一种船舶压载水总残余氧化剂正压防爆监测装置

摘要

本发明公开了一种船舶压载水总残余氧化剂正压防爆监测装置，其具备正压防爆功能，采用持续吹扫型防爆形式，可不间断连续供气，正压腔内装元件的工作热量可随气路带走，具有很好的散热功能，且只有达到规定的换气时间后，方能自动送电，并有高、低压自动声光报警及开门自动断电、紧急手动断电等安全连锁保护,且本装置通过气动隔膜泵和取样管路电磁阀的切换可对一个或多个取样点进行取样监测，并可以在压载和卸载时通过主控制系统对压载水中的TRO值进行调节、控制。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶压载水技术领域，尤其是涉及一种船舶压载水总残余氧化剂正压防爆监测装置。

背景技术

船舶压载水指为控制船舶横倾、纵倾、吃水、稳性或应力而加装到船上的水及悬浮物质,船舶压载水往往会把侵害性水生物带到新的环境，从而破坏新环境生物链的正常生存，为了防止船舶压载水中有害水生物的扩散引起潜在的毁坏性影响，就船舶压载水的管理和控制问题，国际海事组织(IMO)于2004年通过了《国际船舶压载水及沉积物控制和管理国际公约（草案）》（以下简称公约）对压载水的处理标准，即处理水中可存活的生物种类和数量做了明确规定。

国内外对船舶压载水处理技术现阶段采用的主流方法为电解法与紫外线照射法，电解法原理是通过向压载水中添加氧化型杀菌剂，使水中的残余氧化物达到一定水平，并保持一定时间，以杀灭水中有害水生物，从而达到国际海事组织（IMO）规定的压载水性能标准（D-2标准）。然而，这类添加氧化型杀菌剂的技术在杀灭有害水生物的同时，排放的残余氧化物浓度可能超标，对水域造成二次污染，因此必须在排放之前进行总残余氧化剂（以下简称TRO）的测定，并进行处理。

对压载水TRO的监测上一般采用DPD吸光光度法，由于船舱温度较高，DPD指示试剂极易失效，导致监测的TRO数值误差较大，因此DPD指示试剂必须储存在一定温度之下。另一方面，在进行TRO监测取样时，由于压载水管道取样口与监测单元之间的取样管道较长，管道内常常存在气柱，采用电动水泵取样困难、不能提供稳定的水流，且易导致所取水样和检测水样不同步。此外，TRO取样监测时只能一台监测装置对应一个取样点，增加了监测成本，设备利用率不高。

目前在市场上存在的监测设备使用过程中，同样存在缺乏安全设置及报警设置等若干缺陷，因此在船舶压载水技术领域内，迫切需求一种高效的、安全稳定的残余氧化物正压防爆监测装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的提供了一种船舶压载水残余氧化剂正压防爆监测装置，可安全高效得对一个或多个取样点进行取样监测。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种船舶压载水总残余氧化剂正压防爆监测装置，其特征在于：包括箱体，箱体上部中间部位固定设置有TRO分析仪，箱体左侧密封设置有压缩空气入口，所述压缩空气入口通过气管连接TRO分析仪，通过调节压缩空气进入量来平衡TRO分析仪内部气压与箱体外部气压；

所述箱体上部右侧部位固定设置有制冷室，用于调节箱体内温度；

所述箱体上部右侧部位固定设置有压差送变器，用于监控箱体内外气压差；

所述箱体下部左侧固定设置气动隔膜泵，所述气动隔膜泵内设置有进气节流阀，所述进气节流阀通过气管密封连接固定设置气动隔膜泵上方的出气节流阀，所述出气节流阀上配置有电磁阀；

所述气动隔膜泵下部设置有排气管，所述排气管密封连接设置在箱体底并配置有消音器的气动隔膜泵出气口；

所述箱体下部中间位置固定设置有盐度计，用于快速测定海水中含盐（氯化钠）溶液重量百分比浓度，所述盐度计一侧通过管路连接气动隔膜泵，另一侧通过四组进水管路连接设置在箱体外部的四个进水口；所述每一条进水管路上配置有一组电磁阀；

所述TRO分析仪的进液口处设置有滤杯卡板；

所述TRO分析仪的出液口通过管路密封连接设置在箱体外部的排污口；

所述箱体上部左侧固定设置有继电器，所述继电器下部固定设置有接线端子排，所述继电器两侧固定设置有走线槽；所述继电器左侧固定设置有接地铜排；所述继电器通过外部电源为TRO分析仪、制冷室、压差送变器、气动隔膜泵、电磁阀、盐度计提供电力；

所述箱体底部还设置有药盒夹板；

所述箱体外部还设置有防爆填料函、涡流管组件、隔爆装置。

进一步地，所述的制冷室主体为螺旋筒，螺旋筒内部呈中空圆筒状用来放置DPD指示剂瓶，螺旋筒上安装有温度传感器，制冷室外层包覆隔热材料；

进一步地，所述涡流管组件包括涡流管、外罩、螺母、端盖。涡流管通过螺母固定在箱体上壁，螺母下端压紧涡流管组件的外罩，外罩的端部设置有外螺纹与端盖螺纹联接，螺母上设置有若干个通气孔，外罩上设置有若干个排气孔；

进一步地，所述隔爆装置为三通排气管，其一端密封连接在箱体上，另一端安装有消音器，其余一端设置有隔爆流量开关，隔爆流量开关控制三通排气管出气量。

进一步地，所述箱体内还设置有电磁阀吹扫出气管路，当温度传感器监测到DPD指示剂温度低于20℃时，压缩空气由电磁阀吹扫出气管路排至箱体内进行吹扫。

进一步地，为使从涡流管的出来的热空气在排放出去是时不至于温度过高，所述外壳、螺母、端盖均采用导热性好的材料制成。

具体运行方式：

一、当正压监测装置开启时，压缩空气首先进入箱体内吹扫20min，吹扫的气量大于五倍箱体的体积，从而将箱体内易爆气体排出，待吹扫完成后，监测装置正式通电运行。

二、压缩空气从入口进入监测装置后分为两路，一路为气动隔膜泵供气，一路为涡流管制冷和箱体保压供气，分别用气动隔膜泵电磁阀和涡流管电磁阀控制气路的通断，气体流量分别通过气体节流阀一、二调节，涡流管电磁阀为两位三通电磁阀，通电时为涡流管供气，所出的冷气排在箱体内，涡流管电磁阀断电时，压缩空气不经过涡流管，直接排在箱体内。

三、当涡流管电磁阀通电时，压缩空气通过管路进入涡流管，从涡流管出来的冷空气进入制冷室对DPD指示剂进行冷却，冷却气体从制冷室排出在箱体内，当冷却到设定温度时，气路电磁阀断电，涡流管停止制冷，压缩空气通过电磁阀另一出口直接排在箱体内，箱体工作时通过持续通入压缩空气、隔爆流量开关控制出气量来保证设备运行时箱体内压力一直高于外内压力，从而确保外部环境的爆炸性气体无法进入到监测装置内，从而完成正压防爆的设计。

四、监测装置通过气动隔膜泵通过取样管路抽取水样监测。气动隔膜泵可空载运行、吸程高，能够提供持续稳定的水流，不会受到取样水的腐蚀。取样水流量的大小的调节通过气动隔膜泵上安装的气体节流阀来调节气体流量的大小实现。

五、TRO监测装置采用DPD吸光光度法测定压载水TRO，采用涡流管和制冷室对DPD指示剂进行制冷。DPD指示剂瓶放在制冷室，制冷室安装有温度传感器用来检测DPD指示剂的温度。当环境温度高时，温度传感器检测到DPD指示剂的温度超出设定值，控制单元打开涡流管气路电磁阀，压力为5~7bar的压缩空气通过管路进入涡流管，从涡流管出来的冷空气通过冷气管路进入制冷室对DPD指示剂进行冷却，当冷却到设定值时，控制单元关闭涡流管气路电磁阀停止制冷。

本发明的有益效果为：

（1）本发明具备正压防爆功能，采用的为持续吹扫型防爆形式，可不间断连续供气，正压腔内装元件的工作热量可随气路带走，具有很好的散热功能，且只有达到规定的换气时间后，方能自动送电，并有高、低压自动声光报警及开门自动断电、紧急手动断电等安全连锁保护。

（2）本发明提供的TRO监测装置通过气动隔膜泵和取样管路电磁阀的切换可对一个或多个取样点进行取样监测，并可以在压载和卸载时通过主控制系统对压载水中的TRO值进行调节、控制。

在压载时，TRO分析仪测量压载水管道中的TRO数值，并将测定的数值信号反馈到主控制系统，主控制系统根据测定TRO数值的大小对压载水处理单元进行调节，使压载水处理单元产生的TRO值保持在合适的范围内，保证了压载水处理效果；在卸载时，TRO分析仪测定排放水中的TRO值，并将测定的数值信号反馈到主控制系统，主控制系统根据测定TRO数值的大小及压载水系统管道中水流量对中和单元进行控制来调节添加中和药剂的量，中和药剂中和掉过量的TRO，使排放水符合排放要求。

（3）本发明中气动隔膜泵吸程高，可空载运行，能够提供持续、稳定的取样水流，提高了测量的准确性，保证了检测数据和水流的同步性；同时，不会受到取样水的腐蚀；可应用于防爆环境；采用气动隔膜泵，避免了由于压载水管道取样口与监测单元之间的取样管道较长，管道内常常存在气柱，采用电动水泵取样困难的问题，还避免了电动水泵发热量高的问题。

（4）本发明中，采用涡流管和制冷室对DPD指示剂进行制冷。制冷效果好，可靠性高，保证了监测单元测试结果的准确性。

（5）本发明中，通过设置有电磁阀吹扫出气管路，当温度传感器监测到DPD指示剂温度低于20℃时，关闭涡流管气路电磁阀停止制冷，压缩空气由电磁阀吹扫出气管路排至箱体内进行吹扫后由排气管排出，从而保证箱体工作时有持续的压缩空气通入其中，通过调节隔爆流量开关控制出气量来保证设备运行时箱体内压力一直高于外内压力，从而确保外部环境的爆炸性气体无法进入到监测装置内，从而完成正压防爆的设计。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的进水口结构示意图；

图3为本发明的防爆装置结构示意图；

图4为本发明中制冷室的示意图；

图5为本发明中涡流管组件示意图；

图中：1、箱体；2、TRO分析仪；3、制冷室；4、压差送变器；5、压缩空气入口；6、气管；7、继电器；8、接线端子排；9、走线槽；10、接地铜排；11、气动隔膜泵；12、进气节流阀；13、气管；14、出气节流阀；15、电磁阀；16、排气管；17、消音器；18、气动隔膜泵出气口；19、盐度计；20、进水口；21、进液口；22、出液口；23、滤杯卡板；24、排污口； 25、防爆填料函；26、涡流管组件； 261、涡流管；262、外罩；263、螺母；264、端盖；27、隔爆装置；271、三通排气管；272、消音器；273、隔爆流量开关；28电磁阀吹扫出气管路；29、药盒夹板；31、螺旋筒；32、DPD指示剂瓶；33、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，一种船舶压载水总残余氧化剂正压防爆监测装置，其特征在于：包括箱体1，箱体1上部中间部位固定设置有TRO分析仪2，箱体1左侧密封设置有压缩空气入口5，所述压缩空气入口5通过气管6连接TRO分析仪2，通过调节压缩空气进入量来平衡TRO分析仪2内部气压与箱体外部气压；

所述箱体1上部右侧部位固定设置有制冷室3，用于调节箱体内温度；

所述箱体1上部右侧部位固定设置有压差送变器4，用于监控箱体内外气压差；

所述箱体1下部左侧固定设置气动隔膜泵11，所述气动隔膜泵11内设置有进气节流阀12，所述进气节流阀12通过气管13密封连接固定设置气动隔膜泵11上方的出气节流阀14，所述出气节流阀14上配置有电磁阀15；

所述气动隔膜泵11下部设置有排气管16，所述排气管16密封连接设置在箱体底并配置有消音器17的气动隔膜泵出气口18；

所述箱体下部中间位置固定设置有盐度计19，用于快速测定海水中含盐（氯化钠）溶液重量百分比浓度，所述盐度计19一侧通过管路连接气动隔膜泵11，另一侧通过四组进水管路连接设置在箱体外部的四个进水口20；所述每一条进水管路上配置有一组电磁阀15；

所述TRO分析仪2的进液口21处设置有滤杯卡板23；

所述TRO分析仪2的出液口22通过管路密封连接设置在箱体外部的排污口24；

所述箱体1上部左侧固定设置有继电器7，所述继电器7下部固定设置有接线端子排8，所述继电器7两侧固定设置有走线槽9；所述继电器7左侧固定设置有接地铜排10；所述继电器7通过外部电源为TRO分析仪2、制冷室3、压差送变器4、气动隔膜泵11、电磁阀14、盐度计18提供电力；

所述箱体1底部还设置有药盒夹板29；

所述箱体1外部还设置有防爆填料函25、涡流管组件26、隔爆装置27。

进一步地，所述的制冷室3主体为螺旋筒31，螺旋筒31内部呈中空圆筒状用来放置DPD指示剂瓶32，螺旋筒上安装有温度传感器33，制冷室3外层包覆隔热材料；

进一步地，所述涡流管组件26包括涡流管261、外罩262、螺母263、端盖264。涡流管261通过螺母263固定在箱体上壁，螺母263下端压紧涡流管组件26的外罩262，外罩262的端部设置有外螺纹与端盖264螺纹联接，螺母263上设置有若干个通气孔，外罩263上设置有若干个排气孔；

进一步地，所述隔爆装置27为三通排气管271，其一端密封连接在箱体上，另一端安装有消音器272，其余一端设置有隔爆流量开关273，隔爆流量开关273控制三通排气管271出气量。

进一步地，所述箱体1内还设置有电磁阀吹扫出气管路28，当温度传感器33监测到DPD指示剂温度低于20℃时，压缩空气由电磁阀吹扫出气管路28排至箱体内进行吹扫。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围内。