专利名称：一种船用紫外线消毒器的制作方法
技术领域：
本发明阐明的一种船用紫外线消毒器，主要用于大型船舶(尤其是远洋船舶)压 载水中的海洋生物和微生物的消毒处理，消除其对异地海洋环境的影响及生态的破坏；也 可以用于船上生活用水、污水的消毒，属于环保技术领域。
背景技术：
船舶压载水是船舶在空载或轻载航行时为了自身安全而携带的海水，压载操作是 指船舶对压载舱注入和排出压载水的操作。通过压载操作，可调整船舶吃水和稳性，减轻船 体变形和航行阻力，降低船体振动，改善船舶的适航性，压载是船舶安全航行的必备条件。随着航运业的发展，随之转移的压载水的数量也急剧增加，估计每年有110亿吨 的压载水在全球转移，这些压载水主要是取自于船舶卸货港口及其附近水域，包含的数千 种生物。这些生物随着压载和卸载的过程，在世界范围内流动迁徙，会造成港口国水域生 态平衡的破坏，给当地经济带来损失，还可能带来具有地域特色的病原体，导致流行病的传 播，危害公众健康。2004年2月，IMO通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》 (International Convention for the Control and Management of Ships B allast Water and Sediments) 0公约要求航行时，船舶应在深海、开阔水域并尽可能远离海岸处 进行压载水更换，需距离最近陆地至少200海里和水深至少200m以上。并规定从2009年 起新造船舶必须安装压载水处理装置，并对现有船舶执行追溯，在2017年所有远洋船舶均 需要安装压载水处理装置，否则将不能驶入IMO成员国港口。按照公约要求，进行压载水处理最简单的办法是置换法。但压载水置换带来了两 个风险一是船舶比其设计时预计的压载水操作量几乎增加了一倍，压载水置换所产生的 交变应力给船体造成更多的疲劳负担，船体结构必然比其设计时的预期更早地进入疲劳 期；另一个是进行压载水置换操作均是由船员按照认可的计划进行，船员的人为因素必将 对实际执行有关规定的情况造成影响，如果多次违规操作，船体将更加提早产生疲劳缺陷， 这对大型或超大型油轮、散货船和集装箱船的运输来说，是个很大的风险。同时，使用传统 的置换方法还会使船舶在深海中耽搁一段时间，对船东来说，是很不愿意看到的，使用压载 水处理设备则可以减少在中途的航程耽搁，对于营运周转快的船舶，特别是集装箱船，是非 常有必要的。目前对于压载水的处理有多种方法，但是从环保和能耗的角度来说，紫外消毒无 疑是最合适的压载水处理方法。紫外消毒时间短、效率高而且不会产生二次污染，能耗也很 低，已经获得众多船东的亲睐。
实用新型内容有鉴于此，本发明提出了一种高效的船用紫外线消毒器，目的是为了解决目前船 舶压载水肆意排放导致的海洋环境污染、生物入侵和人类健康问题。[0008]本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种船用紫外线消毒器，其外壳为管状全密封结构；紫外消毒器内部分为两部分， 一部分是海水腔，另一部分是干燥腔；海水腔和干燥腔之间用具有一个或一个以上通孔的 孔板完全密封隔离，孔板的每个通孔内穿过一个石英套管，各石英套管的轴线相互平行，石 英套管通过双层硅橡胶密封套连接在孔板上；石英套管在海水腔一端为封闭端，另一端开 口于干燥腔；一台紫外线消毒器包括一根或者数根紫外灯管，每根紫外灯管设置在一个石 英套管中；紫外线消毒器为卧式或者立式结构，海水腔上开设高位出水口和低位进水口，分 别连接外部的出水管和进水管。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于紫外消毒器内部的石英套管支撑板， 石英套管支撑板与孔板平行设置并固接于紫外消毒器的外壳，石英套管穿过开设于石英套 管支撑板上的通孔；石英套管支撑板上还具有令海水流过的结构。较佳地，该紫外线消毒器包括多块相互平行的石英套管支撑板，各石英套管支撑 板均勻分布支撑于石英套管的各部位。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于紫外线消毒器内部的一块或者一块以 上的折流板，折流板与孔板平行设置，石英套管穿过开设于折流板上的通孔；折流板上还具 有令海水流过的结构。其中，在卧式的紫外线消毒器中，包括两种结构的折流板，分别是缺失一侧的不完 整圆形平板结构和缺失两侧的不完整圆形平板结构；缺失一侧的不完整圆形平板结构中缺 失的一侧称为过水端，另一端为封闭端；缺失两侧的不完整圆形平板结构中缺失较大的一 侧称为过水端，缺失较小的一侧称为封闭端；安装时，两种折流板间隔设置；对于缺失一侧 的折流板，过水端在下部，封闭端在上部；对于缺失两侧的折流板过水端在上部，封闭端在 下部。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于紫外线消毒器内部的导流和防冲击挡 板，该导流和防冲击挡板固定在低位进水口与石英套管之间。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于海水腔的紫外光强度探测仪。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于海水腔或者紫外线消毒器进口管路上 的海水浊度探测仪。较佳地，该紫外线消毒器进一步包括设置于干燥腔的湿度传感器和渗漏保护器。有益效果本实用新型设计了一种结构简单的船用紫外线消毒器，可为立式或卧式结构，在 海水腔底部设置进水管，顶部设置排水管，在干燥腔内部设置接线端子，内有紫外灯管的石 英套管自干燥腔延伸至海水腔内。干燥腔和海水腔通过双层硅橡胶密封套隔离。这样能够 最大限度的保证系统的电气性能，避免紫外灯管灯头的绝缘性能下降而过早损坏。本实用新型设置石英套管支撑板用于支撑石英套管，使其位置固定，以保护孔板 上的双层硅胶密封套，从而延长紫外消毒器的寿命。折流板用于增加水力停留时间，从而间 接达到照射剂量的效果。紫外消毒器的进水口设置有导流和防冲击挡板，不会导致海水直冲紫外灯管和套管。
4[0023]进水浊度测试仪连续对进入紫外消毒器的海水浊度进行检测，紫外光强测试仪连 续的对紫外消毒器中检测点的紫外光强进行检测，根据进水的浊度决定紫外灯管开启的数 量，确保所有点都能够接受到规定剂量的紫外照射。本实用新型采用了 Uv消毒，时间短效率高；海水停留时间的控制，基本控制在分 钟级别，设备体积小；针对不同状态的进水水质，能够做出不同的处理，因此整个船用紫外 线消毒器的效率较高。
图1为本发明紫外消毒器结构示意图(立式)。图2为本发明紫外消毒器结构示意图(卧式)。图3为本发明立式紫外消毒器折流板结构示意图。图4为本发明卧式紫外消毒器折流板结构示意图。其中，1进水口，2导流和防冲击挡板，3石英套管支撑板，4双层硅橡胶密封套，5石 英套管，6紫外灯管，7折流板，8海水腔，9手动放气孔，10紫外光强度探测仪，11干燥腔，12 湿度传感器和渗漏保护器，13孔板，14出水口，15放水口。
具体实施方式
以下结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。本实用新型实施例提供两种高效船用紫外线消毒器的实施方式。图1示出了立式 紫外线消毒器的结构示意图。图2示出了卧式紫外线消毒器的结构示意图。实施例一立式紫外线消毒器如图1所示，该紫外线消毒器的外壳为管状全密封结构；紫外消毒器内部分为两 部分，一部分是海水腔8，另一部分是干燥腔11。海水腔8和干燥腔11之间用金属或非金 属的孔板13完全密封隔离，孔板13上具有多个通孔，多个通孔按照正三角形或同心圆形分 布。孔板13的每个通孔内穿过一个石英套管5，各石英套管5轴线相互平行，每个石英套 管5均通过双层硅橡胶密封套4连接在孔板13上，从而实现海水腔8与干燥腔11间的密 封隔离。石英套管5在海水腔8 —端为封闭端，另一端开口于干燥腔11。一台紫外线消毒 器可以包括一根或者数根紫外灯管6，每根紫外灯管6设置在一个石英套管5中，通过石英 套管5和海水隔绝，紫外光透过石英套管5对海水腔8内的海水进行照射消毒。紫外灯管 的供电线路引入干燥腔11后，通过干燥腔11顶部的接口伸出紫外线消毒器。海水腔8上开设高位出水口 14和低位进水口 1，分别连接外部的出水管和进水管。 海水腔8顶部设置手动放气孔9，以备设备维修时和设备调试过程中使用。海水腔8的底部 设置海水卸放口 15，以备检修时或者温度较低时将海水腔存水放空。在特殊情况下，海水卸 放口 15可以设置在低位进水口管路上。该紫外线消毒器包括石英套管支撑板3和折流板7，其相互平行且平行于孔板13。 其中石英套管支撑板3用于支撑石英套管，使其位置固定，以保护孔板上的双层硅胶密封 套4 ；折流板7用于调整水力在海水腔的停留时间，从而间接达到照射剂量的效果。在本实 施例中，石英套管支撑板3和折流板7的结构相同，因此每块板都具有支撑和折流的作用， 各板均勻分布支撑于石英套管5的各部位。如图3所示，支撑板3和折流板7的外形为圆形平板，圆形平板上相应位置开设有穿过石英套管的通孔，较佳地石英套管5通过双层硅 橡胶密封套4连接在支撑板3和折流板7上。圆形平板的外边缘固定于紫外消毒器的外 壳。因此为了提供海水的流动通道，支撑板3和折流板7上还必须具有令海水流过的结构， 本实施例中，该结构为过水孔，为了达到折流的效果和调整停留时间，各折流板的过水孔可 设计在不同位置。在实际中，过水孔的面积由处理量、过板流速和停留时间等参数综合计算 得出。在低位进水口 1与石英套管5之间通过支架固定导流和防冲击挡板2，以防止在设 备启动和运行过程中海水对紫外灯管6和石英套管5的冲击，从而延长其使用寿命。为了检测紫外线消毒器内部的一些信息，本实施例中还在紫外线消毒器内部设置 了一些传感器，包括A、设置于海水腔8的紫外光强度探测仪10，该紫外光强度探测仪10设置在一个专 用的较短的石英套管5中，目的在于探测紫外光强度，控制照射剂量；B、设置于海水腔8或者紫外线消毒器进口管路上的海水浊度探测仪，目的在于探 测海水的浊度，控制照射剂量；C、设置于干燥腔11的湿度传感器和渗漏保护器12，目的在于在海水渗漏时第一 时间报警并停机。该紫外消毒器的工作过程为经过预先处理的海水由紫外消毒器底部的进水口 1进入紫外消毒器，紫外消毒器 的进水口设置有防冲击挡板和导流板2，不会导致海水直冲紫外灯管和套管。海水进入紫 外消毒器之后将沿着防冲击挡板和导流板2、折流板7流动。等到海水完全充满消毒器海 水腔8之后，将从海水出水口 14流出，紫外灯管6启动，对海水进行紫外光照射，以达到杀 灭其中的微生物和病毒的目的。进水浊度测试仪连续对进入紫外消毒器的海水浊度进行检 测，紫外光强测试仪10连续的对紫外消毒器中检测点的紫外光强进行检测，根据进水的浊 度决定紫外灯管开启的数量，确保所有点都能够接受到规定剂量的紫外照射。当消毒终了 之后，首先关闭紫外灯管电源，继续进水一段时间冷却紫外灯管，最后关闭进水。当整个流程需要进行海水卸放时，打开进水口 1和放水口 15，并打开放气孔9，即 可完成海水卸放。实施例二 卧式紫外线消毒器如图2所示，该卧式紫外线消毒器的结构与立式紫外线消毒器的结构大致类似， 不同之处在于石英套管支撑板3和折流板7的设置方式，海水从下部进水口 1进入并根据 支撑板3和折流板7的设置，曲折流动到出水口 14。本实施例中，只有进水口 1 一侧的是支 撑板，或者说石英套管密封端的是支撑板，其他的中间的都是折流板，也可以理解为，支撑 板也是一块折流板。本实施例中，折流板7有两种结构形式，分别是缺失一侧的不完整圆形 平板结构和缺失两侧的不完整圆形平板结构，间隔设置。对于缺失一侧的不完整圆形平板 结构，缺失的一侧称为过水端，另一端为封闭端，对于缺失两侧的不完整圆形平板结构，缺 失较大的一侧称为过水端，缺失较小的一侧称为封闭端，该结构一方面可以实现正常的折 流和过水，一方面可在放水时将整个消毒器中的水全部放出来。支撑板3为缺失两侧的不 完整圆形平板结构。石英套管5封闭端的支撑板3由缺失较大的一侧完成过水，同时起到了一块折流
6板的作用。缺失两侧的折流板7和支撑板3结构完全一致，安装时过水端在下部，封闭端在 上部。这样设置的目的是当需要将消毒器内的水放空时，在消毒器的底部形成水流通路。这 种特殊的支撑板和折流板结构使得紫外线消毒器更加适用于停留时间较长、海水流速较低 的场合。 综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的 保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种船用紫外线消毒器，其特征在于，紫外消毒器的外壳为管状全密封结构；紫外 消毒器内部分为两部分，一部分是海水腔(8)，另一部分是干燥腔(11)；海水腔(8)和干燥 腔(11)之间用具有一个或一个以上通孔的孔板(1 完全密封隔离，孔板(1 的每个通孔 内穿过一个石英套管(5)，各石英套管(5)的轴线相互平行，石英套管( 通过双层硅橡胶 密封套⑷连接在孔板(13)上；石英套管(5)在海水腔⑶一端为封闭端，另一端开口于 干燥腔(11)；一台紫外线消毒器包括一根或者数根紫外灯管(6)，每根紫外灯管(6)设置在 一个石英套管(5)中；紫外线消毒器为卧式或者立式结构，海水腔(8)上开设高位出水口(14)和低位进水口(I)，分别连接外部的出水管和进水管。
2.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于紫外消 毒器内部的石英套管支撑板(3)，石英套管支撑板C3)与孔板(1 平行设置并固接于紫外 消毒器的外壳，石英套管( 穿过开设于石英套管支撑板C3)上的通孔；石英套管支撑板 (3)上还具有令海水流过的结构。
3.根据权利要求2所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，该紫外线消毒器包括多块 相互平行的石英套管支撑板(3)，各石英套管支撑板( 均勻分布支撑于石英套管( 的各 部位。
4.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于紫外线 消毒器内部的一块或者一块以上的折流板(7)，折流板(7)与孔板(1 平行设置，石英套管 (5)穿过开设于折流板(7)上的通孔；折流板(7)上还具有令海水流过的结构。
5.根据权利要求4所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，在卧式的紫外线消毒器中， 包括两种结构的折流板(7)，分别是缺失一侧的不完整圆形平板结构和缺失两侧的不完整 圆形平板结构；缺失一侧的不完整圆形平板结构中缺失的一侧称为过水端，另一端为封闭 端；缺失两侧的不完整圆形平板结构中缺失较大的一侧称为过水端，缺失较小的一侧称为 封闭端；安装时，两种折流板(7)间隔设置；对于缺失一侧的折流板(7)，过水端在下部，封 闭端在上部；对于缺失两侧的折流板(7)过水端在上部，封闭端在下部。
6.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于紫外线 消毒器内部的导流和防冲击挡板O)，该导流和防冲击挡板( 固定在低位进水口(1)与石 英套管(5)之间。
7.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于海水腔 (8)的紫外光强度探测仪(10)。
8.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于海水腔 (8)或者紫外线消毒器进口管路上的海水浊度探测仪。
9.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于干燥腔(II)的湿度传感器和渗漏保护器。
10.根据权利要求1所述的船用紫外线消毒器，其特征在于，进一步包括设置于海水腔 ⑶顶部的手动放气孔(9)。
专利摘要本实用新型公开了一种船用紫外线消毒器，该装置由海水腔和干燥腔两部分组成，可为立式或卧式结构。在海水腔底部设置进水管，顶部设置排水管，在干燥腔内部设置接线端子，内有紫外灯管的石英套管自干燥腔延伸至海水腔内。本紫外线消毒装置可广泛应用于船舶上的压载水、生活用水和污水消毒。
文档编号C02F1/32GK201932930SQ20102070113
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者原培胜, 王成伟, 白振光, 赵瀛, 马艳玲 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所