一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法.pdf

一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法，属于压载水需要频繁排注的技术领域。这种节能系统包括多个左右对称布置的压载舱，在左压载水舱和右压载水舱之间的中隔壁上设有连通阀门，在左压载水舱和右压载水舱的底部分别设有左舱底阀门和右舱底阀门。与空气压缩机连接的输气管路通过带阀进气管连接各压载舱的顶部，各压载舱的顶部设有带阀排气管。该节能系统通过外界与压载舱内部产生的压力差，将海水通过舱底阀门进入压载舱，排出压载水时，向压载舱室内注入压缩空气，将压载舱内的水排出。与传统用压载泵进行抽取排放压载水的方式相比，更为简便易行，成本低廉，低碳环保。该节能系统适用于各类船舶、水上平台和浮水码头等。

1.  一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法，它包括多个设置在水上浮体（1）的底部和两侧的压载舱，其特征是：所述压载舱采用左压载水舱（2）和右压载水舱（2a）为对称布置，在左压载水舱（2）和右压载水舱（2a）之间的中隔壁上设有连通阀门（4），在左压载水舱（2）和右压载水舱（2a）的底部分别设有左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）；与空气压缩机（8）连接的输气管路（7）通过带阀进气管（6）连接各压载舱的顶部，各压载舱的顶部设有带阀排气管（5）。

2.  权利要求1所述的一种调节水上浮体浮态节能系统的使用方法，其特征是：包括调节水上浮体的下降和上升两个过程：
（a）调节水上浮体（1）的下降过程，关闭各压载水舱的带阀进气管（6），开启各压载水舱的带阀排气管（5）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a），在水上浮体（1）的自重、水平面大气压的作用下，水上浮体（1）外的水进入各压载水舱，根据水上浮体（1）的浮态要求，控制各压载水舱的带阀排气管（5）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）的开启时间，在水上浮体（1）达到浮态要求时，关闭各带阀排气管（5）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）；
（b）调节水上浮体（1）的上升过程，关闭各压载水舱的带阀排气管（5），开启各压载水舱的带阀进气管（6）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a），让空气压缩机（8）经输气管路（7）向各压载水舱供给0.35-0.4MPa的压缩空气，各压载水舱内的水在压缩空气的作用下，经左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）排至上浮体（1）外，根据水上浮体（1）的浮态要求，控制各压载水舱的带阀进气管（6）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）的开启时间，在水上浮体（1）达到浮态要求时，关闭带阀进气管（6）、连通阀门（4）、左舱底阀门（3）和右舱底阀门（3a）。

一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法，属于压载水需要频繁排注的技术领域。
背景技术
 为了满足工作和安全的要求，水上浮体需要采用压载水来调节浮态。例如船舶在空载时保持一定深度的吃水不至于倾覆；二是在船舶载货的状态下，用压载水在各压载舱之间进行压载和调节，确定一定的吃水差或者平吃水，保证船舶在特定的水域中顺利、安全航行。
目前水上浮体排注压载水都是使用压载泵，吸入时压载泵通过主海水管经压载水系统管路进入各个压载舱，排出时依然是压载泵工作，通过系统管路将压载水从舱内释放，该过程压载泵工作需要消耗大量的燃油，同时造成严重的大气污染。油船设专用压载水舱，随着船型的增大，压载水量越来越大，压载水排注过程中能源消耗量也越来越大。近年来，压载水处理日渐被人们关注，许多国家要求外籍船舶在进入本国领域之前，必须更换压载水，以防止生物入侵等问题，这增加了航行中更换压载水的次数。
但随着全球对碳排放量要求越来越高，船舶节能减排势在必行，因此研究开发更低碳、更环保的新型节能油船也是势在必行。上述压载水排注方法虽然有效可行，但就节能减排，降低成本等方面考虑，提出一种全新的改进方式是必要的。
发明内容
 为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法，该节能系统简单有效，成本低廉，低碳环保。
本发明采用的技术方案如下：一种调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法，它包括多个设置在水上浮体的底部和两侧的压载舱，所述压载舱采用左压载水舱和右压载水舱为对称布置，在左压载水舱和右压载水舱之间的中隔壁上设有连通阀门，在左压载水舱和右压载水舱的底部分别设有左舱底阀门和右舱底阀门；与空气压缩机连接的输气管路通过带阀进气管连接各压载舱的顶部，各压载舱的顶部设有带阀排气管。
所述的一种调节水上浮体浮态节能系统的使用方法包括调节水上浮体的下降和上升两个过程：
（a）调节水上浮体的下降过程，关闭各压载水舱的带阀进气管，开启各压载水舱的带阀排气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门，在水上浮体的自重、水平面大气压的作用下，水上浮体外的水进入各压载水舱，根据水上浮体的浮态要求，控制各压载水舱的带阀排气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门的开启时间，在水上浮体达到浮态要求时，关闭各带阀排气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门；
（b）调节水上浮体的上升过程，关闭各压载水舱的带阀排气管，开启各压载水舱的带阀进气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门，让空气压缩机经输气管路向各压载水舱供给0.35-0.4MPa的压缩空气，各压载水舱内的水在压缩空气的作用下，经左舱底阀门和右舱底阀门排至上浮体外，根据水上浮体的浮态要求，控制各压载水舱的带阀进气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门的开启时间，在水上浮体达到浮态要求时，关闭带阀进气管、连通阀门、左舱底阀门和右舱底阀门。
本发明的有益效果如下：这种调节水上浮体浮态的节能系统包括多个设置在水上浮体的底部和两侧的压载舱，压载舱采用左压载水舱和右压载水舱为对称布置，在左压载水舱和右压载水舱之间的中隔壁上设有连通阀门，在左压载水舱和右压载水舱的底部分别设有左舱底阀门和右舱底阀门。与空气压缩机连接的输气管路通过带阀进气管连接各压载舱的顶部，各压载舱的顶部设有带阀排气管。该节能系统通过外界与压载舱内部产生的压力差，将海水通过舱底阀门进入压载舱，排出压载水时，向压载舱室内注入压缩空气，将压载舱内的水排出。与传统用压载泵进行抽取排放压载水的方式相比，更为简便易行，成本低廉，低碳环保。该节能系统适用于各类船舶、水上平台和浮水码头等。
附图说明
 图1是一种调节水上浮体浮态的节能系统的原理图。
 图2是图1中的A-A视图。
图中：1、水上浮体，2、左压载水舱，2a、右压载水舱，3、左舱底阀门，3a、右舱底阀门，4、连通阀门，5、带阀排气管，6、带阀进气管，7、输气管路，8、空气压缩机。
具体实施方式
 下面结合附图对本发明做进一步详细地描述。
 图1示出了一种调节水上浮体浮态的节能系统的原理图。调节水上浮体浮态的节能系统及其使用方法包括多个设置在水上浮体1的底部和两侧的压载舱，压载舱采用左压载水舱2和右压载水舱2a为对称布置，在左压载水舱2和右压载水舱2a之间的中隔壁上设有连通阀门4，在左压载水舱2和右压载水舱2a的底部分别设有左舱底阀门3和右舱底阀门3a。与空气压缩机8连接的输气管路7通过带阀进气管6连接各压载舱的顶部，各压载舱的顶部设有带阀排气管5。
上述的调节水上浮体浮态节能系统的使用方法包括调节水上浮体的下降和上升两个过程：
（a）调节水上浮体1的下降过程，关闭各压载水舱的带阀进气管6，开启各压载水舱的带阀排气管5、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a，在水上浮体1的自重、水平面大气压的作用下，水上浮体1外的水进入各压载水舱，根据水上浮体1的浮态要求，控制各压载水舱的带阀排气管5、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a的开启时间，在水上浮体1达到浮态要求时，关闭各带阀排气管5、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a。
（b）调节水上浮体1的上升过程，关闭各压载水舱的带阀排气管5，开启各压载水舱的带阀进气管6、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a，让空气压缩机8经输气管路7向各压载水舱供给0.35-0.4MPa的压缩空气，各压载水舱内的水在压缩空气的作用下，经左舱底阀门3和右舱底阀门3a排至上浮体1外，根据水上浮体1的浮态要求，控制各压载水舱的带阀进气管6、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a的开启时间，在水上浮体1达到浮态要求时，关闭带阀进气管6、连通阀门4、左舱底阀门3和右舱底阀门3a。
 采用上述的技术方案，水上浮体的压载水自吸/压排式新型节能系统，工作原理与操作方法相当简单，利用连通器原理实现压载水自动注入、空气压力排空或置换的方式来降低压载水处理过程中能源的消耗（节能可达80%），在提高经济效益的同时，降低了船舶、水上平台和浮水码头作业过程中的碳排放量，实现节能降耗，环保减排的战略目标。