一种船舶表面喷淋洗消系统及洗消方法

1.本发明涉及船舶消毒系统，尤其涉及一种船舶表面喷淋洗消系统及洗消方法。


背景技术：

[0002][0003]
船上空间封闭，活动空间有限。尤其对于邮轮等客船，公共场所人员来往更加频繁。在未做好防护措施的情况下，感染者因呼吸、咳嗽等行为产生不同粒径且携带病毒的飞沫颗粒会在空气中传播，其中较大尺度的病毒飞沫颗粒会直接沉降在船上物体表面，在病毒失活前仍然具备感染性，进而威胁船上人员的健康。所以针对船舶表面的洗消工作就显的尤为重要。
[0004]
在现有的洗消工艺中，最常见的是使用肩背式洗消喷雾器喷洒化学消毒剂，但是存在很多问题。传统的肩背式喷雾器笨重，不易携带，而且船上空间有限，不方便开展船上现场洗消工作；人工洗消存在区域过度洗消或者洗消不足的问题；船上舱室众多，洗消工作量大；人工洗消还存在着一定的感染风险；大量喷洒化学消毒剂有害人体健康。
[0005]
等离子洗消是一种新型的杀菌技术。经过等离子体处理过的水溶液有着较高的化学活性，又被称作等离子体活化水。现有等离子洗消技术主要通过空气放电的方式产生等离子体，等离子体仅和气液交界面的部分液体发生反应，因而产生的等离子体活化水浓度低，浓度均匀性差，制备效率低。
[0006]
空气放电过程中产生的臭氧未与水进行充分地反应，会浪费可供洗消用途的活性粒子。同时放电过程生成的大量臭氧有可能逃逸到人居环境，危害人体健康。等离子体活化水相关的洗消技术还未广泛投入使用，主要原因是其制备和使用流程复杂。在等离子体活化水流转过程中，活化水中的活性粒子浓度也在不断降低。目前缺乏完整的针对船舶环境洗消的等离子体活化水制备、使用一体化的系统。


技术实现要素：

[0007]
发明目的：本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种船舶表面喷淋洗消系统及洗消方法，主要用于解决现有技术中船舶人工洗消不便、等离子体活化水生产浓度低、等离子体活化水生产和使用中臭氧余量控制问题、等离子体活化水制备使用一体化程度低的问题；降低了船上人员病毒感染风险。
[0008]
技术方案：本发明船舶表面喷淋洗消系统包括储液装置、通风装置、等离子发生装置、喷淋装置和控制面板；
[0009]
储液装置内设有搅拌装置和反应腔；储液装置的下方设有多个带有承压件的液压支撑杆；液压支撑杆的底部设有移动组件；通风装置与反应腔连接，反应腔的底部设有净化装置；
[0010]
等离子发生装置包括电源、电极导管、螺线管和放电格栅，电极导管环绕在螺线管上产生电离的放电电压，电极导管与螺线管连通放电格栅；
[0011]
储液装置上设有进水口，储液装置内设有高于反应腔的顶部的水位线。
[0012]
移动组件包括滑轮组、连杆、支撑单元和液压支撑杆，滑轮组通过连杆、支撑单元与液压支撑杆连接。
[0013]
通风装置包括风机、进气管和单向阀，进气管与反应腔连通。
[0014]
净化装置包括涂有催化材料的滤板，滤板上设置有排气孔。
[0015]
喷淋装置包括喷淋组件、喷淋分管、喷淋主管和补给泵，喷淋主管上设有调节流量的球阀。
[0016]
喷淋组件包括喷头旋钮、喷嘴和万向回转机构，喷头旋钮调节喷淋直径。
[0017]
补给泵的出口处设有流量计，用来统计所用活化水的瞬时流量和总流量。
[0018]
液压支撑杆上设有调节支撑杆的长度的扳手。
[0019]
搅拌装置包括桨叶、传动轴和电机，电机通过传动轴带动桨叶转动。
[0020]
本发明船舶表面喷淋洗消方法包括以下步骤：
[0021]
(1)储液装置接电，开启控制面板，观测储液装置内的容量；
[0022]
(2)打开储液装置顶部的进水口，向储液装置内注入淡水至消毒水位线停止，关闭进水口；
[0023]
(3)通过控制面板开启通风装置，风机将空气通过进气管、单向阀送入反应腔,生成的气泡穿过放电格栅和净化装置；开启电源，启动等离子发生装置，螺线管内电极导管和放电格栅开始放电生成等离子体；等离子体在反应腔内与高速气流、水进行反应，反应后生成的活化水在气流扰动下流出反应腔；
[0024]
(4)通过控制面板启动搅拌装置，储液装置内的淡水受扰动后通过净化装置底部的通孔补给反应腔内液体，继续参与活化反应，使得储液装置内的等离子体活化水的浓度升高；反复至完成等离子体活化水的制备；关闭等离子发生装置、搅拌装置和通风装置；
[0025]
(5)开启补给泵和球阀，储液装置内的等离子体活化水通过喷淋主管和喷淋分管被泵送至喷淋装置处，进而由喷嘴雾化喷淋至船上，当喷淋洗消结束时，关闭补给泵。
[0026]
工作原理：本发明的等离子发生装置中，借助电极导管、螺线管和放电格栅构成的放电组件可扩大等离子体的生成区域，不再局限于传统单一的电极棒顶部空气域。在等离子发生装置中以气泡形式输运气体，实现了气液两相放电，增加了活性粒子的浓度，且实现对放电生成臭氧气体的液体封闭。搅拌装置中的电机通过传动轴带动桨叶同轴转动，进而搅拌储液装置中的液体，加速等离子体活化水的制备，提高了等离子体活化水的浓度并改善其均匀性。以此种方式与水反应生成的等离子体活化水浓度更高、更均匀。
[0027]
本发明的净化装置上设置涂有催化材料的滤板，滤板上设置了密集的排气通孔，催化材料选用tio2等可分解臭氧的材料。使得在制备等离子体活化水的同时，分解制备等离子活化水过程中产生的多余臭氧，减少对船舶舱室的空气污染。通过折叠滑轮组，储液装置能灵活调整其在船上的安装位置，待确定位置后，收起各液压支撑杆下的滑轮组以固定储液装置，方便船上安装或清洗储液装置时的装卸和转移工作。
[0028]
本发明中布置在人员来往频繁的通道或者重点舱室的出入口处的喷淋装置，通过转动喷头旋钮调节喷淋直径，转动万向回转机构调节喷淋方向，球阀控制洗消系统流量，满足了船上不同舱室或通道的洗消需求。
[0029]
有益效果：与现有技术相比，本发明实现了等离子体活化水制备、使用一体化，减
少了活化水制备时间，提高了活化物离子浓度，控制等离子体活化水制备和使用过程中的臭氧浓度，在喷淋洗消后做到无污染、无残留，适用于船舶表面洗消。
附图说明
[0030]
图1为本发明船舶表面喷淋洗消系统的结构示意图；
[0031]
图2为本发明船舶表面喷淋洗消系统的后视图；
[0032]
图3为本发明船舶表面喷淋洗消系统的搅拌装置结构示意图；
[0033]
图4为本发明船舶表面喷淋洗消系统的等离子发生装置结构示意图；
[0034]
图5为本发明船舶表面喷淋洗消系统的喷淋装置结构示意图；
[0035]
图6为本发明的船舶表面喷淋洗消系统的液压支撑杆结构示意图。
具体实施方式
[0036]
如图1至图6所示，本发明船舶表面喷淋洗消系统包括储液装置1、通风装置3、等离子发生装置2、喷淋装置5和控制面板16。
[0037]
储液装置1内设有搅拌装置12和反应腔18；储液装置1的下方设有多个带有承压件15的液压支撑杆11；液压支撑杆11的底部设有移动组件；通风装置3与反应腔18连接，反应腔18的底部设有净化装置17。
[0038]
移动组件包括滑轮组13、连杆112、支撑单元111和液压支撑杆11，滑轮组13通过连杆112、支撑单元111与液压支撑杆11连接。
[0039]
如图1所示，储液装置1整体由绝缘材料包裹，储液装置1整体呈圆筒状，顶部设置进水口4，底部同心设置了搅拌装置12和上部的反应腔18。储液装置1与船上电源实现电连接。
[0040]
如图3所示，搅拌装置12位于储液装置底部，包括桨叶123、传动轴122和位于储液装置1下方的电机121。其中电机121通过传动轴122带动桨叶123同轴转动，进而搅拌储液装置1中的液体，加速等离子体活化水的制备，提高等离子体活化水的浓度并改善浓度的均匀性。本实施例中，储液装置1下方对称设置3个高度可调的液压支撑杆11，每个液压支撑杆11和储液装置1间设置承压件15。液压支撑杆11同心设置，液压支撑杆11的侧面设置调节扳手14，通过转动调节扳手14可调节支撑杆11伸长高度。
[0041]
如图6所示，每一个液压支撑杆11的底部设置对称分布的折叠滑轮组13，折叠滑轮组13通过连杆112、支撑单元111与液压支撑杆11铰接，滑轮组13在放下时在水平面上低于液压支撑杆11的底部。在船上安装储液装置1时，转动连杆112垂直放下各个滑轮组13，通过液压支撑杆11底部的滑轮可实现储液装置1的旋转、平移等操作，以确定平面安装位置。转动调节扳手14调节支撑杆11伸长以确定安装高度。待确定储液装置1的安装位置后，转动连杆112至水平位置，收起各液压支撑杆11下的滑轮组13以固定储液装置1。通风装置3位于储液装置上部，包括风机31、进气管道32和单向阀33。进气管道32垂直向下与反应腔18连通。
[0042]
如图4所示，等离子发生装置2布置在储液装置1上部，等离子发生装置2包括电源21、电极导管22、螺线管23和放电格栅24。电极导管22外环绕石英材质的螺线管23作为阻挡介质，用来产生稳定电离的放电电压。电极导管22和螺线管23连通放电格栅24。放电格栅24扩大等离子体的生成区域，不再局限于单一的电极棒顶部区域，以此种方式与水反应生成
的等离子体活化水浓度更高。
[0043]
净化装置17位于反应腔18的底部，净化装置17包括涂有催化材料的滤板，滤板上设置了密集的排气通孔，催化材料选用tio2等可分解臭氧的材料。使得在制备等离子体活化水的同时，借助净化装置17，分解制备等离子活化水过程中产生的多余臭氧，减少对船舶舱室的空气污染。
[0044]
如图5所示，喷淋装置5布置在人员来往频繁的通道出入口。喷淋装置5包括喷头旋钮51、可调喷淋直径的喷嘴52和万向回转机构53，与喷淋分管6配合安装使用。
[0045]
如图2所示，喷淋主管7上设置球阀8，通过球阀8来调节管道流量大小。喷淋装置5通过喷淋分管6和喷淋主管7连接补给泵10。补给泵10固定安装在储液装置1底部，可抽取储液装置1内的活化水供喷淋装置5使用。补给泵10的出口处设置流量计9，进而统计所用活化水瞬时流量和总流量，为下一次洗消液体补给提供参考。
[0046]
控制系统集成于控制面板16中。控制面板16与储液装置1电连接，与等离子发生装置2、通风装置3和补给泵10通讯连接。储液装置1与通风装置3、搅拌装置12和补给泵10电连接。当储液装置1接电时，启动控制面板16，调用控制系统完成等离子体活化水的制备和使用，进而完成船舶表面的洗消工作。
[0047]
本发明船舶表面喷淋洗消方法包括以下步骤：
[0048]
(1)储液装置1接电，开启控制面板16，利用控制系统，观测储液装置1内剩余容量。
[0049]
(2)打开储液装置顶部的进水口4，向储液装置1内注入淡水，通过船上常用泵、水龙头接软管或者漏斗方式加注。待淡水加注至消毒水位线停止加注，关闭进水口4。其中，设置消毒水位线为没过反应腔18的顶部。
[0050]
(3)通过控制面板16开启通风装置3，风机31将空气通过进气管32、单向阀33送入反应腔18，生成的气泡穿过放电格栅24和净化装置17，甚至进入反应腔18外部的淡水中。当气泡稳定生成时，表明送入气流稳定。通过控制面板16开启电源21，启动等离子发生装置2，螺线管23内电极导管22和放电格栅24开始放电。放电格栅24和螺线管23表面生成大量等离子体，放电产生的等离子体在反应腔18中与高速气流、水进行反应，反应后生成的活化水在气流扰动下流出反应腔18。此时通过控制面板16启动搅拌装置12，储液装置1内的淡水受扰动会通过净化装置17底部的通孔补给反应腔18内液体，继续参与活化反应，使得储液装置1内等离子体活化水的浓度逐渐升高，且浓度均匀。
[0051]
其中，通风装置3中的单向阀33使得气流单向流动，反应腔18中生成的臭氧气体大部分与水反应生成等离子体活化水，不存在臭氧通过通风装置3逃逸的情况。少部分剩余的臭氧气泡到达净化装置17被其表面的催化材料分解生成oh-等无害的活化粒子。如此反复10-20min，完成等离子活化水的制备。关闭等离子发生装置2、搅拌装置12和通风装置3。
[0052]
(4)开启补给泵10和球阀8，储液装置1内的等离子体活化水通过喷淋主管7和喷淋分管6被泵送至喷淋装置5处，进而由喷嘴52雾化喷淋至船上物体表面，按照早晚各一次、每次雾化喷淋20s的指标实现洗消功能。喷淋装置5布置在人员来往频繁的通道或者重点舱室的出入口处。转动喷头旋钮51调节喷淋直径，转动万向回转机构53可调节喷淋方向，球阀8控制洗消系统流量，满足不同船上环境的洗消需求。当雾化喷淋洗消结束时，控制系统自动关闭补给泵10。

技术特征：
1.一种船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：包括储液装置(1)、通风装置(3)、等离子发生装置(2)、喷淋装置(5)和控制面板(16)；所述储液装置(1)内设有搅拌装置(12)和反应腔(18)；所述储液装置(1)的下方设有多个带有承压件(15)的液压支撑杆(11)；所述液压支撑杆(11)的底部设有移动组件；所述通风装置(3)与反应腔(18)连接，所述反应腔(18)的底部设有净化装置(17)；所述等离子发生装置(2)包括电源(21)、电极导管(22)、螺线管(23)和放电格栅(24)，所述电极导管(22)环绕在螺线管(23)上产生电离的放电电压，电极导管(22)与螺线管(23)连通放电格栅(24)；所述储液装置(1)上设有进水口(4)，所述储液装置(1)内设有高于反应腔(18)的顶部的水位线。2.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述移动组件包括滑轮组(13)、连杆(112)、支撑单元(111)和液压支撑杆(11)，所述滑轮组(13)通过连杆(112)、支撑单元(111)与液压支撑杆(11)连接。3.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述通风装置(3)包括风机(31)、进气管(32)和单向阀(33)，所述进气管(32)与反应腔(18)连通。4.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述净化装置(17)包括涂有催化材料的滤板，所述滤板上设置有排气孔。5.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述喷淋装置(5)包括喷淋组件、喷淋分管(6)、喷淋主管(7)和补给泵(10)，所述喷淋主管(7)上设有调节流量的球阀(8)。6.根据权利要求5所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述喷淋组件包括喷头旋钮(51)、喷嘴(52)和万向回转机构(53)，所述喷头旋钮(51)调节喷淋直径。7.根据权利要求5所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述补给泵(10)的出口处设有流量计(9)。8.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述液压支撑杆(11)上设有调节支撑杆的长度的扳手(14)。9.根据权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统，其特征在于：所述搅拌装置(12)包括桨叶(123)、传动轴(122)和电机(121)，所述电机(121)通过传动轴(122)带动桨叶(123)转动。10.一种船舶表面喷淋洗消方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的船舶表面喷淋洗消系统来实现，所述喷淋洗消方法包括以下步骤：(1)储液装置(1)接电，开启控制面板(16)，观测储液装置(1)内的容量；(2)打开储液装置顶部的进水口(4)，向储液装置(1)内注入淡水至消毒水位线停止，关闭进水口(4)；(3)通过控制面板(16)开启通风装置(3)，风机(31)将空气通过进气管(32)、单向阀(33)送入反应腔(18),生成的气泡穿过放电格栅(24)和净化装置(17)；开启电源(21)，启动等离子发生装置(2)，螺线管(23)内电极导管(22)和放电格栅(24)开始放电生成等离子体；所述等离子体在反应腔(18)内与高速气流、水进行反应，反应后生成的活化水在气流扰动下流出反应腔(18)；
(4)通过控制面板(16)启动搅拌装置(12)，储液装置(1)内的淡水受扰动后通过净化装置(17)底部的通孔补给反应腔(18)内液体，继续参与活化反应，使得储液装置(1)内的等离子体活化水的浓度升高；反复至完成等离子体活化水的制备；关闭等离子发生装置(2)、搅拌装置(12)和通风装置(3)；(5)开启补给泵(10)和球阀(8)，储液装置(1)内的等离子体活化水通过喷淋主管(7)和喷淋分管(6)被泵送至喷淋装置(5)处，进而由喷嘴(52)雾化喷淋至船上，当喷淋洗消结束时，关闭补给泵(10)。

技术总结
本发明公开了一种船舶表面喷淋洗消系统及洗消方法，喷淋洗消系统包括储液装置、通风装置、等离子发生装置、喷淋装置和控制面板；储液装置内设有搅拌装置和反应腔；储液装置的下方设有多个带有承压件的液压支撑杆；反应腔的底部设有净化装置。本发明在洗消时，空气通过通风装置送入反应腔,生成的气泡穿过放电格栅和净化装置；等离子发生装置放电生成等离子体；等离子体在反应腔内与高速气流、水反应生成的活化水流出反应腔；储液装置内的淡水受扰动补给反应腔内液体参与活化反应生成等离子体活化水并喷淋至船上。本发明实现等离子体活化水制备、使用一体化，减少活化水制备时间，提高活化物离子浓度，在喷淋洗消后无污染，适用于船舶表面洗消。于船舶表面洗消。于船舶表面洗消。


技术研发人员：刘为民 姚文章 张忠宇 谷家扬 张亮
受保护的技术使用者：江苏科技大学海洋装备研究院 招商局邮轮制造有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/16