【教学研究】一种新型船用污油收集、储存、运输装置设计实例

作者:徐显文 时间:2022-06-28 点击数:

徐显文

一、设计领域分析

装置设计,主要做为船用海上溢油防污染工具,用于在海面上收集、在甲板上运输海面打捞回收的溢油,并可以防止在溢油在送至焚烧炉前出现二次污染情况。

二、设计背景

1. 《船舶安全与防污染》课程中的疑问触发思考

“依据国际公约MARPOL78/95的规定:船舶若发生海上溢油事故后,须第一时间控制溢油,并采取海面回收溢油作业。通常,会将救生艇放至海面,用吸油毡(一种溢油吸附材料)将海面溢油吸附回收,并将溢油转移至船舶焚烧炉进行焚烧。”教科书中是这样描述回收流程。唯独缺了如何安全的回收运输“污油”至船舶焚烧炉。于是引发了发明者的思考。

2.发现实际船舶污油的转运操作中存在的问题

通过向多名行业资深船长、轮机长、船员等调研、寻访后发现,目前,在处理溢油事件时并没有一个专用的适宜工具用于安全转运被回收的溢油。比较常见的做法主要有: 使用普通塑料桶,甚至是废弃的油漆桶等容器来装吸满污油的吸油毡,然后通过船上的可令吊车将装满收集后的容器吊至甲板,再由人力手提至焚烧炉进行焚烧等。根据我们的研究与调查发现,以上方式主要存在以下安全隐患及不便状况:

(1)污油转运中二次污染事故频发,安全隐患丛生。由于吸油毡可以吸附自身重量20倍的油,所以用普通容器装载,超载、渗漏、断裂等一系列状况都经常发生,溢油二次污染,甚至导致船员受伤等安全隐患层出不穷;

(2)工作效率低下,普通容器搬运费时费力。送上甲板后需要由船员肩扛、手提等方式运输至船舶焚烧炉,极其不便;

(3)大量占用有限空间,影响安全质量管理。防污染工具间、救生艇本身就狭小空间,堆放大量的水桶、油漆桶等会使空间变得更加杂乱,紧急情况时很难高效应对,非常不利于安全质量管理。

三、设计构思

设计一个具有以下特点的防污染小工具,用于解决上述问题:

(1)有密封功能的,可以储存吸满污油的吸油毡;

(2)能够放在救生艇中,8级风浪不侧翻;

(3)可以折叠,少占空间;

(4)在甲板上容易移动;

(5)超重可以声光报警;

(6)可以轻松从救生艇吊至主甲板。

四、设计结构与特点

对现有技术的不足,提出了一种结构简单、使用便利、有利于储藏间收纳的装置。它可以有效的将吸油毡进行收集、运输、储存的装置,使处理海上溢油事件变得迅速高效。

装置分为三部分:可折叠箱体、可移动支架和防漏帆布袋。

1.可折叠,可超重报警箱体

1.封口;2.折叠箱板;3.提手环;4.箱体铰链;

5.快拆扣;6.支架扣;7.称重底板;8.电阻式力敏薄膜压力传感器;9.转换模块;10.12v可充锂电池;11.声光报警器;12.底板;13.快拆扣组件


(1)可折叠,该箱体12底板可通过5、13快拆扣及组件进行拆除,并将2箱板通过4箱体铰链进行弯曲折叠成扁平状,从而实现拆卸折叠收纳。

(2)可发出超重声光报警,8电阻式力敏薄膜压力传感器会将重量信号实时传递给9转换模块,与设定值(比如设计载荷的80%重量)进行比较,如大于,则会使11声光报警器发出警报,提醒勿超载。

(3)可用船用吊机起吊,两侧面有6提手环,可以承受整个箱体等效于灌满水的重量(≥150kg),在需要时,可以绑扎起重吊带,从而实现箱体从救生艇上转移至船舶甲板,;另两侧有7支架扣,可以扣在可移动支架上,实现箱体搬运、移动自如。

(4)可平稳放在救生艇中,箱体尺寸按照救生艇的横座板间隔和底板高度进行设计,并且采用方正外形,可以平稳放置在救生艇,有一定抗倒性。

2.可移动支架


 

  1.活动支架;2.限位铰链;3.万向轮  


可移动支架,由两个1活动支架相连,中间有2限位铰链连接,,当限位连接刚刚张开至最大时,可折叠箱体正好可以放在当中,不用时,可以折叠至最小体积。

可移动支架下方有四个3万向轮,方便整体装置移动。

3.防漏帆布袋

1.卡扣;2.上开口密封帆布口袋

该布袋2为上开口设计的帆布口袋,材质为密封性能好的材料制作,主要作用是,将吸满污油的吸油毡放在当中不会使油外漏。

为了将布袋2固定在可折叠箱体内,四周有固定用的1卡扣,确保布袋在箱体内服帖。

五、使用价值

1.解决带油毛毡的二次污染问题

使海上溢油一类突发紧急事件有了固定、密封、坚固的储存容器,不会出现容器因承重达不到所需标准而崩裂等一类情况造成的二次污染和人员损伤。

2.箱体可稳固放在救生艇甲板内,不易侧翻

此箱体是按照救生艇座板与座板之间的尺寸,进行精准测量设计制造的,箱体的外形刚好可以卡在两个座板之间,即便在恶劣海况下进行溢油救急措施也不会翻覆,减小了作业时的困难。

3.可以在甲板上移动该装置,不费力

加装了可移动支架后,装满吸油毡的箱子可以由船员轻松从主甲板移动至机舱间或焚烧炉,不再需要由人力搬运容器,大大减小了运输的时间和人力,使得海上溢油事件变得快速高效。

4.方便收纳管理

可折叠的箱体和支架占用极少的空间,收纳简单而方便,可以轻松放置在船上的“储藏间”内。

六、推广价值

1.设备结构简单,不易损坏

通常船用设备的选择,在功能具备的前提下,首先考虑故障率,维修难度,该设备结构简单,不易损坏,好维护,好打理。容易被船公司采纳。

2.实用性强,低成本

装置除去设计、人工成本外,如批量生产材料成本会非常低廉,普通的机械加工厂就能实现产能,那么,产品也将会价廉物美。

3.可拆解,方便物流运输

装置本身就是可折叠,可拆卸的,如将来进行批量生产,很方便就能进行长途物流运输,大大减少了物流成本。








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