申请日2018.09.11
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F1/461; C02F103/08
摘要
本发明公开了一种用于船舶的海水处理装置，海底门内转动设置有一旋转轴，旋转轴周期性正反转;第一阳电极，其由若干电极棒组成，若干电极棒间隔排列组成一个圆形阵列，最内侧的圆形阵列绝缘连接在旋转轴上;电极棒外周对称设置有若干带第一缺口的第一挡流板，辅助电极上设置有外螺纹，该外螺纹上转动设置有一叶轮。第二阳电极转动设置在电解仓内，导电壳体外周对称设置有若干带第二缺口的第二挡流板，恒电流仪第一正极输出端与第一阳电极连接，第二正极输出端与第二阳电极连接，第三正极输出端与旋转轴连接，恒电流仪的负极输出端分别与海底门和电解仓外壳连接;本发明有效提高了对海水的处理能力，且增强了装置自身的防护性能。
权利要求书
1.一种用于船舶的海水处理装置，其特征在于，包括：
海底门，其内中心轴上转动设置有一旋转轴;
第一阳电极，其由若干电极棒组成，若干所述电极棒间隔排列组成一个圆形阵列，所述旋转轴外周同轴设置有若干个所述圆形阵列，各个所述圆形阵列之间导电间隔连接，最内侧的所述圆形阵列绝缘连接在所述旋转轴上;所述电极棒外周对称设置有若干带第一缺口的第一挡流板，所述第一挡流板与所述电极棒导电连接，所述第一挡流板沿所述电极棒轴向分布，最外侧所述圆形阵列中至少有一个所述电极棒外周未设置有所述第一挡流板，该未设置有所述第一挡流板的所述电极棒记为辅助电极，所述辅助电极上设置有外螺纹，该外螺纹上转动设置有一叶轮，所述叶轮上叶片的角度设置方式为：当所述旋转轴带动所述第一阳电极顺时针转动时，带动所述叶轮逆时针转动，当所述旋转轴带动所述第一阳电极逆时针转动时，带动所述叶轮顺时针转动;至少其中一个所述叶轮的外侧端上延伸设置有一弹性刮片，所述弹性刮片外侧端与所述海底门内侧壁接触;
电解仓，其为导电的圆柱形空腔结构，所述电解仓第一端与所述海底门的出口连通;
第二阳电极，其转动设置在所述电解仓内，所述第二阳电极包括一导电壳体，所述导电壳体为圆柱形空腔结构，所述导电壳体中心轴分别与所述电解仓和海底门的中心轴重合;所述导电壳体外周对称设置有若干带第二缺口的第二挡流板，所述第二挡流板与所述导电壳体导电连接，所述第二挡流板沿所述导电壳体轴向分布，至少一个所述第二挡流板的外侧端上延伸设置有一弹性刮板，所述弹性刮板外侧端与所述电解仓内侧壁接触;以及
恒电流仪，其配置有三个正极输出端，其中第一正极输出端与所述第一阳电极连接，第二正极输出端与所述第二阳电极连接，第三正极输出端与所述旋转轴连接，所述恒电流仪的负极输出端分别与所述海底门和电解仓外壳连接;
其中，所述导电壳体外侧与电解仓之间的空间与所述海底门的出口连通，所述导电壳体第二端径向侧壁上贯穿开设有第一通孔，所述导电壳体第一端侧壁中心开设有第二通孔，所述第二通孔向外延伸一圆形接口，所述圆形接口内设置有一镂空的第一绝缘连接座，所述圆形接口外周套设有一输出管道，该输出管道第一端与所述圆形接口之间旋转密封连接，所述输出管道第一端通过所述第一绝缘连接座上的镂空与所述导电壳体内部连通，所述输出管道第二端从所述海底门与电解仓之间的通道中向外引出，且所述输出管道第二端上设置有一输水泵，所述旋转轴第二端贯穿所述输出管道连接在所述第一绝缘连接座上，所述旋转轴周期性正反转。
2.如权利要求1所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述旋转轴为导电金属，所述海底门的入口处安装有一滤板，所述滤板内侧壁中心设置有第一轴承，所述第一轴承与所述滤板绝缘设置，所述旋转轴第一端通过所述第一轴承转动连接在所述滤板中心，所述旋转轴由钛基体及覆盖在钛基体外表面的陶瓷金属氧化物涂层构成。
3.如权利要求1所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述第一阳电极的具体结构包括：
导电连接座，其包括若干同心配置的导电环体和导电连接在每相邻两个所述导电环体之间支撑件，所述导电环体上等间距设置有若干导电轴承，最外侧的所述导电环体外周同心间隔设置有一导电接触环，所述导电接触环与所述导电连接座导电连接;
绝缘连接扣，其同心设置在所述导电连接座的中心，所述绝缘连接扣与最内侧的所述导电环体连接，所述绝缘连接扣固定在所述旋转轴的外周，至少所述旋转轴两端分别设置有一个所述导电连接座，各个所述导电连接座上的导电轴承一一对应;以及
电极棒，其两端分别通过所述导电轴承转动连接在所述旋转轴两端的所述导电连接座上，两侧的所述导电环体及其之间连接的所述电极棒构成一个所述圆形阵列;所述第一挡流板延伸设置在所述电极棒外周，所述第一挡流板的径向距离小于相邻两个所述电极棒间距的一半，同一所述电极棒上的相邻两个所述第一挡流板间隔设置，且相邻两个所述第一挡流板上的第一缺口轴向错开分布。
4.如权利要求3所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述电极棒、支撑件以及第一挡流板由铝制成，所述电极棒的长度小于所述旋转轴的长度，所述第一阳电极和与所述海底门内壁间隔设置，其中一个所述导电连接座对应的所述海底门侧壁上贯穿设置有一第一导电接触头，所述导电接触环通过所述第一导电接触头与所述第一正极输出端连接;
所述第一导电接触头包括导电杆和导电靴，所述导电杆垂直贯穿所述海底门侧壁，且所述导电杆与所述海底门侧壁绝缘连接，所述第一正极输出端与所述导电杆外侧端连接，所述导电靴设置在所述导电杆内侧端上，所述导电靴上设置有一与所述导电接触环滑动配合的导槽，所述导槽中设置有一导电接触部，所述导电接触部通过一弹性件与所述导槽底部导电连接。
5.如权利要求3所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述海底门出口和第一阳电极之间设置有一金属板，该金属板中心连接在所述旋转轴上，且所述金属板的材质与所述旋转轴的材质一致，所述金属板的直径不小于所述导电连接座的直径，所述金属板上贯穿开设有若干第三通孔。
6.如权利要求4所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述海底门与所述电解仓之间通过一管路连通，且所述海底门、管路和电解仓外壳连接成为等势体，所述管道与所述恒电流仪的负极输出端连接;
所述旋转轴第二端贯穿所述管路与所述第二阳电极上的第一绝缘连接座连接，所述管路侧壁上贯穿设置有一第二导电接触头，位于所述管路中的所述旋转轴上凸出设置有一环体凸起，所述环体凸起与所述第二导电接触头导电滑动接触，所述旋转轴通过所述第二导电接触头与所述第三正极输出端连接，所述第二导电接触头与所述第一导电接触头的结构一致。
7.如权利要求1所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述导电壳体的腔体内自导电壳体相对两侧的径向内侧壁上向腔体内引出若干电极板，所述电极板依次间隔设置在所述导电壳体腔体内，各个所述电极板平行设置，两侧的所述电极板相互交错，且所述电极板与相对侧的所述导电壳体内侧壁间隔一定距离，形成一个折弯单向通道;所述电极板向所述电解仓第一端倾斜，倾斜角度在30°～70°之间。
8.如权利要求6所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述第二挡流板延伸设置在所述导电壳体外周，所述第二挡流板的径向距离小于所述导电壳体外侧壁与电解仓内侧壁之间的距离，相邻两个所述第二挡流板间隔设置，所述第二挡流板分布在所述导电壳体第一端与所述第一通孔之间，所述弹性刮板设置在所述第二挡流板径向外侧端上，所述弹性刮板的长度与所述电解仓内部的轴向距离一致。
9.如权利要求8所述的用于船舶的海水处理装置，其特征在于，所述第二阳电极及第二挡流板由铜制成，所述第二阳电极轴向第一端转动设置在所述电解仓轴向第一端内侧壁上，所述导电壳体第一端与所述电解仓第一端内侧壁之间通过绝缘环垫连接，所述绝缘环垫设置在所述电解仓入口的外周，所述绝缘环垫第二端侧壁上开设有一第一环形导轨，所述导电壳体第一端侧壁上设置有第一滚动件，所述第一滚动件限制活动在所述第一环形导轨中;
所述第二通孔位于所述绝缘环垫中心，所述绝缘环垫沿径向贯穿若干第四通孔，所述第四通孔连通所述管路和所述导电壳体的外侧空间;
所述输出管道外径小于所述管路内径，所述输出管道第一端内侧壁与所述圆形接口外侧壁之间至少设置有一道旋转密封圈，所述输出管道固定在所述管路上，并从所述管路中向外引出。
10.如权利要求9所述的用于船舶的海水 处理装置，其特征在于，所述第二阳电极轴向第二端转动设置在所述电解仓轴向第二端内侧壁上，所述电解仓第二端内侧壁上设置有一第一绝缘隔垫，所述导电壳体第二端与所述第一绝缘隔垫之间设置有一环形导电滑轨，所述导电壳体第二端侧壁上设置有第二滚动件，所述第二滚动件活动在所述环形导电滑轨中，且所述导电壳体与所述环形导电滑轨导电接触;
所述电解仓第二端外侧设置有一电机，所述电机通过一第二绝缘隔垫设置在所述电解仓第二端外侧壁上，且所述导电壳体第二端外侧壁中心设置有一第二绝缘连接座，所述电机的转动轴依次贯穿所述第二绝缘隔垫、电解仓第二端侧壁、第一绝缘隔垫与所述第二绝缘连接座固定，所述转动轴与所述电解仓第二端外侧壁之间通过绝缘滑环连接，所述电机拖动所述第一阳电极、第二阳电极以及旋转轴同步周期性正反转;
所述电解仓第二端侧壁上贯穿设置有一导电体，所述导电体第一端与所述环形导电滑轨导电接触，所述导电体第二端从所述电解仓中引出并与所述恒电流仪的第二正极输出端连接，所述导电体与所述电解仓第二端外侧壁之间通过绝缘件密封接触。
说明书
一种用于船舶的海水处理装置
技术领域
本发明涉及船舶防腐技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于船舶的海水处理装置。
背景技术
海洋环境中的船体、钢结构以及海水管路和海水冷却系统都要受到海水腐蚀和海生物污损的双重危害。在海水介质中存在严重的电化学腐蚀，需要采取一定的腐蚀防护措施。涂料防护技术使用涂料在被保护构件表面成膜，起到腐蚀防护的作用，是腐蚀防护的有效方法，被应用广泛。但由于受到成膜涂料自身的完整性影响，比如涂装缺陷，碰撞破损，老化，涂层毛细孔渗透等，仍然存在着一定的腐蚀影响，危及船体，钢结构等的安全，且影响到后续的维护成本。因此，需要采取进一步的附加保护措施。
海生物在海水管道和冷却系统中附着和生长，会缩小海水冷却管道和热交换器冷凝管道的有效直径，减小海水流量，降低冷却效率;管道内的附着生物一旦脱落，还会堵塞阀门和冷却器的管口，严重时管道被完全堵死，造成停机和停产，造成巨大的经济损失。另外，海生物污损还可能增加船舶航行阻力;促进腐蚀和导致缝隙腐蚀;使海水中的仪表和器械失灵;吸收声能，使声学仪器减效或失效;增加海中建筑物桩、柱的截面积，加大波浪和海流的冲击力;改变水雷等水中浮体的定深;堵塞网孔;与养殖的贝、藻类争夺附着基和饵料。因此，人类自开发利用海洋资源以来，一直为海生物附着所引起的污损问题所困扰。
目前主要通过物理法来防除海洋生物污损。具体的，物理法通常是采用外加电流法，即电解重金属如铜、铝，电解海水等，其原理是通过电化学方法所产生的离子来杀死、抑制海生物，或者化学离子重新结合形成一定的胶状保护层，减缓腐蚀速度。但目前这种方法的防污能力和处理能力都有限，同时无法进行快速的水处理以达到使用标准。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于船舶的海水处理装置，配置有同步转动的铝电极和铜电极，使得海水与铝电极和铜电极充分接触，产生更多的亚铜离子与铝离子，提高对海水的处理能力，同时，随着铝电极和铜电极的转动，起到了对铝电极和铜电极表面的自动除污作用，防止铝电极和铜电极表面在静止状态下被覆盖而降低电解活性，并且，在铝电极和铜电极外周设置有用于清除腔体内侧壁上附着海生物的刮片，本发明有效提高了对海水的处理能力，且增强了装置自身的防护性能。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于船舶的海水处理装置，包括：
海底门，其内中心轴上转动设置有一旋转轴;
第一阳电极，其由若干电极棒组成，若干所述电极棒间隔排列组成一个圆形阵列，所述旋转轴外周同轴设置有若干个所述圆形阵列，各个所述圆形阵列之间导电间隔连接，最内侧的所述圆形阵列绝缘连接在所述旋转轴上;所述电极棒外周对称设置有若干带第一缺口的第一挡流板，所述第一挡流板与所述电极棒导电连接，所述第一挡流板沿所述电极棒轴向分布，最外侧所述圆形阵列中至少有一个所述电极棒外周未设置有所述第一挡流板，该未设置有所述第一挡流板的所述电极棒记为辅助电极，所述辅助电极上设置有外螺纹，该外螺纹上转动设置有一叶轮，所述叶轮上叶片的角度设置方式为：当所述旋转轴带动所述第一阳电极顺时针转动时，带动所述叶轮逆时针转动，当所述旋转轴带动所述第一阳电极逆时针转动时，带动所述叶轮顺时针转动;至少其中一个所述叶轮的外侧端上延伸设置有一弹性刮片，所述弹性刮片外侧端与所述海底门内侧壁接触;
电解仓，其为导电的圆柱形空腔结构，所述电解仓第一端与所述海底门的出口连通;
第二阳电极，其转动设置在所述电解仓内，所述第二阳电极包括一导电壳体，所述导电壳体为圆柱形空腔结构，所述导电壳体中心轴分别与所述电解仓和海底门的中心轴重合;所述导电壳体外周对称设置有若干带第二缺口的第二挡流板，所述第二挡流板与所述导电壳体导电连接，所述第二挡流板沿所述导电壳体轴向分布，至少一个所述第二挡流板的外侧端上延伸设置有一弹性刮板，所述弹性刮板外侧端与所述电解仓内侧壁接触;以及
恒电流仪，其配置有三个正极输出端，其中第一正极输出端与所述第一阳电极连接，第二正极输出端与所述第二阳电极连接，第三正极输出端与所述旋转轴连接，所述恒电流仪的负极输出端分别与所述海底门和电解仓外壳连接;
其中，所述导电壳体外侧与电解仓之间的空间与所述海底门的出口连通，所述导电壳体第二端径向侧壁上贯穿开设有第一通孔，所述导电壳体第一端侧壁中心开设有第二通孔，所述第二通孔向外延伸一圆形接口，所述圆形接口内设置有一镂空的第一绝缘连接座，所述圆形接口外周套设有一输出管道，该输出管道第一端与所述圆形接口之间旋转密封连接，所述输出管道第一端通过所述第一绝缘连接座上的镂空与所述导电壳体内部连通，所述输出管道第二端从所述海底门与电解仓之间的通道中向外引出，且所述输出管道第二端上设置有一输水泵，所述旋转轴第二端贯穿所述输出管道连接在所述第一绝缘连接座上，所述旋转轴周期性正反转。
优选的，所述旋转轴为导电金属，所述海底门的入口处安装有一滤板，所述滤板内侧壁中心设置有第一轴承，所述第一轴承与所述滤板绝缘设置，所述旋转轴第一端通过所述第一轴承转动连接在所述滤板中心，所述旋转轴由钛基体及覆盖在钛基体外表面的陶瓷金属氧化物涂层构成。
优选的，所述第一阳电极的具体结构包括：
导电连接座，其包括若干同心配置的导电环体和导电连接在每相邻两个所述导电环体之间支撑件，所述导电环体上等间距设置有若干导电轴承，最外侧的所述导电环体外周同心间隔设置有一导电接触环，所述导电接触环与所述导电连接座导电连接;
绝缘连接扣，其同心设置在所述导电连接座的中心，所述绝缘连接扣与最内侧的所述导电环体连接，所述绝缘连接扣固定在所述旋转轴的外周，至少所述旋转轴两端分别设置有一个所述导电连接座，各个所述导电连接座上的导电轴承一一对应;以及
电极棒，其两端分别通过所述导电轴承转动连接在所述旋转轴两端的所述导电连接座上，两侧的所述导电环体及其之间连接的所述电极棒构成一个所述圆形阵列;所述第一挡流板延伸设置在所述电极棒外周，所述第一挡流板的径向距离小于相邻两个所述电极棒间距的一半，同一所述电极棒上的相邻两个所述第一挡流板间隔设置，且相邻两个所述第一挡流板上的第一缺口轴向错开分布。
优选的，所述电极棒、支撑件以及第一挡流板由铝制成，所述电极棒的长度小于所述旋转轴的长度，所述第一阳电极和与所述海底门内壁间隔设置，其中一个所述导电连接座对应的所述海底门侧壁上贯穿设置有一第一导电接触头，所述导电接触环通过所述第一导电接触头与所述第一正极输出端连接;
所述第一导电接触头包括导电杆和导电靴，所述导电杆垂直贯穿所述海底门侧壁，且所述导电杆与所述海底门侧壁绝缘连接，所述第一正极输出端与所述导电杆外侧端连接，所述导电靴设置在所述导电杆内侧端上，所述导电靴上设置有一与所述导电接触环滑动配合的导槽，所述导槽中设置有一导电接触部，所述导电接触部通过一弹性件与所述导槽底部导电连接。
优选的，所述海底门出口和第一阳电极之间设置有一金属板，该金属板中心连接在所述旋转轴上，且所述金属板的材质与所述旋转轴的材质一致，所述金属板的直径不小于所述导电连接座的直径，所述金属板上贯穿开设有若干第三通孔。
优选的，所述海底门与所述电解仓之间通过一管路连通，且所述海底门、管路和电解仓外壳连接成为等势体，所述管道与所述恒电流仪的负极输出端连接;
所述旋转轴第二端贯穿所述管路与所述第二阳电极上的第一绝缘连接座连接，所述管路侧壁上贯穿设置有一第二导电接触头，位于所述管路中的所述旋转轴上凸出设置有一环体凸起，所述环体凸起与所述第二导电接触头导电滑动接触，所述旋转轴通过所述第二导电接触头与所述第三正极输出端连接，所述第二导电接触头与所述第一导电接触头的结构一致。
优选的，所述导电壳体的腔体内自导电壳体相对两侧的径向内侧壁上向腔体内引出若干电极板，所述电极板依次间隔设置在所述导电壳体腔体内，各个所述电极板平行设置，两侧的所述电极板相互交错，且所述电极板与相对侧的所述导电壳体内侧壁间隔一定距离，形成一个折弯单向通道;所述电极板向所述电解仓第一端倾斜，倾斜角度在30°～70°之间。
优选的，所述第二挡流板延伸设置在所述导电壳体外周，所述第二挡流板的径向距离小于所述导电壳体外侧壁与电解仓内侧壁之间的距离，相邻两个所述第二挡流板间隔设置，所述第二挡流板分布在所述导电壳体第一端与所述第一通孔之间，所述弹性刮板设置在所述第二挡流板径向外侧端上，所述弹性刮板的长度与所述电解仓内部的轴向距离一致。
优选的，所述第二阳电极及第二挡流板由铜制成，所述第二阳电极轴向第一端转动设置在所述电解仓轴向第一端内侧壁上，所述导电壳体第一端与所述电解仓第一端内侧壁之间通过绝缘环垫连接，所述绝缘环垫设置在所述电解仓入口的外周，所述绝缘环垫第二端侧壁上开设有一第一环形导轨，所述导电壳体第一端侧壁上设置有第一滚动件，所述第一滚动件限制活动在所述第一环形导轨中;
所述第二通孔位于所述绝缘环垫中心，所述绝缘环垫沿径向贯穿若干第四通孔，所述第四通孔连通所述管路和所述导电壳体的外侧空间;
所述输出管道外径小于所述管路内径，所述输出管道第一端内侧壁与所述圆形接口外侧壁之间至少设置有一道旋转密封圈，所述输出管道固定在所述管路上，并从所述管路中向外引出。
优选的，所述第二阳电极轴向第二端转动设置在所述电解仓轴向第二端内侧壁上，所述电解仓第二端内侧壁上设置有一第一绝缘隔垫，所述导电壳体第二端与所述第一绝缘隔垫之间设置有一环形导电滑轨，所述导电壳体第二端侧壁上设置有第二滚动件，所述第二滚动件活动在所述环形导电滑轨中，且所述导电壳体与所述环形导电滑轨导电接触;
所述电解仓第二端外侧设置有一电机，所述电机通过一第二绝缘隔垫设置在所述电解仓第二端外侧壁上，且所述导电壳体第二端外侧壁中心设置有一第二绝缘连接座，所述电机的转动轴依次贯穿所述第二绝缘隔垫、电解仓第二端侧壁、第一绝缘隔垫与所述第二绝缘连接座固定，所述转动轴与所述电解仓第二端外侧壁之间通过绝缘滑环连接，所述电机拖动所述第一阳电极、第二阳电极以及旋转轴同步周期性正反转;
所述电解仓第二端侧壁上贯穿设置有一导电体，所述导电体第一端与所述环形导电滑轨导电接触，所述导电体第二端从所述电解仓中引出并与所述恒电流仪的第二正极输出端连接，所述导电体与所述电解仓第二端外侧壁之间通过绝缘件密封接触。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明配置有同步转动的铝电极和铜电极，使得海水与铝电极和铜电极充分接触，产生更多的亚铜离子与铝离子，提高对海水的防腐防海生物处理效率，实现快速取水;
2、铝电极和铜电极同步快速转动，提高对铝电极和铜电极自身表面的自动除污能力，防止铝电极和铜电极表面在静止状态下被覆盖而降低电解活性，进一步提高了对海水的处理效率;
3、优化电场分布，在海底门中同时设置有带正电的旋转轴，海底门及电解仓外壳接负电，起到了对海底门及电解仓阴极保护效果，有效防止海水对海底门及电解仓的腐蚀;
4、铝电极和铜电极分别作为阳电极，相对于带负电势的外壳，相当于构建的外加电流阴极保护系统，进一步提高海底门及电解仓的防腐能力;
5、在铝电极和铜电极外周分别设置有挡流板，增加了与海水的接触面积，同时带动海水在处理装置内旋转，增加海水的移动路径，有效提高了对海水的处理能力和效果;
6、在铝电极和铜电极外周设置有用于清除腔体内侧壁上附着海生物的刮片，在铝电极和铜电极正反转旋转过程中，有效清除了附着在处理装置内的海生物，增强了装置自身的防护性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。