一种适用于豪华邮轮舱底水系统的防空吸装置的制作方法

本发明属于船舶辅助系统设计及应用领域，涉及一种船舶舱底水排水装置，具体涉及一种适用于豪华邮轮舱底水系统的防空吸装置。

背景技术：

一艘巨型豪华游轮可搭载近五千名乘客，其首要任务是保障邮轮安全、稳定地航行。因此，安全可靠的舱底水系统显得尤文重要。舱底水系统可以用来抽除船舶舱底积水(邮轮上主要为生活用水、甲板冲洗水、雨水等。主机辅机及管路设备漏油量相对较少)，保证机电设备正常工作及货完好无损，实现船舶稳定航行。另外，事故发生时，该系统也能将舱底水及时排出船舷外。即正常行驶时保持安全稳定，紧急情况下尽可能减少损失。

豪华邮轮舱底水系统采用总管式管路布置形式，通过截止止回阀控制舱底水的抽吸。由于豪华游轮体型庞大，舱底泵的扬程、流量为一般船舶的数倍，舱室众多，污水井分布广泛，平均每个舱底泵要管理多个污水井。其舱底水系统存在以下不足：如果同时抽吸几个舱室的舱底水，一旦某个舱室内舱底水被吸干或者一个管路上阀件发生泄漏，舱底水泵就会出现抽空的现象，导致其他舱室内舱底水无法抽吸。并且，豪华邮轮舱底水支管直径在50-250mm之间不等，污水井容积一般也只有2m³左右，而在机舱、轴隧等处所处的污水井内，泥沙、杂质较多，传统密封方式又不具备自洁能力，使得在吸口处安装防空吸装置具有一定的困难。

已有的技术中，申请号为201410241428.5，名称为一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀的发明型专利，通过控制管道磁控开关使潜水泵停止工作，达到防空吸的目的。但是，豪华邮轮平均每个舱底泵管理多个污水井，绝对不允许仅个别吸口发生空吸而关闭整个泵组的现象发生。申请号为201810453029.3，名称为一种用于管道接口的智能气囊密封装置及监测方法的发明型专利，通过另设空气压缩机控制充放气，结构相对复杂，而一般船舶本身配有压缩空气系统，可实现就地取材，降低成本。申请号为201910093114.8，名称为一种船舶吸水装置及船舶的发明型专利，利用空心漂浮部件在污水中的浮力大于重力的原理，将漂浮部件套设在吸水管的外周，漂浮部件可相对于吸水管上下浮动，以选择性封堵吸水口。但是，在大扬程舱底泵管理多个污水井并持续工作的前提下，当吸口封闭时，漂浮部件与吸水管所形成的封闭区域与其外部区域之间的压力差较大，仅靠浮力可能无法使漂浮部件及时上浮。并且，机舱或轴隧污水井底部含有较多泥沙和杂质，很可能因此无法形成密闭空间，导致防空吸装置失效。因此上述装置不适用于大型豪华邮轮舱底水处理。

技术实现要素：

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供一种适用于豪华邮轮舱底水系统的防空吸装置，防止空吸现象的发生，保证邮轮安全稳定地航行。

为达到此目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于豪华邮轮舱底水系统的防空吸装置，其特征在于：包括污水井、液位传感器、舱底水支管、弹性橡胶气囊、输气管道、控制器和充放气装置，所述液位传感器安装于污水井内，所述舱底水支管设于污水井内，舱底水支管的下部端口作为吸水口，所述弹性橡胶气囊设于吸水口内，并通过输气管道支撑，所述输气管道的一端与弹性橡胶气囊相连，另一端与充放气装置相连，所述液位传感器用于监测污水井液位，并通过控制器控制充放气装置充放气，从而控制弹性橡胶气囊胀大以堵住吸水口或者缩小以放开吸水口。

进一步地，所述液位传感器为浮子开关，所述控制器为控制电路，所述浮子开关通过控制电路控制充放气装置的动作。

进一步地，所述充放气装置包括充气装置和放气装置，所述充气装置包括充气管、充气电磁阀和船舶压缩空气源，所述充气管一端与输气管道连通，另一端通过充气电磁阀与船舶压缩空气源相连，所述充气电磁阀通过控制电路进行控制。

进一步地，所述放气装置包括设于输气管道端部并与输气管道相连的气缸、设于气缸内的活塞、与活塞相连的活塞杆和驱动活塞杆移动的伸缩装置，所述气缸与输气管道之间设有一级排气口，所述气缸侧壁中部设有通往外部的二级排气口，当活塞运动并紧贴输气管道一端的气缸端部时，活塞封闭一级排气口，当活塞向气缸另一端运动并紧贴端部时，一级排气口与二级排气口连通，向外部排气，所述伸缩装置通过控制电路进行控制。

进一步地，所述气缸由设于输气管道内的两个圆形挡板构成，所述一级排气口为设于其中一块挡板中部的圆孔。

进一步地，所述活塞靠一级排气口一侧设有橡胶垫圈，所述活塞与气缸壁之间设有橡胶密封圈。

进一步地，所述伸缩装置为电磁伸缩装置，具体结构包括壳体、设于壳体内的动铁芯和设于壳体外的电磁线圈，所述动铁芯一端与活塞杆固定相连，另一端与壳体端部通过复位弹簧相连，所述电磁线圈通过控制电路进行控制。

进一步地，所述输气管道为硬质管道，输气管道通过水平方向的滑动支座安装在污水井上，在伸缩装置拉动活塞运动放气过程中，输气管道随着伸缩装置水平移动，使得泄气的弹性橡胶气囊偏离吸水口中部。

进一步地，所述充气管为弹性圆管，随着输气管道的运动而发生弹性变形，通过弹性圆管的变形使得气缸内的活塞紧贴在一级排气口上保持密封。

进一步地，所述滑动支座分为第一管夹滑动支座和第二管夹滑动支座，所述输气管道为阶梯型，由两个水平段通过一个竖直段相连组成，第一管夹滑动支座安装于污水井内输气管道的水平段，所述第二管夹滑动支座安装于污水井井口附近输气管道的水平段。

本发明的有益效果为：当污水井内水位下降到下界限时，浮子开关内接点闭合，电磁阀打开，船舶压缩空气进入输气管道。电磁线圈通电，动铁芯通过活塞杆密封一级排气口的同时推动输气管道一端的气缸左侧挡板，使输气管道发生向左位移。橡胶垫圈封堵挡板中部的一级排气口，橡胶密封圈保证气密性及往复密封。此时，具有弹性的充气管受压发生弹性变形，形成对动铁芯的阻力并通过挡板将橡胶垫圈压实，防止漏气。当污水井内水位又上升到上界限时，电磁阀关闭，电磁线圈断电，动铁芯在弹簧拉力的作用下回位并通过活塞杆拉动输气管道一端的气缸右侧挡板，使输气管道发生向右位移，弹性橡胶气囊回归到靠近第一管夹滑动支座的位置。此时，弹性橡胶气囊中气体依次通过挡板的一级排气口、带滤网的二级排气口排出。通过弹性橡胶气囊选择性封堵舱底水支管的吸水口，达到防空吸的目的。本发明结构简单，方便拆装，橡胶气囊密封性能好，具有自洁功能，可实现自动控制以及时防止空吸现象的发生，保证舱底水系统安全、有效运行。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例中防空吸装置吸水口处于封闭状态的示意图。

图2为图1中充气装置的局部放大图。

图3为本发明实施例中防空吸装置吸水口处于打开状态的示意图。

图4为图3中放气装置的局部放大图。

附图标记中：1-船舶压缩空气源，2-电磁阀，3-充气管，4-电磁线圈，5-复位弹簧，6-动铁芯，7-活塞杆，8-橡胶密封圈，9-二级排气口，10-挡板，11-橡胶垫圈，12-壳体，13-舱底水支管，14-第一管夹滑动支座，15-弹性橡胶气囊，16-浮标，17-控制电路，18-输气管道，19-第二管夹滑动支座，20-吸水口，21-污水井，22-浮子开关，23-活塞，24-一级排气口，25-伸缩装置，26-放气装置。

具体实施方式

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“端”、“底”、“横”、“纵”等指示的方位或者位置关系为基于对应附图所示的方位或位置关系，仅为了方便描述，不代表所示装置必须安装在特定位置或方向。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定，术语“安装”、“埋设”、“连接”应作广义理解。例如，可固定连接，也可以是螺纹连接；可以直接连接，也可以通过中间部件进行连接。

以下参考附图并结合实施方式来详细说明：

在舱底水系统中，每个舱室污水井21均设置舱底水吸水装置，每个舱室的舱底水支管13与舱底水总管相连。舱底泵对污水井21内的舱底水进行抽吸，经过支管、总管、油水分离器等部件将舱底水排出舷外或回流舱底水舱等待下一步的处理。舱底水系统能够保证船舶正常航行时稳定行驶，在紧急情况下也能抽吸任何舱室的进水，这一点对于载客上千人的豪华邮轮至关重要。

如图1至图4所示，一种适用于豪华邮轮舱底水系统的防空吸装置，包括污水井21和从左到右安装在污水井21内的液位传感器、舱底水支管13、弹性橡胶气囊15、输气管道18和充放气装置26，所述液位传感器安装于污水井21内，所述舱底水支管13设于污水井21内，舱底水支管13的下部端口作为吸水口20，所述弹性橡胶气囊15设于吸水口20内，并通过输气管道18支撑，所述输气管道18的一端与弹性橡胶气囊15相连，另一端与充放气装置26相连，所述液位传感器为浮子开关22，所述浮子开关22通过控制电路17控制充放气装置26的动作。所述浮子开关22用于监测污水井21液位，并通过控制器控制充放气装置26充放气，从而控制弹性橡胶气囊15胀大以堵住吸水口20或者缩小以放开吸水口20。

所述充放气装置26包括充气装置和放气装置，所述充气装置包括充气管3、充气电磁阀2和船舶压缩空气源1，所述充气管3一端与输气管道18连通，另一端通过充气电磁阀2与船舶压缩空气源1相连。

所述放气装置26包括设于输气管道18端部的气缸、设于气缸内的活塞23、与活塞23相连的活塞杆7和驱动活塞杆7移动的伸缩装置25，所述气缸与输气管道18之间设有一级排气口24，所述气缸侧壁中部设有通往外部的二级排气口9，当活塞23运动并紧贴输气管道18一端的气缸部分时，活塞23封闭一级排气口24，当活塞23向气缸另一端运动并紧贴端部时，一级排气口24与二级排气口9连通，向外部排气，所述伸缩装置25和充气电磁阀2均通过控制电路17进行控制，更优的，所述二级排气口9上设有排气滤网，以防止杂质的进入并及时排出气缸内的积水。

本实施例中，如图2和图4所示，所述气缸由设于输气管道18内的两个圆形挡板10构成，所述一级排气口24为设于左侧挡板10中部的圆孔。所述活塞23靠一级排气口24一侧设有橡胶垫圈11，所述活塞23与气缸壁之间设有橡胶密封圈8。用于增加对一级排气口24的密封性。

所述伸缩装置25为电磁伸缩装置25，具体结构包括壳体12、设于壳体12内的动铁芯6和设于壳体12外的电磁线圈4，所述动铁芯6一端与活塞杆7固定相连，另一端与壳体12端部通过复位弹簧5相连，所述电磁线圈4通过控制电路17进行控制得失电，壳体12通过固定装置固定在污水井21旁。

作为一种较优实施例，如图1和图3所示，所述输气管道18为硬质管道，输气管道18通过水平方向的滑动支座安装在污水井21上，在伸缩装置25拉动活塞23运动放气过程中，输气管道18随着伸缩装置25水平移动，使得泄气的弹性橡胶气囊15偏离吸水口20中部，所述充气管3为弹性圆管，随着输气管道18的水平运动而发生弹性变形。所述滑动支座分为第一管夹滑动支座14和第二管夹滑动支座19，所述输气管道18为阶梯型，由两个水平段通过一个竖直段相连组成，第一管夹滑动支座14安装于污水井21内输气管道18的水平段，所述第二管夹滑动支座19安装于污水井21附近输气管道18的水平段。

如图1、3所示，本实施例中，所述输气管道18为阶梯型，由两个水平段通过一个竖直段相连组成，第一管夹滑动支座14安装于污水井21内输气管道18的水平段，所述第二管夹滑动支座19安装于污水井21井口输气管道18的水平段。

浮子开关22通过控制电路17控制船舶压缩空气的出口电磁阀2和动铁芯6的启停以实现弹性橡胶气囊15的充放气。为不妨碍舱底水流入支管，第一管夹滑动支座14安装在舱底水支管13旁边的污水井21的井底。输气管道18在第一管夹滑动支座14与第二管夹滑动支座19的共同约束下实现水平左右移动，弹性橡胶气囊15安装在输气管道18左端，弹性橡胶气囊15通过充气胀大以堵住吸水口20，或者放气缩小以解除封堵，当然为了进一步减小放开吸水口20时候的阻力，通过滑动支座使得弹性橡胶气囊15随着输气管道18一起向右运动，以偏离吸水口20，此时，为了防止运动过程中充气管3的与电磁阀2相对位置发生改变，因此充气管3需要采用弹性软管或者波纹伸缩管。船舶压缩空气通过电磁阀2、充气管3进入输气管道18。活塞杆7左端与活塞23相连，右端与动铁芯6相连，活塞23在两挡板10间区域往复运动，两个挡板10及之间的区域组成气缸。橡胶垫圈用以选择性封堵左侧挡板10中心通孔，控制压缩气体进入两挡板10间输气管道18区域。增设橡胶密封圈8以实现往复密封。两挡板10间输气管道18开设带滤网的二级排气口9，滤网可防止杂质进入两单板间区域并将进入该区域的水分排出，保证活塞杆7往复运动的流畅性。动铁芯6左端与活塞杆7相连接，右端与壳体12端部的复位弹簧5相连接。电磁线圈4安装在壳体12外，动铁芯6安装在壳体12内，壳体12通过固定装置安装在污水井21旁，电磁线圈4通电后产生磁场控制动铁芯6的运动。

如图1和图2所示，污水井21内的水位下降到下界限，浮子开关22的浮标16内接点闭合，通过控制电路17启动电磁阀2并使电磁线圈4通电。动铁芯6通过活塞杆7带动活塞23向左移动，活塞23顶紧左侧挡板10，将一级排气口24密封，动铁芯6带动活塞杆7继续向左移动，活塞23推动输气管道18内气缸左侧的挡板10，使输气管道18整体左移，从而将输气管道18左端的弹性橡胶气囊15送入舱底水支管13的吸水口20的中部，与此同时，船舶压缩空气通过电磁阀2和充气管3进入输气管道18，弹性橡胶气囊15在吸水口20中部胀大，封堵吸水口20。由于电磁阀2位置固定，输气管道18左移时，充气管3便会发生弹性变形(或者不发生弹性形变，但是充气管3具有最大长度)，阻碍输气管道18继续向左发生位移并使得挡板10与活塞23之间产生接触力，橡胶垫圈11和充气管3的共同作用使一级排气口24压实，防止漏气。水位继续上升到浮标16平坦，保持触点接触。

如图3和图4所示，水位上升到上界限，浮子开关22的浮标16内接点断开，关闭电磁阀2并使电磁线圈4断电。动铁芯6在复位弹簧5拉力的作用下回位，通过活塞杆7拉动活塞23向右移动，活塞23远离一级排气口24，当活塞23向右移动越过二级排气口9时，一级排气口24和二级排气口9连通，输气管道18和弹性橡胶气囊15内的气体通过一级排气口24和二级排气口9排气，动铁芯6在复位弹簧5的作用下继续移动，并通过活塞杆7，使得活塞23拉动输气管道18内气缸右侧的挡板10，使输气管道18右移，输气管道18左端的弹性橡胶气囊15偏离吸水口20中部，完全放开吸水口20，减少阻力，弹性橡胶气囊15回归到靠近第一管夹滑动支座14的初始位置。此时，随着弹性橡胶气囊15中气体排出，吸水口20完全放开，水位自此下降到浮标16处于平坦位置，保持触点断开。本发明通过弹性橡胶气囊15选择性封堵舱底水支管13的吸水口20，达到防空吸的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”等描述词汇指结合该实例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。应该理解，本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，本领域的技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合。