一種野營可循環水處理淋浴車的設計及應用

劉虎楨

(中國船舶重工集團公司第七二三研究所，江蘇 揚州 225101)

0 引 言

野營可循環水處理淋浴車是為陸軍開發的一種后勤設備，采用超濾膜過濾技術，在國內淡水處理領域屬于先進技術。野營可循環處理淋浴車不僅可以用于軍事方面，還可以用于地址勘探、旅游服務和石油開采等后勤服務。

1 車身的簡要結構

野營可循環水處理淋浴車由東風系列載貨貨車、柴油發電機和方艙組成，車載式軍用方艙安裝于東風汽車的車架上，柴油發電機位于車頭與設備方艙之間，為淋浴車提供電力。方艙分為2個部分：設備間和淋浴間。設備間由凈水水箱、膜處理設備、水泵、加熱器等設備組成。淋浴方式有2種：當水源干凈時可直接泵入凈水水箱進行加熱淋??；當水質較差或者缺水時便通過水處理設備對水源進行處理循環利用。其三維示意圖如圖1所示。

圖1 野營可循環水處理淋浴車三維示意圖

1.1 艙體結構

艙體采用標準方艙結構形式，外形尺寸為長5 000 mm×寬2 438 mm×高2 600 mm。艙體采用板片拼裝結構，整艙外蒙板采用1.5 mm厚的整張防銹鋁板，設備艙內蒙板采用1.5 mm厚的整張防銹鋁板，淋浴艙內蒙板采用1 mm厚的不銹鋼鏡面板，中間填充聚氨脂發泡材料。板片骨架由鋼方管切削加工，達到圖紙規定尺寸后，通過工裝定位，采用二氧化碳氣體保護焊接；內、外蒙板均進行防銹處理。采用這種工藝制作的板片，表面平整、美觀，耐物理沖擊，每平方米表面不平度不大于2 mm；聚氨脂發泡材料厚度均勻、填充飽滿、粘接牢固，具有較高的載荷比，熱傳導系數不大于1.5 W/m2·℃[1]。

艙體合攏時，在板片端面之間采用鋼質彎角件連接，以保證板片之間連接強度。板片與板片的內拼角處安裝鋁質內壓條，外拼角處安裝直角形鋁質包角，采用鉚釘連接的方式，起到緊固、密封及裝飾的作用。板片合攏形式如圖2所示。

方艙通過運輸車自帶旋鎖機構進行連接運輸，方艙角組件及旋鎖結構均為國際集裝箱標準結構。

方艙與運載平臺連接如圖3所示。

圖3 方艙與運輸平臺連接結構示意圖

1.2 方艙內部布局

方艙內部分為2個艙室：設備艙室、淋浴艙室。設備艙室內有凈水水箱、加熱器、膜處理設備、過濾器水泵等設備。淋浴間尺寸為2.2 m×1.6 m，有3個淋浴噴頭，可供3人同時淋浴使用。淋浴間配有換氣風扇和衣帽柜，其效果圖如圖4所示。

圖4 方艙內部布局

2 淋浴車配電及接地

2.1 供電系統設計

整車的供電系統分為2種方式：一種是由市電通過專用航空插頭經配電箱引入艙內供電；另一種是由車載柴油發電機通過柴油機發電直接給艙內供電，保證艙內用電供暖和熱水的供應。

2.2 方艙照明及布線

為了給工作人員創造一個良好和舒適的工作環境，使視覺疲勞和視覺差錯率減到最低程度，保證視覺功能得到充分發揮，為此我們對照明系統進行了優化設計，設備艙選用綠色環保的LED照明燈作為照明燈具，淋浴艙選用防水照明燈具。為操作方便，照明燈控制開關安裝在艙門附近。

艙體內布線設計按以下原則進行：

(1) 艙體內所有照明、插座及風機電源線采用暗線方式布設，在艙體壁內走線，其余線纜走明線，通過走線槽布設；

(2) 電源、信號走線用走線槽分別布設，并且空間距離盡量遠離，利用其空間隔離度，減少電源信號對通信的干擾；

(3) 所有線纜根據走線要求，起止端加有標識，以便維修。

2.3 接地系統

為保證整車用電安全，按照國標813955-92要求采用TN-S的保護形式，接地線接在電源轉接板上的接地線柱上，接地電阻不大于4 Ω，在每次供電前必須做好接地工作后才能供電。

3 淋浴系統設計

3.1 淋浴車水循環系統設計

如圖5所示，地表三類水源由潛水泵吸至待處理水箱，經毛發收集器、粗精過濾器，進入膜處理裝置進行最終凈化，凈化處理后的凈水進入凈水水箱，凈水水箱的水分為2股，一股加熱再經流量混合閥與另外一股冷水混合供淋浴使用。市政管網自來水通過艙體進水口可直接向車內凈水水箱加水。淋浴間污水經過地漏進入待處理水箱，當水源不夠使用時，通過水循環處理循環使用[2]。

圖5 水循環系統

3.2 膜處理設備

淋浴車的水循環系統采用超濾水處理設備，該設備是以壓力為動力的膜分離設備，通過膜表面的微孔篩選可將直徑0.002～0.1 μm之間的顆粒和雜物截留[3]。

超濾水處理設備中的膜采用中空纖維超濾膜，通過垂直交叉流過濾的方式對雜物及大分子進行過濾可進行有效的過濾和清洗。同時當過濾過程中發現壓力過大時，對中空纖維超濾膜進行反沖洗，這時將滯留在膜上的雜物反沖入廢水箱體中進行集中回收處理[4]。

超濾水處理設備具有壽命長、通量大、成本低等特點。

3.3 供暖設計

淋浴車在低溫狀態下保證水不結冰，需要艙內有供暖系統，利用柴油發電機發的熱加熱方艙，加熱方式為相互隔絕密閉雙通道，有很高的安全性。當供熱不足時可通過空調補足。這樣可以減少能耗，并且提高淋浴車的獨立性。

3.4 換氣及供熱設計

淋浴間換氣要求每小時8次，在淋浴間加裝進氣軸流風機，給風量為1.05 m3/min，淋浴間容積6.4 m3，每小時換氣8次。每分鐘換氣量為6.4×8/60=0.853 m3/min，進氣風機排風量為1.05 m3/min>0.853 m3/min滿足要求。

根據Q=q(TL-TH)，考慮20%的余量，最小供熱量為19 490 kcal/h，日淋浴人次能力可達95人/日。

4 結束語

野營可循環處理淋浴車是一款獨立性較強的后勤車，是為保障野戰條件下部隊官兵淋浴而設計的后勤裝備。本車可獨立使用自身攜帶的發電機和外部提供的電力及凈化后的水完成保障工作，可將河、庫中的水泵入設備中凈化處理后進行使用，也可直接使用市政管網和其他裝備的供水。

該車不僅可以保障陸軍后勤，還可以作為地質勘測、旅游野營、石油開采等服務后勤。