一种具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船

摘要

本发明公开了一种具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，包括船体及钢丝绳防锈养护装置，包括一用于对沾有海水的钢丝绳进行清洗的清洗装置，一用于对清洗完的钢丝绳进行干燥的烘干装置，一用于驱动钢丝绳伸缩的卷绕装置，还包括控制器，公开了一种科考船专用钢丝绳防锈养护方法，包括方向传感器检测到钢丝绳卷收的方向后，将检测信号发送给控制器，控制器接收检测信号后发送用于驱动清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置对钢丝绳进行养护的启动信号至清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置，此时清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置启动，开始对卷收上来的钢丝绳进行养护；钢丝绳回收的同时，能够自动对钢丝绳进行清洗、烘干、上油，自动化程度高。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船。

背景技术

众所周知，科学考察船是同时具备海洋地质、海洋地球物理、海洋化学、海洋生物、物理海洋、海洋水声等多学科的研究工作条件的专用船舶，可以承担海底地形、重力和磁力、地质和构造、综合海洋环境、海洋工程以及深海技术装备等方面的调查和试验工作。科学考察船作为海上流动的实验室，是海洋探测的关键设施，科学考察船在海洋研究中的作用越来越重要，科考船上的主要设备都要通过万米绞车下水作业，现代化船舶网络系统，包括：6000米深拖光学系统，4000米测深侧扫声学深拖系统，3000米浅地层岩芯钻机，3000米电视抓斗，3000米海底摄像连续观测系统，船载深海嗜压微生物连续培养系统以及多种我国自主研发的深海取样设备如多管、箱式、拖网等。钢丝绳在船舶上的用途是十分广泛的。按用途的不同，可以分为拖缆、带(系)缆、锚缆、机械用索、支扶索和捆绑用索等。其中机械用索主要是指工程船用的各种卷扬提升用的钢丝绳及高架承载钢丝绳等。这些机械用索数量大，品种规格多而复杂，性能要求高，损坏、消耗快，使用中出现的问题也多。另外，一些船舶上配备的吊艇索、大门机索、车钟索和舵索等，数量虽不大，对保证船舶航行安全也是十分重要的。对科考船来说，用的更多的是拖缆，其拖缆的长度可达数千米。上述的信息采集都需要借助可伸展的悬臂梁将钢丝绳深入到海底，进行探测，影响钢丝绳使用寿命的因素很多，如弯曲疲劳、磨损、冲击、介质、涂油质量、安全系数和维护保养等。而海水对与钢丝绳来说具有很大的腐蚀性，在反复进出水下后将导致钢丝绳锈蚀，而导致钢丝绳的使用寿命大大缩短，目前传统的防锈方式是，在钢丝绳收回的过程中，人工手持水管对从海面升上来的钢丝绳进行清水冲洗，然后人工涂抹防锈剂，这种方式操作人员的劳动强度非常大，并且养护的效果较差，是目前制约该领域的一大难题。

关于钢丝绳的维护保养要求，国家标准《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》(GB/T5972-2006/ISO4309：1990)等已经给予了规定，该标准明确指出，“应根据起重机械的用途、工作环境和钢丝绳的种类，在可能的情况下，对钢丝绳应进行适时地清洗并涂以润滑油或润滑脂”，因为“缺乏维护是钢丝绳寿命短的主要原因之一，特别是当机械在腐蚀性环境中工作”。该标准还特别强调，“在海洋条件下特别容易导致钢丝绳腐蚀的发生，海水和海洋气候的腐蚀不仅减少了钢丝绳的金属面积，进而降低了断裂强度，而且还会引起表面粗糙，并导致裂纹，以至加速疲劳，严重的腐蚀还会引起钢丝绳弹性的降低”。为了保护轮船甲板钢丝绳免受海水的腐蚀，一般都在用完后，用淡水及时清洗，以冲洗掉钢丝绳上海水、泥沙，有锈渍的要刷洗干净，在可能的情况下，涂以润滑油或润滑脂加以保护。

目前，清洗钢丝绳的方法主要有手工清洗法和机械清洗法。手工清洗法一般是采用手持喷枪用淡水冲洗掉钢丝绳上海水、泥沙等，或以铜丝刷或钢丝刷、辅助以清洗剂(柴油或汽油)的清洗，这种方法清洗效率低，工人劳动强度大，清洗过程中还存在安全隐患。机械清洗法是用专门的清洗设备对钢丝绳进行清洗。专利CN201310349221.5公开了一种钢丝绳清洗、在线检测和保养一体化工艺技术，其工艺步骤是：吊装放绳、粗刷、温水浸泡、水射流清洗、压缩空气除湿、拉力检测、断丝检测、热浸油、沥油、收绳吊离。该发明能够将钢丝绳表面及内部的污物清洁，有效去除钢丝绳水射流清洁过程中残留的水分；试件无损伤夹持、随机在线拉力试验；钢丝绳精细化浸油保养，并将钢丝绳表面多余的油脂去除等特点。该发明适用于公司生的定期清洗、检测和保养，无法做到即用即保养。专利CN03221513.4公开了一种可以在钢丝绳“爬行”的清洗机械，它由机座、电机、牵引装置、机壳，机壳下方连接油箱等组成。在机壳轴向开设通孔，于机壳内布置清洗刷组，在机壳内布置由相对的两个半圆环组成的去污器。将需清洗的钢丝绳布置在机壳轴向通孔内，并将牵引装置的柔绳悬挂在清洗钢丝绳的最上端，开动电机，通过动力轴卷绕柔绳，可实现整机在钢丝绳上下“爬行”。同时，电机通过动力轴带动清洗刷组旋转，对位于期间的钢丝绳表面进行磨擦，在去污器对钢丝绳表面的剥离和喷油嘴冲洗共同作用下，对悬挂的钢丝绳表面进行去污、清洗。该发明主要适用于水闸启闭用钢丝绳的清洗，因为这类钢丝绳平时基本不动，且有足够的空间供该装置“爬行”，不适用于对舰船上的钢丝绳的的清洗。

专利CN201120149998.3公开了一种钢丝绳清洗机高速气流喷嘴装置，它包括中部开设有导向孔的固定座板，固定座板的前面沿导向孔中心阵列布置有至少两个安装座，每个安装座上分别可拆卸设有一套喷气口临近导向孔轴线的喷气机构。该装置结构简单，但是仅靠喷气很难将海水中的盐分从钢丝绳中清除。

总之，现有的手工清洗法和机械清洗法及相关清洗技术都难以解决船舶用钢丝绳及时清洗的难题。一方面，船舶上的钢丝绳是在高盐环境下工作，且使用频率很高，尽管船舶用钢丝绳都采取了防腐处理措施，但是为了提高钢丝绳的使用寿命，改善绞车舱的环境，钢丝绳在用完后都要尽可能的用淡水清洗。另一方面，船舶甲板面积通常较小，且非常拥挤，无论是现有的手工清洗法和机械清洗法及相关清洗技术均难以在其甲板上实施，尤其是海洋调查船，其用于海洋调查取样的拖缆更是长达数千米，若手持喷枪用淡水冲洗，不仅时间长，劳动强度大，而且也不安全。为此，在长期研究探索的基础上，形成了本发明。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、自动化程度高，防锈养护效果好，大大提高钢丝绳的使用寿命，能够实现自动防锈养护一体化的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，包括船体，所述船体上设置有钢丝绳防锈养护装置，其包括，一用于对沾有海水的钢丝绳进行清洗的清洗装置，一用于对清洗完的钢丝绳进行干燥的烘干装置，一用于驱动钢丝绳伸缩的卷绕装置，还包括控制器，在所述清洗装置、烘干装置或卷绕装置的任意一侧设置有用于检测钢丝绳伸出或收回的方向传感器，所述方向传感器检测到钢丝绳向内收回后发送检测信号至控制器，所述控制器接收检测信号后发送用于驱动清洗装置及烘干装置对钢丝绳进行养护的启动信号至清洗装置及烘干装置，以及发送用于控制钢丝绳伸缩状态的信号至卷绕装置，卷绕装置停止运行后控制器发送用于驱动清洗装置及烘干装置对钢丝绳进行养护的停止信号至清洗装置及烘干装置。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，还包括一用于对干燥后的钢丝绳进行防锈养护的防锈液添加装置，所述控制器发送用于防锈养护的信号至防锈液添加装置。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述清洗装置包括一允许钢丝绳通过的清洗腔室，在清洗腔室内沿钢丝绳的运动方向设置有多只通过高压水泵与淡水池相连的清洗喷头，在高压水泵上连接有第一电磁阀，所述控制器接收检测信号后，发送用于驱动清洗喷头进行喷水清洗的信号至第一电磁阀。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述烘干装置包括一允许钢丝绳通过的干燥腔室，在干燥腔室内设置有用于烘干清洗后残留在钢丝绳上的水渍的涡流加热圈，所述涡流加热圈通过第二电磁阀与电源电连接，控制器接收检测信号后，发送用于启动涡流加热圈进行加热烘干水渍的信号至第二电磁阀

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述防锈液添加装置包括一装有防锈液的容置腔，钢丝绳经容置腔进入防锈液并从容置腔内穿出，与所述卷绕装置相连。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述防锈液添加装置包括一装有防锈液的容置腔，在容置腔的防锈液内设置有将防锈液飞溅至钢丝绳上的溅油飞轮。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述卷绕装置上设置有与控制器信号连接的用于检测卷绕装置正反转的信号传感器，所述信号传感器与控制面板电连接。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述防锈液添加装置内的防锈液为油性防锈液或水性防锈液。

上述的具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，所述水性防锈液为亚硝酸钠、碳酸钠或硼砂、或天然高级脂肪物的衍生物水性金属表面防锈剂；所述油性防锈液为置换型防锈油、封存型防锈油、硫化切削油、拉伸油或冲压油。

本发明具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船的优点是：相比现有技术，本发明既省时又省力，而且加油效果很理想。使得钢丝绳的加油过程更安全、更省时，而且钢丝绳能达到很好的防锈蚀性能。与此同时，本发明还减小了工人的工作强度，大幅提高了防锈蚀上油的工作效率，从而还节约了加油的成本。该装置在钢丝绳回收的同时，能够自动对钢丝绳进行清洗、烘干、上油，自动化程度高，更好的做到了对钢丝绳的日常维护保养工作，使用安全方便，经本发明加油后，能够防止钢丝绳锈蚀，大大延长钢丝绳的使用寿命。整个装置的体积小，结构简单，安装方便，集清洗、干燥和保护于一体，可适用于门式或半门式缆索起重机、悬臂起重机、甲板式起重机、桅杆及牵索式桅杆式起重机、斜撑桅杆式起重机、浮式起重机、桥式起重机、门座或半门座起重机和铁路起重机等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为防锈液添加装置的另一种结构示意图；

图3为本发明的控制系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1：

如图1、3所示，一种具有钢丝绳防锈养护装置的科学考察船，包括船体16，在船体16上设置有钢丝绳防锈养护装置17，该钢丝绳防锈养护装置17包括一用于对沾有海水的钢丝绳1进行清洗的清洗装置2，一用于对清洗完的钢丝绳1进行干燥的烘干装置3，一用于驱动钢丝绳1伸缩的卷绕装置4，还包括控制器，在所述清洗装置2、烘干装置3或卷绕装置4的任意一侧设置有用于检测钢丝绳1伸出或收回的方向传感器，所述方向传感器检测到钢丝绳1向内收回后发送检测信号至控制器，所述控制器接收检测信号后发送用于驱动清洗装置2及烘干装置3对钢丝绳1进行养护的启动信号至清洗装置2及烘干装置3，以及发送用于控制钢丝绳1伸缩状态的信号至卷绕装置4，卷绕装置4停止运行后控制器发送用于驱动清洗装置2及烘干装置3对钢丝绳1进行养护的停止信号至清洗装置2及烘干装置3。

当然，在钢丝绳1被烘干后就具有一定的防锈能力，为提高防锈效果，本实施例中还增设了一用于对干燥后的钢丝绳1进行防锈养护的防锈液添加装置5，所述控制器发送用于防锈养护的信号至防锈液添加装置5。所述防锈液添加装置5包括一装有防锈液6的容置腔7，钢丝绳1经容置腔7进入防锈液6并从容置腔7内穿出，与所述卷绕装置4相连。所述清洗装置2包括一允许钢丝绳1通过的清洗腔室8，在清洗腔室8内沿钢丝绳1的运动方向设置有多只通过高压水泵与淡水池相连的清洗喷头9，在高压水泵上连接有第一电磁阀，所述控制器接收检测信号后，发送用于驱动清洗喷头9进行喷水清洗的信号至第一电磁阀。为提高清洗效果，清洗喷头9的数量可以设置多个，并且可以设置在钢丝绳1的上下两层相对喷射。当然，也可以采用超声波清洗方式，方案为：在清洗腔室内设置有清洗钢丝绳的超声波清洗槽，超声波清洗槽连接有第一电磁阀，所述控制器接收检测信号后，发送用于驱动超声波清洗槽进行超声波清洗的信号至第一电磁阀。

烘干装置3包括一允许钢丝绳1通过的干燥腔室10，在干燥腔室10内设置有用于烘干清洗后残留在钢丝绳1上的水渍的涡流加热圈11，所述涡流加热圈11通过第二电磁阀与电源电连接，控制器接收检测信号后，发送用于启动涡流加热圈11进行加热烘干水渍的信号至第二电磁阀。在选择烘干方式的时候，也可以选择红外线照射或者微波加热烘干等常规的加热方式。烘干方式的选择中，也可以采用热空气干燥方式，在干燥腔室内设置有用于烘干清洗后残留在钢丝绳上的水渍的热空气喷嘴，所述热空气喷嘴通过第二电磁阀与电源电连接，控制器接收检测信号后，发送用于启动热空气喷嘴进行加热烘干水渍的信号至第二电磁阀。

本发明提供了一种科考船专用钢丝绳防锈养护方法，包括如下步骤：

(1)、将控制程序经控制面板输入并存储至信息存储器；

(2)、启动控制面板上的钢丝绳伸出按钮，卷绕装置通过卷绕电机正转驱动将钢丝绳缓慢放出，并投入海里进行信息采集；

(3)、方向传感器检测到钢丝绳伸出的方向后，将检测信号发送给控制器，控制器接收检测信号后发送用于驱动清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置对钢丝绳进行养护的关闭信号至清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置，此时，清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置不工作；

(4)、当海里的钢丝绳采集信息完成后，启动控制面板上的钢丝绳卷收按钮，卷绕装置通过卷绕电机反转驱动将钢丝绳缓慢卷收；

(5)、方向传感器检测到钢丝绳卷收的方向后，将检测信号发送给控制器，控制器接收检测信号后发送用于驱动清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置对钢丝绳进行养护的启动信号至清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置，此时，清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置启动，开始对卷收上来的钢丝绳进行养护；

(6)、钢丝绳从海面收回后，启动控制面板上的停止按钮，控制器断电，方向传感器信号采集停止，卷绕装置、清洗装置、烘干装置及防锈液添加装置停止工作；

(7)、防锈养护完成。

所述防锈液添加装置内的防锈液可以选择水性防锈液，也可以选择油性防锈液，水性防锈液可以为钢丝绳常用的为亚硝酸盐型、碳酸钠或硼砂型，或天然高级脂肪物的衍生物水性金属表面防锈剂。所述油性防锈液可以为钢丝绳常用的置换型防锈油，或封存型防锈油。置换型防锈油一般以具有强烈吸附性的磺酸盐为主要防锈剂，能置换钢丝绳表面沾附的水分，同时本身吸附于金属表面并生成牢固的保护膜，防止外来腐蚀介质的侵入，可直接用于封存防锈。封存防锈油具有常温涂覆、不用溶剂、油膜薄、可用于工序间防锈和长期封存、与润滑油有良好的混溶性、启封时不必清洗等特点。也可以采用硫化切削油、拉伸油或冲压油等。

实施例2：

本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于：所述防锈液添加装置的另一种方式为，包括一装有防锈液12的容置腔13，在容置腔13的防锈液12内设置有将防锈液12飞溅至钢丝绳14上的溅油飞轮15。在检测钢丝绳伸出与收回的信号中，本实施例的另一种方式是：卷绕装置4上设置有与控制器信号连接的用于检测卷绕装置4正反转的信号传感器，所述信号传感器与控制面板电连接。卷绕装置4一般是通过减速电机或者普通电动机辅以减速机来驱动收放钢丝绳的卷筒转动，该装置及结构均为现有技术，故不多解释，在防锈液添加方式的选择中，也可以采用喷淋或设置有喷洒油剂的喷嘴，或设置有浸渍钢丝绳的浸渍槽，或设置有浸渍钢丝绳的超声波浸渍槽。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。