气装置的电路系统原理图。

图中：

1、装置本体；101、透气口；102、开口；103、腔室；2、加热组件；3、电控组件；4、活动件；5、导向件；6、滤网；7、外罩；8、密封圈；9、密封垫片；10、上盖；11、配电箱；12、温度传感器；13、加热电缆；14、信号电缆；15、启动电源电缆；16、接线盒。

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：一种极地船舶舱室透气装置。

如图1-图4所示，本实施例提供了一种极地船舶舱室透气装置，包括：装置本体1、活动件4、加热组件2、电控组件3和温度传感器12；所述装置本体1的内部设置有腔室103，顶部开设有连通舱室的透气口101；所述活动件4活动设置于所述腔室103内，且能够在海水的浮力作用下朝所述透气口101方向移动进而抵住所述透气口101；所述加热组件2设置于所述腔室103内；所述电控组件3包括配电箱11和接线盒16，所述配电箱11通过导线与接线盒16连接，所述接线盒16设置于所述装置本体1的外侧，并与所述加热组件2通过导线连接，所述配电箱11通过所述接线盒16能够给所述加热组件2供电，使得所述加热组件2能够发热进而使得所述腔室103的温度维持在预设阈值内；所述温度传感器12设置于所述装置本体1外，用于检测环境中的温度信息，并发送至所述配电箱11，所述配电箱11依据获取的温度信息，进而控制所述加热组件2开始加热或停止加热。

基于上述方案，装置本体1上开设的透气口101与舱室连接，在不结冰的情况下使用原理如下：腔室103与透气口101连通，装置本体1上还开设有能够连接外部环境的开口102，腔室103在透气口101和开口102之间承担了缓存空气的作用，也就是说可以根据舱室透气量的需求，定制腔室103的大小，以满足透气量的需求，这是透气装置的透气作用，而在腔室103内进水后，水的浮力会驱使活动件4上移，进而使得活动件4抵接在透气口101处形成密封结构，能够防止海水通过透气口101进入舱室内，保证了船舶内的相应功能可以稳定使用。而面对行驶在极地低温区域的船舶来说，由于外部环境温度较低，容易导致透气装置结冰，具体是腔室103内结冰，影响活动件4的移动，无法保证透气装置的正常运行，这样就会导致海水经过透气装置进入舱室内，因此在腔室103内设置了加热组件2，并同时配置了电控组件3和温度传感器12，通过温度传感器12来检测外部的环境温度，电控组件3接收环境温度信息并对加热组件2进行控制，具体来说是发送信号至配电箱11，配电箱11通过接线盒16与加热组件2间接连接，然后通过控制电路的通断来控制加热组件2的加热动作，控制具体就包括了控制加热组件2开始加热和自动停止加热，在环境温度低于预设的温度阈值时，判断在该温度下长时间行驶会有较大的几率导致腔室103结冰，因此需要启动加热组件2对腔室103进行加热，保证腔室103内不会出现结冰的情况，活动件4始终能够自由活动，而当检测到的环境温度高于预设的温度阈值时，这时候就不需要加热组件2保持在加热状态时，可以停止加热动作，避免资源的浪费，实现精准有效的加热控制。此外，针对停止加热的情况，需要注意的是，温度传感器12需要实时的保持监测状态，一旦出现温度低于预设温度阈值时，就要立即控制加热组件2进行加热，防止腔室103内出现瞬间结冰的意外。本装置应用在长期航行在极地低温海域的船舶，通过自动加热控制，可以有效地防止舱室透气装置出现结冰功能失效的意外发生，避免对船舶的运行造成影响，保证了船体结构的稳定性。

可选的，所述加热组件2包括主体棒、以及缠绕于所述主体棒上的加热丝，所述主体棒插设于所述腔室103内。设计主体棒主要是为了加热丝的缠绕，使得加热丝能够均匀缠绕在主体棒上并实现均匀发热，另外通过棒状结构也方便将加热组件2插入腔室103内，相对来说所占据的使用空间较小，不会对其他部件的设置造成干扰。

为了能够有效限制活动件4的移动范围，还设置有导向件5，所述导向件5固定设置于所述腔室103内，所述活动件4活动套设于所述导向件5内，且能够沿着所述导向件5相对所述透气口101方向移动。导向件5固定在腔室103的底部，一端朝腔室103的顶部即透气口101的方向延伸，活动件4的中心点套设在导向件5上，在海水浮力的作用下，活动件4能够沿着导向件5的导向朝透气口101方向上升，直到抵接在透气口101处，需要注意的是，活动件4与导向件5之间是间隙配合的，为了保证活动件4的移动顺畅，同时导向件5还能够起到引导活动件4移动方向的作用。

具体地，所述导向件5为导向螺栓，活动件4为浮筒，浮筒的中心位置上开设有活动孔位，通过活动孔位将浮筒套在导向螺栓上，导向螺栓能够防止浮筒脱离预设的移动轨迹。在外界水没过浮筒时，浮筒养着导向螺栓往上浮，在浮力作用下，与透气口101接触密封，防止外界的水或液体进入透气装置所处的舱室。

在一些实施例中，所述装置本体1的侧面开设有开口102，所述开口102处设置有滤网6，所述开口102上还盖设有外罩7，所述外罩7将所述滤网6罩设在内，且所述外罩7上开设有导流口。滤网6处于开口102处主要是用于防止水中的异物进入腔室103内，同时还可以根据实际需要设置防虫网或者防火网，而在本方案中考虑的是处于极地航行中的船舶，故不需要设计防虫网或防火网，只需要安装具有过滤作用的滤网6即可，而滤网6的过滤大小根据不同的航行区域可以进行调整，在此不再具体限定。在盖设在滤网6上的外罩7其主要作用是防止水直接就进入腔室103内，而且通过导流口来引流，导流口的大小决定了水流速度，也就是说可以通过外罩7是来实现进水的量，避免一下子涌进大量的水，此外，当需要将水舱内的水拍向外界时，也可以通过外罩7上的导流口进行导流排出。

同时，可以将外罩7上的导流口设置成能够调节大小的结构，具体是将导流口尽量开设到最大范围，在保证外罩7结构强度满足需求的基础上，尽可能大的开设导流口，然后在导流口的内壁上周向开设凹槽，在凹槽内活动嵌设挡板，挡板能够相对伸出或收缩的，当挡板伸出后，能够缩小导流口，当挡板收缩后，能够扩大导流口，在实际应用中，可以根据进水量和出水量的需求进行导流口大小的有效调整，使得进水有序，排水快速。

可选的，所述透气口101上可拆卸地安装有上盖10。上盖10下方对应的透气口101以及活动件4的位置，之所以将上盖10设计成可拆卸的结构，是为了方便拆卸，便于对透气装置内的活动件4进行检查维修，以及安装拆检通道。

优选的，所述上盖10与所述装置本体1的外壁之间抵接有密封垫片9，所述透气口101的内壁上抵接有密封圈8，所述活动件4移动至所述透气口101处时与所述密封圈8抵接密封。密封圈8用于与活动件4接触密封，防止外界水或液体进入透气装置所在的舱室，密封垫片9是用于上盖10与装置本体1之间形成密封，防止进水。

作为一种可选的具体实施方案，所述电控组件3还包括电源，所述接线盒16设置在装置本体1的外侧，通过接线盒16来整合电线并连接电源和加热组件2，电源通过接线盒16以及电线给加热组件2供电，使得加热组能够发热将热量传递到腔室103内，实现腔室103内的活动件4能正常活动工作。

同时，透气装置也可以连接外部的电伴热系统，通过温度传感器12反馈温度给电伴热系统，进而电伴热系统控制电控组件3以及加热组件2进行加热工作，能够满足在极地低温区域的使用。

此外，装置本体1采用钢板焊接形成，用于实现水舱的透气作用。

实施例二：一种极地船舶舱室透气装置的控制方法。

一种极地船舶舱室透气装置的控制方法，使用如实施例一所述的极地船舶舱室透气装置，所述控制方法具体包括以下步骤：通过所述温度传感器12实时获取外部环境的温度信息，当环境温度≤5℃时，发送相关控制信号至所述电控组件3，所述电控组件3控制所述加热组件2开始加热，使得所述腔室103内的温度始终维持在2±0.2℃之间，当环境温度＞5℃时，发送相关控制信号至所述电控组件3，所述电控组件3切断与所述加热组件2的供电电路。

基于上述方案，每一个透气装置都配置有单独的加热组件2，同样的配置有一套温度传感器12，电控组件3可以设置一个跟分别电连接全部的加热组件2和温度传感器12，通过温度传感器12接收外界温度，反馈至电控组件3，实现自动启动加热系统。根据外界设计环境温度以及环境参数，钢板传热系数等，计算在不同温度下所需要的加热量，根据加热量选择加热丝的规格型号以及输电电缆的长度。

在上述方案中，所述的温度传感器12为PT100温度传感器12，将其放置在室外露天区域，用于实时监测室外环境温度变化，实时发送加热信号进行加热或者及时发送停止加热信号，避免资源的浪费，实现了透气装置在低温下始终处于不结冰的状态，保证活动件4可以保持随时活动，继而保证透气装置的功能使用功能正常可靠，提高在船舶在极地低温区域航行的安全性。

需要注意的是，所述电控组件3包括启动电源电缆15、信号电缆14、加热电缆13，加热电缆13的一端与加热组件2连接，另一端连接接线盒16，启动电源电缆15的一端与接线盒16连接，另一端与配电箱11连接，信号电缆14的一端与温度传感器12无线或有线连接，另一端与配电箱11连接，配电箱11内配置有电源，即配电箱11通过接收温度传感器12发送的温度信号，进而控制是否启动电流的输送，接线盒16根据电流的接收情况决定了是否启动加热电缆13进行加热，实现了自动化智能化的控制。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。