CN112389608A - 一种倒t型坞门外部气泡防冰冻系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船坞设备领域，具体公开了一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，包括过滤器、干燥机、空压机、储气罐、压力检测装置、水下防冰工作装置、集控阀组和上位机。本发明在气泡理论研究的基础上，利用气泡发生器在水下发生符合形成流场要求的连续的气泡群，气泡群在初速度以及浮力作用下向上运动，带动气泡群周围水体产生沿竖向流动、形成局部环流的流场，流场内流动的水不易生成结晶体(冰核)、或破坏掉已生成的结晶体(冰核)，没有结晶体(冰核)的水即使在过冷状态下也不会结冰，即流场范围内的水面不会结冰。从而消除了静冰压力、冰拔力以及冰爬等冰害对坞门造成破坏，确保坞门在冬季极寒天气状况下的安全使用。
Description
技术领域
本发明涉及船坞设备领域，具体为一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统。
背景技术
倒T型坞门是干船坞坞口的大型挡水设备，是船坞的重要配套设备。坞门设计质量的好坏，影响到干船坞本身的完整性，影响到修、造船任务的进行和船舶运行的周期。在极寒地区，要求坞门在冬季最低气温-30℃、海面冰层最厚70cm时也要进行开关门作业，同时因为环保要求不能使用化学药剂融冰。这对坞门外部防冰冻结提出了严苛的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，包括过滤器、干燥机、空压机、储气罐、压力检测装置、水下防冰工作装置、集控阀组和上位机；所述干燥机的输入端与过滤器连接，其输出端与空压机的输入端连接，空压机的输出端与储气罐连接；所述储气罐的输出端连接主管路，主管路上连接多个支管路，各支管路分别连接一个水下防冰工作装置；所述压力检测装置安装在主管路上，各支管路上分别安装一个集控阀，多个集控阀组成集控阀组，上位机分别与压力检测装置、集控阀组、水下防冰工作装置的控制端连接。
优选的，所述压力检测装置由压力表和压力传感器组成。
优选的，所述干燥机为吸附式干燥机。
优选的，所述水下防冰工作装置由气泡发生器、气泡混合器、导管及其附件组成，气泡发生器的输入端与对应的支管路连接，其输出端与气泡混合器连接。
优选的，所述倒T型坞门外部的各个部位布设有温度传感器和压力传感器，上位机分别与温度传感器和压力传感器的信号输出端连接。
优选的，所述空压机包括主空压机和备空压机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在气泡理论研究的基础上，利用气泡发生器在水下发生符合形成流场要求的连续的气泡群，气泡群在初速度以及浮力作用下向上运动，带动气泡群周围水体产生沿竖向流动、形成局部环流的流场，流场内流动的水不易生成结晶体(冰核)、或破坏掉已生成的结晶体(冰核)，没有结晶体(冰核)的水即使在过冷状态下也不会结冰，即流场范围内的水面不会结冰。从而消除了静冰压力、冰拔力以及冰爬等冰害对坞门造成破坏，工作效率高、运行能耗低、布置灵活、环境友好、无污染，确保坞门在冬季极寒天气状况下的安全使用。
附图说明
图1为本发明的整体组成示意图；
图2为本发明的水下防冰工作装置的具体组成示意图。
图中：1、过滤器；2、干燥机；3、空压机；4、储气罐；5、压力检测装置；6、主管路；7、支管路；8、水下防冰工作装置；9、集控阀组；10、上位机；11、气泡发生器；12、气泡混合器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，包括过滤器1、干燥机2、空压机3、储气罐4、压力检测装置5、水下防冰工作装置8、集控阀组9和上位机10；所述干燥机2的输入端与过滤器1连接，其输出端与空压机3的输入端连接，空压机3的输出端与储气罐4连接；所述储气罐4的输出端连接主管路6，主管路6上连接多个支管路7，各支管路7分别连接一个水下防冰工作装置8；所述压力检测装置5安装在主管路6上，各支管路7上分别安装一个集控阀，多个集控阀组成集控阀组9，上位机10分别与压力检测装置5、集控阀组9、水下防冰工作装置8的控制端连接。
进一步的，所述压力检测装置5由压力表和压力传感器组成。
进一步的，所述干燥机2为吸附式干燥机。
进一步的，所述水下防冰工作装置8由气泡发生器11、气泡混合器12、导管及其附件组成，气泡发生器11的输入端与对应的支管路7连接，其输出端与气泡混合器12连接。
进一步的，所述倒T型坞门外部的各个部位布设有温度传感器和压力传感器，上位机10分别与温度传感器和压力传感器的信号输出端连接。
进一步的，所述空压机3包括主空压机和备空压机。
工作原理：在空压机3的作用下，空气先进入过滤器1过滤，再经干燥机2干燥，空压机3排出的压缩空气进入储气罐4，利用储气罐4来平衡系统压力和减少空压机3的频繁加载和卸载，还能够对压缩空气再次进行冷却，以减少压缩空气中水分的含量。过滤器1能够过滤掉压缩空气中颗粒较大的水分、油、灰尘等杂质，使进入到干燥机2中的空气较为洁净。选择吸附式干燥机进行干燥压缩空气，使压缩空气品质能够达到含油量0.01ppm、含尘量0.01um的洁净空气输送到主管路6中。在空压机房内的主管路6上设置压力检测装置5，利用压力传感器和压力表能够实时监控主管路6内的压力情况；在主管路6上设置电磁阀来自动控制主管路6的通断。压缩空气经支管路7进入水下防冰工作装置8中，通过水下防冰工作装置8内的气泡发生器11、气泡混合器12释放到水中，形成气泡群，利用气泡扰动水体形成强烈的紊动水流，保证距离坞门迎水面一定范围内的水面不会结冰。
坞门外部气泡防冰冻系统按不同的防冰部位，设有温度、压力等传感器，配合电气控制，达到按设计程序规定要求的方式运行。
水下防冰工作装置8与主管路6之间设有支管路7和集控阀组9，按不同的工作方式，由上位机10控制水下防冰工作装置8的气泡发生器11的工作状态。
水下防冰工作装置8由气泡发生器11、气泡混合器12、主管路及其附件组成，可以生成单个气泡直径为2-4mm的气泡群，不同的气泡发生器11可生成的气泡群数量不同，同一规格的气泡发生器11生成气泡群的数量可以调节，从而在环境温度变化时，可以调节供气量，满足不同环境温度下的防冰要求。
进入冬季冰冻期后，坞门外部气泡防冰冻系统可根据不同环境条件、设备运行工况可设置不同的启停控制方式，也可以通过控制平衡阀组系统实现坞门迎水面水下防冰工作装置的启停，初次启动时只有主空压机工作，仅当主空压机出现故障、维护提示或设置定时循环启动命令时，电控系统将自行切换到备空压机工作。整套防冰设备可实现手动运行、自动运行(温度低于整定值时运行、设定时间段运行、时间段可调整)、远程运行(可接受上位机控制)三种运行方式，用户可根据需要自行设置。可以有效消除静冰推力、冰拔力对坞门的破坏，工作效率高、运行能耗低、布置灵活、环境友好、无污染。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于，包括过滤器(1)、干燥机(2)、空压机(3)、储气罐(4)、压力检测装置(5)、水下防冰工作装置(8)、集控阀组(9)和上位机(10)；所述干燥机(2)的输入端与过滤器(1)连接，其输出端与空压机(3)的输入端连接，空压机(3)的输出端与储气罐(4)连接；所述储气罐(4)的输出端连接主管路(6)，主管路(6)上连接多个支管路(7)，各支管路(7)分别连接一个水下防冰工作装置(8)；所述压力检测装置(5)安装在主管路(6)上，各支管路(7)上分别安装一个集控阀，多个集控阀组成集控阀组(9)，上位机(10)分别与压力检测装置(5)、集控阀组(9)、水下防冰工作装置(8)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于：所述压力检测装置(5)由压力表和压力传感器组成。
3.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于：所述干燥机(2)为吸附式干燥机。
4.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于：所述水下防冰工作装置(8)由气泡发生器(11)、气泡混合器(12)、导管及其附件组成，气泡发生器(11)的输入端与对应的支管路(7)连接，其输出端与气泡混合器(12)连接。
5.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于：所述倒T型坞门外部的各个部位布设有温度传感器和压力传感器，上位机(10)分别与温度传感器和压力传感器的信号输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种倒T型坞门外部气泡防冰冻系统，其特征在于：所述空压机(3)包括主空压机和备空压机。
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