CN113753190A - 一种船用智能洗窗系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种船用智能洗窗系统，包括与驾驶室操作面板电路连接的控制箱、与控制箱电路连接的若干阀门和泵，以及通过管路连接的防冻液箱和混合桶，所述的混合桶设有进口管路总管，并设有用于检测进水流量的流量传感器，所述混合桶的桶体上还设有电加热器和桶温传感器，混合桶底部设有两输出支路，一路通过第一球阀连接至泄放口，另一路顺序经第二球阀、第一压力表、淡水泵、第二压力表、第一止回阀后管路连接至若干路工作区域，还设有一路压缩空气输入管路。本发明具有夏天和冬天两种工作模式，通过驾驶室操作面板确定所需要清洗的区域，通过安装在驾驶室外的室外温度传感器结合混合桶上的桶温传感器确认喷水温度并确定工作模式。

Description

一种船用智能洗窗系统

技术领域

本发明涉及一种窗户玻璃清洗系统，特别是公开一种船用智能洗窗系统。

背景技术

在随着电子信息技术的飞速发展，大量电子信息技术传感器产品被用于船舶设计，船舶已逐渐开始由传统的机电控制向智能型方向转变。船舶智能型的发展，提高了船舶航行时安全性、经济性和管理效率。在信息技术不断进步和发展的今天，高效、安全、稳定、节能环保的智能型设备是船舶设备发展进步的必然趋势。

在船舶驾驶室的玻璃清洁方面，已广泛应用了洗窗系统，通常由供水单元、控制箱及与控制箱电路连接的驾控台操作面板三部分组成。根据附图1，其工作方式如下：

1、夏天模式（温度在0度以上）

打开电磁阀V505、电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504 开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

打开闸阀108、止回阀V109、电磁阀V509、电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504，开始进行水清洗，根据需要可添加清洗剂；

打开电磁阀V505、电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504 开始第二次空气吹扫，将管路和玻璃上的水吹干，防止气温过低结冰。

2、冬天模式（温度在0度以下）

打开电磁阀V505、电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504 开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

打开闸阀108、闸阀V208、止回阀V109、止回阀V209，并通过拨动手动混合阀V501调节冷热水混合比例来控制清洗水的出水温度；

运行离心泵、打开止回阀V508、电磁阀V507向总管内注入防冻液，并在总管内与清洗水混合，然后打开电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504，开始进行水清洗；

打开电磁阀V505、电磁阀V502、电磁阀V503和电磁阀V504 开始第二次空气吹扫，将管路和玻璃上的水吹干，防止气温过低结冰。

在以上控制方式中，不难发现室外温度在0度以下时，系统工作存在以下问题：

1、首先是温度判断，操作人员需先确认室外温度，才能选择相应的清洗模式，然后再判断是否需要添加防冻液。如果判断失误，很有可能喷水时直接结冰，不仅达不到玻璃清洗的效果，还有可能造成管路冻裂。

2、出水温度判定，供水单元一般安装在船体内部，其距离驾控台喷嘴处还有很长的一段管路。在恶劣气候条件下，如果出水温度过低，也会造成喷水时直接结冰。还有，出水温度调节，并没有一个参照点，完全靠手动调节确认，这样给操作人员带来一定工作难度。而且每次设备清洗都需要重新调节水温，费时费力。

3、防冻液添加比例，添加有不同比例的防冻液后的清洗水冰点是不一样的。正常情况下，操作人员需要根据室外温度调节不同比例的防冻液添加量。而实际操作时候，因航线变动，气温时刻都可能出现变化。为简化流程，操作人员都是按最高极限温度来配比，这样就会导致增加洗窗系统的使用成本大大增加。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种船用智能洗窗系统，简化操作步骤，应用智能型技术有效解决常规洗窗系统存在的操作不便、判断不准、设备维护性设计出差的问题，提高设备运行效率，为船舶智能型发展提供了技术支持。

本发明是这样实现的：一种船用智能洗窗系统，其特征在于：包括与驾驶室操作面板电路连接的控制箱、与控制箱电路连接的若干阀门和泵，以及通过管路连接的防冻液箱和混合桶，所述防冻液箱顺序通过第三球阀（V5）、防冻液泵（P2）、第二止回阀（V4）、第四电磁阀（EV4）与混合桶管路连接，所述的混合桶设有进口管路总管，并与热水进口管路和冷水管路进口管路两支路连通，在进口管路总管上设有用于检测进水流量的流量传感器（FM），在所述的热水进口管路上设有第一电磁阀（EV1），所述的冷水进口管路上设有第二电磁阀（EV2），所述混合桶的桶体上还设有电加热器5和桶温传感器（TT1），桶体顶部设有混合桶液位开关（LS1），所述混合桶的底部设有两输出支路，一路通过第一球阀（V1）连接至泄放口，另一路顺序经第二球阀（V2）、第一压力表（PI1）、淡水泵（P1）、第二压力表（PI2）、第一止回阀（V3）后管路连接至若干路工作区域，同时，还设有一路压缩空气输入管路，经第三电磁阀（EV3）连接至第一止回阀（V3），通往若干工作区域的管路上每一路均分别设有电磁阀。

所述的混合桶采用金属焊接筒体，桶体上段侧壁设有溢流口，桶体顶部还设有透气口，通过所述混合桶上设置的混合桶液位开关（LS1）触发控制第一电磁阀（EV1）和第二电磁阀（EV2）的开启和关闭，低位启高位停，并在超低液位或超高液位时输出报警信号。

所述防冻液箱用于冬天模式下向混合桶内添加防冻液，采用塑料PE箱体，防冻液输出口设于防冻液箱底部，防冻液箱顶部设有防止防冻液泵（P2）抽吸时形成负压造成箱体损坏的透气口，还设有与控制箱电路连接的监测箱内防冻液状况的防冻液箱液位开关（LS2），并在超低液位时输出报警信号。

所述驾驶室操作面板安装在驾驶室驾控台上，通过驾驶室操作面板确定所需要清洗的工作区域并观察清洗效果，由控制箱控制系统执行工作，在驾驶室外还设有与驾驶室操作面板电路连接的室外温度传感器（TT2）。

所述的第三球阀（V5）、防冻液泵（P2）、第二止回阀（V4）、第四电磁阀（EV4）、流量传感器（FM）、电加热器、桶温传感器（TT1）、混合桶液位开关（LS1）、第一球阀（V1）、第二球阀（V2）、第一压力表（PI1）、淡水泵（P1）、第二压力表（PI2）、第一止回阀（V3）及通往各工作区域的管路上设置的电磁阀分别与控制箱电路连接，并由控制箱控制工作运行。

所述的船用智能洗窗系统具有夏天和冬天两种工作模式。

在夏天工作模式时，具体清洗工作步骤如下：

1、一次空气吹扫：系统自动打开第三电磁阀（EV3）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）和第七电磁阀（EV7）开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

2、水清洗：打开第二电磁阀（EV2）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）、第七电磁阀（EV7）、第二球阀（V2），同时运行淡水泵（P1），进行水清洗；

3、补液：当混合桶液位开关（LS1）监测到混合桶液位低时，开启第二电磁阀（EV2）添加冷水，达到设定液位高度时，关闭第二电磁阀（EV2）；

4、二次空气吹扫：打开第三电磁阀（EV3）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）和第七电磁阀（EV7）开始第二次空气吹扫，将管路和玻璃上水吹干，以免影响室内人员或驾驶人员的视线，还可避免水渍积灰。

在冬天工作模式时，具体清洗工作步骤如下：

1、一次空气吹扫：系统自动打开第三电磁阀（EV3）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）和第七电磁阀（EV7）开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

2、添加防冻液：系统根据室外温度传感器（TT2）反馈的室外温度、混合桶液位开关（LS1）测定的混合桶内液位，综合判断开启第四电磁阀（EV4）、运行防冻液泵（P2）添加防冻液；

3、预热及水清洗：桶温传感器（TT1）反馈混合桶内水温，当水温低于设定喷水温度区间时，运行电加热器进行预热，直至水温达到设定温度，运行淡水泵（P1），同时打开第二电磁阀（EV2）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）、第七电磁阀（EV7）和第二球阀（V2），开始进行水清洗；

4、补液：当混合桶液位开关（LS1）监测到混合桶液位低时，开启第一电磁阀（EV1）添加热水，达到设定液位高度时，关闭第一电磁阀（EV1）；

5、二次空气吹扫：清洗结束后，再打开第三电磁阀（EV3）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）和第七电磁阀（EV7）开始第二次空气吹扫，防止气温过低结冰。

本发明的有益效果是：本发明设计了智能型的洗窗系统，通过设置室外温度传感器、带温度传感器的混合桶及进水流量传感器可精准的获知室外温度、出水温度、进水量信息的变化，通过控制箱内设定程序，系统可自行选择夏天模式或冬天模式、自行判断添加防冻液比例、自行判断是否需要预热，并能将整个系统运行状态实时显示到中控室，操作人员可以通过船舶驾驶室操作面板很直观的看到设备运行中的各种参数，很简单就可以判断出设备是否存在问题，在出现运行问题时可切换至手动控制或终止系统运行，进行系统检修。本发明操作简单方便、准确率高，具有良好的技术优势和应用前景。

附图说明

图1 是现有技术的洗窗系统部件连接关系及工作流程示意简图。

图2 是本发明船用智能洗窗系统的部件连接关系及工作流程示意简图。

图中：1、混合桶； 2、防冻液箱； 3、控制箱； 4、驾驶室控制面板； 5、电加热器；

61、淡水泵（P1）； 62、防冻液泵（P2）；

71、桶温传感器（TT1）； 72、室外温度传感器（TT2）；

81、混合桶液位开关（LS1）； 82、防冻液箱液位开关（LS2）；

91、第一压力表（PI1）； 92、第二压力表（PI2）；

101、第一电磁阀（EV1）； 102、第二电磁阀（EV2）； 103、第三电磁阀（EV3）； 104、第四电磁阀（EV4）； 105、第五电磁阀（EV5）； 106、第六电磁阀（EV6）； 107、第七电磁阀（EV7）；

111、第一球阀（V1）； 112、第二球阀（V2）； 113、第三球阀（V5）；

121、第一止回阀（V3）； 122、第二止回阀（V4）；

131、流量传感器（FM）；

141、溢流口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

根据附图2，本发明为一种船用智能洗窗系统，包括与驾驶室操作面板4电路连接的控制箱3、与控制箱3电路连接的若干阀门和泵，以及通过管路连接的防冻液箱2和混合桶1，所述防冻液箱2顺序经第三球阀（V5）113、防冻液泵（P2）62、第二止回阀（V4）122、第四电磁阀（EV4）104与混合桶1管路连接，所述的混合桶1采用金属焊接筒体，所述的防冻液桶2采用塑料PE箱体。所述的第三球阀（V5）113、防冻液泵（P2）62、第二止回阀（V4）122、第四电磁阀（EV4）104分别与控制箱电路连接。

所述的混合桶1设有进口管路总管，并与热水进口管路和冷水管路进口管路两支路连通，在进口管路总管上设有的流量传感器（FM）131，用于检测进水流量，在所述的热水进口管路上设有第一电磁阀（EV1）101，所述的冷水进口管路上设有第二电磁阀（EV2）102，所述的第一电磁阀（EV1）101和第二电磁阀（EV2）102分别与控制箱3电路连接。所述混合桶1的桶体上还设有电加热器5和桶温传感器（TT1）71，桶体顶部设有混合桶液位开关（LS1）81，桶体上段侧壁设有溢流口141，桶体顶部还设有透气口。所述的混合桶液位开关（LS1）81用于通过其发出的液位开关信号触发控制第一电磁阀（EV1）101和第二电磁阀（EV2）102的开启和关闭，低位启高位停，并输出超低液位和超高液位报警信号。

所述混合桶1的底部设有两输出支路，一路通过第一球阀（V1）111连接至泄放口，另一路顺序经第二球阀（V2）112、第一压力表（PI1）91、淡水泵（P1）61、第二压力表（PI2）92、第一止回阀（V3）121后管路连接至若干路工作区域，同时，还设有一路压缩空气输入管路，经第三电磁阀（EV3）103连接至第一止回阀（V3）121，通往若干工作区域的管路上每一路均分别设有电磁阀。根据附图2，在本发明设置为三路工作区域管路时，分别对应为通往第一工作区域的管路上设置有第五电磁阀（EV5）105、通往第二工作区域的管路上设置有第六电磁阀（EV6）106、通往第三工作区域的管路上设置有第七电磁阀（EV7）107。所述的流量传感器（FM）13、电加热器5、桶温传感器（TT1）71、混合桶液位开关（LS1）81、第一球阀（V1）111、第二球阀（V2）112、第一压力表（PI1）91、淡水泵（P1）61、第二压力表（PI2）92、第一止回阀（V3）121及通往各工作区域的管路上设置的电磁阀分别与控制箱3电路连接，并由控制箱3控制工作运行。

所述防冻液箱2用于冬天模式下向混合桶1内添加防冻液，防冻液输出口设于防冻液箱2底部，防冻液箱2顶部设有透气口，防止防冻液泵（P2）62抽吸时形成负压造成箱体损坏，还设有与控制箱3电路连接的防冻液箱液位开关（LS2）82，用于监测箱内防冻液状况，并在超低液位时输出报警信号。

所述驾驶室操作面板4安装在驾驶室驾控台上，操作人员可通过驾驶室操作面板4选择所需要清洗的工作区域，观察清洗效果，由控制箱3控制系统执行工作。在驾驶室外还设有与驾驶室操作面板4电路连接的室外温度传感器（TT2）72，用于检测室外温度。

所述的控制箱3可采用汉盛公司生产的、型号为WWS-02-AE500 的控制箱。

本发明工作原理和工作过程如下：

本发明系统的控制箱3通过收集室外温度传感器（TT2）72的温度信息，自行选择夏天模式或冬天模式运行，结合收集的桶温传感器（TT1）71的温度信息和流量传感器（FM）131测定的混合桶1的进水量自行判断添加防冻液比例、自行判断是否需要启动电加热器5对混合桶1内的水温进行预热，并通过桶温传感器（TT1）71确认喷水温度，洗窗过程可全程实现智能化控制。本发明系统在启动冬天模式运行时可先向混合桶1内添加防冻液，再运行电加热器5，使混合桶1内的水温加热至喷水所需要的温度。

根据附图2，操作人员根据实际需要，选择当前清洗第一工作区域、第二工作区域或第三工作区域，本发明系统根据室外温度传感器（TT2）72反馈自动判断是否进入冬天模式。操作人员也可以根据船舶航线实际情况与防冻液冰点相结合，设定一个添加防冻液比例的区间，如：-10℃~0℃添加防冻液比例28%、-20℃~-10℃添加比例为38%。这样在需要添加防冻液时，系统可自行判断添加防冻液的比例。

系统判定进入夏天工作模式时，具体清洗工作步骤如下：

1、一次空气吹扫：系统自动打开第三电磁阀（EV3）103、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106和第七电磁阀（EV7）107开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

2、水清洗：打开第二电磁阀（EV2）102、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106、第七电磁阀（EV7）107、第二球阀（V2）112，同时运行淡水泵（P1）61，进行水清洗；

3、补液：当混合桶液位开关（LS1）81监测到混合桶1液位低时，开启第二电磁阀（EV2）102添加冷水，达到设定液位高度时，关闭第二电磁阀（EV2）102；

4、二次空气吹扫：打开第三电磁阀（EV3）103、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106和第七电磁阀（EV7）107开始第二次空气吹扫，将管路和玻璃上水吹干，以免影响室内人员或驾驶人员的视线，还可避免水渍积灰。

系统判定进入冬天工作模式时，具体清洗工作步骤如下：

1、一次空气吹扫：系统自动打开第三电磁阀（EV3）103、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106和第七电磁阀（EV7）107开始第一次空气吹扫，清除管路和玻璃上的灰尘与杂质；

2、添加防冻液：系统根据室外温度传感器（TT2）72反馈的室外温度、混合桶液位开关（LS1）81测定的混合桶1内液位，综合判断开启第四电磁阀（EV4）104、运行防冻液泵（P2）62添加防冻液；

3、预热及水清洗：桶温传感器（TT1）71反馈混合桶1内水温，当水温低于设定喷水温度区间时，运行电加热器5进行预热，直至水温达到设定温度，运行淡水泵（P1）61，同时打开第二电磁阀（EV2）102、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106、第七电磁阀（EV7）107和第二球阀（V2）112，开始进行水清洗；

4、补液：当混合桶液位开关（LS1）81监测到混合桶1液位低时，开启第一电磁阀（EV1）101添加热水，达到设定液位高度时，关闭第一电磁阀（EV1）101；

5、二次空气吹扫：清洗结束后，再打开第三电磁阀（EV3）103、第五电磁阀（EV5）105、 第六电磁阀（EV6）106和第七电磁阀（EV7）107开始第二次空气吹扫，防止气温过低结冰。

本发明有效解决了现有技术洗窗系统存在的操作不便、判断不准、设备维护性差的问题。简化了操作步骤，提高了设备运行效率，为船舶智能型发展提供了技术支持，具有良好的技术优势和应用前景。

Claims (7)

1.一种船用智能洗窗系统，其特征在于：包括与驾驶室操作面板电路连接的控制箱、与控制箱电路连接的若干阀门和泵，以及通过管路连接的防冻液箱和混合桶，所述防冻液箱顺序通过第三球阀（V5）、防冻液泵（P2）、第二止回阀（V4）、第四电磁阀（EV4）与混合桶管路连接，所述的混合桶设有进口管路总管，并与热水进口管路和冷水管路进口管路两支路连通，在进口管路总管上设有用于检测进水流量的流量传感器（FM），在所述的热水进口管路上设有第一电磁阀（EV1），所述的冷水进口管路上设有第二电磁阀（EV2），所述混合桶的桶体上还设有电加热器5和桶温传感器（TT1），桶体顶部设有混合桶液位开关（LS1），所述混合桶的底部设有两输出支路，一路通过第一球阀（V1）连接至泄放口，另一路顺序经第二球阀（V2）、第一压力表（PI1）、淡水泵（P1）、第二压力表（PI2）、第一止回阀（V3）后管路连接至若干路工作区域，同时，还设有一路压缩空气输入管路，经第三电磁阀（EV3）连接至第一止回阀（V3），通往若干工作区域的管路上每一路均分别设有电磁阀。

2.根据权利要求 1 所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：所述的第三球阀（V5）、防冻液泵（P2）、第二止回阀（V4）、第四电磁阀（EV4）、流量传感器（FM）、电加热器、桶温传感器（TT1）、混合桶液位开关（LS1）、第一球阀（V1）、第二球阀（V2）、第一压力表（PI1）、淡水泵（P1）、第二压力表（PI2）、第一止回阀（V3）及通往各工作区域的管路上设置的电磁阀分别与控制箱电路连接，并由控制箱控制工作运行。

3.根据权利要求 1 所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：所述混合桶的桶体上段侧壁设有溢流口，桶体顶部还设有透气口，通过所述混合桶上设置的混合桶液位开关（LS1）触发控制第一电磁阀（EV1）和第二电磁阀（EV2）的开启和关闭，低位启高位停，并在超低液位或超高液位时输出报警信号。

4.根据权利要求 1 所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：所述防冻液箱用于冬天模式下向混合桶内添加防冻液，防冻液输出口设于防冻液箱底部，防冻液箱顶部设有防止防冻液泵（P2）抽吸时形成负压造成箱体损坏的透气口，还设有与控制箱电路连接的监测箱内防冻液状况的防冻液箱液位开关（LS2），并在超低液位时输出报警信号。

5.根据权利要求 1 所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：所述驾驶室操作面板安装在驾驶室驾控台上，通过驾驶室操作面板确定所需要清洗的工作区域并观察清洗效果，由控制箱控制系统执行工作，在驾驶室外还设有与驾驶室操作面板电路连接的室外温度传感器（TT2）。

6.根据权利要求 1 所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：所述的混合桶采用金属焊接筒体，所述的防冻液桶采用塑料PE箱体。

7.根据权利要求 1~6中任意一项所述的一种船用智能洗窗系统，其特征在于：船用智能洗窗系统具有夏天和冬天两种工作模式，夏天工作模式时，清洗工作步骤包括一次空气吹扫、水清洗、补液和二次空气吹扫；冬天工作模式时，清洗工作步骤包括一次空气吹扫、添加防冻液、预热及水清洗、补液和二次空气吹扫，其中，空气吹扫时，第三电磁阀（EV3）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）和第七电磁阀（EV7）为打开状态；水清洗时，第二电磁阀（EV2）、第五电磁阀（EV5）、 第六电磁阀（EV6）、第七电磁阀（EV7）、第二球阀（V2）为打开状态，淡水泵（P1）为运行状态；添加防冻液时，第四电磁阀（EV4）为打开状态、防冻液泵（P2）为运行状态；预热及水清洗中的预热时，电加热器为运行状态，直至混合桶内水温达到设定温度；补液时，第一电磁阀（EV1）为打开状态，直至达到设定液位高度。

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