CN111910597A - 一种用于港口的气幕式围油栏系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于港口的气幕式围油栏系统，属于油污处理技术领域。它解决了气幕式围油栏围油效果不佳等技术问题。本气幕式围油栏系统包括若干段气幕管道和向气幕管道内供气的气体输送装置，气幕管道上开设有若干出气孔，气幕式围油栏系统还包括控制中心、用于监测港口内区域溢油情况的监测装置以及能够水平和竖向移动的移动平台，移动平台有若干个且每个气幕管道均对应设置在其中一个移动平台上，移动平台能够带动气幕管道上下和水平移动；监测装置能够将检测的溢油信息实时传输给控制中心且控制中心能够控制移动平台的运动。本发明中的气幕式围油栏系统具有结构简单，自动化程度高、无污染、围油高效等优点。

Description

一种用于港口的气幕式围油栏系统
技术领域
本发明属于污油处理技术领域，涉及一种围油栏，特别是一种用于港口的气幕式围油栏系统。
背景技术
随着石油及其应用领域的飞速发展，海洋石油运输产业迅速增长。近年来海上溢油事故频繁发生，造成了巨大的经济损失和环境灾难，一旦油船在海上发生溢油事故，需要采取相应的应急措施。围油栏是处理海上溢油事故最直接有效的设备和措施，目前市场上使用的围油栏种类很多，可以分为固体浮子式PVC型、固体浮子式橡胶型、充气式橡胶型、岸滩型、防火型围油栏等。目前通常使用的固体浮子式围油栏由浮子、群体、配重组成，其在使用过程中对溢油起着一定的拦截作用，但存在布置时间长、处理事件反应慢、风浪环境下围油易失效等缺点；而且现实海况复杂多变，目前的围油栏抗风浪能力不足，溢油在波浪的作用下易浸透溢满过围油栏，导致围油性能下降甚至失效，因此需要开发能够满足波流海况下的新式围油栏。
我国专利(公告号：CN206646471U；公告日：2017-11-17)公开了一种气幕式围油栏，包括若干根排气管，排气管的上侧连接有浮子，排气管连接有若干根重力条，当浮子漂浮于水面上时，排气管的出气端可在重力条的重力作用下位于水面下方，围油栏还包括与排气管相连接的气源。
上述专利文献公开的气幕式围油栏其基本的原理是气泡羽流，虽然效果较好，但是无法根据溢油实时状况进行监测并进行自动调整，影响拦油效果。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种用于港口的气幕式围油栏系统，本发明所要解决的技术问题是：如何提高气幕式围油栏的自动化程度以及围油性能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种用于港口的气幕式围油栏系统，包括若干段气幕管道和向所述气幕管道内供气的气体输送装置，所述气幕管道上开设有若干出气孔，其特征在于，所述气幕式围油栏系统还包括控制中心、用于监测港口内区域溢油情况的监测装置以及能够水平和竖向移动的移动平台，所述移动平台有若干个且每个所述气幕管道均对应设置在其中一个所述移动平台上，所述移动平台能够带动所述气幕管道上下和水平移动；所述监测装置能够将检测的溢油信息实时传输给所述控制中心且所述控制中心能够控制移动平台的运动。
本发明主要目的是提供一种基于气泡羽流原理的气幕式围油栏系统，应用在油船频繁停靠的港口，其能够根据实时溢油情况自动调节气幕管道上下位置和水平位置。在船舶停靠过程中，移动平台根据其吃水量调整气幕管道的下降高度；在紧急情况下，溢油边界超出围油栏的范围，通过移动平台调节气幕管道的水平位置，实施水平方向围油栏的运动调节。本发明结合了自动化控制技术，利用监测装置监测溢油的发生及边界，反馈给控制中心，控制中心做出决策，气幕管道根据溢油实时状况进行自动调整，由于监测环节实时进行，更大程度上保证了围油的高效性；其还具有结构简单，自动化程度高、无污染、围油高效等优点。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，所述气体输送装置包括空气压缩机、储气罐和输气管道，所述储气罐与所述空气压缩机相连接，所述输气管道的一端与所述储气罐相连接，所述输气管道的另一端具有与所述气幕管道的进口相连接的管道接口，所述输气管道上还设有单向阀、流量计以及压力表。气体经空气压缩机压缩进入储气罐，再经单向阀、节流阀等控制后通过输气管道输送至气幕管道中。气幕管道与输气管道相应部分通过管道接口进行连接。这样能够保证气体流动方向的单一性，流量计和压力表随时监测输气管道内气体的压力和流量。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，每个所述气幕管道上的出气孔处也均安装有单向阀，每个所述气幕管道的两端均分别配备一个空气压缩机和一个储气罐。这样能够使气幕管道上的出气孔相对均匀的出气，保持稳定的速度与流量。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，所述监测装置包括拍照无人机、溢油监测模块、无线传输模块和计算机；所述拍照无人机携带溢油监测模块能够在距离溢油高发区域上空进行实时巡逻监控，所述监测模块拍摄的图像经无线传输模块传送到计算机，所述计算机对接收的图像进行处理分析并得出溢油区域面积。为了保证围油过程的实时性，拍照无人机在港口区域上空按照一定的巡航路线进行不间断拍摄和图像传输。发生溢油时，计算机提取溢油边缘和气泡幕边缘，进行围油指标评价，从而驱动气幕管道的运行和动作。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，所述气幕管道均呈弧形，所述气幕管道的数量至少为三段且所有气幕管道呈一字排开。这样进一步的保证气幕管道上的出气孔出气的均匀性。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，所述移动平台包括底座，所述底座的一侧具有竖向的安装板，所述安装板上设有能够上下滑动的升降块，所述安装板上固设有两组竖直方向的控制电机一，所述控制电机一的输出轴上固连有与所述升降块相螺接的丝杠，所述升降块上设有放置平台以及驱动所述放置平台水平移动的控制电机二；所述气幕管道放置在所述放置平台上，所述移动平台的一侧还设有红外测距模块。在非工作状态时，气幕管道和放置平台在竖直方向最低处；在发生溢油事故时，气幕管道根据需求进行水平和竖直方向上的运动。具体来说，控制电机一旋转的同时带动丝杠旋转，从而带动放置平台在竖直方向上往复运动，继而调整气幕管道的高度位置，控制电机二可以通过丝杠、皮带或链条带动放置平台水平移动，继而调整气幕管道的水平位置。红外测距模块能够保证气幕管道在竖直方向上位置的准确性。在围油失效等紧急情况下，通过控制电机二带动放置平台和气幕管道水平移动，实现其在水平方向上进行补救。整个升降与水平移动的动作依靠于可编程控制器PLC的控制技术。同时为了保证围油效果的均匀性，需要整个放置平台受力均匀，因此两组竖直方向的控制电机一安装在放置平台的两端。
在上述的用于港口的气幕式围油栏系统中，所述底座下方还设有平台平衡装置；所述平台平衡装置包括四组用于升降的液压杆，所述液压杆均竖直朝上设置，四组液压杆呈矩形阵列分布，四组液压杆的输出轴通过升降支柱与所述底座的底部相连接，所述底座上还设有水平仪。这样能够针对不同的港口地况，保证移动平台的整体稳定性。水平仪测量移动平台的不平衡性，将失衡角度和方向反馈到控制中心，控制中心通过计算来控制各组液压杆进行升降，维持移动平台的总体平衡。
与现有技术相比，本发明中的气幕式围油栏系统结合了自动化控制技术，利用监测装置监测溢油的发生及边界，反馈给控制中心，控制中心做出决策，气幕管道根据溢油实时状况进行自动调整，由于监测环节实时进行，更大程度上保证了围油的高效性；其还具有结构简单，自动化程度高、无污染、围油高效等优点。
附图说明
图1是本气幕式围油栏系统的控制结构示意图。
图2是本气幕式围油栏系统中气幕管道的结构示意图。
图3是本气幕式围油栏系统中气体输送装置的结构示意图。
图4是本气幕式围油栏系统中移动平台的结构示意图。
图中，1、气幕管道；11、出气孔；2、气体输送装置；21、空气压缩机；22、储气罐；23、输气管道；24、单向阀；25、流量计；26、压力表；3、控制中心；4、监测装置；41、拍照无人机；5、移动平台；51、底座；52、安装板；53、升降块；54、控制电机一；55、丝杠；56、控制电机二；57、放置平台；58、红外测距模块；6、平台平衡装置；61、液压杆；62、升降支柱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本实施例中的气幕式围油栏系统基于气泡羽流原理，主要应用在油船频繁停靠的港口，其能够根据实时溢油情况自动调节气幕管道1上下位置和水平位置。具体来说，如图1至图4所示，本用于港口的气幕式围油栏系统包括若干段气幕管道1和向所述气幕管道1内供气的气体输送装置2，气幕管道1上开设有若干出气孔11，其特征在于，气幕式围油栏系统还包括控制中心3、用于监测港口内区域溢油情况的监测装置4以及能够水平和竖向移动的移动平台5，移动平台5有若干个且每个气幕管道1均对应设置在其中一个移动平台5上，移动平台5能够带动气幕管道1上下和水平移动；监测装置4能够将检测的溢油信息实时传输给控制中心3且控制中心3能够控制移动平台5的运动。
在船舶停靠过程中，移动平台5根据其吃水量调整气幕管道1的下降高度；在紧急情况下，溢油边界超出围油栏的范围，通过移动平台5调节气幕管道1的水平位置，实施水平方向围油栏的运动调节。本发明结合了自动化控制技术，利用监测装置4监测溢油的发生及边界，反馈给控制中心3，控制中心3做出决策，气幕管道1根据溢油实时状况进行自动调整，由于监测环节实时进行，更大程度上保证了围油的高效性；其还具有结构简单，自动化程度高、无污染、围油高效等优点。
进一步的，气幕管道1均呈弧形，气幕管道1的数量至少为三段且所有气幕管道1呈一字排开，这样进一步的保证气幕管道1上的出气孔11出气的均匀性；每个气幕管道1上的出气孔11处也均安装有单向阀24，每个气幕管道1的两端均分别配备一个空气压缩机21和一个储气罐22，这样能够使气幕管道1上的出气孔11相对均匀的出气，保持稳定的速度与流量。
如图3所示，本实施例中的气体输送装置2包括空气压缩机21、储气罐22和输气管道23，储气罐22与空气压缩机21相连接，输气管道23的一端与储气罐22相连接，输气管道23的另一端具有与气幕管道1的进口相连接的管道接口，输气管道23上还设有单向阀24、流量计25以及压力表26。气体经空气压缩机21压缩进入储气罐22，再经单向阀24、节流阀等控制后通过输气管道23输送至气幕管道1中；气幕管道1与输气管道23相应部分通过管道接口进行连接。这样能够保证气体流动方向的单一性，流量计25和压力表26随时监测输气管道23内气体的压力和流量。
如图1所示，本实施例中的监测装置4包括拍照无人机41、溢油监测模块、无线传输模块和计算机；拍照无人机41携带溢油监测模块能够在距离溢油高发区域上空进行实时巡逻监控，监测模块拍摄的图像经无线传输模块传送到计算机，计算机对接收的图像进行处理分析并得出溢油区域面积。为了保证围油过程的实时性，拍照无人机41在港口区域上空按照一定的巡航路线进行不间断拍摄和图像传输。发生溢油时，计算机提取溢油边缘和气泡幕边缘，进行围油指标评价，从而驱动气幕管道1的运行和动作。
如图4所示，本实施例中移动平台5包括底座51，底座51的一侧具有竖向的安装板52，安装板52上设有能够上下滑动的升降块53，安装板52上固设有两组竖直方向的控制电机一54，控制电机一54的输出轴上固连有与升降块53相螺接的丝杠55，升降块53上设有放置平台57以及驱动放置平台57水平移动的控制电机二56；气幕管道1放置在放置平台57上，移动平台5的一侧还设有红外测距模块58。在非工作状态时，气幕管道1和放置平台57在竖直方向最低处；在发生溢油事故时，气幕管道1根据需求进行水平和竖直方向上的运动。具体来说，控制电机一54旋转的同时带动丝杠55旋转，从而带动放置平台57在竖直方向上往复运动，继而调整气幕管道1的高度位置，控制电机二56可以通过丝杠55、皮带或链条带动放置平台57水平移动，继而调整气幕管道1的水平位置。红外测距模块58能够保证气幕管道1在竖直方向上位置的准确性。在围油失效等紧急情况下，通过控制电机二56带动放置平台57和气幕管道1水平移动，实现其在水平方向上进行补救。整个升降与水平移动的动作依靠于可编程控制器PLC的控制技术。同时为了保证围油效果的均匀性，需要整个放置平台57受力均匀，因此两组竖直方向的控制电机一54安装在放置平台57的两端。进一步的，底座51下方还设有平台平衡装置6；平台平衡装置6包括四组用于升降的液压杆61，液压杆61均竖直朝上设置，四组液压杆61呈矩形阵列分布，四组液压杆61的输出轴通过升降支柱62与底座51的底部相连接，底座51上还设有水平仪。这样能够针对不同的港口地况，保证移动平台5的整体稳定性。水平仪测量移动平台5的不平衡性，将失衡角度和方向反馈到控制中心3，控制中心3通过计算来控制各组液压杆61进行升降，维持移动平台5的总体平衡。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于港口的气幕式围油栏系统，包括若干段气幕管道(1)和向所述气幕管道(1)内供气的气体输送装置(2)，所述气幕管道(1)上开设有若干出气孔(11)，其特征在于，所述气幕式围油栏系统还包括控制中心(3)、用于监测港口内区域溢油情况的监测装置(4)以及能够水平和竖向移动的移动平台(5)，所述移动平台(5)有若干个且每个所述气幕管道(1)均对应设置在其中一个所述移动平台(5)上，所述移动平台(5)能够带动所述气幕管道(1)上下和水平移动；所述监测装置(4)能够将检测的溢油信息实时传输给所述控制中心(3)且所述控制中心(3)能够控制移动平台(5)的运动。
2.根据权利要求1所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，所述气体输送装置(2)包括空气压缩机(21)、储气罐(22)和输气管道(23)，所述储气罐(22)与所述空气压缩机(21)相连接，所述输气管道(23)的一端与所述储气罐(22)相连接，所述输气管道(23)的另一端具有与所述气幕管道(1)的进口相连接的管道接口，所述输气管道(23)上还设有单向阀(24)、流量计(25)以及压力表(26)。
3.根据权利要求2所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，每个所述气幕管道(1)上的出气孔(11)处也均安装有单向阀，每个所述气幕管道(1)的两端均分别配备一个空气压缩机(21)和一个储气罐(22)。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，所述监测装置(4)包括拍照无人机(41)、溢油监测模块、无线传输模块和计算机；所述拍照无人机(41)携带溢油监测模块能够在距离溢油高发区域上空进行实时巡逻监控，所述监测模块拍摄的图像经无线传输模块传送到计算机，所述计算机对接收的图像进行处理分析并得出溢油区域面积。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，所述气幕管道(1)均呈弧形，所述气幕管道(1)的数量至少为三段且所有气幕管道(1)呈一字排开。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，所述移动平台(5)包括底座(51)，所述底座(51)的一侧具有竖向的安装板(52)，所述安装板(52)上设有能够上下滑动的升降块(53)，所述安装板(52)上固设有两组竖直方向的控制电机一(54)，所述控制电机一(54)的输出轴上固连有与所述升降块(53)相螺接的丝杠(55)，所述升降块(53)上设有放置平台(57)以及驱动所述放置平台(57)水平移动的控制电机二(56)；所述气幕管道(1)放置在所述放置平台(57)上，所述移动平台(5)的一侧还设有红外测距模块(58)。
7.根据权利要求6所述的用于港口的气幕式围油栏系统，其特征在于，所述底座(51)下方还设有平台平衡装置(6)；所述平台平衡装置(6)包括四组用于升降的液压杆(61)，所述液压杆(61)均竖直朝上设置，四组液压杆(61)呈矩形阵列分布，四组液压杆(61)的输出轴通过升降支柱(62)与所述底座(51)的底部相连接，所述底座(51)上还设有水平仪。
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