CN109853449A - 码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，所述喷淋装置包括泊位平台、主水管、支水管、分水管、增压水泵、水雾喷头、水平超远距离喷嘴、增压泵以及PLC控制元件，所述延泊位平台水平方向预埋主出水管，主出水管上设置有支水管，主出水管头部装有增压水泵，增压水泵连通进水管与主出水管；每根支水管顶部延泊位垂直方向对称布置分水管，分水管上表面均匀安装有水雾喷头，分水管两端头部安装有水平超远距离喷嘴，主出水管上方装有远传压力表，以此使管路内水压始终保持设定的恒定值，增压水泵旁装有控制柜，以此对管路内水路流通进行开关操作。该方案集隔离防护栏与自动防灰抑尘喷淋装置于一体，简化码头布局，提升码头美观。

Description

码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置

技术领域

本发明涉及一种喷淋设备，具体涉及一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，该方案集喷淋、隔离防护栏于一体，属于用于散货码头智能环保装置技术领域。

背景技术

梅钢公司运输部原料码头老系统泊位全长298米，宽30米，分为一、二、三泊位。主要分为工作区域20米，非工作区域10米。工作区域主要在用设备为6台门座式起重机及4台接料漏斗，日常工作主要以卸船为主，主要品种为：进口矿、灰石、煤等品种；工作区域与非工作区域主要作为车辆与人员的运行通道。

在散货码头的日常生产中，物料的抓取和释放伴有扬尘，空气中的粉尘颗粒严重超标，并且经常出现物料的抛洒、撒料只平台表面，车辆经过后引起二次扬尘，对于码头的环境造成十分不利的影响。随着企业对环保要求的越来越高，解决原料码头的环境是当务之急。传统的改善方法是：一、在码头泊位表面设立数量不一的出水口，人工接上消防水带打开水管阀门定时喷洒，始终保持泊位表面潮湿。该方法能有效的避免因车辆行走引起的二次扬尘，但是空气中的粉尘无法彻底清除，并且增强人员劳动力；二、在码头泊位表面设立数量不一的出水口，出水口安装有可旋转喷头，定时开启后实现泊位降尘。该方法能够有效的改善码头环境，但是由于码头沿线较长，经常出现一、二、三泊位作业品种不同或某泊位未进行生产，导致不同区域空气中粉尘含量不同。如果全面打开喷头，势必造成水源浪费。由于码头采用四班两运转工作制度，门座式起重机24小时连续作业。以上两种方法由于夜间人员视线受限，无法正确判断粉尘对所在区域的空气污染程度，不能第一时间进行防灰抑尘处理。

由于此前码头的生产区域与非生产区域没有一个明确的划分标识，导致社会人员与非生产车辆时常误入生产区域，为现场的生产安全造成十分不利影响并存在安全隐患。如采用社会上通用的隔离防护栏—波形梁护栏板进行隔离主要存在以下问题：一、造价十分昂贵。二、码头进出车辆主要以重型卡车为主，一旦发生碰擦很难修复，只能进行更换，不利于维修成本的节约，三、波形梁护栏板主材质采用碳素结构钢，表面一般采用热浸镀锌或者涂塑处理，进行防锈。该材料对于一般的雨水及污水具有较好的耐腐蚀性，但是码头区域的空气中含有较强的各种金属颗粒，具有较强的腐蚀性，波形梁护栏板使用在此恶劣工作环境下大大减少其使用寿命。此外，为优化码头整体布局，怎样利用一套技术即能对泊位生产区域与非生产区域形成有效分离，又能解决码头环境是该问题的重点。因此，本发明设计了一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，该方案集隔离防护栏与自动防灰抑尘喷淋装置于一体，简化码头布局，提升码头美观，隔离防护栏借助自喷淋支水管路，采用防锈钢丝绳逐一进行软连接，增强结构变形量，减少维修成本，自动防灰抑尘喷淋装置装有粉尘传感器，可根据不同区域污染强弱进行全天候局部喷淋。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置包括泊位平台、主水管、支水管、分水管、增压水泵、水雾喷头、水平超远距离喷嘴、增压泵以及PLC控制元件，所述延泊位平台水平方向预埋直径为200mm主出水管，主出水管上设置有每间隔10m处垂直装有高度6.2m、直径65mm的支水管，主出水管头部装有增压水泵，增压水泵连通进水管与主出水管；每根支水管顶部延泊位垂直方向对称布置分水管，分水管上表面均匀安装有6个360°水雾喷头，其喷雾覆盖半径为5m，分水管两端头部安装有水平超远距离喷嘴，其喷射距离为10m，距增压水泵3.1m处的主出水管上方装有远传压力表，以此使管路内水压始终保持设定的恒定值，增压水泵旁装有控制柜，以此对管路内水路流通进行开关操作。

作为本发明的一种改进，所述支水管分为两部分，按总高度的3/1、3/2分割，由法兰盘链接，为防止连接处出现渗漏情况，支水管链接处装有橡胶密封圈28，上、下两部分由螺杆、螺帽连接。之所以支水管分为两部分，主要考虑该管路高度过高，当上部管路出现故障时便于检修。

作为本发明的一种改进，所述支水管高度2m、6m处分别安装有粉尘传感器，其中支水管的底部设置有低位粉尘传感器，支水管的上部设置有高位粉尘传感器。高位粉尘传感器主要采集门座式起重机抓斗抓取物料过程中因抛洒引起的高空漂浮的粉尘颗粒；低位粉尘传感器9主要采集因重型卡车在工作区域运行所带来的扬尘。

作为本发明的一种改进，所述支水管上高1.5m处装有三通管路，其主要连接进水口，出水口以及辅助出水口，三通管路的进水口、出水口上装有球阀。当喷淋系统正常运行时，支水管的进水口与出水口接通，辅助出水口关闭；当支水管上部喷头出现故障无法正常运行时，支水管的进水口与辅助出水口相通，辅助出水口头部安装消防水管后可人工进行喷水，此外辅助出水口另外一个目的是，当泊位平台作业完毕，人工清扫结束后，泊位表面还会残留部分积料，此时利用辅助出水口配合消防水管可有效的对泊位平台进行清洗。

作为本发明的一种改进，所述三通管路上方支水管出水口处装有电磁阀，用于自动启动、停止喷淋供水。

作为本发明的一种改进，所述喷淋装置还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括绳夹、螺帽、全牙螺杆、带孔立板、钢丝绳、螺帽以及撑杆，所述在各个喷淋支水管陆侧距地面水平高度40cm、60cm、80cm、100cm的位置焊接四块带孔立板，将四根直径为10mm的钢丝绳逐一穿插至各个带孔立板直至喷淋支水管两端，通过收绳拉锁将四根钢丝绳固定，收绳拉锁主要结构件为直径16mm，长度60cm的全牙螺杆，螺杆穿过带孔立板，头部水平焊接直径为12mm的螺帽，钢丝绳穿过螺帽后由绳夹进行紧固，末端装有一自由旋转螺帽，为防止两端支水管承受拉力过大，所述撑杆设置在支水管和泊位平台之间，由于钢丝绳具有一定的延伸性，长时间悬挂会出现下垂现象的发生，通过收绳拉锁可实时根据钢丝绳的下垂程度进行调节，使其始终保持“绷紧”状态。

作为本发明的一种改进，为避免夜间卡车司机由于视线原因对安全隔离栏破坏，所述支水管与镀锌钢丝绳上安装夜间反光带等反光设施。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案整体结构设计紧凑、巧妙，有效的将码头工作区域与非工作区域的安全隔离栏与泊位防灰抑尘喷淋装置合二为一，简化码头布局，提升码头美观；2）该方案中，泊位防灰抑尘喷淋技术的应用，能够实现“点对点”的防灰抑尘，大大的提升了码头的环境质量。通过粉尘粒度采集器，采集不同区域的空气粉尘量反馈至电源控制箱，实现一组或多组喷淋管路对不同区域的空气中的粉尘颗粒进行处理，当空气中的粉尘可以小于国家环保要求时能够自动的停止喷洒，在满足环境改善的前提下最大限度的节约水资源。并且该无人化自能控制技术也符合当前企业智能制造的新形式，相较于传统的除尘方法，极大限度的释放了人力资源；3）该方案实现全天候自动除尘技术，更大限度的解决了因夜晚视线不良，无法判定空气污染程度，能够24小时实时进行除尘处理，消除了人为感官的误差及外部环境影响带来的错误处理；4）该方案中喷淋支水管装有高度不同的两个粉尘粒度采集器，一方面能够解决因起重机抓斗抓取物料过程中因抛洒引起的高空漂浮的粉尘颗粒，另一方面能够解决因重型卡车在工作区域运行所带来的扬尘；5）该方案中设置安全隔离栏，巧妙的采用造价低廉、耐腐蚀性好、抗冲击力强、维护和检修方便的钢丝绳取代造价昂贵、维护强度大的波形梁护栏板结构，同时，因其具有较好的延伸性能，能够在重型卡车与之碰擦的过程中使卡车的外观不会发生较大损坏。

附图说明

图1：防灰抑尘及安全隔离栏结构示意图；

图2：安全隔离栏两端钢丝绳固定方式示意图；

图3：支水管法兰连接示意图；

图4：喷淋除尘流程图；

图5：喷淋除尘原理图；

图6：控制柜内部布置图；

图中：1—进水管，2—泊位平台，3—增压水泵；4—控制柜，5—远传压力表，6—主出水管，7—支水管，8—三通管路，9—低位粉尘传感器，10—法兰盘，11—分水管，12—高位粉尘传感器，13—水雾喷头，14—水平超远距离喷嘴，15—镀锌钢丝绳，16—绳夹，17—螺帽，18—全牙螺杆，19—带孔立板，20—螺帽，21—撑杆，27—螺帽，28—密封圈，29—螺杆，22—节流阀，23—球阀，24—球阀，25—电磁阀，26—过滤器。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明做详细的说明。

实施例1：参见图1-图5，一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，所述喷淋装置包括泊位平台2、主水管6、支水管7、分水管11、增压水泵3、水雾喷头13、水平超远距离喷嘴14、增压泵以及PLC控制元件，参照图一，码头泊位2沿线共计全长300米，所述延泊位平台水平方向预埋直径为200mm主出水管6，主出水管6上每间隔10m处垂直装有高度6.2m、直径65mm的支水管7，主出水管6头部装有增压水泵3，增压水泵3连通进水管1与主出水管6；每根支水管5顶部延泊位垂直方向对称布置分水管11，分水管11上表面均匀安装有6个360°水雾喷头13，其喷雾覆盖半径为5m，分水管11两端头部安装有水平超远距离喷嘴14，其喷射距离为10m，距增压水泵3.1m处的主出水管6上方装有远传压力表5，以此使管路内水压始终保持设定的恒定值，增压水泵3旁装有控制柜4，以此对管路内水路流通进行开关操作；所述支水管7分为两部分（按总高度的3/1、3/2分割），由法兰盘10链接，为防止连接处出现渗漏情况，支水管链接处装有橡胶密封圈28，上、下两部分由螺杆29、螺帽27连接。之所以支水管5分为两部分，主要考虑该管路高度过高，当上部管路出现故障时便于检修。

实施例2：参见图1-图3，作为本发明的一种改进，所述支水管7高度2m、6m处分别安装有粉尘传感器，其中支水管的底部设置有低位粉尘传感器9，支水管的上部设置有高位粉尘传感器12。高位粉尘传感器12主要采集门座式起重机抓斗抓取物料过程中因抛洒引起的高空漂浮的粉尘颗粒；低位粉尘传感器9主要采集因重型卡车在工作区域运行所带来的扬尘。

实施例3：参见图1-图4，作为本发明的一种改进，所述支水管5上高1.5m处装有三通管路8，其主要连接进水口，出水口以及辅助出水口，三通管路的进水口、出水口上装有球阀23、24。当喷淋系统正常运行时，支水管7的进水口与出水口接通，辅助出水口关闭；当支水管5上部喷头出现故障无法正常运行时，支水管7的进水口与辅助出水口相通，辅助出水口头部安装消防水管后可人工进行喷水，此外辅助出水口另外一个目的是，当泊位平台作业完毕，人工清扫结束后，泊位表面还会残留部分积料，此时利用辅助出水口配合消防水管可有效的对泊位平台进行清洗，所述三通管路8上方支水管7出水口处装有电磁阀25，用于自动启动、停止喷淋供水。

实施例4：参见图1-图3，作为本发明的一种改进，所述喷淋装置还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括绳夹16、螺帽17、全牙螺杆18、带孔立板19、钢丝绳15、螺帽20以及撑杆21，所述在各个喷淋支水管陆侧距地面水平高度40cm、60cm、80cm、100cm的位置焊接四块带孔立板19，将四根直径为10mm的钢丝绳15逐一穿插至各个带孔立板直至喷淋支水管两端，通过收绳拉锁将四根钢丝绳固定，收绳拉锁主要结构件为直径16mm，长度60cm的全牙螺杆18，螺杆穿过带孔立板，头部水平焊接直径为12mm的螺帽17，钢丝绳穿过螺帽后由绳夹16进行紧固，末端装有一自由旋转螺帽20，为防止两端支水管承受拉力过大，所述撑杆21设置在支水管和泊位平台之间，由于钢丝绳具有一定的延伸性，长时间悬挂会出现下垂现象的发生，通过收绳拉锁可实时根据钢丝绳的下垂程度进行调节，使其始终保持“绷紧”状态。

实施例5：参见图1-图2，作为本发明的一种改进，为避免夜间卡车司机由于视线原因对安全隔离栏破坏，所述支水管7与镀锌钢丝绳15上安装夜间反光带等反光设施。

工作原理：参见图1-图6，防灰抑尘技术工作原理主要是：自动运行时，水泵的运行依程序自动工作，具体为：设定控制柜内PLC喷水启动值为α,通过各个支水管高、低位粉尘传感器实时将检测到的空气中粉尘浓度值转换成电信号输入值PLC，该信号通过PLC的模数转换模块转换成数字量，与PLC系统设定的喷水启动值α进行比较，当该数字量大于等于α时，变频器得到信号进行变频驱动，启动深井泵电机实行管路供水，同时PLC对应支水管输出点触发，使相应支水管电磁阀打开进行区域除尘。同时将喷水时间设定为10min自动停止，由于粉尘传感器位于分水管下方，当水管出水后可对其表面冲洗，使传感器采集信号归零。当水泵停止运行后，传感器继续对空气粉尘含量进行监测，以此反复进行现场除尘。

为使整个主水管路水压稳定以及对分水管上喷头保护，需对水网进行恒压控制，具体方法是通过在主水管上安装远传压力传感器。实时检测管网出水压力，将压力值转换为4-20mA的模拟信号，该信号通过PLC的模数转换模块后与系统设定的压力值进行比较，将比较后的偏差值进行PID运算，再将运算后的数字信号通过数模转换模块转换成模拟信号，此信号就是变频器的输入信号，控制变频器的输出功率，从而控制电动机的转速，进而控制水泵的供水流量，最终使供水管道上的压力恒定，实现变频恒压供水。

粉尘传感器能够在自然风流状态下实时的、就地、连续不间断的监测显示码头作业现场粉尘浓度。工作原理是根据光的散射原理来开发的。传感器发出光源，当一束平行单色光射入到被测颗粒物时，会受到颗粒物周围散射和吸收的影响，光强将被衰减。光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比，通过测得电信号就可以求得相对衰减率，进而就可以测定待测场里灰尘的浓度。

当电气元器件故障，人工选择手动按钮（启动/停止），可按下按钮启动、停止水泵，在工频状态下运行，完全脱离开PLC及变频器的控制。深井泵电机额定频率下（满足泊位沿线水路全开状态下供水压力），对个支水管直接供水。该功能主要用于在检修及自动系统出现故障时的应急供水方式；

当某个支水管发生机械结构件故障时，管路喷淋仍处自动状态，故障管路通过三通截止阀将支水管进水口与消防水带接头端接通，人工通过消防水带进行人工降尘；

为简化码头布局，提升码头美观，有效区分泊位平台工作区域和非工作区域的划分，该设计采用的隔离防护栏不同于社会上现有的隔离栏装置，由弹性能力更强、耐腐蚀行更好、耐冲击力更高、制作造价更低的钢丝绳代替原有的波形梁护栏板。由于泊位进出重型卡车运行速度要求≤15km/h，因此当重型卡车与绕性护栏（由钢丝绳和喷淋支水管组成）碰擦时，该结构能够满足现场使用要求，并且对卡车的外观有一定的保护作用。主要安装方法是：在各个喷淋支水管陆侧距地面水平高度40cm、60cm、80cm、100cm的位置焊接四块带孔立板19，将四根直径为10mm的钢丝绳15逐一穿插至各个带孔立板直至喷淋支水管两端，通过收绳拉锁将四根钢丝绳固定。收绳拉锁主要结构件为直径16mm，长度60cm的全牙螺杆18，螺杆穿过带孔立板，头部水平焊接直径为12mm的螺帽17，钢丝绳穿过螺帽后由绳夹16进行紧固，末端装有一自由旋转螺帽20。为防止两端支水管承受拉力过大，加装撑杆21.由于钢丝绳具有一定的延伸性，长时间悬挂会出现下垂现象的发生，通过收绳拉锁可实时根据钢丝绳的下垂程度进行调节，使其始终保持“绷紧”状态。

参照图6，控制柜内主要具备以下操作功能：操作选择开关来切换水管供水的自动/手动模式。自动模式与手动模式下分别设置启/停按钮；用于检修或特殊状况下的紧停按钮。用于实时反馈管路内的水压状态的电压表和电流表；用于程序编辑的PLC控制系统。

采用以上设计的一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置可根据不同区域污染强弱进行全天候局部喷淋，可以节约工业用水及减少劳动力，并有效的将码头工作区域与非工作区域的安全隔离栏与泊位防灰抑尘喷淋装置合二为一，简化码头布局，提升码头美观。在各智能港口的防灰除尘上都可使用，应用前景广泛。

本发明还可以将实施例2、3、4、5所述技术特征中的至少一个与实施例1组合，形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置包括泊位平台、主水管、支水管、分水管、增压水泵、水雾喷头、水平超远距离喷嘴、增压泵以及PLC控制元件，所述延泊位平台水平方向预埋主出水管，主出水管上设置有支水管，主出水管头部装有增压水泵，增压水泵连通进水管与主出水管；每根支水管顶部延泊位垂直方向对称布置分水管，分水管上表面均匀安装有水雾喷头，分水管两端头部安装有水平超远距离喷嘴，

主出水管上方装有远传压力表，以此使管路内水压始终保持设定的恒定值，增压水泵旁装有控制柜，以此对管路内水路流通进行开关操作。

2.根据权利要求1所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述支水管分为两部分，由法兰盘链接，支水管链接处装有橡胶密封圈，上、下两部分由螺杆、螺帽连接。

3.根据权利要求2所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述支水管安装有粉尘传感器，其中支水管的底部设置有低位粉尘传感器，支水管的上部设置有高位粉尘传感器。

4.根据权利要求3所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述支水管上装有三通管路，其主要连接进水口，出水口以及辅助出水口，三通管路的进水口、出水口上装有球阀。

5.根据权利要求4所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述三通管路上方支水管出水口处装有电磁阀，用于自动启动、停止喷淋供水。

6.根据权利要求5所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括绳夹、螺帽、全牙螺杆、带孔立板、钢丝绳、螺帽以及撑杆，所述支水管陆侧焊接四块带孔立板，将四根钢丝绳逐一穿插至各个带孔立板直至喷淋支水管两端，通过收绳拉锁将四根钢丝绳固定，收绳拉锁主要结构件为全牙螺杆，螺杆穿过带孔立板，头部水平焊接螺帽，钢丝绳穿过螺帽后由绳夹进行紧固，末端装有一自由旋转螺帽，所述撑杆设置在支水管和泊位平台之间。

7.根据权利要求6所述的码头泊位多功能全天候自动防灰抑尘喷淋装置，其特征在于，所述支水管与镀锌钢丝绳上安装夜间反光带。