船用壓力水柜的技術改進

汪國君，崔靜靜

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

船用壓力水柜的技術改進

汪國君1，崔靜靜2

（1東臺海鵬船舶配件廠；2東臺市遠洋船舶配件有限公司，江蘇 東臺 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償器和傳感器的特點和使用效果。

船用壓力水柜；限位傳感器；壓力補償器

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飲用水、生活洗滌水、應急消防用水和緊急救生用水。

壓力水柜是一個密閉的容器，日用淡水或海水由泵打入，進入各自的壓力柜，再從壓力柜中送至各用戶。主要結構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等安全保護裝置構成。柜體上部空間為一個空氣室，下部空間為水腔。空氣作為緩沖工作介質。

2 問題的提出

國內制作壓力水柜大都按照CB455-1991國家標準《船用壓力水柜》生產，在使用過程中發現存在下列問題：

一是壓力水柜中水量補給通過觀察置于壓力水柜外的液位計后水位進行，需要專門人員進行管理，當工作人員不能及時到位，會出現水位過低時造成斷水，或加水過量的造成溢流現象，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的特點是供水不均，即用戶用水量變化無常，時大時小，斷斷續續不穩定，為保證供水壓力恒定，又避免水泵的頻繁起動而在系統中加設了壓力水柜，利用空氣室作為緩沖工作介質，在實際工作中發生變化，有時也會因操作不當，容易造成充氣過多或因充氣閥漏泄造成氣壓不足現象。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，每天定時巡查壓力水柜是值守人員的重要工作內容，如何減少值守人員的工作量，將精力用在更重要的設備保護上，是改進開發壓力水柜的方向。

3 解決的思路與方案

通過分析和研究，針對上述問題主要采取下列解決問題思路：

1）壓力水柜側位加設傳感器，能自動感知水柜內高、低水位，在監界點上自動警示同時補給和停水。

2）壓力水柜頂部增加壓力補償裝置自動調整水柜內供水壓力，保證用戶用水穩定，減少出水量時大時小，斷斷續續現象。

具體方案是：

1）在壓力水柜體側位設置水位上、下限位傳感器，并與柜體外面的信號處理裝置連接，當水柜內水位下降到設定值及時加水，當水柜內水位升到設定值時及時停止供水。

2）在壓力水柜頂部增設壓力補償器及壓力傳感器組合件，當柜內水壓力發生變化，壓力傳感器發出信號，通知壓力補償器進行補充壓力，保證水柜壓力恒定。壓力的上、下限調定值各船不一，但都必須滿足：在水柜壓力最低時，最高用水處仍有滿意的水量，在水柜壓力最高時，不會因為壓力過高而使水四處飛濺，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工作的矛盾。

為柜體內免空氣量保持適當的數量，避免過多或過少，一般調整柜內的空氣閥，以補充由于空氣漏泄或被水吸收造成的損耗。

經過此次技術改進，通過對實船上使用近半年時觀察發現，值守人員工作量大大減少，資源的利用率提高，人員勞動強度減少，有效降低了勞動成本。

4 技術改進后的特點

4.1 限位傳感器的開發應用

上水位限位傳感器為兩個裸露的電極。水柜水位高于水位上限傳感器時，兩電極間的介質為水，電阻變小，由信號處理裝置驅動警示裝置或自動斷開補水裝置停止補水。

柜體內部的上方安裝上水位限位傳感器，用于自動補水后水位上升到設定位置時發出停止補水信號，上水位限位傳感器與柜體外面的信號處理裝置連接。

與上水位限位傳感器相擬，下水位限位傳感器為兩個裸露的電極。當水位低于水柜下限傳感器時，兩電極間的介質為空氣，電阻變大，由信號處理裝置驅動警示裝置或自動開啟補水裝置補水。

柜體內部的下方安裝有下水位限位傳感器，用于自動補水后水位下降到設定位置時發出停止補水信號，下水位限位傳感器與柜體外面的信號處理裝置連接。

通過上下水位限位傳感器應用，較好控制了水柜的高低位置。

限位傳感器的結構是經過多年反復實踐研制出來的一重要部件，與目前市場擁有的限位傳感器有完全不一樣的結構，并已申請了專利保護。

4.2 壓力補償器和壓力傳感器的組合應用

壓力傳感器是測量水柜內壓力大小，并將檢測到的信息，變換成為電信號，傳輸到處理控制器，要求壓力補償器壓力補償。壓力補償器能保持柜體內空氣壓力恒定，壓力傳感器輸出電壓隨水柜用戶壓力變化而變化，當系統壓力達到壓力補償器的調定值時，發出電信號，使電機動作或停止工作，起安全保護作用。

通過壓力補償器和壓力傳感器的組合應用，能及時調整補充壓力，使出水口壓力恒定。

壓力補償器和壓力傳感器的組合器是專業制作，其精度在不受外界影響的情況下，當壓力發生0.2%變化時壓力補償器會自動工作，靈敏度較高，在專業市場是不可采購。

改進后的壓力水柜自動化水平高，減少人員勞動量效果比較明顯，目前在國內大多應用在新造船上。

目前在國內能夠自動感知上下水位，并自動采取相應補給措施和自動進行了壓力補償，使出水口壓力恒定的壓力水柜尚不多見。

5 結束語

在國內同行業中，制造作壓力水柜大都要數按照CB455-1991《船用壓力水柜》國家標準生產，由于標準制訂較早，制定時很多設備沒有出現，相對現代制造技術來說設計落后，有待改進提高。如果使用智能傳感儀表技術列入將來修訂的國家標準，我國生產制作出的壓力水柜將上一步臺階。

據資料分析，國外目前新設計的船舶選用的壓力水柜，結構上趨向于智能控制型，選用的傳感器比較多，電機及控制系統精度高，布局合理，均為無人操作，但造價高。

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

［2］中國船級社《鋼質海船入級規范》［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計制造。