船用便携式螺旋桨防污装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船舶螺旋桨的防污装置，尤其涉及一种船用便携式螺旋桨防污装置。
【背景技术】
[0002]某些出航率低的船舶长期停靠码头，由于其螺旋桨处于静止状态，海生物幼体非常容易附着在桨叶上，这些幼体在流速较大的情况下继续附着，并变态发育生长。在自然海域，水流畅通的环境因有利于摄食，附着生物的生长会特别旺盛。螺旋桨在受到海洋生物的污损后，会增加了船舶航行的阻力和燃油消耗，降低了航速，同时改变了桨叶金属的表面特征，增大了桨叶表面粗糙度，加速桨叶的腐蚀，迫使船舶更频繁地进入船坞整修，造成船舶出航率降低、使用寿命缩短等重大损失。
[0003]现有螺旋桨防海生物污损的方式主要有人工清理、金属涂层法、电解海水防污等技术手段。人工清理是利用正常停机期间进行作业，由潜水员携带专用工具到水下进行人工清理，使用工具清除螺旋桨上附着的海生物，其清除效率不高，而且容易损坏螺旋桨，破坏其表面的光滑程度，增加螺旋桨噪声；金属涂层法是利用涂层中释放出的亚铜离子在涂层表面形成一层氧化亚铜膜，该层膜即可以杀死附着在螺旋桨表面的海生物，又可防止新的海生物附着，以此来达到防止污损生物附着的目的。但是目前几乎所有船舶螺旋桨部位均施加了阴极保护，这种技术抑制了金属防污涂层中金属离子的溶解，该方法虽然延长金属涂层的使用寿命，但其防污效果却几乎为零，从而造成涂层失效。电解海水防污技术在滨海电厂已经应用了三十年多年，其防污效果良好，可以防止微生物、藻类、贝类等海洋生物的附着，该技术主要应用于循环冷却水系统，而在螺旋桨这种开放体系主要是解决如何将电解液(次氯酸钠溶液)输送到桨叶周围以及电解系统放置位置问题。
[0004]关于电解海水法螺旋桨防污的技术方案有两个专利报道。一是中国专利201010243815.4公开了一种螺旋桨岸基电解海水防污系统，该系统有开关电源和电解制氯装置组成。电解制氯装置包括固定框架和辅助电解电极，固定框架可以通过固定在岸上的滑动支架自由移动。当船舶停靠码头后，通过岸上的滑动支架将电解制氯装置放置在螺旋桨的底部。但是船舶螺旋桨随时都会在上下、左右来回摇摆，而且根据不同海况条件，摇摆幅度也差别很大，需要根据螺旋桨的摇摆情况和位置变化不断移动固定框架，否则处于开放体系螺旋桨周围很难保证有足够防污浓度，这种定位方法费时费力，在现实应用中很难实现。另一个中国专利CN 201010573328.4报道了一种用于船舶螺旋桨防污系统，该系统包括岸基移动电解海水制氯装置，水下自动定位装置和在线监测余氯装置。该系统将海水引入岸基移动式电解海水制氯装置，利用水下自动定位装置将电解液喷射到螺旋桨桨叶周围，通过在线监测余氯装置测量螺旋桨周围氯酸钠浓度控制，反馈信息给电解制氯装置调节电流控制次氯酸钠溶液浓度。该系统同样存在螺旋桨会随着海况条件偏离原位置的情况，需要水下自动定位系统随时更换位置，以确保螺旋桨周围次氯酸钠的防污浓度。同时，该岸基移动电解制氯装置组成相对复杂，水下自动定位装置和在线余氯监测装置都增加了运行难度，对整套系统运转的可靠性和稳定性提出了苛刻的要求。
【发明内容】
[0005]本发明主要是针对电解海水法螺旋桨防海生物污损系统，解决电解单元安装位置，如何输送电解液(次氯酸钠溶液)到螺旋桨桨叶，简化系统组成等问题，对整个防污系统进行小型化、简单化设计，便于随船携带和码头组装，通过船艉喷口的加药方式，在水泵泵压的作用下，使电解液从艉部喷口处以一定速度喷出，均匀分布于桨叶周围，达到防止海生物在螺旋桨附着的目的。
[0006]针对上述存在问题，本发明提供一种船用便携式螺旋桨防污装置，由水泵、电解单元、电控单元和船艉加药装置四个单元模块组成，除了船艉加药装置固定在船体上外，其他三部分是相对独立的模块，可以拆卸组装。在船舶出港时，装置拆装成独立的三个部分，放入舱内，属于船上设备；船舶回港时，把各个单元模块从舱内搬运至码头岸边，各单元使用快速接头及软管进行连接，通过快速接头将岸上电解海水制氯系统和船艉的加药管路连接起来，电控单元采用即插式电源接头给电解单元供电和流量信号反馈。安装完毕后，由水泵从码头海域抽取海水，进入电解槽组件。开关电源将交流电转化为直流电供应给电解槽。流经电解槽的海水被电解生成次氯酸钠电解液，电解液在潜水泵的作用下通过船上加药管路引出至船艉喷口处，电解液以不低于2m/s的速度喷射至螺旋桨表面，使螺旋桨周围水体中含有一定浓度的次氯酸钠溶液，当次氯酸钠溶液浓度达到或者超过lmg/L，就可以有效抑制或者杀灭海生物，从而防止螺旋桨海生物污损。该装置特点是体积小，携带方便，操作简单，次氯酸钠溶液分布均匀，防污效果好。
[0007]所述水泵的壳体和叶轮采用耐蚀金属材料或非金属材料，泵体上设置有滤网；
[0008]所述电解单元包括电解槽和流量计，电解槽为整套装置的核心部件，所述电解槽为管板式电解槽，该电解槽具有产氯量大的特点，所述电解槽入口处连接流量计，出口处连接电解制氯管道；所述流量计通过软管及快速接口与水泵相连；
[0009]所述电控单元由开关电源和控制系统组成；所述开关电源具有重量小，体积小，效率高的特点；采用显示屏显示电源的运行和故障状态，通过键盘设置电源的输出恒流值；在可视化界面上通过菜单操作对用户的海水泵进行启、停控制，通过调节按钮，可以显示输出的电压值、电流值和流量。
[0010]所述船艉加药装置固定在船体上，包括船艉压载舱内的加药管路和艉部肋骨船体上的船艉喷口，所述加药管路一端连接船艉喷口，另一端引致船甲板，末端焊接有一个快速接口与电解制氯管道相连。
[0011]所述快速接头采用耐蚀材料，如钛合金、不锈钢等。各单元模块内的水路进出口都配有快速接头，快速接头用软管连接，由于船舶会随着海况的不同上下左右颠簸晃动，因此不能使用硬质管道连接，采用软管连接可以克服此问题，使用塑料软管还解决了次氯酸钠对管道的腐蚀问题。
[0012]进一步地，所述水泵为潜水泵或自吸泵，流量6?20m3/h，扬程50?100米，重量小于10Kg，滤网口径为1mm。滤掉海水中较大颗粒物，以免堵塞管道和电解槽。
[0013]进一步地，所述水泵的壳体和叶轮采用316L不锈钢或钛合金材料制成，以满足耐海水腐蚀的要求。此泵特点耐海水腐蚀性能好，耐磨性好，机械密封性能好、效率高。潜水泵主要有两个作用:一是从岸边把海水抽入电解槽，同时满足电解槽电解海水流速的要求；二是把电解后的海水以不低于2m/s的流速从船艉喷口处喷射出去，使螺旋桨周围有足够的次氯酸钠浓度以保证防污效果。
[0014]进一步地，所述电解槽壳体采用UPVC材料，法兰和壳体整体成型。该结构具备高的安全性和稳定性，消除了液体泄漏问题。
[0015]进一步地，所述电解槽阳极为单极型，采用钛涂贵金属氧化物涂层；该阳极在O?45°C温度范围内均有良好的电化学性能，具有使用寿命长特性。阴极采用哈氏合金C合金。电解槽水平放置，海水一次性高速流过。电解产生的氢气能顺着水流顺利排出，不会在槽内积存。钙镁沉淀物在高流速下减缓了在阴极上的积存。产氯量0.5?lkg/h，海水流量要求6?12m3/h，电解槽重量小于25Kg。
[0016]进一步地，所述电控单元的控制系统的控制逻辑为海水泵启动后，当用户的流量计达到6m3/h并延迟半分钟，此半分钟里流量计读数要保持在6m3/h以上，电源方能按设置的给定输出；当流量低于5m3/h或者大于15m3/h，设备报警，开关电源自动停止工作。
[0017]进一步地，所述船艉喷口为艉部肋骨船体上均匀布置的三个DN18喷口，喷口与船体间添加电绝缘材料。隔绝钛管与船体钢间的电连接，避免产生电偶腐蚀。出口流速在不低于2m/s条件下，可以确保电解液均匀的喷射到螺旋桨表面和周围，达到防污效果。管路材质为耐蚀材料，如钛合金，316L不锈钢。
[0018]本发明的优点在于:
[0019]1.本发明采用船艉喷口加药方式，船艉和螺旋桨桨叶的相对位置是固定的，不会因为船舶左右上下摇摆晃动，造成加药定位困难的问题，只要保证出口速度，就可将电解后的次氯酸钠溶液喷射到螺旋桨桨叶上，这样避免了次氯酸钠的浪费，提高了次氯酸钠的利用率，降低了电解制氯设备的产氯量，为电解制氯系统的进一步缩小体积，减少设备重量提供了可能。同时考虑喷口与船艉保持一致的流线设计，避免增加噪声。
[0020]2.电解槽在电解海水制氯过程中，不可避免的会有一部分氢气产生，由于船舱是密封体系，不允许将电解槽放在舱内使用，以免氢气泄漏造成危险。所以目前公开的专利都将制氯单元放在码头使用，整个装置体积相对较大，无法随船携带，这就提出一个问题，如果船舶停靠在一个没有此防污设备的码头，就无法对螺旋桨实施有效的防污保护。本发