船用壓力水柜的技術(shù)改進(jìn)

汪國君，崔靜靜

（1東臺(tái)海鵬船舶配件廠；2東臺(tái)市遠(yuǎn)洋船舶配件有限公司，江蘇 東臺(tái) 224200）

船用壓力水柜的技術(shù)改進(jìn)

汪國君1，崔靜靜2

（1東臺(tái)海鵬船舶配件廠；2東臺(tái)市遠(yuǎn)洋船舶配件有限公司，江蘇 東臺(tái) 224200）

本文介紹了目前船用壓力水柜存在的問題，分析了解決思路和方案，提出了使用限位傳感器和壓力補(bǔ)償器和傳感器的特點(diǎn)和使用效果。

船用壓力水柜；限位傳感器；壓力補(bǔ)償器

1 概 述

眾所周知，行駛的船舶配有壓力水柜，裝有日用海水或淡水，安裝在泵和用戶之間的管路上，主要為船上人員的供應(yīng)飲用水、生活洗滌水、應(yīng)急消防用水和緊急救生用水。

壓力水柜是一個(gè)密閉的容器，日用淡水或海水由泵打入，進(jìn)入各自的壓力柜，再從壓力柜中送至各用戶。主要結(jié)構(gòu)由柜體和配有安全閥，壓力繼電器，壓力表，壓縮空氣閥和液位計(jì)等安全保護(hù)裝置構(gòu)成。柜體上部空間為一個(gè)空氣室，下部空間為水腔。空氣作為緩沖工作介質(zhì)。

2 問題的提出

國內(nèi)制作壓力水柜大都按照CB455-1991國家標(biāo)準(zhǔn)《船用壓力水柜》生產(chǎn)，在使用過程中發(fā)現(xiàn)存在下列問題：

一是壓力水柜中水量補(bǔ)給通過觀察置于壓力水柜外的液位計(jì)后水位進(jìn)行，需要專門人員進(jìn)行管理，當(dāng)工作人員不能及時(shí)到位，會(huì)出現(xiàn)水位過低時(shí)造成斷水，或加水過量的造成溢流現(xiàn)象，影響工作人員的工作和生活。雖然每只水柜均有配壓力繼電器，但其靈敏程度大大影響供水泵的效能。

二是船舶日用供水系統(tǒng)的特點(diǎn)是供水不均，即用戶用水量變化無常，時(shí)大時(shí)小，斷斷續(xù)續(xù)不穩(wěn)定，為保證供水壓力恒定，又避免水泵的頻繁起動(dòng)而在系統(tǒng)中加設(shè)了壓力水柜，利用空氣室作為緩沖工作介質(zhì)，在實(shí)際工作中發(fā)生變化，有時(shí)也會(huì)因操作不當(dāng)，容易造成充氣過多或因充氣閥漏泄造成氣壓不足現(xiàn)象。因此在日常管理中，也需要專人定期的充氣或者放出多余的空氣。

由于船舶值守人員多為定額，每天定時(shí)巡查壓力水柜是值守人員的重要工作內(nèi)容，如何減少值守人員的工作量，將精力用在更重要的設(shè)備保護(hù)上，是改進(jìn)開發(fā)壓力水柜的方向。

3 解決的思路與方案

通過分析和研究，針對(duì)上述問題主要采取下列解決問題思路：

1）壓力水柜側(cè)位加設(shè)傳感器，能自動(dòng)感知水柜內(nèi)高、低水位，在監(jiān)界點(diǎn)上自動(dòng)警示同時(shí)補(bǔ)給和停水。

2）壓力水柜頂部增加壓力補(bǔ)償裝置自動(dòng)調(diào)整水柜內(nèi)供水壓力，保證用戶用水穩(wěn)定，減少出水量時(shí)大時(shí)小，斷斷續(xù)續(xù)現(xiàn)象。

具體方案是：

1）在壓力水柜體側(cè)位設(shè)置水位上、下限位傳感器，并與柜體外面的信號(hào)處理裝置連接，當(dāng)水柜內(nèi)水位下降到設(shè)定值及時(shí)加水，當(dāng)水柜內(nèi)水位升到設(shè)定值時(shí)及時(shí)停止供水。

2）在壓力水柜頂部增設(shè)壓力補(bǔ)償器及壓力傳感器組合件，當(dāng)柜內(nèi)水壓力發(fā)生變化，壓力傳感器發(fā)出信號(hào)，通知壓力補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)充壓力，保證水柜壓力恒定。壓力的上、下限調(diào)定值各船不一，但都必須滿足：在水柜壓力最低時(shí)，最高用水處仍有滿意的水量，在水柜壓力最高時(shí)，不會(huì)因?yàn)閴毫^高而使水四處飛濺，使用者感到不便，這就較好地解決了用水量變化與水泵連續(xù)工作的矛盾。

為柜體內(nèi)免空氣量保持適當(dāng)?shù)臄?shù)量，避免過多或過少，一般調(diào)整柜內(nèi)的空氣閥，以補(bǔ)充由于空氣漏泄或被水吸收造成的損耗。

經(jīng)過此次技術(shù)改進(jìn)，通過對(duì)實(shí)船上使用近半年時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)，值守人員工作量大大減少，資源的利用率提高，人員勞動(dòng)強(qiáng)度減少，有效降低了勞動(dòng)成本。

4 技術(shù)改進(jìn)后的特點(diǎn)

4.1 限位傳感器的開發(fā)應(yīng)用

上水位限位傳感器為兩個(gè)裸露的電極。水柜水位高于水位上限傳感器時(shí)，兩電極間的介質(zhì)為水，電阻變小，由信號(hào)處理裝置驅(qū)動(dòng)警示裝置或自動(dòng)斷開補(bǔ)水裝置停止補(bǔ)水。

柜體內(nèi)部的上方安裝上水位限位傳感器，用于自動(dòng)補(bǔ)水后水位上升到設(shè)定位置時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水信號(hào)，上水位限位傳感器與柜體外面的信號(hào)處理裝置連接。

與上水位限位傳感器相擬，下水位限位傳感器為兩個(gè)裸露的電極。當(dāng)水位低于水柜下限傳感器時(shí)，兩電極間的介質(zhì)為空氣，電阻變大，由信號(hào)處理裝置驅(qū)動(dòng)警示裝置或自動(dòng)開啟補(bǔ)水裝置補(bǔ)水。

柜體內(nèi)部的下方安裝有下水位限位傳感器，用于自動(dòng)補(bǔ)水后水位下降到設(shè)定位置時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水信號(hào)，下水位限位傳感器與柜體外面的信號(hào)處理裝置連接。

通過上下水位限位傳感器應(yīng)用，較好控制了水柜的高低位置。

限位傳感器的結(jié)構(gòu)是經(jīng)過多年反復(fù)實(shí)踐研制出來的一重要部件，與目前市場(chǎng)擁有的限位傳感器有完全不一樣的結(jié)構(gòu)，并已申請(qǐng)了專利保護(hù)。

4.2 壓力補(bǔ)償器和壓力傳感器的組合應(yīng)用

壓力傳感器是測(cè)量水柜內(nèi)壓力大小，并將檢測(cè)到的信息，變換成為電信號(hào)，傳輸?shù)教幚砜刂破鳎髩毫ρa(bǔ)償器壓力補(bǔ)償。壓力補(bǔ)償器能保持柜體內(nèi)空氣壓力恒定，壓力傳感器輸出電壓隨水柜用戶壓力變化而變化，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力補(bǔ)償器的調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使電機(jī)動(dòng)作或停止工作，起安全保護(hù)作用。

通過壓力補(bǔ)償器和壓力傳感器的組合應(yīng)用，能及時(shí)調(diào)整補(bǔ)充壓力，使出水口壓力恒定。

壓力補(bǔ)償器和壓力傳感器的組合器是專業(yè)制作，其精度在不受外界影響的情況下，當(dāng)壓力發(fā)生0.2%變化時(shí)壓力補(bǔ)償器會(huì)自動(dòng)工作，靈敏度較高，在專業(yè)市場(chǎng)是不可采購。

改進(jìn)后的壓力水柜自動(dòng)化水平高，減少人員勞動(dòng)量效果比較明顯，目前在國內(nèi)大多應(yīng)用在新造船上。

目前在國內(nèi)能夠自動(dòng)感知上下水位，并自動(dòng)采取相應(yīng)補(bǔ)給措施和自動(dòng)進(jìn)行了壓力補(bǔ)償，使出水口壓力恒定的壓力水柜尚不多見。

5 結(jié)束語

在國內(nèi)同行業(yè)中，制造作壓力水柜大都要數(shù)按照CB455-1991《船用壓力水柜》國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，由于標(biāo)準(zhǔn)制訂較早，制定時(shí)很多設(shè)備沒有出現(xiàn)，相對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)來說設(shè)計(jì)落后，有待改進(jìn)提高。如果使用智能傳感儀表技術(shù)列入將來修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)，我國生產(chǎn)制作出的壓力水柜將上一步臺(tái)階。

據(jù)資料分析，國外目前新設(shè)計(jì)的船舶選用的壓力水柜，結(jié)構(gòu)上趨向于智能控制型，選用的傳感器比較多，電機(jī)及控制系統(tǒng)精度高，布局合理，均為無人操作，但造價(jià)高。

［1］刁玉峰《船舶舾裝工程》［M］，哈爾濱 哈爾濱工程大學(xué)出版社（2008版）.

［2］中國船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》［M］，］北京 人民交通出版社 2012版.

This paper introduces the problems existing in the Marine pressure tank，analyzes the solution and solution，using limit sensor and the pressure compensator and sensor characteristic and using effect.

Marine pressure tank； Lim it sensor； Pressure compensator.

汪國君（1965—），男，工程師。主要從事船舶軸舵系及其配件的設(shè)計(jì)制造。