CN111516846B - 一种脱气装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱气装置，包括水箱和负压罐，水箱上设有多个相互独立的储水腔，每个储水腔的内壁下部均设有低液位传感器，且每个储水腔顶部均设有进水分管和抽水分管，进水分管和抽水分管上分别设有进水分管电动阀和抽水分管电动阀，进水分管均与进水管连通，抽水分管均与抽水管连通，抽水管设置在负压罐侧壁的上部，负压罐顶部设有排气口，排气口上设有负压排气阀，负压罐侧壁还设有出水管，该出水管上设有真空泵，低液位传感器、进水分管电动阀、抽水分管电动阀、真空泵均与控制面板电联接。本发明装置可依次对各个储水腔内的海水进行脱气，实现脱气海水的持续供给，防止大量气泡进入海水增压泵造成用户设备自动停机，给船舶用户造成不便。

Description

一种脱气装置及其使用方法

技术领域

本发明属于液体脱气技术领域，具体涉及一种用于船舶海水系统的脱气装置及其使用方法。

背景技术

众所周知，当动力设备在倒车的时候，或者在大风浪海况船舶剧烈摇动的时候，通海阀箱001附近会有大量的气泡在海水增压泵51的作用下被吸进通海阀箱001内。

海水系统是一种开放式的水系统，而通海阀箱001作为海水系统的重要组成部分，其排气性能直接影响海水系统的性能。如图1所示，海水系统上目前广泛使用的排气方式是通过安装在通海阀箱001顶部的透气管002、呼吸止回关闭阀003和透气管弯头004排气，而这种排气方式的排气效果较差，使得大量的气泡被海水增压泵51吸入，海水增压泵51瞬时吸不上水，从而导致海水系统温度骤然升高，出现用户设备自动停机(如主机、舵机、减摇鳍、空调机组等)的现象，这些设备的停机对海上执行任务、船员的舒适度都是一种极大的致命打击。

其次，透气管弯头004通常距离基线BL的高度不小于两米。但经过长期运行后发现，这种排气方式在动力设备倒车的时候，又或者在大风浪海况船舶剧烈摇动的时候，透气管弯头004内会喷溅出大量裹挟着气泡的海水，增加了船舶及人员的不安全性，还污染了透气管弯头004周围的环境，给船员增添了维护工作量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明设计的目的在于提供一种脱气装置及其使用方法，安装在开放式的水系统上，在保证用户设备供水量的同时，持续将船舶倒车或大风浪海况下进入海水系统的气泡分离出来并排入大气中，防止这些气泡进入海水增压泵中，造成用户设备停机。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脱气装置，包括水箱和负压罐，水箱上设有多个相互独立的储水腔，每个储水腔的内壁下部均设有低液位传感器，且每个储水腔顶部均设有进水分管和抽水分管，进水分管和抽水分管上分别设有进水分管电动阀和抽水分管电动阀，进水分管均与进水管连通，抽水分管均与抽水管连通，抽水管设置在负压罐侧壁的上部，负压罐顶部设有排气口，排气口上设有负压排气阀，负压罐侧壁还设有出水管，该出水管上设有真空泵，低液位传感器、进水分管电动阀、抽水分管电动阀、真空泵均与控制面板电联接。本发明通过真空泵将进水管中的水引入所有储水腔，然后分别将各个储水腔与负压罐组合形成一个脱气腔，在真空泵的作用下，该脱气腔形成负压，水中的气泡浮出，并顺着负压罐顶部的负压排气阀排出，同时，脱气后的水被真空泵抽入出水管，供给用户设备，当该储水腔内没有水时，进水管中的水在压强作用下进入储水腔内，实现储水腔的供水，从而可持续不断的切换各个储水腔与负压罐连通，实现脱气水的持续供给，防止用户设备因缺水而停机。

进一步地，脱气装置还包括旁通管，该旁通管上设有旁通电动阀和旁通排气阀，旁通管和进水管均与补水管连通，旁通管和出水管均与供水管连通；旁通电动阀与控制面板电联接，以便于根据天气状况或动力设备运行状态，切换海水排气模式，以达到降低能耗的目的。

进一步地，储水腔的数量为三个，分别为第一储水腔、第二储水腔和第三储水腔，保证有足够的储水腔供切换用于水脱气。

进一步地，每个储水腔的内壁上部均设有高液位传感器，该高液位传感器与控制面板电联接，以实时监测储水腔内的水是否灌满。

进一步地，出水管上还设有止回阀，该止回阀的进水口连通于真空泵的出水口，防止出水管内的水倒流。

进一步地，每个储水腔底部和负压罐底部均设有泄放管，每个泄放管上均设有泄放电动阀，泄放电动阀与控制面板电联接，以便本发明装置搁置时，可及时排出本发明装置内部的水。

进一步地，出水管上设有真空压力传感器和压力传感器，真空压力传感器和压力传感器分别位于真空泵的进水口和出水口，且真空压力传感器和压力传感器与控制面板电联接，以实时监测真空泵进水端与出水端的压力。

进一步地，控制面板还与动力设备、海水增压泵、用户设备及船舶气象水文环境观测设备电联接，便于本发明装置根据动力设备、海水增压泵、用户设备及船舶气象水文环境观测设备的运行状态切换工作模式。

本发明还提供一种脱气装置的使用方法，该使用方法包括两种工作模式：

A、大规模排气模式：当控制面板监测到海水增压泵和用户设备在运行，并监测到船舶在倒车或处于大风浪环境中，本发明装置进入大规模排气模式，其具体步骤包括：S1、打开真空泵、进水分管电动阀和抽水分管电动阀，将补水管内的水通过进水管引入第一储水腔、第二储水腔和第三储水腔，直至高液位传感器有信号，关闭所有进水分管电动阀，并关闭与第二储水腔和第三储水腔连接的抽水分管电动阀；S2、打开与第一储水腔连接的抽水分管电动阀，真空泵继续运行，将第一储水腔内的水引入负压罐内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管、供水管供给用户设备，直至第一储水腔内的低液位传感器失去信号，关闭与第一储水腔连接的抽水分管电动阀，并打开与第一储水腔连接的进水分管电动阀，将补水管内的水通过进水管引入第一储水腔，直至第一储水腔内的高液位传感器有信号，关闭与第一储水腔连接的进水分管电动阀；S3、打开与第二储水腔连接的抽水分管电动阀，真空泵继续运行，将第二储水腔内的水引入负压罐内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管、供水管供给用户设备，直至第二储水腔内的低液位传感器失去信号，关闭与第二储水腔连接的抽水分管电动阀，并打开与第二储水腔连接的进水分管电动阀，将补水管内的水通过进水管引入第二储水腔，直至第二储水腔内的高液位传感器有信号，关闭与第二储水腔连接的进水分管电动阀；S4、打开与第三储水腔连接的抽水分管电动阀，真空泵继续运行，将第三储水腔内的水引入负压罐内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管、供水管供给用户设备，直至第三储水腔内的低液位传感器失去信号，关闭与第三储水腔连接的抽水分管电动阀，并打开与第三储水腔连接的进水分管电动阀，将补水管内的水通过进水管引入第三储水腔，直至第三储水腔内的高液位传感器有信号，关闭与第三储水腔连接的进水分管电动阀；S5、重复步骤S2～S4。

B、常规排气模式：当控制面板监测到海水增压泵和用户设备在运行，并监测到船舶在正车且处于风平浪静环境中，本发明装置进入常规排气模式，其具体步骤为：打开旁通电动阀，并关闭真空泵及所有进水分管电动阀，在海水增压泵的作用下，补水管中的水进入旁通管，并通过旁通管上的旁通排气阀进行排气，然后旁通管内脱气后的水通过供水管供给用户设备。

如上所述，本发明的脱气装置及其使用方法，具有以下有益效果：

本发明的脱气装置及其使用方法通过出水电动阀和进水电动阀切换各个储水腔与负压罐连通形成负压脱气腔，从而对各个储水腔内的水进行脱气，并将脱气后的水供给用户设备，有效防止大量气泡进入海水增压泵造成用户设备自动停机，给船舶用户造成不便；同时，多个储水腔的设置可确保负压脱气过程中，至少有一个储水腔内的水位处于高位，以便当正脱气的储水腔缺水时能无缝切换至有水的储水腔，确保水脱气的持续进行，有效保证用户设备有源源不断的已脱气的海水供使用，防止主机由于供水不足导致停机；最后，本发明装置可与动力装置、海水增压泵、用户设备及船舶气象水文环境观测设备进行联动，以便在船舶倒车或大风浪海况状态下切换至大规模排气模式，船舶正车且风平浪静状态下切换至常规排气模式，从而在保证用户设备有充足脱气水使用的同时，降低能耗。本发明不仅具有全自动脱气的功能，有效防止海水中的大量气泡进入海水增压泵中造成用户设备停机，也免去了船员的维护工作，降低了成本。

附图说明

图1为海水系统目前广泛使用的透气方式。

图2为本发明脱气装置的工作原理示意图。

图3为本发明脱气装置中水箱的结构示意图。

图4为本发明控制部分的原理示意图。

附图标记说明

通海阀箱001，透气管002，呼吸止回关闭阀003，透气管弯头004，海水排出管005，补水管11，进水管12，进水分管12a，抽水管13，抽水分管13a，出水管14，泄放管15，旁通管17，供水管18，通海阀21，海水粗滤器22，海水精滤器23，电动阀24，补水电动阀24a，进水电动阀24b，进水分管电动阀24c，抽水分管电动阀24d，泄放电动阀24e，出水电动阀24f，旁通电动阀24g，供水电动阀24h，法兰间铁合金牺牲阳极25，止回阀26，水箱31，储水腔32，第一储水腔32a，第二储水腔32b，第三储水腔32c，负压罐41，负压排气阀42a，旁通排气阀42b，真空泵43，海水增压泵51，高液位传感器61，中液位传感器62，低液位传感器63，真空压力传感器64，压力传感器65，流量传感器66，控制面板71，控制触摸屏72，电源进线73a，远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b，动力设备连接信号线75b，气象水文观测设备连接信号线76b，用户设备连接信号线77b，电动阀控制信号线78a，电动阀状态信号线78b，真空泵控制信号线79a，真空泵状态信号线79b，海水增压泵控制信号线710a，海水增压泵状态信号线710b，高液位传感器状态信号线711b，中液位传感器状态信号线712b，低液位传感器状态信号线713b，真空压力传感器状态信号线714b，压力传感器状态信号线715b，流量传感器状态信号线716b。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一

如图2至图4所示，本发明提供一种脱气装置，该脱气装置包括水箱31和负压罐41，水箱31上设有多个相互独立的储水腔32，在本实施例中，储水腔32的个数优选为三个，分别为第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c，每个储水腔32的内壁自上而下依次设置有高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63，且每个储水腔32顶部均设有进水分管12a和抽水分管13a，进水分管12a和抽水分管13a上分别设有进水分管电动阀24c和抽水分管电动阀24d，进水分管12a均通过进水管12与水源连通，进水管12上设有进水电动阀24b，抽水分管13a均与抽水管13连通，抽水管13设置在负压罐41侧壁的上部，负压罐41顶部设有排气口，该排气口上设有负压排气阀42a，负压罐41侧壁还设有出水管14，该出水管14与用户设备连通，且出水管14上设有出水电动阀24f、止回阀26、真空泵43、真空压力传感器64和压力传感器65，且真空压力传感器64和压力传感器65分别位于真空泵43的进水口和出水口，止回阀26的进水口与真空泵43的出水口连通(即真空泵43位于止回阀26和负压罐41之间)；高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63、进水电动阀24b、进水分管电动阀24c、抽水分管电动阀24d、出水电动阀24f、真空泵43、真空压力传感器64和压力传感器65均与控制面板71电联接；在本实施例中，当海水需要脱气时，先打开进水电动阀24b、所有进水分管电动阀24c、所有抽水分管电动阀24d和出水电动阀24f，并通过真空泵43将水从进水管12、进水分管12a吸入三个储水腔32内，当高液位传感器61有信号时，立刻关闭所有进水分管电动阀24c以及与第二储水腔32b和第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，只打开与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，而真空泵43继续运转使第一储水腔32a与负压罐41形成负压脱气腔，将水中的气体析出，并通过负压罐41上的负压排气阀42a排出，与此同时，真空泵43将脱气后的水通过出水管14供给用户设备，当第一储水腔32a内的低液位传感器63失去信号，立刻关闭与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，进行待脱气水源的切换，并重复脱气步骤，与此同时，打开与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c，由于第一储水腔32a内的水被抽空形成负压，使得进水管12中的水自动进入第一储水腔32a直至第一储水腔32a内的高液位传感器61有信号，关闭与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c；当第二储水腔32b内的低液位传感器63失去信号，立刻关闭与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，进行待脱气水源的切换，并重复脱气步骤，与此同时，打开与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c，由于第二储水腔32b内的水被抽空形成负压，使得进水管12中的水自动进入第二储水腔32b直至第二储水腔32b内的高液位传感器61有信号，关闭与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c；这样，依次切换各储水腔32与负压罐41连通，实现对应储水腔32内水的脱气，并在脱气后对该储水腔32进行补水，从而可不间断的为用户设备提供脱气水；在另一实施例中，也可通过设置预设时间控制储水腔32的进水时间，具体时间可由进水口大小和储水腔32的容积决定。

如图2所示，每个储水腔32底部和负压罐41底部均设有泄放管15，每个泄放管15上均设有泄放电动阀24e，泄放电动阀24e与控制面板71电联接，以便本发明装置长时间搁置时，将负压罐41和储水腔32内的水排尽。

在本实施例中，上述电动阀24均为档位可调电动阀。

实施例二：

如图2至图4所示，本发明提供一种脱气装置，该脱气装置包括水箱31和负压罐41，水箱31上设有多个相互独立的储水腔32，在本实施例中，储水腔32的个数优选为三个，分别为第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c，每个储水腔32的内壁自上而下依次设置有高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63，且每个储水腔32顶部均设有进水分管12a和抽水分管13a，进水分管12a和抽水分管13a上分别设有进水分管电动阀24c和抽水分管电动阀24d，进水分管12a均与进水管12连通，且进水管12通过补水管11与通海阀箱001连接，进水管12上设有进水电动阀24b，补水管11上设有补水电动阀24a；抽水分管13a均与抽水管13连通，抽水管13设置在负压罐41侧壁的上部，负压罐41顶部设有排气口，该排气口上设有负压排气阀42a，负压罐41侧壁还设有出水管14，出水管14上设有出水电动阀24f、止回阀26、真空泵43、真空压力传感器64和压力传感器65，且真空压力传感器64和压力传感器65分别位于真空泵43的进水口和出水口，止回阀26的进水口与真空泵43的出水口连通(即真空泵43位于止回阀26和负压罐41之间)；出水管14通过供水管18与用户设备连通，供水管18上设有供水电动阀24h；高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63、补水电动阀24a、进水电动阀24b、进水分管电动阀24c、抽水分管电动阀24d、出水电动阀24f、供水电动阀24h、真空泵43、真空压力传感器64和压力传感器65均与控制面板71电联接；在本实施例中，当海水需要大规模脱气时，先打开补水电动阀24a、进水电动阀24b、所有进水分管电动阀24c、所有抽水分管电动阀24d、出水电动阀24f和供水电动阀24h，并通过真空泵43将通海阀箱001中的水通过补水管11、进水管12、进水分管12a吸入三个储水腔32内，当高液位传感器61有信号时，立刻关闭所有进水分管电动阀24c以及与第二储水腔32b和第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，只打开与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，而真空泵43继续运转使第一储水腔32a与负压罐41形成负压脱气腔，将水中的气体析出，并通过负压罐41上的负压排气阀42a排出，与此同时，真空泵43将脱气后的水通过出水管14、供水管18供给用户设备，当第一储水腔32a内的低液位传感器63失去信号，立刻关闭与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，进行待脱气水源的切换，并重复脱气步骤，与此同时，打开与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c，由于第一储水腔32a内的水被抽空形成负压，使得进水管12中的水自动进入第一储水腔32a直至第一储水腔32a内的高液位传感器61有信号，关闭与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c；当第二储水腔32b内的低液位传感器63失去信号，立刻关闭与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，进行待脱气水源的切换，并重复脱气步骤，与此同时，打开与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c，由于第二储水腔32b内的水被抽空形成负压，使得进水管12中的水自动进入第二储水腔32b直至第二储水腔32b内的高液位传感器61有信号，关闭与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c；这样，依次切换各储水腔32与负压罐41连通，实现对应储水腔32内水的脱气，并在脱气后对该储水腔32进行补水，从而可不间断的为用户设备提供脱气水，进入大规模排气模式；在另一实施例中，也可通过设置预设时间控制储水腔32的进水时间，具体时间可由进水口大小和储水腔32的容积决定。

如图2和图4所示，脱气装置还包括旁通管17，该旁通管17上设有旁通电动阀24g和旁通排气阀42b，旁通管17和进水管12均通过补水管11与通海阀箱001连通，旁通管17和出水管14均通过供水管18与用户设备连通；旁通电动阀24g与控制面板71电联接，控制面板71还与动力设备、海水增压泵51、用户设备及船舶气象水文环境观测设备电联接；在本实施例中，当控制面板71监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并监测到船舶在正车且处于风平浪静环境中，本发明装置进入常规排气模式，其具体步骤为：打开补水电动阀24a、旁通电动阀24g和供水电动阀24h，并关闭进水电动阀24b和真空泵43，在海水增压泵51的作用下，补水管11中的水进入旁通管17，并通过旁通管17上的旁通排气阀42b进行排气，然后旁通管17内脱气后的水通过供水管18供给用户设备。

如图2所示，每个储水腔32底部和负压罐41底部均设有泄放管15，每个泄放管15上均设有泄放电动阀24e，泄放电动阀24e与控制面板71电联接，以便本发明装置长时间搁置时，将负压罐41和储水腔32内的水排尽。

在本实施例中，上述电动阀24均为档位可调电动阀。

在本实施例中，补水管11、进水管12、出水管14、旁通管17和供水管18上均设有法兰间铁合金牺牲阳极25，以防止管路腐蚀。

如图4所示，图中双点划线表示电源线和控制信号线，点划线表示状态信号线。本发明由控制面板71及其信号线对真空泵43、各电动阀和各传感器进行控制及对其运行状态进行监控，保证了本发明的全自动运行，同时，与安装本发明装置的船体动力设备、用户设备、海水增压泵51和气象水文观测设备进行联动，并具有远程运行状态显示及综合故障报警功能，它的电源线73a可选用AC380V的防水电缆，满足船舶上的用电需求。

控制面板71信号线包括远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b，动力设备控制系统连接信号线75b，气象水文观测设备连接信号线76b，用户设备连接信号线77b，电动阀控制信号线78a，电动阀状态信号线78b，真空泵控制信号线79a，真空泵状态信号线79b，海水增压泵控制信号线710a，海水增压泵状态信号线710b，高液位传感器状态信号线711b，中液位传感器状态信号线712b，低液位传感器状态信号线713b，真空压力传感器状态信号线714b，压力传感器状态信号线715b，流量传感器状态信号线716b。

控制面板71上设有控制触摸屏72，上面实时显示本发明的运行情况及运行状态，并由其实现对本发明进行全自动控制。控制面板71将控制信号通过真空泵控制信号线79a输送到真空泵43控制真空泵43的启、停，并通过真空泵状态信号线79b接收到真空泵43的状态信号来监测真空泵43的运行状态；控制面板71将控制信号通过电动阀控制信号线78a控制电动阀的启、停及开口度，并通过电动阀状态信号线78b接收到电动阀的状态信号来监测电动阀的运行状态；控制面板71通过高液位传感器状态信号线711b、中液位传感器状态信号线712b和低液位传感器状态信号线713b接收各液位传感器传输过来的状态信号，实时监测储水腔32内的水位情况；控制面板71通过真空压力传感器状态信号线714b接收到真空压力传感器64的状态信号来监测真空泵43进水口和海水增压泵51进水口的压力；控制面板71通过压力传感器状态信号线715b接收到压力传感器65的状态信号来监测真空泵43出水口和海水增压泵51出水口的压力；控制面板71通过流量传感器状态信号线716b接收到流量传感器66的状态信号来监测供水管18内水的流量；控制面板71通过动力设备连接信号线75b、用户设备连接信号线77b、海水增压泵状态信号线710b、气象水文观测设备连接信号线76b分别与动力设备、用户设备、海水增压泵51、船舶气象水文环境观测设备连接；当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并通过动力设备连接信号线75b监测到动力设备(如螺旋桨)在倒车或者通过气象水文观测设备连接信号线76b监测到船体处于大风浪海况(即风级、浪级信号大于控制面板71事先输入的设定值)，控制面板71自动进入大规模排气模式，即S1、关闭旁通电动阀24g和泄放电动阀24e，打开真空泵43、补水电动阀24a、进水电动阀24b、进水分管电动阀24c、抽水分管电动阀24d、出水电动阀24f、供水电动阀24h，将补水管11内的水引入第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c，直至高液位传感器61有信号，关闭进水分管电动阀24c，并关闭与第二储水腔32b和第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d；S2、打开与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第一储水腔32a内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第一储水腔32a内的低液位传感器63失去信号，关闭与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水引入第一储水腔32a，直至第一储水腔32a内的高液位传感器61有信号，关闭与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c；S3、打开与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第二储水腔32b内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第二储水腔32b内的低液位传感器63失去信号，关闭与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水引入第二储水腔32b，直至第二储水腔32b内的高液位传感器61有信号，关闭与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c；S4、打开与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第三储水腔32c内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第三储水腔32c内的低液位传感器63失去信号，关闭与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第三储水腔32c连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水引入第三储水腔32c，直至第三储水腔32c内的高液位传感器61有信号，关闭与第三储水腔32c连接的进水分管电动阀24c；S5、重复步骤S2～S4；当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b分别监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并通过动力设备连接信号线75b监测到动力设备(如螺旋桨)在正车，且通过气象水文观测设备连接信号线76b监测到船体处于风平浪静(即风级、浪级信号小于控制面板71事先输入的设定值)，控制面板71自动进入常规排气模式，即关闭进水电动阀24b和真空泵43，打开旁通电动阀24g，在海水增压泵51的作用下，补水管11中的水进入旁通管17，并通过旁通管17上的旁通排气阀42b进行排气，然后旁通管17内脱气后的水通过供水管18供给用户设备；当控制面板71通过用户设备连接信号线77b监测到用户设备停止时，控制面板71通过海水增压泵控制信号线710a控制海水增压泵51停止运行；当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b监测到海水增压泵51和用户设备均停止，控制面板71自动关闭本发明。

控制面板71还具有远程信息输送功能，其通过远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b向本船上级监控中心输送本发明的运行状态及综合故障报警信号，具有远程运行状态显示及综合故障报警功能。

由于本发明装置优选设置在船用海水系统上，因此，本发明装置上的金属部分均需要由钛合金、铜镍铁合金、双相不锈钢等耐海水腐蚀的材料制成，以提高使用寿命。

以下是对本发明装置各部件的具体描述：

1)水箱单元

水箱单元的作用是模拟一个闭式的环境，临时储存进水管12输送过来、需要待排气的海水。

如图2所示，水箱单元包括水箱31，水箱31的规格可以根据船舶的大小规模及其海水需求量来定，水箱31的内部可以根据需求量分成n个储水腔32，本实施例优选为3个储水腔32，分别是第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c。

2)管路单元

管路单元在本发明中起到补水、进水、抽水、出水、泄放、旁通和供水的功能。

如图2所示，管路单元包括补水管11、进水管12、进水分管12a、抽水管13、抽水分管13a、出水管14、泄放管15、旁通管17和供水管18。

补水管11连接通海阀箱001上的通海阀21，海水以此进入本发明，然后，补水管11一分为二，一路为进水管12，另一路为旁通管17。

旁通管17为本发明进入常规排气模式(也即当动力设备正车且船体处于风平浪静环境中，通海阀箱001内没有或者可能只有少量气泡)时使用；进水管12为本发明进入大规模排气模式(也即当动力设备倒车或者大风浪海况船舶剧烈摇动，通海阀箱001内吸进大量气泡)时使用。

进水管12的末端分为n根支路，n的数量根据水箱单元中储水腔32的数量来决定，本实施例优选设置为三个储水腔32，因此进水管12的末端分为三根支路分别给三个储水腔32供水。

三个储水腔32的顶部均设有抽水分管13a，且三根抽水分管13a汇总成一根抽水管13进入负压罐41。

排完气的海水进入出水管14，与旁通管17汇总成供水管18，最后在海水增压泵51的作用下输送到用户设备。

负压罐41和储水腔32的底部均设有泄放管15，连接到附近的污水井中，当负压罐41和储水腔32长期不使用时，以此放尽其内部的存水。

3)阀附件单元

阀附件单元具有过滤海水、调节流量、防腐蚀、止回等功能。

如图2和图3所示，阀附件单元包括通海阀21、海水粗滤器22、海水精滤器23、电动阀24、法兰间铁合金牺牲阳极25和止回阀26。其中，电动阀24为档位可调电动阀，其功能是开、关以及调节流量。

通海阀21的一端安装在通海阀箱001上，另一端连接补水管11，海水以此进入本发明。

由于不同的海域其海水清洁程度不同，南海海水较清洁，但在东海海域，海水里的泥沙、杂质就较多。因此，本发明在已安装有海水粗滤器22的基础上，再在补水管11上安装有海水精滤器23，保证了进入海水用户设备的水质清洁，避免用户设备被海水污物附着。

补水管11、进水管12、进水分管12a、抽水分管13a、出水管14、泄放管15、旁通管17和供水管18上都安装有一只带档位调节功能的电动阀24，该电动阀24包括补水电动阀24a，进水电动阀24b，进水分管电动阀24c，抽水分管电动阀24d，出水电动阀24f，泄放电动阀24e，旁通电动阀24g，供水电动阀24h。

补水管11、进水管12、出水管14、旁通管17和供水管18上均设有法兰间铁合金牺牲阳极25，以保护海水管路及海水设备、防止其被海水腐蚀。

出水管14上设有止回阀26，且止回阀26进水口与真空泵43出水口连通，以确保出水管14内海水单向流动，防止倒流。

控制面板71将控制信号通过电动阀控制信号线78a输送到各电动阀24以控制各电动阀24的启、停和开口度；并通过电动阀状态信号线78b接收到各电动阀24的状态信号来监测各电动阀24的运行状态。

4)排气单元

排气单元的作用是排除海水中大量的气体及游离气泡，保证了用户设备的正常运行。

如图2所示，排气单元包括负压罐41、负压排气阀42a和真空泵43。

负压罐41进水口与抽水管13连通，负压罐41出水口通过出水管14与真空泵43连通。

负压罐41顶部的排气口上设有负压排气阀42a，其有防倒吸、防喷水的功能，当负压罐41内的海水脱完气后，负压排气阀42a将海水中脱出来的气体排入大气中。

在真空泵43的运行作用下，负压罐41内被抽真空，裹挟着大量气体及游离气泡的海水经过抽水管13来到形成负压的负压罐41内气水分离，使得分离出的气体被挤压后通过安装在负压罐41顶部的负压排气阀42a排出，排入大气。排完气的海水又经过真空泵43注入出水管14，最后输送到供水管18内，供用户设备使用。

控制面板71将控制信号通过真空泵控制信号线79a输送到排气单元控制真空泵43的启、停；并通过真空泵状态信号线79b接收到真空泵43的状态信号来监测真空泵43的运行状态。

5)传感器

传感器对本发明的状态进行实时监测，保证了本发明的安全性和稳定性。

如图2至图4所示，传感器包括高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63、真空压力传感器64、压力传感器65和流量传感器66。其中，高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63自上而下安装于储水腔32的内壁，实时监测各储水腔32内海水的液位，当高液位传感器61有信号时，表明海水已灌满储水腔32，此时，关闭所有进水分管电动阀24c，只打开一个抽水分管电动阀24d，使负压罐41与一个储水腔32连通，并形成负压，从而将该储水腔32中海水的气泡析出，并通过负压排气阀42a排出，直至该储水腔32内的低液位传感器63失去信号，切换负压罐41与下一个储水腔32连通，并为缺水的储水腔32补水，实现各储水腔32的循环脱气和补水。

控制面板71通过高液位传感器状态信号线711b、中液位传感器状态信号线712b和低液位传感器状态信号线713b接收各液位传感器传输过来的状态信号，实时监测各储水腔32内的水位情况。

真空压力传感器64安装在真空泵43的进水口和海水增压泵51的进水口，压力传感器65安装在真空泵43的出水口和海水增压泵51的出水口，控制面板71通过真空压力传感器状态信号线714b和压力传感器状态信号线715b实时监测真空泵43和海水增压泵51进、出端的压力。

流量传感器66安装在供水管18上，控制面板71通过流量传感器状态信号线716b实时监测进入用户设备的水流量。

6)与海水增压泵、用户设备、动力设备和气象水文观测设备的运行进行联动

本发明的控制面板71通过海水增压泵控制信号线710a、海水增压泵状态信号线710b与海水增压泵51连接，且控制面板71还通过动力设备连接信号线75b、气象水文观测设备连接信号线76b、用户设备连接信号线77b分别与动力设备、气象水文观测设备和用户设备连接。当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并通过动力设备连接信号线75b监测到船舶倒车或通过气象水文观测设备连接信号线76b监测到船舶处于大风浪环境中，控制面板71自动打开本发明进入大规模排气模式；当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并通过动力设备连接信号线75b监测到船舶正车且通过气象水文观测设备连接信号线76b监测到船舶处于风平浪静环境中，控制面板71自动打开本发明进入常规排气模式；当控制面板71通过海水增压泵状态信号线710b、用户设备连接信号线77b监测到海水增压泵51和用户设备停止，控制面板71将本发明负压罐41和储水腔32内的水排尽，并关闭本发明。

7)具有远程运行状态显示及综合故障报警功能

控制面板71具有远程信息输送功能，其通过远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b向本船上级监控中心输送本发明的运行状态及综合故障报警信号。

如图2所示，本发明装置在装配使用时，需要先将本发明装置设置在需要脱气的水系统上，本发明装置优选设置在船上的海水系统上，即通海阀箱001和海水增压泵51之间，对海水进行脱气，防止大量气泡被海水增压泵51吸入，造成海水增压泵51瞬时吸不上水，从而导致海水系统温度骤然升高，出现用户设备(如主机、舵机、空调机组等)自动停机现象，给海上任务执行造成极大地不便。

本发明还提供一种上述脱气装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括两种工作模式：

A、大规模排气模式：当控制面板71监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并监测到船舶在倒车或处于大风浪环境中，本发明装置进入大规模排气模式，其具体步骤包括：S1、关闭泄放电动阀24e和旁通电动阀24g，并打开真空泵43、补水电动阀24a、进水电动阀24b、进水分管电动阀24c、抽水分管电动阀24d、出水电动阀24f和供水电动阀24h，将补水管11内的水通过进水管12引入第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c直至高液位传感器61有信号，关闭所有进水分管电动阀24c，并关闭与第二储水腔32b和第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d；S2、打开与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第一储水腔32a内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第一储水腔32a内的低液位传感器63失去信号，关闭与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水通过进水管12引入第一储水腔32a，直至第一储水腔32a内的高液位传感器61有信号，关闭与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c；S3、打开与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第二储水腔32b内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第二储水腔32b内的低液位传感器63失去信号，关闭与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水通过进水管12引入第二储水腔32b，直至第二储水腔32b内的高液位传感器61有信号，关闭与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c；S4、打开与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，真空泵43继续运行，将第三储水腔32c内的水引入负压罐41内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管14、供水管18供给用户设备，直至第三储水腔32c内的低液位传感器63失去信号，关闭与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第三储水腔32c连接的进水分管电动阀24c，将补水管11内的水通过进水管12引入第三储水腔32c，直至第三储水腔32c内的高液位传感器61有信号，关闭与第三储水腔32c连接的进水分管电动阀24c；S5、重复步骤S2～S4。

B、常规排气模式：当控制面板71监测到海水增压泵51和用户设备在运行，并监测到船舶在正车且处于风平浪静环境中，本发明装置进入常规排气模式，其具体步骤为：打开旁通电动阀24g，并关闭真空泵43和进水电动阀24b，在海水增压泵51的作用下，补水管11中的水进入旁通管17，并通过旁通管17上的旁通排气阀42b进行排气，然后旁通管17内脱气后的水通过供水管18供给用户设备。

以下是对本发明装置使用方法的具体描述：

1)大规模排气模式

当动力设备(如螺旋桨)在倒车的时候，或者在大风浪海况船舶剧烈摇动的时候，通海阀箱001附近会有大量的气泡。本发明通过海水增压泵状态信号线710b、动力设备连接信号线75b、气象水文观测设备连接信号线76b和用户设备连接信号线77b接收到海水增压泵51和用户设备在运行，且船舶倒车或处于大风浪环境中，自动打开本发明进入大规模排气模式。

如图2和图3所示，首先，启动真空泵43，打开补水管11、进水管12、进水分管12a和抽水分管13a上的补水电动阀24a、进水电动阀24b、进水分管电动阀24c和抽水分管电动阀24d，并关闭旁通管17上电动阀24g。

然后，从通海阀箱001内过来的含有大量气体和游离气泡、被精滤过的清洁海水在真空泵43和海水增压泵51的作用下通过进水管12、进水分管12a进入水箱31。

一开始，第一储水腔32a、第二储水腔32b和第三储水腔32c同时进水，当三个储水腔32都灌满时(即三个储水腔32内的高液位传感器61均有信号)，关闭所有进水分管电动阀24c。

第一储水腔32a开始进行排气。打开与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并关闭其余的抽水分管电动阀24d，第一储水腔32a内的水在真空泵43的作用下进入负压罐41排气。

当第一储水腔32a内的水到达低液位时，关闭其抽水分管13a上的抽水分管电动阀24d。第二储水腔32b开始进行排气，同时，关闭与第一储水腔32a连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第一储水腔32a连接的进水分管电动阀24c，使得第一储水腔32a在负压作用下开始补水。

当第二储水腔32b的水到达低液位时，关闭其抽水分管13a上的抽水分管电动阀24d，第三储水腔32c开始进行排气，同时，关闭与第二储水腔32b连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第二储水腔32b连接的进水分管电动阀24c，使得第二储水腔32b在负压作用下开始补水。

当第三储水腔32c的水到达低液位时，关闭其抽水分管13a上的抽水分管电动阀24d，第一储水腔32a开始进行排气，同时，关闭与第三储水腔32c连接的抽水分管电动阀24d，并打开与第三储水腔32c连接的进水分管电动阀24c，使得第三储水腔32c在负压作用下开始补水。

三个储水腔32周而复始、循环地按预先设定好的程序自动排气和补水。

无论是哪个储水腔32输送过来的海水进入负压罐41，负压罐41都会将海水中大量的气体和游离气泡分离出来，并经有防倒吸、防喷水功能的负压排气阀42a排入大气。

最后，在海水增压泵51及传感器的共同作用下，满足压力及流量要求的无气海水被输送到供水管18内，供用户设备使用。

当水箱31和负压罐41长期不工作时，本发明打开位于储水腔32底部和负压罐41底部泄放管15上的电动阀24e，可以放尽其内部的存水。

2)常规排气模式

当动力设备(如螺旋桨)在正车的时候，且在风平浪静的时候，进入通海阀箱001的气泡较少。本发明通过海水增压泵状态信号线710b、动力设备连接信号线75b、气象水文观测设备连接信号线76b和用户设备连接信号线77b接收海水增压泵51和用户设备在运行，船舶正车且处于风平浪静环境中，自动打开本发明进入常规排气模式。

如图2所示，首先，打开补水管11和旁通管17上的补水电动阀24a和旁通电动阀24g，关闭进水管12上的进水电动阀24b和真空泵43。

然后，从通海阀箱001内过来的没有或者可能只含有少量气泡的、被精滤过的清洁海水进入旁通管17，这些极少量的气体或者游离气泡可以通过安装在旁通管17上具有防倒吸、防喷水功能的旁通排气阀42b排入大气。

最后，在海水增压泵51及传感器的共同作用下，满足压力及流量要求的无气海水被输送到供水管18内，供用户设备使用。

综上所述，本发明的脱气装置及其使用方法通过出水电动阀和进水电动阀切换各个储水腔与负压罐连通形成负压脱气腔，从而对各个储水腔内的水进行脱气，并将脱气后的水供给用户设备，有效防止大量气泡进入海水增压泵造成用户设备自动停机，给船舶用户造成不便；同时，多个储水腔的设置可确保负压脱气过程中，至少有一个储水腔内的水位处于高位，以便当正脱气的储水腔缺水时能无缝切换至有水的储水腔，确保水脱气的持续进行，有效保证用户设备有源源不断的已脱气的海水供使用，防止主机由于供水不足导致停机；最后，本发明装置可与动力装置、海水增压泵、用户设备及船舶气象水文环境观测设备进行联动，以便在船舶倒车或大风浪海况状态下切换至大规模排气模式，船舶正车且风平浪静状态下切换至常规排气模式，从而在保证用户设备有充足脱气水使用的同时，降低能耗。本发明不仅具有全自动脱气的功能，有效防止海水中的大量气泡进入海水增压泵中造成用户设备停机，也免去了船员的维护工作，降低了成本。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点并具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种脱气装置，其特征在于，所述脱气装置包括水箱(31)和负压罐(41)，所述水箱(31)上设有多个相互独立的储水腔(32)，每个储水腔(32)的内壁下部均设有低液位传感器(63)，且每个储水腔(32)顶部均设有进水分管(12a)和抽水分管(13a)，所述进水分管(12a)和抽水分管(13a)上分别设有进水分管电动阀(24c)和抽水分管电动阀(24d)，所述进水分管(12a)均与进水管(12)连通，所述抽水分管(13a)均与抽水管(13)连通，所述抽水管(13)设置在负压罐(41)侧壁的上部，所述负压罐(41)顶部设有排气口，该排气口上设有负压排气阀(42a)，所述负压罐(41)侧壁还设有出水管(14)，该出水管(14)上设有真空泵(43)；所述低液位传感器(63)、进水分管电动阀(24c)、抽水分管电动阀(24d)、真空泵(43)均与控制面板(71)电联接；控制面板(71)控制负压罐(41)与不同的储水腔(32)分别连通。

2.根据权利要求1所述一种脱气装置，其特征在于，所述脱气装置还包括旁通管(17)，该旁通管(17)上设有旁通电动阀(24g)和旁通排气阀(42b)，所述旁通管(17)和进水管(12)均与补水管(11)连通，所述旁通管(17)和出水管(14)均与供水管(18)连通；所述旁通电动阀(24g)与控制面板(71)电联接。

3.根据权利要求2所述一种脱气装置，其特征在于，所述储水腔(32)的数量为三个，分别为第一储水腔(32a)、第二储水腔(32b)和第三储水腔(32c)。

4.根据权利要求3所述一种脱气装置，其特征在于，所述每个储水腔的内壁上部均设有高液位传感器(61)，所述高液位传感器(61)与控制面板(71)电联接。

5.根据权利要求1所述一种脱气装置，其特征在于，所述出水管(14)上还设有止回阀(26)，该止回阀(26)的进水口连通于所述真空泵(43)的出水口。

6.根据权利要求1所述一种脱气装置，其特征在于，所述每个储水腔(32)底部和负压罐(41)底部均设有泄放管(15)，所述每个泄放管(15)上均设有泄放电动阀(24e)，所述泄放电动阀(24e)与控制面板(71)电联接。

7.根据权利要求1所述一种脱气装置，其特征在于，所述出水管(14)上设有真空压力传感器(64)和压力传感器(65)，所述真空压力传感器(64)和压力传感器(65)分别位于真空泵(43)的进水口和出水口，所述真空压力传感器(64)和压力传感器(65)均与控制面板(71)电联接。

8.根据权利要求4所述一种脱气装置，其特征在于，所述控制面板(71)还与动力设备、海水增压泵(51)、用户设备及船舶气象水文环境观测设备电联接。

9.一种权利要求8所述的脱气装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括两种工作模式：

A、大规模排气模式：当控制面板(71)监测到海水增压泵(51)和用户设备在运行，并监测到船舶在倒车或处于大风浪环境中，所述脱气装置进入大规模排气模式，其具体步骤包括：S1、打开真空泵(43)、进水分管电动阀(24c)和抽水分管电动阀(24d)，将补水管(11)内的水通过进水管(12)引入第一储水腔(32a)、第二储水腔(32b)和第三储水腔(32c)，直至所有高液位传感器(61)有信号，关闭所有进水分管电动阀(24c)，并关闭与第二储水腔(32b)和第三储水腔(32c)连接的抽水分管电动阀(24d)；S2、打开与第一储水腔(32a)连接的抽水分管电动阀(24d)，真空泵(43)继续运行，将第一储水腔(32a)内的水引入负压罐(41)内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管(14)、供水管(18)供给用户设备，直至第一储水腔(32a)内的低液位传感器(63)失去信号，关闭与第一储水腔(32a)连接的抽水分管电动阀(24d)，并打开与第一储水腔(32a)连接的进水分管电动阀(24c)，将补水管(11)内的水通过进水管(12)引入第一储水腔(32a)，直至第一储水腔(32a)内的高液位传感器(61)有信号，关闭与第一储水腔(32a)连接的进水分管电动阀(24c)；S3、打开与第二储水腔(32b)连接的抽水分管电动阀(24d)，真空泵(43)继续运行，将第二储水腔(32b)内的水引入负压罐(41)内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管(14)、供水管(18)供给用户设备，直至第二储水腔(32b)内的低液位传感器(63)失去信号，关闭与第二储水腔(32b)连接的抽水分管电动阀(24d)，并打开与第二储水腔(32b)连接的进水分管电动阀(24c)，将补水管(11)内的水通过进水管(12)引入第二储水腔(32b)，直至第二储水腔(32b)内的高液位传感器(61)有信号，关闭与第二储水腔(32b)连接的进水分管电动阀(24c)；S4、打开与第三储水腔(32c)连接的抽水分管电动阀(24d)，真空泵(43)继续运行，将补水管(11)内的水通过进水管(12)引入负压罐(41)内进行脱气，并将脱气后的水依次通过出水管(14)、供水管(18)供给用户设备，直至第三储水腔(32c)内的低液位传感器(63)失去信号，关闭与第三储水腔(32c)连接的抽水分管电动阀(24d)，并打开与第三储水腔(32c)连接的进水分管电动阀(24c)，将进水管(12)内的水引入第三储水腔(32c)，直至第三储水腔(32c)内的高液位传感器(61)有信号，关闭与第三储水腔(32c)连接的进水分管电动阀(24c)；S5、重复步骤S2～S4；

B、常规排气模式：当控制面板(71)监测到海水增压泵(51)和用户设备在运行，并监测到船舶在正车且处于风平浪静环境中，所述脱气装置进入常规排气模式，其具体步骤为：打开旁通电动阀(24g)，并关闭真空泵(43)及所有进水分管电动阀(24c)，在海水增压泵(51)的作用下，补水管(11)中的水进入旁通管(17)，并通过旁通管(17)上的旁通排气阀(42b)进行排气，然后旁通管(17)内脱气后的水通过供水管(18)供给用户设备。

Images