CN113776622A - 一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下污物排放领域，提供一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，包括存储罐、压缩空气瓶、监测控制组件；在存储罐的高压气供给管路上设置一只压缩空气瓶，在压缩空气瓶的尾部设置一只气瓶压力传感器，测量压缩空气瓶内空气压力P1，在舱壁上设置一只舷外压力传感器，测量海水压力P2，在存储罐的顶部和底部分别设置第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器，测量存储罐顶部和底部压力值P3、P4，监测控制组件测量各传感器数据并控制各压缩空气电磁阀的通断。本发明水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，结构简单、工作可靠，能有效实现水下装备污物存储罐定量、自动化、变背压、无气泡溢出的排放和存储罐内液位的实时监测与显示。

Description

一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置

技术领域

本发明涉及水下污物排放领域，具体涉及一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置。

背景技术

污物存储罐用于收集水下装备中厕所和厨房排放的流动性污染物，通过压缩空气排放存储罐内污物时，常规液位传感器无法在如此污浊的环境下工作，操作人员无法了解存储罐内的液位状态，导致排放时机的选择和排放时关阀时机的选择不能自动完成，需要手动控制空气阀门的启闭。当水下装备的背压改变时，还需要手动调节进入存储罐内的压缩空气压力，从而保证排污速度不受背压变化影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，实现水下装备污物存储罐定量、自动化、变背压、无气泡溢出的排放和存储罐内液位的实时监测与显示，该装置结构简单、工作可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，包括存储罐、压缩空气瓶、第一压缩空气电磁阀、监测控制组件、气瓶压力传感器、舷外压力传感器、第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器、压缩空气截止止回阀、舷侧排污止回阀、第二压缩空气电磁阀、第三压缩空气电磁阀、气体吸附过滤器、止回阀；

在存储罐的高压气供给管路上设置一只压缩空气瓶，通过第一压缩空气电磁阀和压缩空气截止止回阀控制存储罐的气流通断，通过第二压缩空气电磁阀向压缩空气瓶内补充压缩气体，通过第三压缩空气电磁阀、气体吸附过滤器对存储罐内气体进行吸附净化处理后排入舱内；在存储罐的污物进口管路上设置有止回阀；在存储罐的污物排出管路上设置有舷侧排污止回阀。在压缩空气瓶的尾部设置一只气瓶压力传感器，测量压缩空气瓶内空气压力P1，在舱壁上设置一只舷外压力传感器，测量海水压力P2，在存储罐的顶部和底部分别设置第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器，测量存储罐顶部和底部压力值P3、P4，所述第一压缩空气电磁阀、气瓶压力传感器、舷外压力传感器、第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器、第二压缩空气电磁阀、第三压缩空气电磁阀均与监测控制组件相连，监测控制组件测量各传感器数据并控制各压缩空气电磁阀的通断。

在上述技术方案中，所述存储罐上的压缩空气入口与第一罐内压力传感器和第二罐内压力传感器的距离不小于100mm，且入口方向不对准第一罐内压力传感器和第二罐内压力传感器，第一罐内压力传感器与存储罐罐体顶部距离不大于30mm，第二罐内压力传感器与存储罐罐体底部距离不大于30mm。

在上述技术方案中，所述监测控制组件用于控制第一压缩空气电磁阀关闭的压力数据均为0.1s内时间平均处理后的压力数据。监测控制组件的排污控制逻辑为：

实时监测存储罐内液位高度，第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器的安装高度差为H，存储罐内液位高度h=(P4-P3)/ρg，当h=H时，监测控制组件发出液位高报警，请求准许排污，获得授权后，监测控制组件根据气瓶压力传感器测量的气瓶内空气压力P1和舷外压力传感器测量的海水压力P2、压缩空气瓶容积V1、存储罐容积V2，计算出关闭第一压缩空气电磁阀时气瓶压力：P1’，P1’=P1-P2V2/V1，监测控制组件实时读取气瓶内空气压力P1，当P1下降到P1’时控制第一压缩空气电磁阀关闭，停止排污。

本发明通过测量气瓶压力P1和舱外海水压力P2，计算存储罐排污过程中触发压缩空气电磁阀关闭的压力值P1’，能够排空存储罐而不产生外溢气泡。通过测量存储罐顶部和底部压力值P3、P4，得出存储罐内液位高度，并转化为剩余存储容积，不仅可以在排放前显示出存储罐内液位高度，在排放过程中也能显示存储罐内液位高度，而且还可以将P3=P4作为关闭第一压缩空气电磁阀的备用触发条件。

本发明水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，结构简单、工作可靠，能有效实现水下装备污物存储罐定量、自动化、变背压、无气泡溢出的排放和存储罐内液位的实时监测与显示。

附图说明

图1 为本发明水下污物存储罐自动排污及液位测量装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应站位本领域技术人员的角度做广义理解，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，除非另有明确的限定。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本实施例提供一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，该装置由存储罐1、压缩空气瓶2、第一压缩空气电磁阀3、监测控制组件4、气瓶压力传感器5、舷外压力传感器6、第一罐内压力传感器7、第二罐内压力传感器8、压缩空气截止止回阀9、舷侧排污止回阀10、第二压缩空气电磁阀11、第三压缩空气电磁阀12、气体吸附过滤器13、止回阀14组成。该装置用于在水下装备中自动排放流动性污物。存储罐1用于存储水下装备的污物，压缩空气瓶2用于存储压缩空气，监测控制组件4测量各传感器数据并控制各阀门的通断。气瓶压力传感器5、舷外压力传感器6用于测量气瓶压力P1与舱外海水压力P2，第一罐内压力传感器7、第二罐内压力传感器8用于测量存储罐内不同位置处的压力，监测控制组件4根据压力P1~P4确定第一压缩空气电磁阀3的关闭时机和存储罐内的实时液位。

在存储罐1的高压气供给管路上设置一只专用的压缩空气瓶2，通过第一压缩空气电磁阀3和压缩空气截止止回阀9控制存储罐1的气流通断，通过第二压缩空气电磁阀11向压缩空气瓶2内补充压缩气体，通过第三压缩空气电磁阀12、气体吸附过滤器13对存储罐内气体进行吸附净化处理后排入舱内；在存储罐1的污物进口管路上设置有止回阀14；在存储罐1的污物排出管路上设置有舷侧排污止回阀10。在压缩空气瓶2的尾部安装一只气瓶压力传感器5，测量气瓶内空气压力P1，在舱壁上安装一只舷外压力传感器6，测量海水压力P2。压缩空气瓶2容积为V1，存储罐1的容积为V2。则气瓶压力降低为P1’（P1’=P1-P2V2/V1）时监测控制组件4发出关闭第一压缩空气电磁阀3的指令。

存储罐1的顶部和底部各装有一个带弹性分隔囊和压力传导液的第一罐内压力传感器7、第二罐内压力传感器8，第一罐内压力传感器7、第二罐内压力传感器8的安装高度差为H，存储罐内液位高度为h。正常使用时，第一压缩空气电磁阀3关闭，第三压缩空气电磁阀12打开，P3和P4的变化非常缓慢，可视为稳态压力信号，液位高度h=(P4-P3)/ρg。当h=H时，存储罐需排空后才能继续使用。排空存储罐时，P4和P3均为瞬态压力信号，且叠加了舷外海水压力P2，此时存储罐内液位高度h=[(P4-P2)-(P3-P2)]/ρg= (P4-P3)/ ρg，当P3=P4时，h=0，存储罐1被吹空。

在上述实施例中，所述存储罐1上的压缩空气入口A与第一罐内压力传感器7和第二罐内压力传感器8的距离不小于100mm，且入口A方向不对准第一罐内压力传感器7和第二罐内压力传感器8，第一罐内压力传感器7与存储罐1罐体顶部距离不大于30mm，第二罐内压力传感器8与存储罐1罐体底部距离不大于30mm。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明实施方式不限于上述所示，可根据权力要求的技术特征进行一定的组合，以上所示仅为本发明较佳的具体实施方式，并不能用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员容易理解，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等效替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，其特征在于：包括存储罐、压缩空气瓶、第一压缩空气电磁阀、监测控制组件、气瓶压力传感器、舷外压力传感器、第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器、压缩空气截止止回阀、舷侧排污止回阀、第二压缩空气电磁阀、第三压缩空气电磁阀、气体吸附过滤器、止回阀；

在存储罐的高压气供给管路上设置一只压缩空气瓶，通过第一压缩空气电磁阀和压缩空气截止止回阀控制存储罐的气流通断，通过第二压缩空气电磁阀向压缩空气瓶内补充压缩气体，通过第三压缩空气电磁阀、气体吸附过滤器对存储罐内气体进行吸附净化处理后排入舱内；在存储罐的污物进口管路上设置有止回阀；在存储罐的污物排出管路上设置有舷侧排污止回阀；在压缩空气瓶的尾部设置一只气瓶压力传感器，测量压缩空气瓶内空气压力P1，在舱壁上设置一只舷外压力传感器，测量海水压力P2，在存储罐的顶部和底部分别设置第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器，测量存储罐顶部和底部压力值P3、P4，所述第一压缩空气电磁阀、气瓶压力传感器、舷外压力传感器、第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器、第二压缩空气电磁阀、第三压缩空气电磁阀均与监测控制组件相连，监测控制组件测量各传感器数据并控制各压缩空气电磁阀的通断。

2.根据权利要求1所述的水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，其特征在于：所述存储罐上的压缩空气入口与第一罐内压力传感器和第二罐内压力传感器的距离不小于100mm，且入口方向不对准第一罐内压力传感器和第二罐内压力传感器，第一罐内压力传感器与存储罐罐体顶部距离不大于30mm，第二罐内压力传感器与存储罐罐体底部距离不大于30mm。

3.根据权利要求1所述的水下污物存储罐自动排污及液位测量装置，其特征在于：所述监测控制组件用于控制第一压缩空气电磁阀关闭的压力数据均为0.1s内时间平均处理后的压力数据，监测控制组件的排污控制逻辑为：

实时监测存储罐内液位高度，第一罐内压力传感器、第二罐内压力传感器的安装高度差为H，存储罐内液位高度h=(P4-P3)/ρg，当h=H时，监测控制组件发出液位高报警，请求准许排污，获得授权后，监测控制组件根据气瓶压力传感器测量的气瓶内空气压力P1和舷外压力传感器测量的海水压力P2、压缩空气瓶容积V1、存储罐容积V2，计算出关闭第一压缩空气电磁阀时气瓶压力：P1’，P1’=P1-P2V2/V1，监测控制组件实时读取气瓶内空气压力P1，当P1下降到P1’时控制第一压缩空气电磁阀关闭，停止排污。

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