一种防止船舶压载水溢流的方法与流程

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种防止船舶压载水溢流的方法。

背景技术：

船舶行业中，尤其对于客滚船为了确保在各种装载的工况下，具有能够确保航行安全的吃水深度以及满足船舶浮态调节的要求，需要设置一定数量的压载舱，以便通过对压载舱内水量的调整以控制船舶在各种装载工况下的吃水深度和浮态。在对压载舱进行注水时，会出现未及时关闭压载舱阀门的情况，以使压载水注满压载舱后通过透气管溢出，造成透气管处积水，甚至对船舶的正常航行造成影响。同时，为提高注水效率，压载舱的注水速度较大，当压载舱内的水位检测器反馈水位后再关闭相应的进水阀门，此过程依然会有大量的压载水注入，容易引发过度注入的危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种防止船舶压载水溢流的方法，其可防止压载舱注水时发生溢流。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种防止船舶压载水溢流的方法，包括一个船舶压载水系统，所述船舶压载水系统包括若干个压载舱、注水设备和排水设备，若干个所述压载舱均与所述注水设备连接，所述注水设备能够将船舶外部的海水注入至所述压载舱，所述排水设备设置于所述压载舱与所述注水设备之间，所述注水设备内的所述海水能够通过所述排水设备排至所述船舶的外部；

具体步骤如下：

s1、给所述压载舱设定至少两个水位值，其中一个所述水位值为最大水位值h1，另一个所述水位值为调节水位值h2，h1＞h2；

s2、所述注水设备向所述压载舱注水，当所述压载舱内的实际水位达到所述调节水位值h2时，所述注水设备降低注水速度；

s3、当所述压载舱内的实际水位达到所述最大水位值h1时，所述注水设备停止向所述压载舱注水，所述注水设备内的所述海水通过所述排水设备排至所述船舶的外部；

s4、检测若干个所述压载舱是否需要注水，当若干个所述压载舱需要注水时，关闭所述排水设备，并重复步骤s2；

s5、检测所述船舶的实际吃水值，当所述实际吃水值达到设定值时，关闭所述注水设备；当所述实际吃水值低于所述设定值时，连通相应的所述压载舱与所述注水设备，并重复步骤s2。

进一步的，所述最大水位值h1小于所述压载舱能够容纳的所述海水的最高水位值。

进一步的，所述注水设备包括注水管路和设置于所述注水管路上的压载水泵，若干个所述压载舱均与所述注水管路的一端连接，所述注水管路的另一端设置有海底门，所述压载水泵位于所述压载舱与所述海底门之间，所述排水设备包括排水管路，所述排水管路的一端连接于所述压载舱与所述压载水泵之间，所述排水管路的另一端设置有舷外门。

进一步的，所述注水设备还包括压载水处理装置和粗海水滤器，所述压载水处理装置设置于所述压载水泵与所述压载舱之间，所述粗海水滤器设置于所述压载水泵与所述海底门之间，所述粗海水滤器和所述压载水处理装置分别对所述海水进行净化处理后注入所述压载舱。

进一步的，所述船舶压载水系统还包括旁路管道，所述旁路管道的一端连接于所述排水管道与所述压载舱之间，所述旁路管道的另一端连接于所述压载水泵与所述海底门之间，所述压载水泵能够驱动所述海水依次通过所述旁路管道和所述排水管道排至所述船舶的外部。

进一步的，步骤s1中，所述压载舱设定有多个调节水位值h2，多个所述调节水位值h2依次增大，每个所述调节水位值h2对应一个注水速度s，多个所述注水速度s依次减小。

进一步的，步骤s2中，所述船舶压载水系统还包括控制器，所述压载舱内每个所述调节水位值h2处对应设置有液位遥测探头，所述注水设备与所述压载舱之间设置有调节阀，所述液位遥测探头和所述调节阀均与所述控制器连接，当所述压载舱内的实际水位达到相应的所述调节水位值h2时，所述控制器通过控制所述调节阀使所述注水设备以相应的所述注水速度s进行注水。

进一步的，步骤s2中，所述调节阀设定有多个开度，多个所述开度与多个所述注水速度s相对应，注水时，通过调节所述调节阀的开度以使所述注水设备以相应的所述注水速度s进行注水。

进一步的，步骤s3中，所述压载舱内的所述最大水位值h1处对应设置有液位遥测探头，所述注水设备与所述压载舱之间设置有隔离阀，所述液位遥测探头和所述隔离阀与所述控制器连接，当所述实际水位达到所述最大水位值h1时，所述控制器关闭所述隔离阀，以使所述压载舱停止注水。

进一步的，步骤s4中，具体包括以下步骤：

s41、每个所述压载舱设置有隔离阀，检测每个所述隔离阀的开关状态；

s42、检测每个所述压载舱的实际水位值；

s43、当所述隔离阀位于开启状态且所述实际水位值低于所述调节水位值h2时，关闭所述排水设备，所述注水设备对相对应的所述压载舱进行注水。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的一种防止船舶压载水溢流的方法，通过给压载舱设定至少两个水位值，并在注水时实际水位达到相应水位值时对注水速度进行调节和停止注水，避免了因隔离阀关闭不及时而使海水过度注入压载舱，进而引起海水通过透气管溢流的问题。同时，通过设置排水设备，起到临时阻断注水设备与压载舱之间的连接，以便对若干个压载舱进行相应的检测并判断其注水需求，最终保证船舶达到相应的吃水值，确保航行需要。具有可防止压载舱注水时发生溢流和保证注水作业质量的特点。

附图说明

图1为实施例的船舶压载水系统的示意图。

图中：

1、第一压载舱；10、透气管；11、第一隔离阀；2、第二压载舱；21、第二隔离阀；3、注水设备；30、注水管路；31、海底门；32、压载水泵；33、第三隔离阀；34、粗海水滤器；35、过滤装置；36、灭活装置；37、第四隔离阀；4、排水设备；40、排水管路；41、舷外门；5、旁路管道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，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。

如图1所示，本发明提供的一种防止船舶压载水溢流的方法，包括一个船舶压载水系统，其包括若干个压载舱、注水设备3和排水设备4，若干个压载舱均与注水设备3连接，注水设备3能够将船舶外部的海水注入至压载舱，排水设备4设置于压载舱与注水设备3之间，注水设备3内的海水能够通过排水设备4排至船舶的外部；

具体步骤如下：

s1、给压载舱设定至少两个水位值，其中一个水位值为最大水位值h1，另一个水位值为调节水位值h2，h1＞h2；

s2、注水设备3向压载舱注水，当压载舱内的实际水位达到调节水位值h2时，注水设备3降低注水速度；

s3、当压载舱内的实际水位达到最大水位值h1时，注水设备3停止向压载舱注水，注水设备3内的海水通过排水设备4排至船舶的外部；

s4、检测若干个压载舱是否需要注水，当若干个压载舱需要注水时，关闭排水设备4，并重复s2步骤；

s5、检测船舶的实际吃水值，当实际吃水值达到设定值时，关闭注水设备3；当实际吃水值低于设定值时，连通相应的压载舱与注水设备3，并重复s2步骤。

本实施例中，参照图1所示，该船舶压载水系统包括第一压载舱1、第二压载舱2、注水设备3和排水设备4，其中，第一压载舱1和第二压载舱2用于装载压载水，以使船舶增加或减小自重而达到需要的吃水深度，保证船舶的正常航行。为保证压载舱顺利进水，每个压载舱上设置有透气管10。每个压载舱内设置有液位遥测探头，其用于检测每个压载舱内的实际水位。注水设备3包括注水管路30，以及设置于注水管路30上的压载水泵32和海底门31，两个压载舱设置于注水管路30的第一端，海底门31设置于注水管路30的第二端，海底门31用于连通船舶外部的海水，压载水泵32为动力源，压载水泵32用于驱动海水通过海底门31并流通至压载舱。第一压载舱1上设置有第一隔离阀11和第一调节阀，第一隔离阀11用于连通和阻断第一压载舱1与注水管路30，第一调节阀用于调节注水管路30向第一压载舱1的注水速度；第二压载舱2上设置有第二隔离阀21和第二调节阀，第二隔离阀21用于连通和阻断第二压载舱2与注水管路30，第二调节阀用于调节注水管路30向第二压载舱2的注水速度。排水设备4包括排水管路40和设置于排水管路40上的舷外门41，舷外门41设置于船舶的舷侧，舷外门41安装在排水管路40的一端，排水管路40的另一端与注水管路30连接，且排水管路40位于压载舱与压载水泵32之间。排数管路40上还设置有排水隔离阀和排水止回阀。当压载舱的隔离阀关闭时，可通过打开排水隔离阀，使注水管路30中的海水通过舷外门41排出。

为避免注水设备3向压载舱注水时，海水通过透气管10发生溢流，具体的注水方法为：给第一压载舱1和第二压载舱2分别设定一个最大水位值h1和一个调节水位值h2，h1＞h2。水位值用于体现压载舱内的实际水量，本实施例中，水位值＝实际水量/压载舱最大容积×100％。当然，在其他实施例中，水位值可用于体现压载舱内的水位高度。作为优选方案，本实施例中的最大水位值h1设定为98％，调节水位值h2设定为95％，在其他实施例中，设定的水位值可根据压载舱的容积以及注水速度等因素灵活选择，对于具有的设定数值，本案不作限定。注水时，关闭排水隔离阀，启动压载水泵32并打开需要注水的压载舱相应的隔离阀，海水沿注水管路30进入压载舱。随着压载舱内的水位上升，当压载舱内的实际水位达到调节水位值h2时，即该压载舱内的水量为该压载舱容积的95％，此时通过调节调节阀的开度，使注水速度降低。当压载舱内的实际水位达到最大水位值h1时，即该压载舱内的水量为该压载舱容积的98％，此时关闭相应的隔离阀，阻断注水管路30向压载舱注水。同时打开排水隔离阀，使注水管路30中的海水通过舷外门41排出。该方式可避免因隔离阀关闭不及时而使海水过度注入压载舱，进而避免海水通过透气管10溢流。随后，检测其他的压载舱是否需要注水，如其他压载舱需要注水，则关闭排水隔离阀，注水管路30中的海水注入至相应的压载舱。例如：第一压载舱1的实际水位达到最大水位值h1时，关闭第一隔离阀11，打开排水隔离阀，海水通过注水管路30和排水管路30排至船舶的外部。此时检测第二压载舱2是否需要注水，如第二压载舱2需要注水，则关闭排水隔离阀，海水通过注水管路30注入至第二压载舱2。如第二压载舱2不需要注水，检测船舶的实际吃水值，当实际吃水值达到设定值时，表示压载舱注水完成，关闭压载水泵32，结束注水作业。当实际吃水值低于设定值时，表示压载舱注水未完成，可打开相应的隔离阀，继续对该压载舱进行注水。本实施例中，通过给压载舱设定至少两个水位值，并在注水时实际水位达到相应水位值时对注水速度进行调节和停止注水，避免了因隔离阀关闭不及时而使海水过度注入压载舱，进而避免海水通过透气管10溢流的问题。同时，通过设置排水设备4，起到临时阻断注水设备3与压载舱之间的连接，以便对若干个压载舱进行相应的检测并判断其注水需求，最终保证船舶达到相应的吃水值，确保航行需要，具有可防止压载舱注水时发生溢流和保证注水作业质量的特点。

具体地，注水设备3包括注水管路30和设置于注水管路30上的压载水泵32，若干个压载舱均与注水管路30的一端连接，注水管路30的另一端设置有海底门31，压载水泵32位于压载舱与海底门31之间，排水设备4包括排水管路40，排水管路40的一端连接于压载舱与压载水泵32之间，排水管路40的另一端设置有舷外门41。本实施例中，若干个压载舱通过并联管路与注水管路30连接，注水管路30靠近并联管路的一端设置有第三隔离阀33，排水管路40位于第三隔离阀33与压载水泵32之间。注水时，打开第三隔离阀33，关闭排水隔离阀，压载水泵32驱动海水依次通过海底门31、注水管路30、第三隔离阀33进入并联管路，进而对相应的压载舱进行注水。中断注水时，关闭第三隔离阀33，打开排水隔离阀，压载水泵32驱动海水依次通过海底门31、注水管路30、排水管路40和舷外门41排至船舶外部。本实施例中，通过设置排水设备4，起到暂时中断注水管路30与压载舱之间的连接的作用，避免对压载水泵32的频繁启停。

具体地，注水设备3还包括压载水处理装置和粗海水滤器34，压载水处理装置设置于压载水泵32与压载舱之间，粗海水滤器34设置于压载水泵32与海底门31之间，粗海水滤器34和压载水处理装置分别对海水进行净化处理后注入压载舱。本实施例中，粗海水滤器34用于对海水中较大杂质物进行清理，避免杂质物进入压载水泵32引起堵塞。压载水处理装置包括过滤装置35和灭活装置36，过滤装置35用于对海水中较小的杂质物进行过滤处理，灭活装置36用于对海水中的海生物进行灭活处理。通过设置压载水处理装置和粗海水滤器34，有利于保证注入压载舱的海水的清洁度，保证该船舶压载水系统顺利运行。

具体地，该船舶压载水系统还包括旁路管道5，旁路管道5的一端连接于排水管路40与压载舱之间，旁路管道5的另一端连接于压载水泵32与海底门31之间，压载水泵32能够驱动海水依次通过旁路管道5和排水管路40排至船舶的外部。本实施例中，旁路管道5的一端设置于并联管路与第三隔离阀33之间，旁路管道5的另一端设置于压载水泵32与海底门31之间，旁路管道5上设置有旁路隔离阀，海底门31与旁路管道5之间设置有第四隔离阀37，第四隔离阀37用于连通和阻断海水通过海底门31进入注水管路30。当压载舱排水时，打开各个压载舱对应的隔离阀，打开旁路隔离阀和排水隔离阀，关闭第三隔离阀33和第四隔离阀37，压载水泵32驱动海水依次沿压载舱、并联管路、旁路管道5、注水管路30、排水管路40和舷外门41排至船舶的外部。

一实施例中，步骤s1中，压载舱设定有多个调节水位值h2，多个调节水位值h2依次增大，每个调节水位值h2对应一个注水速度s，多个注水速度s依次减小。本实施例中，给每个压载舱设定多个调节水位值h2，每个调节水位值h2对应一个注水速度s，调节水位值h2从低水位位置至高水位位置依次增大，注水速度s从低水位位置至高水位位置依次减小。即当压载舱内的实际水位较低时，注水速度s较大，有利于提高注水效率；当压载舱内的实际水位较高时，注水速度较小，以保证水位检测和关闭阀门的反应时间，避免因关闭阀门不及时而造成溢流。例如：本实施例中，每个压载舱设置有三个调节水位值h2和一个最大水位值h1，三个调节水位值分别为h21＝85％，h22＝90％，h23＝95％，最大水位值h1＝98％。从调节水位值h21至调节水位值h23所对应的注水速度s依次减小。该方式使实际水位越接近最大水位值h1时，注水速度s减小，起到防止溢流的作用。

需要说明的是，注水速度s为压载舱在单位时间内注入的海水量。

具体地，最大水位值h1小于压载舱能够容纳的海水的最高水位值。可以理解的是，最高水位值为压载舱的设计容积，最大水位值h1为最大的实际注水水位，即注水时压载舱不注满。该方式可避免因阀门关闭不及时而引起海水通过透气管10溢流。

一实施例中，步骤s2中，船舶压载水系统还包括控制器，压载舱内每个调节位置值h2对应设置有液位遥测探头，注水设备3与压载舱之间设置有调节阀，液位遥测探头和调节阀均与控制器连接，当压载舱内的实际水位达到相应的调节水位值h2时，控制器通过控制调节阀使注水设备3以相应的注水速度s进行注水。本实施例中，控制器用于控制该压载水系统中的电气设备的开关控制、数据计算、指令发送等。液位遥测探头用于检测压载舱内的实际水位，并将检测数据传输至控制器。调节阀用于调节注水速度s，通过调节调节阀的开度实现对注水速度s的调节。例如：第一压载舱1设置有两个调节水位值h2，分别为h21＝90％，h22＝95％。开始注水时，调节阀开度为100％，当第一压载舱1内的实际水位到达调节水位值h21时，控制器控制调节阀并将其开度调节为80％，以减小注水速度s；当第一压载舱1内的实际水位达到调节水位值h22时，控制器控制调节阀并将其开度调节为50％，以进一步减小注水速度s。当然，在其他实施例中，调节水位值h2的数量、调节水位值h2的具体数值以及调节阀的具体开度均根据设备的实际设计参数灵活选择，本案不作具体限定。

具体地，步骤s2中，调节阀设定有多个开度，多个开度与多个注水速度s相对应，注水时，通过调节调节阀的开度以使注水设备3以相应的注水速度s进行注水。本实施例中，通过对调节阀的开度进行调节实现对注水速度s的调节，当实际水位值达到调节水位值h2时，通过液位遥测探头将实际水位值输送至控制器，控制器控制调节阀的开度，使其注水速度s与该调节水位值h2设定的注水速度相匹配。当然，在其他实施例中，还可以设置多个调节管路，多个调节管路的一端与压载舱连接，多个调节管路的另一端与注水管路30连接。通过控制多个调节管路的开启数量实现对注水速度s的调节。

具体地，步骤s3中，压载舱内的最大水位值h1处对应设置有液位遥测探头，注水设备3与压载舱之间设置有隔离阀，液位遥测探头和隔离阀与控制器连接，当实际水位达到最大水位值h1时，控制器关闭隔离阀，以使压载舱停止注水。本实施例中，通过设置液位遥测探头和隔离阀实现对压载舱的水位检测和注水管道的启停。

具体地，步骤s4中，检测压载舱是否需要注水的具体步骤如下：

s41、每个压载舱设置有隔离阀，检测每个隔离阀的开关状态；

s42、检测每个压载舱的实际水位值；

s43、当隔离阀位于开启状态且实际水位值低于调节水位值h2时，关闭排水设备4，注水设备3对相对应的压载舱进行注水。

本实施例中，隔离阀用于连通和阻断注水管路30与压载舱，检测压载舱是否需要注水的条件有两个，一个是检测每个压载舱所述对应的隔离阀的开关状态，另一个是通过液位遥测探头检测每个压载舱的实际水位值，当实际水位值低于调节水位值h2和隔离阀处于开启状态时，需要对该压载舱继续进行注水。例如：第一压载舱1通过第一隔离阀11与注水管路30连接，第一压载舱1设定有最大水位值h1a和调节水位值h2a，第一压载舱1内设置有用于检测实际水位的第一液位遥测探头。第二压载舱2通过第二隔离阀21与注水管路30连接，第二压载舱2设定有最大水位值h1b和调节水位值h2b，第二压载舱2内设置有用于检测实际水位的第二液位遥测探头。当第一压载舱1的实际水位达到最大水位值h1a时，第一隔离阀11关闭，排水隔离阀打开，注水管路30中的海水通过排水管路40排出船舶的外部。此时，通过第二液位遥测探头检测第二压载舱2内的实际水位，以及检测第二隔离阀21的开启状态，如果第二压载舱2内的实际水位低于调节水位值h2b，且第二隔离阀21处于开启状态，则第二压载舱2需要进行注水，此时关闭排水隔离阀，注水管路30向第二压载舱2进行注水。该方法有利于对该船舶压载水系统中的各个压载舱进行逐个检测确认，并通过排水设备4暂时中断注水设备3与压载舱之间的连接，确保每个压载舱完成注水并防止注水过度造成溢流。

具体地，步骤s5中，该船舶压载水系统还包括水位检测仪，水位检测仪与控制器连接。水位检测仪用于检测船舶的实际水位。经检测，若干个压载舱中的一个或者多个压载舱需要注水时，连通相应的压载舱与注水设备3，重复s2步骤进行注水；经检测，若干个压载舱均不需要注水时，通过水位检测仪检测船舶的实际水位是否达到设定值，如果实际水位达到设定值则表示注水完成，关闭压载水泵32结束注水作业。如果实际水位未达到设定值，则根据各个压载舱的实际水位选择其中的一个或者多个进行补充注水，以实现船舶的实际水位达到设定值，保证航行需求。

具体地，透气管10安装于压载舱的顶部，透气管10的一端与压载舱连通，透气管10的另一端用于排气。压载舱注水时，压载舱内的空气收到压载水的挤压并通过透气管10排出。

本实施例的显著效果为：通过给压载舱设定至少两个水位值，并在注水时实际水位达到相应水位值时对注水速度进行调节和停止注水，避免了因隔离阀关闭不及时而使海水过度注入压载舱，进而避免了海水通过透气管10溢流的问题。同时，通过设置排水设备4，起到临时阻断注水设备3与压载舱之间的连接，以便对若干个压载舱进行相应的检测并判断其注水需求，最终保证船舶达到相应的吃水值，确保航行需要。具有可防止压载舱注水时发生溢流和保证注水作业质量的特点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。