CN110700214A - 基于气泡帘技术的溢油处理抢险船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，包括隔污装置和管道铺设装置；隔污装置包括输气管道和绳索箱装置；输气管道上设有气孔，底部沿长度方向设置主线同轴电缆，并间隔设置过流分支器，过流分支器底部设电磁继电器；管道铺设装置包括滚筒装置、矫正器、铺设动力装置；输气管道的一端与空压机连接、另一端缠绕于滚筒装置上后依次绕过矫正器和铺设动力装置；第一传送带将绳索箱装置向输气管道运输，绳索箱装置在第一传送带与输气管道的交汇处与输气管道连接；第二传送带与铺设动力装置配合工作分别将连接后绳索箱装置与输气管道输送至水中。本发明将铺管船与溢油回收船合二为一，实现功能一体化，铺管，围油，收油工作均可以由一艘船实现。

Description

基于气泡帘技术的溢油处理抢险船

技术领域

本发明涉及水体溢油污染应急处理技术领域，具体涉及一种基于气泡帘技术的溢油处理抢险船。

背景技术

从2008年到2017年，轻便型以上级别油轮的运行事故频率从0.025增长到0.066，而根据多个地区的港口国检查的记录显示油轮缺陷情况严重，油轮航行过程中溢油事故发生风险较大，并且溢油事故的发生给自然环境、海洋生物和人类健康带来的巨大危害。目前国内外海上针对溢油污染扩散控制及处理多先采用拖轮布置固体悬浮式围油栏，再出动溢油处理船对溢油进行处理，此方法对于事故响应时间较长，且各工程设备功能单一，配合作业效率较低，且固体围油栏布置范围有限、围油效率也会因溢油和海水的腐蚀下降，难以实现快速有效处理紧急溢油事故，且事故处理过程中严重影响船只的正常航行，影响了多方面的利益。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，它能够在溢油事故发生时迅速响应，达到事发地，快速铺设排气管道，利用气泡帘进行围油，控制溢油面积，防止溢油扩散同时对溢油进行回收处理。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，包括隔污装置和管道铺设装置；

所述隔污装置包括输气管道和若干绳索箱装置；所述输气管道上设有气孔，输气管道底部沿长度方向设置主线同轴电缆，并在每个绳索箱装置的安装位置设置过流分支器，所述过流分支器底部设有电磁继电器；当所述溢油处理抢险船处于工作状态时，通过开启所述电磁继电器使所述绳索箱装置与所述输气管道相连，以调节输气管道距离水面的距离；当所述溢油处理抢险船处于非工作状态时，所述绳索箱装置与所述输气管道分开收纳于船上；

所述管道铺设装置包括按照由船中到舷侧的方向依次布置于船上的滚筒装置、矫正器、铺设动力装置，所述滚筒装置用于缠绕所述输气管道，所述矫正器用于摆正所述输气管道的铺设角度，所述铺设动力装置采用挤压式摩擦传动的铺管方式铺放所述输气管道；

所述溢油处理抢险船还包括设置于船舱内的空压机以及设置于甲板上的第一传送带和第二传送带；所述输气管道的一端与所述空压机连接、另一端缠绕于所述滚筒装置上后依次绕过所述矫正器和铺设动力装置；所述第一传送带用于将所述绳索箱装置从储物舱向所述输气管道运输，绳索箱装置在第一传送带与输气管道的交汇处与所述输气管道实现连接；所述第二传送带与铺设动力装置配合工作分别用于将连接后绳索箱装置与输气管道输送至水中。

上述方案中，所述绳索箱装置包括密封的箱体以及设置于箱体内的分支同轴电缆、卷轴、电机、信号处理器，以及设置于箱体外表面的智能传感器；所述智能传感器顶部安装有用于与所述电磁继电器相连的铁片；所述分支同轴电缆的上端从箱体内穿出、下端缠绕在所述卷轴上并与所述信号处理器连接；所述卷轴与电机的输出轴连接；所述智能传感器、电机分别与所述信号处理器连接，所述信号处理器与船上的计算机连接。

上述方案中，所述绳索箱装置还包括气泵和气囊，所述气泵设置于箱体内，并与所述计算机连接以接受计算机的控制信号；所述气囊设置于所述箱体外部的对称两侧，所述气泵用于向气囊内充气；隔污装置工作时气囊处于无气状态，回收箱体时，所述气泵将气体充入所述气囊，带动箱体上浮。

上述方案中，所述输气管道上的气孔采用双排孔分布，两排孔的孔口与所述输气管道圆心的连线夹角为120°。

上述方案中，所述输气管道采用柔性塑胶管，通气状态下可漂浮于水面上。

上述方案中，所述滚筒装置包括底座、转轴、滚筒和第一电机，所述底座固定安装于船上，转轴安装于底座上，滚筒固定安装于转轴上，转轴与第一电机的输出轴连接，通过第一电机驱动滚筒转动。

上述方案中，所述矫正器包括安装于船上的支架以及安装于所述支架上的滑轮。

上述方案中，所述铺设动力装置包括安装于船上的固定台和安装于固定台上的基座，所述基座上安装有固定齿条、活动齿条、齿轮和轨道，所述固定齿条与轨道平行设置，所述活动齿条有两个，两个活动齿条并列安装于所述轨道上并能沿轨道往返移动，所述齿轮对应设置两个，两个齿轮设置于固定齿条与活动齿条之间，一个齿轮对应啮合一个活动齿条，两个齿轮均与固定齿条啮合，每个齿轮上均设有铺设辊轮，所述铺设辊轮内置第二电机以驱动自身旋转。

上述方案中，所述滚筒装置的滚筒中心、矫正器的滑轮中心、铺设动力装置的固定齿条中心以及铺管架的中心轴四者位于同一直线上。

上述方案中，所述溢油处理抢险船还包括溢油回收装置，所述溢油回收装置通过管道与船体相连，可进行远程操控，溢油回收装置通过离心作用将海面油层溢油回收，通过管道输送至船体储油舱。

本发明的有益效果在于：

1.将铺管船与溢油回收船合二为一，实现功能一体化，铺管，围油，收油工作均可以由一艘船实现。

2.本发明采用塑胶软管作为输气管道，输气管道上的孔位设计保证了输气管道所产生气泡羽流稳定和连续，减小了由于压力的大幅度降低导致的气泡羽流效果差，提高了围油效率。在输气管道下方沿其长度方向设置若干绳索箱装置，通过远程控制绳索箱装置运作调节输气管道距水面的距离，可实现对不同深度、不同颗粒大小的不同种污染物的围控，既可以用于溢油防扩，又可以用于疏浚悬浮物防扩等，实现多用途集合。

3.铺管时，矫正器可以保证橡胶软管由同一直线的方向进入铺设辊轮开始铺设，避免了橡胶软管由滚筒直接进入铺设辊轮时由于管道方向的变化而导致橡胶软管在铺放时的变形和变向。铺设辊轮可随下部的活动齿条的移动调整间距，通过挤压式摩擦传动的方式驱动橡胶软管的铺设，矫正器可保证橡胶软管自滚筒出来后的紧绷状态以及进入铺设辊轮前的方向，铺设辊轮通过转动可以带动橡胶软管进入铺管架入水铺设，实现铺管工作，该技术有效解决了橡胶软管铺设弯曲、易翻转错位、轨道难固定的问题。

4.快速响应，当溢油险情发生时，能够迅速响应，到达溢油地点进行工作，以最快速度防止溢油大面积扩散，并进行溢油的回收处理工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于气泡帘技术的溢油处理抢险船的主视图；

图2是图1所示溢油处理抢险船的俯视图；

图3是图1所示溢油处理抢险船的隔污装置的结构图；

图4是图3所示隔污装置的绳索箱装置的结构图；

图5是图1所示溢油处理抢险船的管道铺设装置的结构图；

图6是图5所示管道铺设装置的铺设动力装置的结构图。

图中：100、隔污装置；110、输气管道；111、气孔；130、过流分支器；140、绳索箱装置；141、箱体；142、卷轴；143、电机；144、气泵；145、气囊；146、隔水管；147、智能传感器；148、信号处理器；161、主线同轴电缆；162、分支同轴电缆；200、管道铺设装置；220、滚筒装置；221、底座；222、转轴；223、滚筒；230、矫正器；231、支架；232、滑轮；240、铺设动力装置；241、固定台；242、基座；243、固定齿条；244、活动齿条；245、齿轮；246、铺设辊轮；300、溢油回收装置；400、抢险船；410、空压机；420、储油舱；430、第一传送带；440、第二传送带；450、起重机。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-2所示，为本发明一较佳实施例的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，包括隔污装置100和管道铺设装置200。隔污装置100包括输气管道110和若干绳索箱装置140。输气管道110上按一定的角度和排布方式穿设气孔111，输气管道110底部沿其长度方向粘接有主线同轴电缆161，主线同轴电缆161与船上的计算机连接，并在每个绳索箱装置140的安装位置设置过流分支器130，过流分支器130底部设有电磁继电器(图未示)。当溢油处理抢险船处于工作状态时，通过开启电磁继电器使绳索箱装置140连接于输气管道110的下方，以调节输气管道110距离水面的距离。当溢油处理抢险船处于非工作状态时，绳索箱装置140与输气管道110分开收纳于船上。

管道铺设装置200包括按照由船中到舷侧的方向依次布置于船上的滚筒装置220、矫正器230、铺设动力装置240，滚筒装置220用于缠绕输气管道110，矫正器230用于摆正输气管道110的铺设角度，铺设动力装置240采用挤压式摩擦传动的铺管方式铺放输气管道110。溢油处理抢险船还包括设置于船舱内的空压机410以及设置于甲板上的第一传送带430和第二传送带440。输气管道110的一端与空压机410连接，通过空压机410给输气管道110通上一定压力的气体，使输气管道110在水中产生稳定的气泡羽流，形成气泡帘，输气管道110的另一端缠绕于滚筒装置220上后依次绕过矫正器230和铺设动力装置240。第一传送带430用于将绳索箱装置140从储物舱向输气管道110运输，绳索箱装置140在第一传送带430与输气管道110的交汇处与输气管道110实现连接。第二传送带440与铺设动力装置240配合工作分别用于将连接后绳索箱装置140与输气管道110输送至水中。

参见图3-4，本实施例中，绳索箱装置140沿输气管道110长度方向均匀布置，每个绳索箱装置140包括密封的箱体141以及设置于箱体141内的分支同轴电缆162、卷轴142、电机143、DSP信号处理器148，以及设置于箱体141外表面的智能传感器147。智能传感器147顶部安装有用于与电磁继电器相连的铁片。分支同轴电缆162的上端从箱体141内穿出、下端缠绕在卷轴142上并与信号处理器148连接。卷轴142与电机143的输出轴连接，通过电机143驱动卷轴142旋转以控制分支同轴电缆162的收放，从而调节输气管道110在水中的不同位置，从而实现可以针对不一样的污染物特征参数来调整气泡帘距水面的距离。智能传感器147、电机143分别与信号处理器148连接，信号处理器148通过分支同轴电缆162和主线同轴电缆161与船上的计算机连接，智能传感器147测量水下的水速、水温、水压等信息并将信号经信号处理器148传送至计算机进行分析，然后由计算机将指令信号传送至信号处理器148，由信号处理器148翻译控制指令进而控制电机143执行指令，使电机143启动带动卷筒转动，使得卷筒上的分支同轴电缆162收或放，实现输气管道110的下降或上浮，达到最佳隔污效果。

进一步优化，本实施例中，绳索箱装置140还包括气泵144和气囊145，气泵144设置于箱体141内，并与船上的计算机连接以接受计算机的控制信号，气泵144用于向气囊145内充气。气囊145设置于箱体141外部的对称两侧。隔污装置100工作时气囊145处于无气状态，回收箱体141时，气泵144将气体充入气囊145使气囊145达到一定体积，增大绳索箱装置140的浮力，使其上浮到水面便于回收，具有快速、高效、易回收的优点。

进一步优化，本实施例中，输气管道110上的气孔111采用双排孔分布，两排孔的孔口与管道圆心的连线夹角为120°。双排孔设置，可以减小水下的水流对气帘管道的影响，从而产生更稳定连续的气泡帘，保证了隔污效率。进行溢油围油操作时，输气管道110向外排空气，形成气泡，气泡在水中迅速上升，上升过程中气泡的体积逐渐变大，并带动周围液体向上运动，在水下形成环流，从而阻止水下污染物的扩散，当气泡上升到水面时突然改变为两个方向相反的水平表面流，能够有效的组织油污的扩散，起到良好的围油效果。另一方面通过回收部分气泡帘装置，缩小围油范围，提高了围油的可调整性，使得围油的面积处于可控状态。

进一步优化，本实施例中，输气管道110采用柔性塑胶软管，通气状态下可漂浮于水面上，具有耐海水腐蚀，可弯曲，不易折断的优点。

进一步优化，本实施例中，绳索箱装置140的箱体141内在分支同轴电缆161的穿孔处设有隔水管146，防止水进入箱体141内。

参见图5-6，滚筒装置220用于缠绕输气管道110，滚筒装置220包括底座221、转轴222、滚筒223和第一电机(图未示)，底座221固定安装于船上，转轴222安装于底座221上，滚筒223固定安装于转轴222上，转轴222与第一电机的输出轴连接，通过第一电机驱动滚筒223转动。矫正器230用于摆正输气管道110的铺设角度，避免管道在收放时发生反转错位，矫正器230包括安装于船上的支架231以及安装于支架231上的滑轮232。铺设动力装置240包括安装于船上的固定台241和安装于固定台241上的基座242，基座242上安装有一个固定齿条243、两个活动齿条244、两个齿轮245和一条轨道(图未示)，固定齿条243与轨道平行设置，两个活动齿条244并列安装于轨道上并能沿轨道往返移动，两个齿轮245设置于固定齿条243与活动齿条244之间，一个齿轮245对应啮合一个活动齿条244，两个齿轮245均与固定齿条243啮合，每个齿轮245上均设有铺设辊轮246，通过调整两个活动齿条244的间距带动两个齿轮245旋转以调整两个齿轮245的间距，实现调整铺设辊轮246间距的目的，铺设辊轮246内置第二电机以驱动自身旋转，输气管道110由铺设辊轮246夹紧，铺设辊轮246的转动为管道施加动力，铺放管道。

进一步优化，本实施例中，两个活动齿条244关于固定齿条243的中心轴对称布置。

进一步优化，本实施例中，滚筒223装置220的滚筒223中心、矫正器230的滑轮232中心、铺设动力装置240的固定齿条243中心以及铺管架的中心轴四者位于同一直线上，四者沿船长方向设置。铺管时，矫正器230可以保证输气管道110由同一直线的方向进入铺设辊轮246开始铺设，避免了输气管道110由滚筒223直接进入铺设辊轮246时由于管道方向的变化而导致输气管道110在铺放时的变形和变向。

进一步优化，本实施例中，铺设辊轮246上套装有耐碱性好、弹性高的天然橡胶外套，保证铺设辊轮246与输气管道110之间良好的摩擦性。

进一步优化，本实施例中，溢油处理抢险船还包括溢油回收装置300，溢油回收装置300通过管道与船体相连，溢油回收装置300通过离心作用将海面油层溢油回收，通过管道输送至船体储油舱420。

进一步优化，本实施例中，溢油处理抢险船还包括溢油检测器(图未示)，溢油检测器设置于海面上，溢油检测器与计算机连接以将检测到的检测溢油量以及油层厚度信号和海面海况传输至计算机。

进一步优化，本实施例中，第一传送带430沿船宽方向设置，第二传送带440沿船长方向设置，第二传送带440旁设有起重机450，起重机450用于吊放或回收第二传送带440。

进一步优化，本实施例中，溢油处理抢险船上配置有两个辅船，辅船关键时刻可当逃生船舶，或者在输气管道110或者溢油回收装置300出现故障时，可以前去处理。

本发明基于气泡帘技术的溢油处理抢险船的工作原理：工作前，输气管道110在滚筒223装置220上预先缠绕好，输气管道110端部绕过矫正器230，紧靠在铺设辊轮246上。工作时，固定台241上的两个活动齿条244滑动至合适位置，使两个齿轮245上的铺设辊轮246将输气管道110夹紧，通过锁紧螺母将活动齿条244锁紧，第二电机启动带动铺设辊轮246转动，通过挤压与摩擦带动输气管道110前移，同时第一传送带430将绳索箱装置140往输气管道110长度方向运送，并在到达输气管道110下方时控制电磁继电器开启，绳索箱装置140与继电器结合后，分支同轴电缆162接头与继电器接触，受磁力影响，接头与过流分支器130结合，然后通过第二传送带440将绳索箱装置140送入水中。然后通过空压机410通入压缩空气，此时，溢油检测器检测溢油量以及油层厚度，智能传感器147检测水下压力、温度等信号，通过信号处理器148将综合信息通过同轴电缆传至计算机终端，经数据信息处理后的命令反馈至信号处理器148，信号处理器148再将信息翻译传达至电机143，从而驱动使卷筒转动，通过收或放分支同轴电缆162来控制输气管道110距离水面的距离，达到最佳围油效果，并通过溢油回收装置300将油回收至储油舱420中。待溢油回收完毕后，气泵144向气囊145内充气，箱体141便可在浮力作用下上浮，上浮的同时电机143工作将分支同轴电缆162缠绕回收，最终本装置将漂浮在水面上，通过第二传送带440将绳索箱装置140沿原路返回回收，以便二次利用，气泵144泄压，气囊145泄气至初始状态。同时调整(扩大)活动齿条244的间距，使铺设辊轮246松开输气管道110，启动滚筒223装置220内的第二电机，带动输气管道110回收，重新缠绕至滚筒223装置220上。在绳索箱装置140达到第一传送带430时断开电磁继电器，由第一传送带430将绳索箱装置140依次送回储物舱内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，包括隔污装置和管道铺设装置；

所述隔污装置包括输气管道和若干绳索箱装置；所述输气管道上设有气孔，输气管道底部沿长度方向设置主线同轴电缆，并在每个绳索箱装置的安装位置设置过流分支器，所述过流分支器底部设有电磁继电器；当所述溢油处理抢险船处于工作状态时，通过开启所述电磁继电器使所述绳索箱装置与所述输气管道相连，以调节输气管道距离水面的距离；当所述溢油处理抢险船处于非工作状态时，所述绳索箱装置与所述输气管道分开收纳于船上；

所述管道铺设装置包括按照由船中到舷侧的方向依次布置于船上的滚筒装置、矫正器、铺设动力装置，所述滚筒装置用于缠绕所述输气管道，所述矫正器用于摆正所述输气管道的铺设角度，所述铺设动力装置采用挤压式摩擦传动的铺管方式铺放所述输气管道；

所述溢油处理抢险船还包括设置于船舱内的空压机以及设置于甲板上的第一传送带和第二传送带；所述输气管道的一端与所述空压机连接、另一端缠绕于所述滚筒装置上后依次绕过所述矫正器和铺设动力装置；所述第一传送带用于将所述绳索箱装置从储物舱向所述输气管道运输，绳索箱装置在第一传送带与输气管道的交汇处与所述输气管道实现连接；所述第二传送带与铺设动力装置配合工作分别用于将连接后绳索箱装置与输气管道输送至水中。

2.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述绳索箱装置包括密封的箱体以及设置于箱体内的分支同轴电缆、卷轴、电机、信号处理器，以及设置于箱体外表面的智能传感器；所述智能传感器顶部安装有用于与所述电磁继电器相连的铁片；所述分支同轴电缆的上端从箱体内穿出、下端缠绕在所述卷轴上并与所述信号处理器连接；所述卷轴与电机的输出轴连接；所述智能传感器、电机分别与所述信号处理器连接，所述信号处理器与船上的计算机连接。

3.根据权利要求2所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述绳索箱装置还包括气泵和气囊，所述气泵设置于箱体内，并与所述计算机连接以接受计算机的控制信号；所述气囊设置于所述箱体外部的对称两侧，所述气泵用于向气囊内充气；隔污装置工作时气囊处于无气状态，回收箱体时，所述气泵将气体充入所述气囊，带动箱体上浮。

4.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述输气管道上的气孔采用双排孔分布，两排孔的孔口与所述输气管道圆心的连线夹角为120°。

5.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述输气管道采用柔性塑胶管，通气状态下可漂浮于水面上。

6.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述滚筒装置包括底座、转轴、滚筒和第一电机，所述底座固定安装于船上，转轴安装于底座上，滚筒固定安装于转轴上，转轴与第一电机的输出轴连接，通过第一电机驱动滚筒转动。

7.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述矫正器包括安装于船上的支架以及安装于所述支架上的滑轮。

8.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述铺设动力装置包括安装于船上的固定台和安装于固定台上的基座，所述基座上安装有固定齿条、活动齿条、齿轮和轨道，所述固定齿条与轨道平行设置，所述活动齿条有两个，两个活动齿条并列安装于所述轨道上并能沿轨道往返移动，所述齿轮对应设置两个，两个齿轮设置于固定齿条与活动齿条之间，一个齿轮对应啮合一个活动齿条，两个齿轮均与固定齿条啮合，每个齿轮上均设有铺设辊轮，所述铺设辊轮内置第二电机以驱动自身旋转。

9.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述滚筒装置的滚筒中心、矫正器的滑轮中心、铺设动力装置的固定齿条中心以及铺管架的中心轴四者位于同一直线上。

10.根据权利要求1所述的基于气泡帘技术的溢油处理抢险船，其特征在于，所述溢油处理抢险船还包括溢油回收装置，所述溢油回收装置通过管道与船体相连，可进行远程操控，溢油回收装置通过离心作用将海面油层溢油回收，通过管道输送至船体储油舱。

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