CN112619237A - 一种海水过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及船舶过滤技术领域，具体公开了一种海水过滤装置，其包括过滤组件与海底吸水筒体。过滤组件包括壳体以及设置于壳体内部的滤芯，壳体的底端设置有进口，进口与滤芯的过滤进口相连通，壳体上还设置有出口；海底吸水筒体的底端设置有进水口，进水口与船底外板上的海底进水口相连通，海底吸水筒体的顶端设置有出水口，出水口与过滤进口相连通，以使海底吸水筒体和滤芯形成沿竖直方向贯通的筒体结构。当垃圾堵塞过滤组件时，过滤组件无法向船舶动力装置或消防设备等提供海水，从而需要动力装置等设备停止工作，海水过滤装置产生瞬间反冲力将大量垃圾沿竖直方向贯通的筒体结构冲至船舶外，从而解决了垃圾堵塞海水过滤装置的问题。
Description
技术领域
本发明涉及船舶过滤技术领域，尤其涉及一种海水过滤装置。
背景技术
随着智能船舶技术体系的发展及对航运生态自动化控制的推动下，船舶需要体现系统设备的自动化设计越来越重要。自动化设计可给船员创造良好工作环境，很大程度上可减少船员作业时发生意外的安全事故，以及减轻船员工作负荷。
现如今海上各种漂浮物垃圾非常多，船舶的海底进水口经常吸入大量垃圾，为了减少进入船舶内的垃圾，在船舶的海底进水口处设置有海水阀箱结构，通过海水阀箱对进入船舶内的海水进行过滤，避免垃圾进入到船舶内。由于海水阀箱结构复杂，容易堵塞且很难清理阀箱内的垃圾，从而直接影响海底进水口的进水效率，进而影响冷却动力装置与部分辅助设施的效力，无法给需要消防水的设备提供足够水源。因而为了保证船舶的正常工作，船员通常5天左右需清洗一次海水滤器，否则海水滤器装置堵塞将会造成船舶设备损坏，造成巨大的损失。
因此，亟需一种结构简单、能够自动排出垃圾的海水过滤器装置，以解决海水过滤器堵塞的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海水过滤装置，结构简单、能够自动排出垃圾，以解决海水过滤器堵塞的问题，提高海底进水口的进水效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种海水过滤装置，包括：
过滤组件，包括壳体以及设置于所述壳体内部的滤芯，所述壳体的底端设置有进口，所述进口与所述滤芯的过滤进口相连通，所述壳体上还设置有出口；及
海底吸水筒体，所述海底吸水筒体的底端设置有进水口，所述进水口与船底外板上的海底进水口相连通，所述海底吸水筒体的顶端设置有出水口，所述出水口与所述过滤进口相连通，以使所述海底吸水筒体和所述滤芯形成沿竖直方向贯通的筒体结构。
本发明提供的海水过滤装置包括过滤组件与海底吸水筒体。海底吸水筒体和过滤组件的滤芯形成沿竖直方向贯通的筒体结构，当海水通过船底外板上的海底进水口进入竖直贯通的筒体结构内，经过过滤组件过滤后向动力装置等设备提供海水，残留在筒体结构内的垃圾会不断积累，当积累到一定量时会堵塞过滤组件，导致过滤组件无法向船舶动力装置或消防设备等提供海水，从而需要动力装置或消防设备停止工作，海水过滤装置产生瞬间反冲力将大量垃圾沿竖直方向贯通的筒体结构冲至船舶外，从而解决了大量垃圾堵塞海水过滤装置的问题，该结构的海水过滤装置结构简单，无需船员定时来清理垃圾。
作为优选，所述海底吸水筒体包括：
主体，包括弧面结构段和半喇叭结构段，所述弧面结构段和所述半喇叭结构段拼接形成筒状结构，所述半喇叭结构段和所述弧面结构段沿所述船舶的船艏向船艉方向依次设置，所述进水口的尺寸大于所述出水口的尺寸。
海底吸水筒体的主体由弧面结构段和半喇叭结构段拼接形成筒状结构，结构简单，便于海底吸水筒体的生产制造。海底吸水筒体的进水口大于出水口的尺寸，便于海水大量进入，从而增加海水的进水效率。
作为优选，所述弧面结构段的底端伸出所述船底外板，所述弧面结构段的底端的朝向所述半喇叭结构段的一侧设置有引水板。
为增大海水过滤装置的进水效率，在弧面结构段的底端的朝向半喇叭结构段的一侧设置有引水板，引水板可以在船舶前进的过程中，使大量的海水进入海水过滤装置，从而增加海水过滤装置的进水效率。
作为优选，所述海底吸水筒体还包括：
导流板，其一端与所述弧面结构段的底端和/或所述引水板相连，其另一端与所述船底外板相连，所述导流板由船艏向船艉方向逐渐向上延伸。
为避免船舶的船底外板受到海水空泡的腐蚀，海底吸水筒体包括导流板，导流板能够导流出引水板所产生的空泡，避免弧面结构段的船体外板的腐蚀，延长船舶的使用寿命。
作为优选，所述导流板为弧形结构。
导流板为弧形结构能快速导流空泡的同时，避免空泡爆破，避免海底外板的腐蚀，延长船舶的使用寿命。
作为优选，所述壳体包括：
本体，所述本体的侧壁上设置所述出口，所述滤芯设置于所述本体内，并与所述本体之间形成有间隙，所述本体的底端设置有开口，所述滤芯的设置有所述过滤进口的一端设置于所述开口处；
筒体，其一端连接于所述开口处，并与所述滤芯相贯通，其另一端设置有所述进口，所述筒体的另一端与所述海底吸水筒体相连。
过滤组件的壳体包括本体和筒体，本体的内侧与滤芯之间形成有间隙，以便保证过滤后的海水通流面积足够。筒体可以减少重量较大的垃圾的停留，从而避免大量垃圾快速堵塞海水过滤装置。同时筒体还可以对海水起到导流的作用。
作为优选，所述筒体上设置有开关控制阀。
通过开关控制阀的设置能够控制海水进入过滤组件，控制较为灵活，而且开关阀的设置能够便于在检查和维修时，关闭开关过滤阀，防止海水进入过滤组件影响检修过程。
作为优选，所述壳体上设置有反冲洗口，所述反冲洗口用于连接反冲洗管路。
在壳体上设置反冲洗口，反冲洗口上连接有反冲洗管路，以便于对过滤组件的冲洗，可以进一步地排除过滤组件上的停留垃圾，避免海水过滤装置的堵塞。
作为优选，所述反冲洗管路的未与所述反冲洗口相连的一端连接有供水装置或供气装置。
供水装置和供气装置对反冲洗管路提供动力，以保证反冲洗管路冲洗掉过滤组件内部残留的垃圾。
作为优选，所述滤芯内部设置有防腐金属块。
在船舶航行过程中，为避免海水过滤装置直接与海水相接触的部分发生电化学腐蚀，在滤芯内部设置防腐金属块，延长海水过滤装置的使用寿命。
本发明的有益效果：
本发明提供的海水过滤装置包括过滤组件与海底吸水筒体。海底吸水筒体和过滤组件的滤芯形成沿竖直方向贯通的筒体结构，当海水通过船底外板上的海底进水口进入竖直贯通的筒体结构内，经过过滤组件过滤后向动力装置等设备提供海水，残留在筒体结构内的垃圾会不断积累，当积累到一定量时会堵塞过滤组件，导致过滤组件无法向船舶动力装置或消防设备等提供海水，从而需要动力装置或消防设备停止工作，海水过滤装置产生瞬间反冲力将大量垃圾沿竖直方向贯通的筒体结构冲至船舶外，从而解决了大量垃圾堵塞海水过滤装置的问题，该结构的海水过滤装置结构简单，无需船员定时来清理垃圾。
附图说明
图1是本发明实施例提供的海水过滤装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的海水过滤装置的俯视图。
图中：
1、过滤组件；11、壳体；111、出口；1111、法兰；112、本体；113、筒体；1131、开关控制阀；114、反冲洗管路；12、滤芯；121、防腐金属块；13、盖板；
2、海底吸水筒体；21、弧面结构段；211、引水板；212、导流板；
3、船底外板；31、海底进水口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
本发明中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本发明保护范围的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
船舶航行过程中，船舶内部的动力装置和部分设施需要经过海水冷却，否则会造成动力装置的热量不能及时散发，导致动力装置的温度升高甚至使动力装置不能继续工作，从而造成严重地事故。但是，当海水中伴随过多的垃圾时，将会堵塞海水过滤装置，降低海水进入动力装置的进水效率，达不到给动力装置降温的目的，给船舶的航行留下隐患。为了解决上述问题，本实施例提供了一种海水过滤装置，用于过滤进入船舶内海水中的垃圾，但不限于此，还可以用于提高海水进入船舶的进水效率，并且相对于现有技术中的海水阀箱结构，本实施例中的海水过滤装置的结构简单，便于生产制造，成本低，便于广泛应用。
如图1和图2所示，海水过滤装置包括过滤组件1和海底吸水筒体2，过滤组件1包括壳体11以及设置于壳体11内部的滤芯12，壳体11上设置有出口111，出口111通过管道与动力装置及需冷却的部分设施连接，以达到冷却动力装置的目的。在本实施例中，壳体11的出口111处设置有法兰1111，管道插入到法兰1111上从而导通海水过滤装置与动力装置的冷却箱。壳体11的底端设置有进口，进口与滤芯12的过滤进口相连通，以使海水进入滤芯12内部，并通过滤芯12将海水中的垃圾过滤，保证进入装置中的海水不会堵塞出口111，以保证海水顺利流入到设备中。
如图1所示，海底吸水筒体2的底端设置有进水口，进水口与船底外板3上的海底进水口31相连通，海底吸水筒体2的顶端设置有出水口，出水口与过滤进口相连通，以使海底吸水筒体2和滤芯12形成沿竖直方向贯通的筒体结构。当大量垃圾堵塞过滤组件1时，由于过滤组件1无法通过壳体11上的出口111向动力装置提供冷却水，从而需要停止动力装置等设备的工作，海水过滤装置产生瞬间反冲力将大量垃圾冲至船舶外，从而解决了大量垃圾堵塞海水过滤装置的问题，该海水过滤装置结构，其相对于现有技术中的阀箱结构，结构简单，当重量较大的垃圾流入海底吸水筒体2内部，会由于自身的重力掉入海底，无需船员定时来清理大量垃圾，从而减轻船员清理垃圾的工作负担。
为便于滤芯12对海水中的垃圾进行过滤，优选地，过滤组件1的壳体11包括本体112和筒体113。本体112的侧壁上设置有出口111，滤芯12设置于本体112内，并与本体112之间形成有间隙，以便于暂存过滤后的冷却水。本体112的底端设置有开口，滤芯12的设置有过滤进口的一端设置于开口处，筒体113的一端连接于开口处，并与滤芯12相贯通，其另一端设置有进口，筒体113的另一端与海底吸水筒体2相连。筒体113可以减少重量较大的垃圾的停留，从而避免大量垃圾快速堵塞海水过滤装置。同时筒体113还可以对海水起到导流的作用。
如图2所示，为避免垃圾堵塞滤芯12，优选地，壳体11上设置有反冲洗口，反冲洗口用于连接反冲洗管路114。反冲洗管路114通过反冲洗口连接入壳体11内部，冲洗掉滤芯12上残留的垃圾，对滤芯12上残留的垃圾进行过滤，减轻船员清洗滤芯12的工作负担，降低海水过滤装置堵塞的可能性，增大海水过滤装置的进水效率，能够有效的带走动力装置散发的热量，避免动力装置的过热影响其使用寿命。
可选地，反冲洗管路114的未伸入壳体11的一端连接有供水装置或供气装置。供水装置和供气装置可以为反冲洗管路114带来足够的动力，冲洗掉滤芯12上的垃圾。可选地，供水装置提供高压水，供气装置内部存储有压缩气体，以提供足够的冲击力冲洗滤芯12上附着的垃圾。
进一步地，为便于对滤芯12的周向进行全方位的冲洗，反冲洗管路114通过反冲洗口伸入到壳体11内，且伸入的反冲洗管路114口为斜切口，斜切口的端面与对应的滤芯12的侧壁成夹角设置，以使斜切口流出的水流呈旋涡状，即水流或者气流能够旋转在滤芯12的圆周上，便于冲洗掉滤芯12上的残留垃圾。滤芯12的具体结构为现有技术，在此不再赘述。
为增大海水过滤装置的进水效率，优选地，海底吸水筒体2包括主体，主体包括弧面结构段21和半喇叭结构段，弧面结构段21和半喇叭结构段是光滑的线性结构段，能够有效防止垃圾残留在海底吸水筒体2内部，从而达到过滤垃圾的效果，同时，弧面结构段21和半喇叭结构段拼接形成筒状结构，筒状结构简单，成本低，便于海底吸水筒体2的生产制造。半喇叭结构段和弧面结构段21沿船舶的船艏向船艉方向依次设置(参见图1中A箭头所指的方向)，由于半喇叭结构段位于靠近船艏，因此能够有效防止垃圾堆积到半喇叭结构段；海底吸水筒体2的进水口的尺寸大于出水口的尺寸，在船舶前进过程中，便于海水大量进入，从而增加海水的进水效率。
为增大海水的进水效率，优选地，弧面结构段21的底端伸出船底外板3，弧面结构段21的底端朝向半喇叭结构段的一侧设置有引水板211。在船舶前进的过程中，水流相对于船舶来说，流速快，引水板211是伸出船底外板3并朝向船艏方向延伸的，因此引水板211能够阻碍水流流动的同时，将水流引入海水过滤装置中，从而增加海水过滤装置的进水效率。
在船舶前进的过程中，引水板211将对水流具有阻碍作用，由于船体迅速抽离，导致弧面结构段21伸出船底外板3的部分远离引水板211的一侧压力降低至临界值以下，进而导致该区域的海水汽化形成蒸汽泡，导致该区域的海水出现沸腾现象，形成空泡，空泡转移到引水板211一侧的高压地区，空泡在高压地区无法存在而自行破灭。空泡在破灭的过程中会产生巨大的能量，从而使船底外板3造成严重的腐蚀，同时空泡的存在，也严重阻碍着船舶的航行速度。
为避免船舶的船底外板3受到海水空泡的腐蚀，优选地，海底吸水筒体2还包括导流板212，其一端与弧面结构段21的底端相连，其另一端与船底外板3相连，导流板212由船艏向船艉方向逐渐向上延伸。导流板212的存在能够将导流板212朝向船艉一侧的水流压力升高，从而将引水板211产生的空泡导流到船艉一侧，从而降低空泡对引水板211上的船底外板3的腐蚀。为增大船舶的航行速度，导流板212由船艏向船艉方向逐渐向上延伸，可以在过度弧面结构段21伸出船底外板3的同时，减小水流对弧面结构段21的阻力，增大船舶的航行速度。当然，导流板212的一端还可以与引水板211相连，其另一端与船底外板3相连，导流板212由船艏向船艉方向逐渐向上延伸。导流板212能够导流出引水板211所产生的空泡，避免弧面结构段21的船体外板受到空泡的腐蚀，从而延长船舶的使用寿命。
进一步地，为避免空泡对船底外板3的腐蚀，优选地，导流板212为弧形结构，弧形结构的导流板212能够将全部空泡导流到船艉后侧爆破，不会对船底外板3产生腐蚀；同时，弧形结构能够减小水流对船底外板3的阻力，提高船舶的行进速度。导流板212的结构简单，提高船舶的稳定性和行进速度的同时便于生产制造，成本低。
为了便于控制海水进入过滤组件1内，筒体113上设置有开关控制阀1131，通过开关控制阀1131还可以在海水过滤装置出现故障时，需要检查和维修海水过滤装置，从而关闭开关过滤阀，防止海水进入过滤组件1从而影响检修过程。当然，开关控制阀1131是一种类似水龙头开关的阀体结构，其具体结构属于现有技术，因此对开关控制阀1131的具体结构不再作具体限制，只要能够实现打开开关控制阀1131时海水流入，关闭开关控制阀1131时，海水不再流入海水过滤装置即可。
本实施例中，过滤组件1的壳体11和海底吸水筒体2采用的是铝合金材质，铝合金材质质量轻且耐腐蚀，成本低，因此便于海水过滤装置的广泛应用。滤芯12与开关控制阀1131采用的是不锈钢材质，为避免不同材质之间在海水的作用下产生电化学腐蚀，可选地，在不同材质之间设置有绝缘措施，以避免海水过滤装置腐蚀。具体地，在本实施中，绝缘措施采用的是绝缘垫片，绝缘垫片结构简单，便于操作。当然，绝缘措施不限于此，只要能够实现不同材质之间避免形成电化学腐蚀的绝缘措施均在本申请的保护范围之内。
具体地，本实施例中，滤芯12内部设置有防腐金属块121。根据过滤装置的材质不同选择不同的金属作为防腐金属块121，本实施例中，采用锌块作为防腐金属，根据金属的活跃程度的不同，比较活跃的金属在电解液中，分离出金属离子，从而保护不怎么活跃的金属。在船舶上，锌块属于活跃金属，在铁的活跃程度之上。海水是电解液，锌块被腐蚀。电流的流向从外加电源的正端到锌块到海水到铁(船壳)最后回到电源的负极，保护了海水过滤装置不受海水的腐蚀。
可选地，过滤组件1的壳体11顶端设置有盖板13，盖板13的内侧设置有防腐金属块121，防腐金属块121与过滤组件1的顶端相接触，以保护过滤组件1和滤芯12不受海水的腐蚀，进而避免海水过滤装置被腐蚀，延长海水过滤装置的使用寿命。
可选地，为便于防腐金属块121的更换，防腐金属块121可拆卸连接于盖板13的内侧，并与滤芯12内部相连通的部分，当防腐金属块121被腐蚀掉以后，需要更换防腐金属块121时，将打开盖板13更换防腐金属块121，以使其继续保护海水过滤装置，并且操作简单，便于人们更换防腐金属块121。
为便于盖板13的开启，可选地，盖板13与壳体11为可拆卸连接，本实施例中，采用的是螺纹连接，结构简单、连接可靠、装拆方便，当然，可拆卸连接也可以采用其他的连接方式，本发明不对其作具体限制，只要能够实现盖板13与壳体11的可拆卸连接均在本申请保护的范围内。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海水过滤装置，其特征在于，包括：
过滤组件(1)，包括壳体(11)以及设置于所述壳体(11)内部的滤芯(12)，所述壳体(11)的底端设置有进口，所述进口与所述滤芯(12)的过滤进口相连通，所述壳体(11)上还设置有出口(111)；及
海底吸水筒体(2)，所述海底吸水筒体(2)的底端设置有进水口，所述进水口与船底外板(3)上的海底进水口(31)相连通，所述海底吸水筒体(2)的顶端设置有出水口，所述出水口与所述过滤进口相连通，以使所述海底吸水筒体(2)和所述滤芯(12)形成沿竖直方向贯通的筒体结构。
2.根据权利要求1所述的海水过滤装置，其特征在于，所述海底吸水筒体(2)包括：
主体，包括弧面结构段(21)和半喇叭结构段，所述弧面结构段(21)和所述半喇叭结构段拼接形成筒状结构，所述半喇叭结构段和所述弧面结构段(21)沿船舶的船艏向船艉方向依次设置，所述进水口的尺寸大于所述出水口的尺寸。
3.根据权利要求2所述的海水过滤装置，其特征在于，所述弧面结构段(21)的底端伸出所述船底外板(3)，所述弧面结构段(21)弧面结构的底端的朝向所述半喇叭结构段的一侧设置有引水板(211)。
4.根据权利要求3所述的海水过滤装置，其特征在于，所述海底吸水筒体(2)还包括：
导流板(212)，其一端与所述弧面结构段(21)的底端和/或所述引水板(211)相连，其另一端与所述船底外板(3)相连，所述导流板(212)由船艏向船艉方向逐渐向上延伸。
5.根据权利要求4所述的海水过滤装置，其特征在于，所述导流板(212)为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的海水过滤装置，其特征在于，所述壳体(11)包括：
本体(112)，所述本体(112)的侧壁上设置所述出口(111)，所述滤芯(12)设置于所述本体(112)内，并与所述本体(112)之间形成有间隙，所述本体(112)的底端设置有开口，所述滤芯(12)的设置有所述过滤进口的一端设置于所述开口处；
筒体(113)，其一端连接于所述开口处，并与所述滤芯(12)相贯通，其另一端设置有所述进口，所述筒体(113)的另一端与所述海底吸水筒体(2)相连。
7.根据权利要求6所述的海水过滤装置，其特征在于，所述筒体(113)上设置有开关控制阀(1131)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的海水过滤装置，其特征在于，所述壳体(11)上设置有反冲洗口，所述反冲洗口用于连接反冲洗管路(114)。
9.根据权利要求8所述的海水过滤装置，其特征在于，所述反冲洗管路(114)的未与所述反冲洗口相连的一端连接有供水装置或供气装置。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的海水过滤装置，其特征在于，所述滤芯(12)内部设置有防腐金属块(121)。
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