專利名稱：一種船用紫外線消毒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明闡明的一種船用紫外線消毒器，主要用于大型船舶(尤其是遠(yuǎn)洋船舶)壓 載水中的海洋生物和微生物的消毒處理，消除其對異地海洋環(huán)境的影響及生態(tài)的破壞；也 可以用于船上生活用水、污水的消毒，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
船舶壓載水是船舶在空載或輕載航行時為了自身安全而攜帶的海水，壓載操作是 指船舶對壓載艙注入和排出壓載水的操作。通過壓載操作，可調(diào)整船舶吃水和穩(wěn)性，減輕船 體變形和航行阻力，降低船體振動，改善船舶的適航性，壓載是船舶安全航行的必備條件。隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，隨之轉(zhuǎn)移的壓載水的數(shù)量也急劇增加，估計每年有110億噸 的壓載水在全球轉(zhuǎn)移，這些壓載水主要是取自于船舶卸貨港口及其附近水域，包含的數(shù)千 種生物。這些生物隨著壓載和卸載的過程，在世界范圍內(nèi)流動遷徙，會造成港口國水域生 態(tài)平衡的破壞，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來損失，還可能帶來具有地域特色的病原體，導(dǎo)致流行病的傳 播，危害公眾健康。2004年2月，IMO通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》 (International Convention for the Control and Management of Ships B allast Water and Sediments) 0公約要求航行時，船舶應(yīng)在深海、開闊水域并盡可能遠(yuǎn)離海岸處 進(jìn)行壓載水更換，需距離最近陸地至少200海里和水深至少200m以上。并規(guī)定從2009年 起新造船舶必須安裝壓載水處理裝置，并對現(xiàn)有船舶執(zhí)行追溯，在2017年所有遠(yuǎn)洋船舶均 需要安裝壓載水處理裝置，否則將不能駛?cè)隝MO成員國港口。按照公約要求，進(jìn)行壓載水處理最簡單的辦法是置換法。但壓載水置換帶來了兩 個風(fēng)險一是船舶比其設(shè)計時預(yù)計的壓載水操作量幾乎增加了一倍，壓載水置換所產(chǎn)生的 交變應(yīng)力給船體造成更多的疲勞負(fù)擔(dān)，船體結(jié)構(gòu)必然比其設(shè)計時的預(yù)期更早地進(jìn)入疲勞 期；另一個是進(jìn)行壓載水置換操作均是由船員按照認(rèn)可的計劃進(jìn)行，船員的人為因素必將 對實(shí)際執(zhí)行有關(guān)規(guī)定的情況造成影響，如果多次違規(guī)操作，船體將更加提早產(chǎn)生疲勞缺陷， 這對大型或超大型油輪、散貨船和集裝箱船的運(yùn)輸來說，是個很大的風(fēng)險。同時，使用傳統(tǒng) 的置換方法還會使船舶在深海中耽擱一段時間，對船東來說，是很不愿意看到的，使用壓載 水處理設(shè)備則可以減少在中途的航程耽擱，對于營運(yùn)周轉(zhuǎn)快的船舶，特別是集裝箱船，是非 常有必要的。目前對于壓載水的處理有多種方法，但是從環(huán)保和能耗的角度來說，紫外消毒無 疑是最合適的壓載水處理方法。紫外消毒時間短、效率高而且不會產(chǎn)生二次污染，能耗也很 低，已經(jīng)獲得眾多船東的親睞。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提出了一種高效的船用紫外線消毒器，目的是為了解決目前船 舶壓載水肆意排放導(dǎo)致的海洋環(huán)境污染、生物入侵和人類健康問題。[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種船用紫外線消毒器，其外殼為管狀全密封結(jié)構(gòu)；紫外消毒器內(nèi)部分為兩部分， 一部分是海水腔，另一部分是干燥腔；海水腔和干燥腔之間用具有一個或一個以上通孔的 孔板完全密封隔離，孔板的每個通孔內(nèi)穿過一個石英套管，各石英套管的軸線相互平行，石 英套管通過雙層硅橡膠密封套連接在孔板上；石英套管在海水腔一端為封閉端，另一端開 口于干燥腔；一臺紫外線消毒器包括一根或者數(shù)根紫外燈管，每根紫外燈管設(shè)置在一個石 英套管中；紫外線消毒器為臥式或者立式結(jié)構(gòu)，海水腔上開設(shè)高位出水口和低位進(jìn)水口，分 別連接外部的出水管和進(jìn)水管。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外消毒器內(nèi)部的石英套管支撐板， 石英套管支撐板與孔板平行設(shè)置并固接于紫外消毒器的外殼，石英套管穿過開設(shè)于石英套 管支撐板上的通孔；石英套管支撐板上還具有令海水流過的結(jié)構(gòu)。較佳地，該紫外線消毒器包括多塊相互平行的石英套管支撐板，各石英套管支撐 板均勻分布支撐于石英套管的各部位。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外線消毒器內(nèi)部的一塊或者一塊以 上的折流板，折流板與孔板平行設(shè)置，石英套管穿過開設(shè)于折流板上的通孔；折流板上還具 有令海水流過的結(jié)構(gòu)。其中，在臥式的紫外線消毒器中，包括兩種結(jié)構(gòu)的折流板，分別是缺失一側(cè)的不完 整圓形平板結(jié)構(gòu)和缺失兩側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)；缺失一側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)中缺 失的一側(cè)稱為過水端，另一端為封閉端；缺失兩側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)中缺失較大的一 側(cè)稱為過水端，缺失較小的一側(cè)稱為封閉端；安裝時，兩種折流板間隔設(shè)置；對于缺失一側(cè) 的折流板，過水端在下部，封閉端在上部；對于缺失兩側(cè)的折流板過水端在上部，封閉端在 下部。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外線消毒器內(nèi)部的導(dǎo)流和防沖擊擋 板，該導(dǎo)流和防沖擊擋板固定在低位進(jìn)水口與石英套管之間。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于海水腔的紫外光強(qiáng)度探測儀。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于海水腔或者紫外線消毒器進(jìn)口管路上 的海水濁度探測儀。較佳地，該紫外線消毒器進(jìn)一步包括設(shè)置于干燥腔的濕度傳感器和滲漏保護(hù)器。有益效果本實(shí)用新型設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單的船用紫外線消毒器，可為立式或臥式結(jié)構(gòu)，在 海水腔底部設(shè)置進(jìn)水管，頂部設(shè)置排水管，在干燥腔內(nèi)部設(shè)置接線端子，內(nèi)有紫外燈管的石 英套管自干燥腔延伸至海水腔內(nèi)。干燥腔和海水腔通過雙層硅橡膠密封套隔離。這樣能夠 最大限度的保證系統(tǒng)的電氣性能，避免紫外燈管燈頭的絕緣性能下降而過早損壞。本實(shí)用新型設(shè)置石英套管支撐板用于支撐石英套管，使其位置固定，以保護(hù)孔板 上的雙層硅膠密封套，從而延長紫外消毒器的壽命。折流板用于增加水力停留時間，從而間 接達(dá)到照射劑量的效果。紫外消毒器的進(jìn)水口設(shè)置有導(dǎo)流和防沖擊擋板，不會導(dǎo)致海水直沖紫外燈管和套管。
4[0023]進(jìn)水濁度測試儀連續(xù)對進(jìn)入紫外消毒器的海水濁度進(jìn)行檢測，紫外光強(qiáng)測試儀連 續(xù)的對紫外消毒器中檢測點(diǎn)的紫外光強(qiáng)進(jìn)行檢測，根據(jù)進(jìn)水的濁度決定紫外燈管開啟的數(shù) 量，確保所有點(diǎn)都能夠接受到規(guī)定劑量的紫外照射。本實(shí)用新型采用了 Uv消毒，時間短效率高；海水停留時間的控制，基本控制在分 鐘級別，設(shè)備體積?。会槍Σ煌瑺顟B(tài)的進(jìn)水水質(zhì)，能夠做出不同的處理，因此整個船用紫外 線消毒器的效率較高。

圖1為本發(fā)明紫外消毒器結(jié)構(gòu)示意圖(立式)。圖2為本發(fā)明紫外消毒器結(jié)構(gòu)示意圖(臥式)。圖3為本發(fā)明立式紫外消毒器折流板結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明臥式紫外消毒器折流板結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1進(jìn)水口，2導(dǎo)流和防沖擊擋板，3石英套管支撐板，4雙層硅橡膠密封套，5石 英套管，6紫外燈管，7折流板，8海水腔，9手動放氣孔，10紫外光強(qiáng)度探測儀，11干燥腔，12 濕度傳感器和滲漏保護(hù)器，13孔板，14出水口，15放水口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)用新型實(shí)施例提供兩種高效船用紫外線消毒器的實(shí)施方式。圖1示出了立式 紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了臥式紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例一立式紫外線消毒器如圖1所示，該紫外線消毒器的外殼為管狀全密封結(jié)構(gòu)；紫外消毒器內(nèi)部分為兩 部分，一部分是海水腔8，另一部分是干燥腔11。海水腔8和干燥腔11之間用金屬或非金 屬的孔板13完全密封隔離，孔板13上具有多個通孔，多個通孔按照正三角形或同心圓形分 布?？装?3的每個通孔內(nèi)穿過一個石英套管5，各石英套管5軸線相互平行，每個石英套 管5均通過雙層硅橡膠密封套4連接在孔板13上，從而實(shí)現(xiàn)海水腔8與干燥腔11間的密 封隔離。石英套管5在海水腔8 —端為封閉端，另一端開口于干燥腔11。一臺紫外線消毒 器可以包括一根或者數(shù)根紫外燈管6，每根紫外燈管6設(shè)置在一個石英套管5中，通過石英 套管5和海水隔絕，紫外光透過石英套管5對海水腔8內(nèi)的海水進(jìn)行照射消毒。紫外燈管 的供電線路引入干燥腔11后，通過干燥腔11頂部的接口伸出紫外線消毒器。海水腔8上開設(shè)高位出水口 14和低位進(jìn)水口 1，分別連接外部的出水管和進(jìn)水管。 海水腔8頂部設(shè)置手動放氣孔9，以備設(shè)備維修時和設(shè)備調(diào)試過程中使用。海水腔8的底部 設(shè)置海水卸放口 15，以備檢修時或者溫度較低時將海水腔存水放空。在特殊情況下，海水卸 放口 15可以設(shè)置在低位進(jìn)水口管路上。該紫外線消毒器包括石英套管支撐板3和折流板7，其相互平行且平行于孔板13。 其中石英套管支撐板3用于支撐石英套管，使其位置固定，以保護(hù)孔板上的雙層硅膠密封 套4 ；折流板7用于調(diào)整水力在海水腔的停留時間，從而間接達(dá)到照射劑量的效果。在本實(shí) 施例中，石英套管支撐板3和折流板7的結(jié)構(gòu)相同，因此每塊板都具有支撐和折流的作用， 各板均勻分布支撐于石英套管5的各部位。如圖3所示，支撐板3和折流板7的外形為圓形平板，圓形平板上相應(yīng)位置開設(shè)有穿過石英套管的通孔，較佳地石英套管5通過雙層硅 橡膠密封套4連接在支撐板3和折流板7上。圓形平板的外邊緣固定于紫外消毒器的外 殼。因此為了提供海水的流動通道，支撐板3和折流板7上還必須具有令海水流過的結(jié)構(gòu)， 本實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)為過水孔，為了達(dá)到折流的效果和調(diào)整停留時間，各折流板的過水孔可 設(shè)計在不同位置。在實(shí)際中，過水孔的面積由處理量、過板流速和停留時間等參數(shù)綜合計算 得出。在低位進(jìn)水口 1與石英套管5之間通過支架固定導(dǎo)流和防沖擊擋板2，以防止在設(shè) 備啟動和運(yùn)行過程中海水對紫外燈管6和石英套管5的沖擊，從而延長其使用壽命。為了檢測紫外線消毒器內(nèi)部的一些信息，本實(shí)施例中還在紫外線消毒器內(nèi)部設(shè)置 了一些傳感器，包括A、設(shè)置于海水腔8的紫外光強(qiáng)度探測儀10，該紫外光強(qiáng)度探測儀10設(shè)置在一個專 用的較短的石英套管5中，目的在于探測紫外光強(qiáng)度，控制照射劑量；B、設(shè)置于海水腔8或者紫外線消毒器進(jìn)口管路上的海水濁度探測儀，目的在于探 測海水的濁度，控制照射劑量；C、設(shè)置于干燥腔11的濕度傳感器和滲漏保護(hù)器12，目的在于在海水滲漏時第一 時間報警并停機(jī)。該紫外消毒器的工作過程為經(jīng)過預(yù)先處理的海水由紫外消毒器底部的進(jìn)水口 1進(jìn)入紫外消毒器，紫外消毒器 的進(jìn)水口設(shè)置有防沖擊擋板和導(dǎo)流板2，不會導(dǎo)致海水直沖紫外燈管和套管。海水進(jìn)入紫 外消毒器之后將沿著防沖擊擋板和導(dǎo)流板2、折流板7流動。等到海水完全充滿消毒器海 水腔8之后，將從海水出水口 14流出，紫外燈管6啟動，對海水進(jìn)行紫外光照射，以達(dá)到殺 滅其中的微生物和病毒的目的。進(jìn)水濁度測試儀連續(xù)對進(jìn)入紫外消毒器的海水濁度進(jìn)行檢 測，紫外光強(qiáng)測試儀10連續(xù)的對紫外消毒器中檢測點(diǎn)的紫外光強(qiáng)進(jìn)行檢測，根據(jù)進(jìn)水的濁 度決定紫外燈管開啟的數(shù)量，確保所有點(diǎn)都能夠接受到規(guī)定劑量的紫外照射。當(dāng)消毒終了 之后，首先關(guān)閉紫外燈管電源，繼續(xù)進(jìn)水一段時間冷卻紫外燈管，最后關(guān)閉進(jìn)水。當(dāng)整個流程需要進(jìn)行海水卸放時，打開進(jìn)水口 1和放水口 15，并打開放氣孔9，即 可完成海水卸放。實(shí)施例二 臥式紫外線消毒器如圖2所示，該臥式紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)與立式紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)大致類似， 不同之處在于石英套管支撐板3和折流板7的設(shè)置方式，海水從下部進(jìn)水口 1進(jìn)入并根據(jù) 支撐板3和折流板7的設(shè)置，曲折流動到出水口 14。本實(shí)施例中，只有進(jìn)水口 1 一側(cè)的是支 撐板，或者說石英套管密封端的是支撐板，其他的中間的都是折流板，也可以理解為，支撐 板也是一塊折流板。本實(shí)施例中，折流板7有兩種結(jié)構(gòu)形式，分別是缺失一側(cè)的不完整圓形 平板結(jié)構(gòu)和缺失兩側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)，間隔設(shè)置。對于缺失一側(cè)的不完整圓形平板 結(jié)構(gòu)，缺失的一側(cè)稱為過水端，另一端為封閉端，對于缺失兩側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)，缺 失較大的一側(cè)稱為過水端，缺失較小的一側(cè)稱為封閉端，該結(jié)構(gòu)一方面可以實(shí)現(xiàn)正常的折 流和過水，一方面可在放水時將整個消毒器中的水全部放出來。支撐板3為缺失兩側(cè)的不 完整圓形平板結(jié)構(gòu)。石英套管5封閉端的支撐板3由缺失較大的一側(cè)完成過水，同時起到了一塊折流
6板的作用。缺失兩側(cè)的折流板7和支撐板3結(jié)構(gòu)完全一致，安裝時過水端在下部，封閉端在 上部。這樣設(shè)置的目的是當(dāng)需要將消毒器內(nèi)的水放空時，在消毒器的底部形成水流通路。這 種特殊的支撐板和折流板結(jié)構(gòu)使得紫外線消毒器更加適用于停留時間較長、海水流速較低 的場合。 綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種船用紫外線消毒器，其特征在于，紫外消毒器的外殼為管狀全密封結(jié)構(gòu)；紫外 消毒器內(nèi)部分為兩部分，一部分是海水腔(8)，另一部分是干燥腔(11)；海水腔(8)和干燥 腔(11)之間用具有一個或一個以上通孔的孔板(1 完全密封隔離，孔板(1 的每個通孔 內(nèi)穿過一個石英套管(5)，各石英套管(5)的軸線相互平行，石英套管( 通過雙層硅橡膠 密封套⑷連接在孔板(13)上；石英套管(5)在海水腔⑶一端為封閉端，另一端開口于 干燥腔(11)；一臺紫外線消毒器包括一根或者數(shù)根紫外燈管(6)，每根紫外燈管(6)設(shè)置在 一個石英套管(5)中；紫外線消毒器為臥式或者立式結(jié)構(gòu)，海水腔(8)上開設(shè)高位出水口(14)和低位進(jìn)水口(I)，分別連接外部的出水管和進(jìn)水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外消 毒器內(nèi)部的石英套管支撐板(3)，石英套管支撐板C3)與孔板(1 平行設(shè)置并固接于紫外 消毒器的外殼，石英套管( 穿過開設(shè)于石英套管支撐板C3)上的通孔；石英套管支撐板 (3)上還具有令海水流過的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，該紫外線消毒器包括多塊 相互平行的石英套管支撐板(3)，各石英套管支撐板( 均勻分布支撐于石英套管( 的各 部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外線 消毒器內(nèi)部的一塊或者一塊以上的折流板(7)，折流板(7)與孔板(1 平行設(shè)置，石英套管 (5)穿過開設(shè)于折流板(7)上的通孔；折流板(7)上還具有令海水流過的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，在臥式的紫外線消毒器中， 包括兩種結(jié)構(gòu)的折流板(7)，分別是缺失一側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)和缺失兩側(cè)的不完整 圓形平板結(jié)構(gòu)；缺失一側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)中缺失的一側(cè)稱為過水端，另一端為封閉 端；缺失兩側(cè)的不完整圓形平板結(jié)構(gòu)中缺失較大的一側(cè)稱為過水端，缺失較小的一側(cè)稱為 封閉端；安裝時，兩種折流板(7)間隔設(shè)置；對于缺失一側(cè)的折流板(7)，過水端在下部，封 閉端在上部；對于缺失兩側(cè)的折流板(7)過水端在上部，封閉端在下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于紫外線 消毒器內(nèi)部的導(dǎo)流和防沖擊擋板O)，該導(dǎo)流和防沖擊擋板( 固定在低位進(jìn)水口(1)與石 英套管(5)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于海水腔 (8)的紫外光強(qiáng)度探測儀(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于海水腔 (8)或者紫外線消毒器進(jìn)口管路上的海水濁度探測儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于干燥腔(II)的濕度傳感器和滲漏保護(hù)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用紫外線消毒器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于海水腔 ⑶頂部的手動放氣孔(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種船用紫外線消毒器，該裝置由海水腔和干燥腔兩部分組成，可為立式或臥式結(jié)構(gòu)。在海水腔底部設(shè)置進(jìn)水管，頂部設(shè)置排水管，在干燥腔內(nèi)部設(shè)置接線端子，內(nèi)有紫外燈管的石英套管自干燥腔延伸至海水腔內(nèi)。本紫外線消毒裝置可廣泛應(yīng)用于船舶上的壓載水、生活用水和污水消毒。
文檔編號C02F1/32GK201932930SQ20102070113
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者原培勝, 王成偉, 白振光, 趙瀛, 馬艷玲 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所