CN104648623A - 船舶用污水排放控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动阀门领域，特别是涉及一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备。船舶自动排污阀门(1)内部包含微处理器(2)、地理分析模块(3)、信息模块(4)、传感器(5)、电源模块(6)、通讯管理模块(7)、电磁阀控制端(8)、机械锁控制端(9)、实时时钟模块(10)；外接船载定位系统(11)和船载通讯系统(12)，船载通讯系统(12)连接至中央数据中心(13)。设备可实现对船舶所处位置是否可进行排污的自动判断，并可通过机械锁控制端和电磁阀控制端实行排污阀门的双锁定，起到禁止船舶非法排污的功能，同时可以将排污信息上载至中央数据中心，实现排污信息的中央管控。
Description
技术领域
本发明属于自动阀门领域，特别是涉及一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备。
背景技术
船舶在航行过程中，不可避免地会产生各种污水。典型的如来自于厨房、餐厅、洗碗间、洗衣间等排出的生活污水，这类污水可消耗水中溶解的氧气，产生赤潮，危机鱼类和大多数水生物的生存，产生难闻气味，造成环境不美观的景象、影响底栖生物；源于舱底污水、油舱压舱水的这些含油污水，更是可以使水生物抵抗力下降，产量降低，水体食物链和人类水生食物中混入致癌物质。船舶污水危害巨大，1982年联合国颁布的《联合国海洋法公约》提出，大陆架或岛屿向外延伸200海里属于各国的经济专属区，在这区域航行船只的污水排放也必须达到该国的法规要求。同时部分国家在本国的海域内划出一定的区域，如美国“五大湖”地区、澳大利亚西海岸的部分地区将禁止排放一切污水。此外，某些港口也禁止船舶排放一切污水，如我国的上海港、韩国、澳大利亚、美国以及荷兰的部分港口。
虽然法规条款众多，但是船舶排污过程是难以监控的，当前船舶的排污管路仅仅是一个手动的旋转阀门，阀门通过机械的链子锁加锁，有的甚至不加锁，即使加锁，钥匙会掌握在船员手中，所以排污管理形同虚设。导致目前近海船舶排污造成的水污染十分严重，国内渔业、旅游业都受到严重的破坏。如何对船舶排污实行智能化管理，已成为与国计民生息息相关的重要事件之一。
发明内容
针对以上问题，本发明提出了一种利用船载卫星定位系统和电子海图，实现机械锁定和电磁阀门双保护功能的船舶自动排污系统，可实现船舶排污的自动控制、数据回传和中央监管。
本发明的主要优点是船载卫星定位系统与电子海图结合，自动判定船舶所在海域是否可以排污；机械锁定和电磁阀门相结合，有效杜绝非法排污；排污时间、流 量实时上报回传，实现统一监管；同时设备制造过程简单、安全性高。因此有望在现有船舶上推广安装，从而实现我国船舶排污的智能化管理。
本发明所述的船舶自动排污阀门结构框图如图1所述，其特征在于：船舶自动排污阀门(1)内部包含微处理器(2)、地理分析模块(3)、信息模块(4)、传感器(5)、电源模块(6)、通讯管理模块(7)、电磁阀控制端(8)、机械锁控制端(9)、实时时钟模块(10)。船舶自动排污阀门(1)外接船载定位系统(11)和船载通讯系统(12)，船载通讯系统(12)连接至中央数据中心(13)。
一般地，船舶自动排污阀门(1)内部包括微处理器(3)为单片机或者ARM等低功耗处理器，用于对系统进行控制管理；地理分析模块(3)用于分析船载定位系统(11)所获取的经纬度，判断船舶是否在可排污海域；信息模块(4)用于处理传感器(5)所获取的数据信息，将数据处理为满足微处理器(2)需求的数据格式；传感器(5)为流量及水质等传感器，用于监管排放的水量和水质；电源模块(6)用于将船载220V电源转换为微处理器(2)、电磁阀控制端(8)等所有部件可以用的低直流电压；通讯管理模块(7)用于将信息模块(4)内的数据上发给船载通讯系统(12)，实现中央管控；电磁阀控制端(8)提供电信号管理污水电磁阀的开闭、机械锁控制端(9)提供电信号管理机械锁的开闭、实时时钟模块(10)用于计时及时间实时校准。船载定位系统(11)为船舶本身固有装载的GPS或者北斗定位系统等；船载通讯系统(12)为船舶本身固有装载的海事卫星或者北斗卫星通讯系统等；中央数据中心(13)用于接收、存储和管理船舶自动排污阀门(1)所发送来的数据。
进一步地，电磁阀控制端(8)外接污水管路电磁阀，船舶自动排污阀门(1)给予信号时电磁阀才能打开排放污水。机械锁控制端(9)外接结构如图2所示的机械阀门锁，用于锁住污水管路开关的旋转阀门。其中机械阀门锁底座(91)可固定焊接在污水管路的上；外锁舌(92)可以旋转上升或下降，外锁舌(92)穿过污水管路开关的旋转阀门，当外锁舌(92)下降后旋转阀门无法旋转，可以禁止排污；机械阀门锁上座(93)用于固定锁舌(92)的移动方向；机械阀门通讯端(94)连接机械锁控制端(9)。图3所示为图2机械阀门锁的A-A向剖视示意图，当机械锁控制端(9)连接机械阀门通讯端(94)后，可以控制阀门内锁舌(95)在水平方向移动，从而控制外锁舌(92)是否可以在垂直方向移动，进而起到锁定或者打 开污水管路开关的旋转阀门的目的。
系统工作原理为：机械阀门锁底座(91)焊接在污水管路上，外锁舌(92)穿过污水管路开关的旋转阀门。机械阀门通讯端(94)连接机械锁控制端(9)。电磁阀控制端(8)外接污水管路电磁阀。船载定位系统通过船舶本身固有装载的GPS或者北斗定位系统等实时获取船舶所在经纬度，并将经纬度信息传输至地理分析模块(3)；地理分析模块(3)将经纬度信息比对海图，判断船舶所在位置是否可以排污，如果是排污允许范围内则将信息发送至微处理器(2)，微处理器(2)控制电磁阀控制端(8)和机械锁控制端(9)打开，允许排污。排污速度与污水种类通过传感器(5)探测，实时时钟模块(10)将排污时间传输至微处理器(2)，微处理器(2)计算出排污量，将时间、排污量、排污种类等信息存储于信息模块(4)中，同时通过通信管理模块(7)，利用船载通信系统(12)上载至中央数据中心(13)中。因此，本船舶自动排污阀门(1)一方面可以通过机械锁控制端(9)和电磁阀控制端(8)实行排污阀门的双锁定，起到禁止船舶非法排污的功能，另一方面可以将排污信息上载至中央数据中心(13)，实现排污信息的中央管控。
附图说明
图1：本发明所述的船舶自动排污阀门内部电路结构框图；
图2：本发明所述的船舶自动排污阀门的机械阀门锁装配结构示意图；
图3：图2的A-A向剖视示意图。
如图1所示，各部分名称为：船舶自动排污阀门(1)、微处理器(2)、地理分析模块(3)、信息模块(4)、传感器(5)、电源模块(6)、通讯管理模块(7)、电磁阀控制端(8)、机械锁控制端(9)、实时时钟模块(10)、船载定位系统(11)、船载通讯系统(12)、中央数据中心(13)。
如图2和图3所示，各部分的名称为：机械阀门锁底座(91)、外锁舌(92)、机械阀门锁上座(93)、机械阀门通讯端(94)、内锁舌(9)。
具体实施方式
参阅图1，船舶自动排污阀门(1)内部由用于分析信息和控制阀门开闭的微处理器(2)、用于对从船载定位系统(11)获取的经纬度进行比对分析的地理分析模 块(3)、用于存储排污时间、排污量、污水种类等信息的信息模块(4)、用于测量排污速度、污水种类的传感器(5)、用于保证所有部件能够正常工作的电源模块(6)、用于向船载通讯系统(12)、发送信息的通讯管理模块(7)、用于管理污水管路开闭的电磁阀控制端(8)、用于管理污水管路开关的旋转阀门的机械锁控制端(9)、提供实时准确时间的实时时钟模块(10)组成。微处理器(2)是设备核心，其端口分别与地理分析模块(3)、信息模块(4)、传感器(5)、电源模块(6)、通讯管理模块(7)、电磁阀控制端(8)、机械锁控制端(9)、实时时钟模块(10)连接，以保证各部分正常工作。地理分析模块(3)与船载定位系统(11)连接，用于分析船载定位系统(11)所获取的船舶经纬度，来判断船舶是否在可排污海域。通讯管理模块(7)与船载通讯系统(12)连接，用于通过船载通讯系统(12)发送排污地点、排污时间、排污量、污水种类等各种信息至中央数据中心(13)。
机械锁控制端(9)外接参阅图2和图3的机械阀门锁。机械阀门锁底座(91)用于通过焊接固定在污水管路的上，外锁舌(92)穿过污水管路开关的旋转阀门，处于长闭状态。机械阀门锁上座(93)用于固定外锁舌(92)只能沿垂直方向移动。内锁舌(95)用于沿水平方向移动以固定外锁舌(92)。机械阀门通讯端(94)与机械锁控制端(9)连接，只有接收到微处理器(2)通过机械锁控制端(9)发出的打开机械锁信息后，才会向后移动内锁舌(95)，使得外锁舌(92)可以移动至污水管路开关的旋转阀门可打开的位置。
Claims (7)
1.一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：船舶自动排污阀门(1)内部包含微处理器(2)、地理分析模块(3)、信息模块(4)、传感器(5)、电源模块(6)、通讯管理模块(7)、电磁阀控制端(8)、机械锁控制端(9)、实时时钟模块(10)；外接船载定位系统(11)和船载通讯系统(12)，船载通讯系统(12)连接至中央数据中心(13)。
2.一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：机械锁控制端(9)连接的机械阀门锁由锁底座(91)、外锁舌(92)、机械阀门锁上座(93)、机械阀门通讯端(94)、内锁舌(95)组成。
3.如权利要求1所述的一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：地理分析模块(3)接收船载定位系统(11)所发送的经纬度后，比对海图，判断船舶所处位置是否可以排污。
4.如权利要求1所述的一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：电磁阀控制端(8)和机械锁控制端(9)处于常闭状态，只有收到微处理器(2)的信息确认可以排污后才同时打开。
5.如权利要求1所述的一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：传感器(5)测量排污流量、污水种类，结合实时时钟模块(10)得出排污时间、排污量信息。
6.如权利要求1所述的一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：通讯管理模块(7)将排污时间、排污量、污水种类信息通过船载通讯系统(12)发送至中央数据中心(13)。
7.如权利要求2所述的一种电子地图与自动阀门结合的船舶用污水排放控制设备，其特征在于：外锁舌(92)穿过污水管路开关的旋转阀门，可以锁住旋转阀门使之不能旋转打开。
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