CN105480395A - 用于海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋生物污损清洗技术领域，具体涉及一种空化清洗装置。用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，它包括：进水口转接头(5)、空化清洗喷枪(6)、头盖(7)、稳定盘(8)、控制单元(9)、耐压壳体(10)、动力单元(11)、深度传感器(12)、尾盖(13)、升降油囊(14)、双向液压泵(15)、储油筒(16)以及电池组(17)；本发明能在水下进行长时间清洗，无需人员在下水进行操作，空化清洗装置的清洗过程由操作者在甲板上通过控制中心依据水下摄录单元反馈的信号对其进行全程遥控完成。由于水下无人操作，削除了人员在水下的安全隐患，同时不用配备潜水服、水下声通信设备等，大大降低了系统成本。

Description

用于海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置

技术领域

本发明属于海洋生物污损清洗技术领域，具体涉及一种空化清洗装置。

背景技术

海洋生物污损是指固着或栖息在船舶、平台和各种人工设施水下固体表面上，对人类经济活动产生不利影响的动物、植物和微生物。这些海洋生物污损将增加船舶航行阻力并腐蚀其表面涂层，损坏海洋检测仪器，堵塞管道加速金属腐蚀，并对水产养殖业造成很大的危害，因此必须将这些海洋生物污损进行清除。

目前，海洋生物污损清洗方法可分为水上清洗和水下清洗两种。水上清洗即将船开进船坞，让船身露出水面，利用高压水射流、铲子或者其它方法将生物污损清除。该方法清洗成本高，时间间隔长。水下清洗利用潜水员直接在水底对船身进行清洗。常见的水下清洗方法包括铲子刮擦、转刷清洗、普通高压水射流和加热处理等多种。

上述方法虽然可在一定程度上能对海洋生物污损进行清洗，但也表现出其以下不足之处：

1)目前的水下清洗方法均需人工操作清洗设备在水下进行清洗，劳动强度大，对水下清洗人员的素质要求较高，且存在一定的人身安全隐患；另一方面还需要配套相应的水下装备，如潜水服、水下声通信设备等，增加清洗成本。

2)因需要人工进行水下清洗，因此其对环境的要求较苛刻，比如海水温度不能太低、水下流速要小且只能在浅水区域工作，清洗范围受到一定的限制。

为此，有必要研制一种能代替人工在水下长时间用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，且能根据环境自适应调节。

发明内容

本发明的目的是：为弥补现有技术的不足，提供一种用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置。

本发明的技术方案是：用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，它包括：

由头盖、耐压壳体以及尾盖组成的耐压密封腔体；

安装在耐压密封腔体外部的稳定盘；

安装在头盖外侧的用于进行清洗作业的空化清洗喷枪，空化清洗喷枪配有进水口转接头；

耐压密封腔体配有控制单元、动力单元、深度传感器、液压闭环控制系统以及电池组；其中：动力单元包括四个螺旋桨推进器；液压闭环控制系统包括升降油囊、双向液压泵以及储油桶；控制单元对动力单元进行控制，用以抵消空化清洗喷枪工作时产生的后坐力或改变空化清洗装置的位置；控制单元对双向液压泵进行控制，将升降油囊中的液压油充入至储油桶中或将储油桶的液压油输入到升降油囊中，实现耐压密封腔体下沉或上浮；电池组为控制单元、动力单元、深度传感器、双向液压泵提供电力。

有益效果：(1)实现水下无人操作：本发明能在水下进行长时间清洗，无需人员在下水进行操作，空化清洗装置的清洗过程由操作者在甲板上通过控制中心依据水下摄录单元反馈的信号对其进行全程遥控完成。由于水下无人操作，削除了人员在水下的安全隐患，同时不用配备潜水服、水下声通信设备等，大大降低了系统成本。

2)环境适性强：由于在空化清洗装置上设有动力单元，因而可在控制中心及控制单元的共同控制下，达到改变空化清洗装置在水中的位置，同时亦可抵消空化清洗喷枪在工作过程中产生后座力的影响。

3)工作区域广：由于空化清洗装置在水下无人操作，因此不受海水温度，水域深度、水流速度等外界因素的影响，扩大了空化清洗装置的工作区域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

图3为由本发明组成的自适应清洗系统的结构示意图；

其中，1-潜水泵、2-控制中心、3-动力装置、4-空化清洗装置、5-进水口转接头、6-空化清洗喷枪、7-头盖、8-稳定盘、9-控制单元、10-耐压壳体、11-动力单元、12-深度传感器、13-尾盖、14-升降油囊、15-双向液压泵、16-储油筒、17-电池组、18-水下摄录单元、19-水下照明单元。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

参见附图1、2，用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置4，主要由进水口转接头5、空化清洗喷枪6、头盖7、稳定盘8、控制单元9、耐压壳体10、动力单元11、深度传感器12、尾盖13、升降油囊14、双向液压泵15、储油筒16、电池组17、水下摄录单元18、水下照明单元19等组成。

参见附图3，空化清洗装置4与潜水泵1、控制中心2、动力装置3组成自适应清洗系统；工作时，潜水泵1和空化清洗装置4置于水下；在控制中心2的控制下，潜水泵1吸入一定量的水后经动力装置3转换成高压水源输送到空化清洗装置4中，经过空化清洗装置4中的空化清洗喷枪6产生的空化水射流对被清洗设备上的海洋生物污损进行清洗。

空化清洗喷枪6已申报国家发明专利，(CN103537395A)在此不展开论述，它的主要功能是利用水流流经喷枪空化喷头时产生的空化水射流现象，实现剥离海洋生物污损的目的。空化清洗喷枪6工作时可依据使用工况全方位调整喷头的方向，以获取最佳的清洗角度，达到最佳的清洗效果。

为保证空化清洗装置4能悬浮在水中一定深度范围内，采用的具体措施是将头盖7、耐压壳体10、尾盖13组成耐压密封腔体，其连接部位采用标准的径向与端面密封；密封腔体内部装配有控制单元9、动力单元11、深度传感器12、双向液压泵15、储油筒16、电池组17等。稳定盘8主要是使空化清洗装置4在水下工作或运动过程中能保持其竖直的状态，运行平稳，从而确保清洗工作正常实施。控制单元9通过信息传输电缆与控制中心2联接，主要是接收控制中心2发出的指令来控制空化清洗装置4在水下进行清洗作业，同时将水下摄录单元18获取的数据实时传输到控制中心2，供岸上操作人员分析使用。动力单元11由四个螺旋桨推进器组成，其功能主要有三个方面，一是可通过控制单元9控制开启单个或多个螺旋桨推进器，来抵消空化清洗喷枪6工作时所产生的部分后座力，确保空化清洗装置4在水下保持竖直状态，有利于清洗作业的开展；二是操作人员在岸上可通过控制单元9控制开启单个或多个螺旋桨推进器，来改变空化清洗装置4相对于清洗作业面的水平位置，确保在清洗完某一面积后，可移动自身位置去清洗下一作业面积，并控制与作业面积的相对距离，保证最佳的清洗效果；三是在清洗作业水域水流较大时，可通过开启螺旋桨推进器来抵抗水流对空化清洗装置4的冲击，确保空化清洗装置4在水下保持竖直状态，有利于清洗作业的开展。深度传感器12可实时检测空化清洗装置4在水下的深度，一旦超过最大清洗作业深度，将报警提醒岸上操作人员。升降油囊14、双向液压泵15、储油筒16构成一套液压闭环控制系统，当需要调节空化清洗装置4在水下的深度时，岸上操作人员可通过控制中心2向控制单元9发送指令，由控制单元9启动双向液压泵15，将升降油囊14中的液压油充入至储油筒16中或将储油筒16中的液压油输入到升降油囊14中，实现空化清洗装置4下沉或上浮的目的。电池组17主要为控制单元9、动力单元11、深度传感器12、双向液压泵15、水下摄录单元18、水下照明单元19等提供电能，确保空化清洗装置4正常工作。水下摄录单元18实时将水下清洗过程通过信息传输电缆发送到控制中心2，为岸上操作人员的操作提供支持。水下照明单元19安装在空化清洗喷枪6旁，直射清洗部位，使岸上操作人员能够清晰观察工作面的附着物以及清洗后的完成度，确保清洗效果。

自适应清洗系统的具体工作过程如下：首先将系统装配完成后在岸上进行自检，自检正常后，将潜水泵1布放入水，然后将空化清洗装置4布放在需要进行清洗的作业区域，自检时已将升降油囊14充满液压油，此时空化清洗装置4的体积达到最大，因此布放后其浮力大于重力，浮在水面上，为使空化清洗装置4下沉到工作深度，通过控制中心2发送指令给控制单元9，由控制单元9启动双向液压泵15，将升降油囊14中的液压油充入至储油筒16中，使空化清洗装置4的体积变小，实现空化清洗装置4下沉；到达清洗深度后，由控制中心2发送指令给控制单元9，再通过控制单元9控制开启单个或多个螺旋桨推进器，来改变空化清洗装置4相对于清洗作业面的水平位置和距离，确保其最佳清洗状态。接着，控制中心2发送指令，启动潜水泵1开始工作，将低压水输入进水管，流经动力装置3将水压升至工作压力后，流入空化清洗喷枪6中，即可以进行水下清洗。当空化清洗喷枪6清洗完一块面积后，需要移动自身位置以连续清洗其它面积的污损物时，可通过启动双向液压泵15，将升降油囊14中的液压油充入至储油筒16中或将储油筒16中的液压油输入到升降油囊14中，实现空化清洗装置4的下沉或上浮，同时通过开启单个或多个螺旋桨推进器，来移动空化清洗装置4的水位位置和相对距离，确保进行下一块污损面积的清洗工作。当清洗工作完成后，首先使动力装置3中的电动机停止工作，然后关闭潜水泵1电源使其停止工作；最后通过控制单元9启动双向液压泵15，将储油筒16中的液压油输入到升降油囊14中，实现空化清洗装置4的上浮；然后人工将空化清洗装置4、潜水泵1回收到岸上，完成全部回收工作。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，其特征在于，它包括：

由头盖(7)、耐压壳体(10)以及尾盖(13)组成的耐压密封腔体；

安装在所述耐压密封腔体外部的稳定盘(8)；

安装在所述头盖(7)外侧的用于进行清洗作业的空化清洗喷枪(6)，所述空化清洗喷枪(6)配有进水口转接头(5)；

所述耐压密封腔体配有控制单元(9)、动力单元(11)、深度传感器(12)、液压闭环控制系统以及电池组(17)；其中：所述动力单元(11)包括四个螺旋桨推进器；所述液压闭环控制系统包括升降油囊(14)、双向液压泵(15)以及储油桶(16)；所述控制单元(9)对所述动力单元(11)进行控制，用以抵消所述空化清洗喷枪(6)工作时产生的后坐力或改变所述空化清洗装置(4)的位置；所述控制单元(9)对所述双向液压泵(15)进行控制，将所述升降油囊(14)中的液压油充入至所述储油桶(16)中或将所述储油桶(16)的液压油输入到所述升降油囊(14)中，实现所述耐压密封腔体下沉或上浮；所述电池组(17)为所述控制单元(9)、所述动力单元(11)、所述深度传感器(12)、所述双向液压泵(15)提供电力。

2.如权利要求1所述的用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，其特征在于，所述空化清洗装置(4)与潜水泵(1)、控制中心(2)以及动力装置(3)配合使用；工作时，所述潜水泵(1)和所述空化清洗装置(4)置于水下；在所述控制中心(2)的控制下，所述潜水泵(1)吸入设定量的水后经所述动力装置(3)转换成高压水源输送到所述空化清洗装置(4)中，经过所述空化清洗装置(4)中的所述空化清洗喷枪(6)产生的空化水射流对被清洗设备上的海洋生物污损进行清洗。

3.如权利要求2所述的用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，其特征在于，所述空化清洗喷枪(6)周围安装有水下摄录单元(18)以及水下照明单元(19)；所述控制中心(2)依据所述水下摄录单元(18)反馈的信号对所述空化清洗装置(4)进行遥控。

4.如权利要求3所述的用于清除海洋船舶与平台表面生物污损的空化清洗装置，其特征在于，所述空化清洗装置(4)的工作过程为：

A.所述空化清洗装置(4)、潜水泵(1)、控制中心(2)以及动力装置(3)进行自检，自检同时将所述升降油囊(14)充满液压油；

B.将所述潜水泵(1)布放入水，然后将所述空化清洗装置(4)布放在需要进行清洗的作业区域；

C.通过所述控制中心(2)发送指令给所述控制单元(9)，由所述控制单元(9)启动所述双向液压泵(15)，将所述升降油囊(14)中的液压油充入至所述储油筒(16)中，实现所述空化清洗装置(4)下沉；

D.下沉过程中，所述深度传感器实时检测空化清洗装置(4)的深度，并发送给控制中心(2)；到达设定的清洗深度后，由所述控制中心(2)发送开启指令给所述控制单元(9)，所述控制单元(9)控制开启所述动力单元(11)中的单个或多个螺旋桨推进器，来改变所述空化清洗装置(4)相对于清洗作业面的水平位置和距离，确保其位于最佳清洗位置；

E.所述控制中心(2)启动所述潜水泵(1)开始工作，将低压水输入进水管，流经所述动力装置(3)将水压升至工作压力后，流入所述空化清洗喷枪(6)中，即可以进行水下清洗；

F.当所述空化清洗喷枪(6)清洗完当前位置，需要移动自身位置以连续清洗其它位置的污损物时，启动所述双向液压泵(15)，将所述升降油囊(14)中的液压油充入至所述储油筒(16)中或所述储油筒(16)中的液压油输入到所述升降油囊(14)中，实现所述升降油囊(14)的下沉或上浮，同时开启所述动力单元(11)中的单个或多个螺旋桨推进器，来移动所述空化清洗装置(4)的水平位置和相对距离；

G.当清洗工作完成后，首先使所述动力装置(3)中的电动机停止工作，然后关闭所述潜水泵(1)电源使其停止工作；然后通过所述控制单元(9)启动所述双向液压泵(15)，将所述储油筒(16)中的液压油输入到所述升降油囊(14)中，实现所述空化清洗装置(4)的上浮；最后将所述空化清洗装置(4)、所述潜水泵(1)回收到岸上，完成全部回收工作。