一种压载式扫舱装置的制作方法

本发明涉及船舶技术结构领域，尤其涉及一种压载式扫舱装置。

背景技术：

1、舰船压载舱的作用主要是调节舰船的浮态，减小船舶的横倾或纵倾，使舰船稳定便于操作。舱内的压载物可以是装载饮用淡水、燃油甚至装载货物，通常为海水。因舰船补给物资的装载，或舰船因出海训练、作战，使其装载的燃料、淡水、弹药等补给物资的不断消耗，则船体加大吃水或上浮，吃水减小，为保证舰船航行的稳定性及航行安全，此时就需要向压载舱泵出或泵入压载水。因为要经常对舰船的压载舱泵入及泵出海水进行压载，使其保持安全吃水线。压载舱经常性的泵入海水，就会使海水中的泥沙、海生物沉积或吸附于舱壁，特别在大型水面舰船中，设有大量的压载舱，这些在压载舱中的沉积物影响了压载水的有效载荷，减弱了调载能力，损坏防腐涂层。为此需要定期对压载舱进扫舱。

2、目前，国内外研究了多种有效的压载舱及液货舱清洗扫舱处理技术。依托压载舱清洗扫舱处理技术形成的压载舱扫舱系统已在民用船舶上陆续应用，而对于军用舰船，也有部分国家的大型海军舰船正在开始使用，符合目前舰船的趋势。

3、经分析，上述的扫舱技术最终都是由单个固定式喷嘴或者多个不同角度的定向喷嘴以及旋转喷嘴依托高压水射流原理对舱内的淤积物进行冲刷稀释，然后由扫舱泵将其排出舱外。

4、因此，从国内外现状研究现状和发展趋势来看，采用高压水射流原理的压载舱扫舱系统为军舰优先采用的压载舱扫舱系统，本项目研究的压载舱扫舱系统，采用的就是高压水射流原理的方法，符合军舰的适用性要求。

5、现有采用多喷嘴固定式进行扫舱，其原理图如图一所示，因上舱为固定式定向喷头，此种方案因喷头为固定式定向清洗，清洗面积有限范围固定，所以根据实际舱容面积要安装很多只喷头。又因喷头方向固定，所以存在许多角落部位清洗不到。此方案最大的缺点是许多的喷头导致接管复杂，安装支架变多，增加了舰船的造价，减少了舰船的有效载荷，并且存在许多的清洗死角。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种压载式扫舱装置，解决现有技术造价高昂、接管复杂程度高、喷头数量多以及清洁效果不佳的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种压载式扫舱装置，其创新点在于：包括

3、旋转式压载舱扫舱机、固定卧式喷头、电控箱、消防水泵和扫舱泵,所述扫舱泵包括进口与出口，所述进、出口处分别安装有进口阀门与出口阀门，且在进口上安装一进水管，扫舱泵还具有一电机，所述电机上还安装有空间加热器与自吸装置，所述压载舱包括上下设置的上层舱与下层隔舱，所述旋转式压载舱扫舱机设置在所述上层舱内，所述固定卧式喷头安装在所述下层隔舱，所述消防水泵通过一消防总管分别与旋转式压载舱扫舱机和固定卧式喷头连接，所述消防总管上还安装有一控制阀门，通过所述控制阀门同步给旋转式压载舱扫舱机和固定卧式喷头供水，所述旋转式压载舱扫舱机、固定卧式喷头、消防水泵和扫舱泵均接入所述电控箱，分别利用旋转式压载舱扫舱机与固定卧式喷头分区全方位清洗所述上层舱与所述下层隔舱；

4、所述固定卧式喷头包括一喷头本体和焊接座；

5、所述喷头本体的长度方向一侧为喷射部，长度方向另一侧为连接部，喷头本体内部沿着其长度方向贯通开设有固定喷射通道，所述固定喷射通道与喷头本体同轴设置，所述连接部与所述焊接座螺纹连接，且所述焊接座设置在所述下层隔舱内；

6、所述连接部与所述焊接座之间还设有一垫片。

7、进一步的，所述旋转式压载舱扫舱机包括扫舱机本体、驱动叶轮、减速传动机构、密封部件和喷头连接座；

8、所述密封部件为c型骨架密封；

9、所述扫舱机本体包括相连接的转塔和底座，所述转塔内部沿着其长度方向开设有第一通道，所述底座内部沿着其长度方向开设有第二通道，第二通道远离所述转塔的一延伸端为进水接口；

10、所述驱动叶轮设置在所述第二通道内部，且第二通道内部位于驱动叶轮与进水接口之间依次设有反冲叶轮和第二内卡簧；

11、所述减速传动机构包括一齿轮箱，所述齿轮箱内部沿着其长度方向开设有第三通道，齿轮箱的底侧上密封设有齿轮箱盖，齿轮箱的顶部设有第一输入轴导向套，所述第一输入轴导向套与第二输入轴导向套之间设有一输入轴，将齿轮箱固定在所述转塔远离底座的一侧上，使得齿轮箱的顶部依次穿进所述第一通道和所述第二通道将第一输入轴导向套与所述驱动叶轮连接，所述第三通道内位于输入轴的侧面还安装有中间齿轮和输出齿轮；

12、所述第一通道内位于所述减速传动机构的外侧依次设有第一内卡簧、内齿轮、伞形齿轮和第一滑动套，所述第一通道内位于所述底座的外侧设有第二滑动套，且第一滑动套和第二滑动套上均设有所述c型骨架密封；

13、所述喷头连接座包括喷嘴环和喷头件，所述喷嘴环倾斜固定在所述转塔的侧面，所述喷头件包括一喷头件本体，所述喷头件本体内部沿着其长度方向开设有第四通道，喷头件本体的长度一侧为连接侧，所述连接侧为齿轮状，喷头件本体的另一侧密封安装有一端盖，喷头件本体上位于端盖的两侧对称设有一喷嘴，所述连接侧延伸至喷嘴环内侧并与所述伞形齿轮啮合。

14、进一步的，所述端盖与喷嘴环、齿轮箱盖与齿轮箱以及齿轮箱与底座均通过螺栓配合弹簧垫圈连接，保证结构的连接稳定性。

15、进一步的，所述喷嘴环与转塔之间的夹角为45°。

16、进一步的，所述压载式扫舱装置的扫舱流程包括以下步骤：

17、step1：使用前准备与检查，并打开进口阀门与出口阀门；

18、step2：给自吸装置供气，并给电控箱供电；

19、step3：启动空间加热器进行加热除湿，加热除湿完成后关闭空间加热器；

20、step4：选择工作模式，工作模式包括“远程”和“就地”；

21、step5：启动扫舱泵，先启动自吸装置排空扫舱泵的进水管内空气，并将扫舱泵的进水管内水位高度上抬至设定高度，扫舱泵开始运转，当扫舱泵的出口水压达到压力开关设定值时，将自吸装置停止工作，然后扫舱泵进入正常工作模式；

22、step6：启动消防水泵；

23、step7：开启控制阀门；

24、step8：进入洗舱状态，进行洗舱操作；

25、step9：待压载舱内淤积物清洗完毕后关闭控制阀门；

26、step10：关闭消防水泵；

27、step11：停止扫舱泵；

28、step12：关闭扫舱泵的进、出口阀门；

29、step13：断开电控箱电源；

30、step14：洗舱结束。

31、进一步的，所述step1包含以下操作：

32、1)检查并保证所有管系已正确连接、保证所有接口的密封性能；

33、2)检查并保证所有电缆已连接完整；

34、3)断电时，用 500 伏兆欧表测量扫舱泵电机与电控箱带电端子对地绝缘电阻＞5mω；

35、4)向扫舱泵的自吸装置供气至自吸装置空气压力为0.5～0.7mpa；

36、5)如长时不用，扫舱泵启动前必须手动盘车，以确保转子没有卡住及磨擦现象；

37、6)扫舱泵工作前先点动电机，检查其转向是否与标示方向一致；

38、7)检测并确保旋转式压载舱扫舱机的旋转轨迹上没有物体阻挡；

39、8)确保消防水泵与到旋转式压载舱扫舱机与卧式固定喷头的控制阀门可正常启动；

40、9)确保压载舱内的压载水已用压载泵排出至最低水位。

41、进一步的，所述step3中的空间加热器加热除湿时间为25~30min，充分加热除湿，为后续扫舱泵工作提供良好的环境。

42、进一步的，所述step5中的压力开关设定值为0.05mpa 时，将自吸装置停止工作，然后扫舱泵进入正常工作模式，先自动启动空气自吸装置，排空进水管内空气，为扫舱泵启动做准备。

43、进一步的，在洗舱结束前进行安全检查，保证本装置的结构安全性。

44、进一步的，还包括一排污泵，所述排污泵与所述电控箱连接，用于快速排污。

45、进一步的，step8中的洗舱操作具体包括以下步骤：

46、s1：调整初始数据，设定旋转式压载舱扫舱机与上层舱的仓壁之间的距离为s01、固定卧式喷头与下层隔舱的仓壁之间的距离为s02；

47、s2：开启第一、二传感器，分别测量出旋转式压载舱扫舱机与待清洗压载舱的上层舱仓壁之间的距离为s1、固定卧式喷头与待清洗压载舱的下层隔舱的仓壁之间的距离为s2；

48、s3：设s001=s1-s01,设s002=s2-s02,

49、当0<s001<=10cm且0<s002<=10cm时，调整消防水泵为0.5mpa，并清洗20min；

50、当0<s001<=10cm且10cm<s002<=20cm时，调整消防水泵为0.7mpa，并清洗22min；

51、当10cm<s001<=20cm且10cm<s002<=20cm时，调整消防水泵为0.7mpa，并清洗25min；

52、当10cm<s001<=20cm且s002>20cm时，调整消防水泵为1mpa，并清洗27min；

53、当s001>20cm且s002>20cm时，调整消防水泵为1.0mpa，并清洗30min；

54、s4:清洗时间结束后；

55、s5：再次开启第一、二传感器，分别测量出旋转式压载舱扫舱机与压载舱的上层舱仓壁之间的距离为l1、固定卧式喷头与压载舱的下层隔舱的仓壁之间的距离为l2；

56、s6：设l01=l1-s01,设l02=l2-s02,若l01或l02或l0与l02均大于0，则在原来的消防水泵水压下再次清洗5分钟，进入s5；

57、若l01与l02均等于0，进入s7；

58、s7：压载舱清洗结束。

59、本发明的优点在于：

60、本发明中的压载式扫舱装置，满足了《压载舱扫舱方案研究及试验》外协技术要求，整个清洗过程流畅，使用操作方便，减轻了人员对压载舱清洗的劳动强度，如须清洗压载舱，只要舰船靠泊就可进行清洗操作，提高了舰船的出勤保障及战备值班，且制备方便，造价较低，由于利用旋转式压载舱扫舱机替代清洗上层舱的若干卧式固定喷头，可简化整个装置的接管复杂程度，具有广泛的应前景；洗舱时间与消防水泵的压力大小根据第一、二传感器检测到的数据进行实时调整，清洗过程流畅、精准，且节能。

61、本发明中，旋转式压载舱扫舱机与固定卧式喷头分别设置在上层舱内与下层隔舱内，并利用旋转式压载舱扫舱机与固定卧式喷头分区全方位清洗所述上层舱与所述下层隔舱，且可通过一控制阀门可同时给旋转式压载舱扫舱机与固定卧式喷头供水，节省人员开关的阀门数量，提高使用便捷性；

62、本发明中转式压载舱扫舱机结构简单，消防水泵内高压水液体自进水接口进入底座，高压水液体驱动驱动叶轮作为动力来源，驱动叶轮驱动减速传动机构，通过减速传动机构带动底座进行旋转，底座与喷嘴环通过伞齿轮啮合并驱动喷嘴环旋转，形成两个垂直方向旋转自由度，进而使喷嘴既公转又自转，而喷头与扫舱机本体水平面成45度向下的夹角，所以形成一个覆盖空间垂直面360°水平面向下180°喷射轨的半球面曲线，利用流体驱动涡轮+减速器驱动喷头旋转，不消耗流体的冲击力，因为公转和自传之间有齿轮啮合配比关系，所以有固定清洗轨迹，清洗无盲点，保证清洗效果，且易于维护；

63、由于有密封部件，泄漏量小，故冲击力大，喷射距离远，配合减速传动机构，转速慢，冲击力大，有清洗滞留时间，清洗效果好，省水，省时间，清洗效率高，且可防海水腐蚀、经久耐用；

64、减速传动机构是确保喷嘴按预定的轨迹正常旋转工作的必要保证，仅用两组齿轮就能驱动扫舱机本体带动喷嘴旋转，结构紧凑、速比高、扭力大，不影响射流喷射距离，不损耗流体的冲击力，转速平稳确保冲击滞留时间；

65、转式压载舱扫舱机也可用于油罐、水槽的清洗，适用场景高，实用性强。