CN204939150U - 一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，包括粗滤网、细滤网、反冲洗单元、排污单元和控制系统，在过滤器腔体内横向依次安装粗滤网、第一隔板、细滤网、另一隔板、排污单元；控制单元为主控设备的一部分；细滤网和粗滤网之间的第一隔板与过滤器腔体之间形成过滤腔，进水口安装在粗滤网上方过滤器外壳上与过滤器腔体连通，出水口安装在过滤器外壳上与过滤腔连通；还包括变频电磁处理单元，变频电磁处理单元由控制系统控制的信号发生器和电磁线圈组成，电磁线圈缠绕在粗滤网上，本实用新型解决了目前船舶压载水过滤器在使用过程中易堵塞的问题，具有集成度高、体积小、智能化程度高等特点，满足船舶压载水管理系统的使用要求。

Description

一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置

技术领域

本实用新型属于海洋工程装备技术领域，具体涉及到一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置。

背景技术

远洋船舶航行过程中，压载是一种必然状态。压载水的异地装载和排放会引起有害水生物和病原体的传播。为控制船舶压载水的危害，国际海事组织(IMO)制定了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》。目前，船舶压载水管理系统的主流技术主要可分为物理分离法(实用新型专利201280007040.8)、辐照法(实用新型专利200980147399.3)、化学法(实用新型专利201180068282.3，实用新型专利201310497967.0)及上述几种方法的组合应用(实用新型专利200580000930.6，实用新型专利201210139407.3)。其中，过滤技术是现有船舶压载水管理系统普遍采用的处理技术(实用新型专利201110272181.X，实用新型专利201110387626.9，实用新型专利201180074175.1，实用新型专利201280007040.8)，主要用于滤除压载水中大于50um的生物或悬浮颗粒，为后续处理奠定基础。

现阶段压载水管理系统使用的过滤器多采用陆地技术，存在体积大、反冲洗水量多、背压高、排污困难等问题，难以满足远洋船舶安装、使用和维修要求。为了解决上述问题，针对船舶特点，开发了迷宫型滤网(发明专利201310290075.3)、带排污轴过滤器(发明专利201310616720.0)、防止背压形成的压载水过滤装置(发明专利201180074175.1)、过滤器排污装置(201210508241.8)等。随着船舶压载水管理系统在远洋船舶上的推广应用，关于过滤器又涌现出一些新的问题。例如目前过滤器主要采用高压水流反冲洗，但是随着使用时间的延长，反冲洗的效果逐渐降低，过滤器经常堵塞；另外，按照目前的船舶压载水管理系统操作流程，普遍采用压载时启动管理系统，对压载水进行处理，压载结束时，停止管理系统运行。在管理系统停止运行后，过滤器内往往还积存大量海水、生物以及尚未排出的污物。远洋船舶在大洋中的航期一般为1-3个月。上述残留在过滤器内的海水与污物，将会造成过滤器内表面、滤网腐蚀结垢，残余生物在滤网上的生长附着将会直接导致滤网堵塞，严重影响船舶压载水管理系统的再次使用。但是目前还尚未有解决船舶压载水管理系统用过滤器结垢、堵塞等的相关技术。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，本实用新型的安装和使用，可以有效解决目前我国船舶压载水管理系统用过滤器结垢堵塞问题，满足船舶安装使用要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的船舶压载水管理系统用过滤器防垢装置，包括粗滤网、细滤网、反冲洗单元、排污单元和控制系统，在过滤器腔体内横向依次安装粗滤网、第一隔板、细滤网、另一隔板、排污单元；控制单元为主控设备的一部分；细滤网和粗滤网之间的第一隔板与过滤器腔体之间形成过滤腔，进水口安装在粗滤网上方过滤器外壳上与过滤器腔体连通，出水口安装在过滤器外壳上与过滤腔连通；其特征在于：还包括变频电磁处理单元，变频电磁处理单元由控制系统控制的信号发生器和电磁线圈组成，电磁线圈缠绕在粗滤网上。

还包括超声波单元，超声波单元位于细滤网下方；超声波单元为超声波振动板，通过导线孔连接控制系统。

粗滤网为安装在过滤器腔体一侧且和过滤器腔体同轴的不锈钢织丝；细滤网为安装在过滤器腔体中部且和过滤器腔体同轴的不锈钢织丝。

所述反冲洗单元包括排污嘴、排污轴、驱动电机和减速电机，排污轴与过滤器腔体同轴安装，排污轴上垂直安装若干排污嘴，驱动电机经减速电机驱动排污轴转动，驱动电机和减速电机安装在腔体外，排污轴与排污嘴中部连通，排污轴上具有一通孔。

排污单元包括排污腔、排污泵和排污管道，排污轴所在一侧的过滤器腔体与隔板形成排污腔，排污腔外接排污管道，排污管道另一端安装排污泵。

粗滤网网眼对角线＞100μm，细滤网网眼对角线≤60μm。

排污嘴在排污轴上横向均匀分布5-7个。

在进水口和出水口处安装压力表。

在过滤器外壳上设置排气孔。

压载水过滤处理分为2级，压载水先经粗滤网一级过滤后，流入细滤网进行二级过滤；利用排污嘴和排污腔对细滤网进行反冲洗；利用变频电磁处理技术，对流入细滤网的水进行电磁处理，改变水分子的排布方式，使其不易结垢；利用超声波单元对整套装置进行声波处理，清除滤网表面及设备内部结构上的污垢。在压载水处理同时进行电磁处理，在压载水处理前后进行超声处理。该技术克服了现有压载水过滤装置易堵塞、反冲洗水流量大的弊端，满足了船舶压载水处理的需求，同时也为其他海洋工程装备的海水过滤预处理提供了技术支撑。

反冲洗单元主要用于对过滤器进行反冲洗，减少过滤器堵塞，保证过滤效率。当进入口和出水口的压力大于设定限制或过滤时间等同于预设时间时，排污单元启动。在电机的驱动作用下，排污嘴利用压差吸除滤网上被截流的污物。

排污单元主要用于反冲洗后的污物排除，排污单元与反冲洗单元同时启动，反冲洗下来的污物流经排污轴后进入排污腔，通过排污管道排出过滤器。

电磁处理单元主要用于对流入细滤单元的水进行电磁处理，为适应不同海域的处理水质，本实用新型采用变频式直流脉冲技术，频率范围20-80Hz。在粗滤网上靠近细滤网一侧缠绕电磁线圈，在缠绕好的电磁线圈外包覆环氧树脂或其他绝缘材料，对电磁线圈进行绝缘保护，保证了电磁能量的传递效率，缩短了电磁线圈长度，减小了设备体积。

超声单元主要用于清除过滤器内部各结构表面污垢、腐蚀产物和附着的生物，超声波振动板，振动频率范围20-100KHZ，功率400-3000W。

本实用新型的有益效果是：

(1)过滤器由粗滤单元和细滤单元组成，对压载水进行二级过滤处理，有效降低了细滤单元的反冲洗频率，降低了反冲洗水用量。

(2)采用变频电磁处理技术对流入细滤网的水进行处理，能对不同水域海水进行有效处理，减少了垢的形成；电磁线圈缠绕在过滤器内部的粗滤网上，保证了电磁传递效率。

(3)利用超声波对设备内部结构进行防垢处理，整套过滤器不宜结垢堵塞，提高了过滤效率。超声波处理器，可在压载结束后，单独运行，能够在船舶航行过程中对过滤器的滤网等结构进行有效维护，防止过滤器内部结构表面结垢和生物附着。

(4)压载水处理同时进行电磁处理，处理完成后进行超声处理，前者减少垢的形成，后者对污垢进行清除，二者协同，达到有效防污除垢的作用。

(5)整套装置高度集成、占用体积小、智能化高，满足船舶压载水管理系统的使用要求。

本实用新型提供的船舶压载水处理用过滤器的防垢装置，可实现对船舶压载水的高效过滤，有效解决了船舶压载水管理系统运行过程中过滤器易堵塞的问题。本实用新型具有集成度高、体积小、防垢效果好、反冲洗水用量小等特点，满足船舶压载水处理的使用要求。

附图说明

图1为本实用新型的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置结构示意图；

图2为粗滤网处放大示意图。

图中：1-进水口，2-粗滤网，3-细滤网，4-过滤腔，5-出水口，6-排污嘴，7-排污轴，8-排污腔，9-排污管道，10-排污泵，11-排污阀，12-驱动电机，13-减速电机，14-减速机底座，15-第一隔板，16-另一隔板，17-底板，18-底板螺栓，19-超声波振动板，20-振动板连接螺栓，21-排气孔，22-通孔；23-压力表，24-电磁线圈包覆层，25-控制系统，26-过滤器外壳，27-电磁线圈，28-电缆孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

参见图1和图2，本实用新型的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，包括粗滤网2、细滤网3、反冲洗单元、排污单元和控制系统25，在过滤器腔体内横向依次安装粗滤网2、第一隔板15、细滤网3、另一隔板16、排污单元；控制单元为主控设备的一部分；细滤网3和粗滤网2之间的第一隔板15与过滤器腔体之间形成过滤腔4，进水口1安装在粗滤网2上方过滤器外壳26上与过滤器腔体连通，出水口5安装在过滤器外壳26上与过滤腔4连通；还包括变频电磁处理单元，变频电磁处理单元由控制系统25控制的信号发生器和电磁线圈27组成，电磁线圈27缠绕在粗滤网2上。

过滤器最左侧为粗滤网2，粗滤网2为与过滤器腔体同轴的不锈钢织丝。

在粗滤网2的右端缠绕电磁线圈27，电磁线圈27通过电缆孔28与控制系统25连接。电磁线圈外包覆环氧树脂或其他耐海水冲刷的包覆材料形成电磁线圈包覆层24，该方法有效提高了电磁能量的传递效率，有效减小了电磁线圈长度，减小了设备体积。

还包括超声波单元，超声波单元位于细滤网3下方；超声波单元为超声波振动板19，通过导线孔连接控制系统25。

细滤网3为安装在过滤器腔体中部且和过滤器腔体同轴的不锈钢织丝。

反冲洗单元包括排污嘴6、排污轴7、驱动电机12和减速电机13，排污轴7与过滤器腔体同轴安装，排污轴7上垂直安装若干排污嘴6，驱动电机12经减速电机13驱动排污轴7转动，驱动电机12和减速电机13安装在腔体外，排污轴7与排污嘴6中部连通，排污轴7上具有一通孔22。

排污单元包括排污腔8、排污泵10和排污管道9，排污轴7所在一侧的过滤器腔体与隔板形成排污腔8，排污腔8外接排污管道9，排污管道9另一端安装排污泵10，细滤网3和排污腔8之间安装排污腔隔板16；过滤器内污垢通过排污嘴6及排污泵10，抽吸到排污腔8内，经排污管9排出。

粗滤网2网眼对角线＞100μm，细滤网3网眼对角线≤60μm。

排污嘴6在排污轴7上横向均匀分布5-7个。

在进水口1和出水口5处安装压力表23。

在过滤器外壳26上设置排气孔21。

在过滤器粗滤网2的一侧安装底板17，底板17上安装底板螺栓18。

压载水过滤处理分为2级，压载水先经粗滤网2一级过滤后，流入细滤网3进行二级过滤；利用排污嘴6和排污腔8对细滤网3进行反冲洗；利用变频电磁处理技术，对流入细滤网3的水进行电磁处理，改变水分子的排布方式，使其不易结垢；利用超声波单元对整套装置进行声波处理，清除滤网表面及设备内部结构上的污垢。在压载水处理同时进行电磁处理，在压载水处理前后进行超声处理。该技术克服了现有压载水过滤装置易堵塞、反冲洗水流量大的弊端，满足了船舶压载水处理的需求，同时也为其他海洋工程装备的海水过滤预处理提供了技术支撑。

反冲洗单元主要用于对过滤器进行反冲洗，减少过滤器堵塞，保证过滤效率。当进入口和出水口5的压力大于设定限制或过滤时间等同于预设时间时，排污单元启动。在电机的驱动作用下，排污嘴6利用压差吸除滤网上被截流的污物。

排污单元主要用于反冲洗后的污物排除，排污单元与反冲洗单元同时启动，反冲洗下来的污物流经排污轴7后进入排污腔8，通过排污管道9排出过滤器。

电磁处理单元主要用于对流入细滤单元的水进行电磁处理，为适应不同海域的处理水质，本实用新型采用变频式直流脉冲技术，频率范围20-80Hz。在粗滤网2与细滤网3连接部位缠绕电磁线圈27，在缠绕好的电磁线圈27外包覆环氧树脂或其他绝缘材料，对电磁线圈27进行绝缘保护，保证了电磁能量的传递效率，缩短了电磁线圈27长度，减小了设备体积。

超声单元主要用于清除过滤器内部各结构表面污垢、腐蚀产物和附着的生物，超声波振动板19，振动频率范围20-100KHZ，功率400-3000W。

本实用新型的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置的工作模式：

(一)首次使用模式

打开主管路海水泵，压载水由进水口1进入，经过粗滤网2过滤后，由粗滤网内部流入细滤网3内，并在水压驱动下，由细滤网3内流到滤腔4，通过出水口5流出过滤器。

过滤器中注满水后，打开控制系统25中的电磁信号发生器，设定电磁变频范围30-80HZ，对流入细滤网的压载水进行电磁处理。

当进水口1压力与出水口5压力大于设定值时，排污阀11打开，排污泵10开启；驱动电机12开启，经减速电机13减速驱动排污轴7转动，细滤网3表面截流的污物被排污嘴6抽吸到排污管道9中。排污嘴6在排污轴7上横向均匀分布5-7个。

当压载过程结束后，通过控制系统25，开启超声波发生器设定振动频率为26KHz,运行10min,然后设定振动频率为40-60KHz,运行20min。20min后关闭超声波发生器。

(二)当船舶航行靠岸，需要再次加装压载水时，首先开启设备的超声单元进行除垢处理，然后再进行过滤处理。具体步骤如下：

首先通过控制系统25，开启超声波发生器，设定超声波的振动频率为30KHz,运行10min,然后设定超声波的振动频率为60KHz,运行20min。20min后关闭超声波发生器。

超声除垢结束后，开启主管路海水泵，压载水由进水口1进入，经过粗滤网2过滤后，流入到粗滤网内，流入细滤网3内，并在水压驱动下，由细滤网内流到滤腔4，通过出水口5流出过滤器。

过滤器中注满水后，打开控制系统25中的电磁信号发生器，设定电磁变频范围20-80HZ，对流入细滤网的压载水进行电磁处理。

当进水口1压力与出水口5压力大于设定值时，排污阀11打开，排污泵10开启；驱动电机12开启，经减速电机13减速驱动排污轴7转动，细滤网3表面截流的污物被排污嘴6抽吸到排污管9中。排污嘴6在排污轴7上横向均匀分布5-7个。

当压载过程结束后，通过控制系统25，开启超声波发生器，设定超声波的振动频率为30KHz,运行10min,然后设定超声波的振动频率为50KHz,运行20min。20min后关闭超声波发生器。

(三)当船舶长期航行或长期靠岸，加装压载水操作不频繁时，为了防止过滤器内表面和内部结构特别是滤网表面结垢、腐蚀产物堵塞滤孔等，应按照需要单独运行超声波处理单元。步骤如下：

首先通过控制系统25，开启超声波发生器，设定超声波的振动频率为20KHz,运行10min,然后设定超声波的振动频率为50KHz,运行20min。20min后关闭超声波发生器。建议此操作1次/15天。

Claims (10)

1.一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，包括粗滤网、细滤网、反冲洗单元、排污单元和控制系统，在过滤器腔体内横向依次安装粗滤网、第一隔板、细滤网、另一隔板、排污单元；控制单元为主控设备的一部分；细滤网和粗滤网之间的第一隔板与过滤器腔体之间形成过滤腔，进水口安装在粗滤网上方过滤器外壳上与过滤器腔体连通，出水口安装在过滤器外壳上与过滤腔连通；其特征在于：还包括变频电磁处理单元，变频电磁处理单元由控制系统控制的信号发生器和电磁线圈组成，电磁线圈缠绕在粗滤网上。

2.根据权利要求1所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：还包括超声波单元，超声波单元位于细滤网下方；超声波单元为超声波振动板，通过导线孔连接控制系统。

3.根据权利要求1或2所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：粗滤网为安装在过滤器腔体一侧且和过滤器腔体同轴的不锈钢织丝；细滤网为安装在过滤器腔体中部且和过滤器腔体同轴的不锈钢织丝。

4.根据权利要求1或2所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：所述反冲洗单元包括排污嘴、排污轴、驱动电机和减速电机，排污轴与过滤器腔体同轴安装，排污轴上垂直安装若干排污嘴，驱动电机经减速电机驱动排污轴转动，驱动电机和减速电机安装在腔体外，排污轴与排污嘴中部连通，排污轴上具有一通孔。

5.根据权利要求3所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：所述反冲洗单元包括排污嘴、排污轴、驱动电机和减速电机，排污轴与过滤器腔体同轴安装，排污轴上垂直安装若干排污嘴，驱动电机经减速电机驱动排污轴转动，驱动电机和减速电机安装在腔体外，排污轴与排污嘴中部连通，排污轴上具有一通孔。

6.根据权利要求5所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：排污单元包括排污腔、排污泵和排污管道，排污轴所在一侧的过滤器腔体与隔板形成排污腔，排污腔外接排污管道，排污管道另一端安装排污泵。

7.根据权利要求6所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：粗滤网网眼对角线＞100μm，细滤网网眼对角线≤60μm。

8.根据权利要求7所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：排污嘴在排污轴上横向均匀分布5-7个。

9.根据权利要求8所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：在进水口和出水口处安装压力表。

10.根据权利要求9所述的船舶压载水管理系统用过滤器的防垢装置，其特征在于：在过滤器外壳上设置排气孔。