阅读说明：本技术 一种船舶储水箱液位控制装置 (Liquid level control device for water storage tank of ship ) 是由 黄崇海 肖颀 李献领 戴春辉 苟金澜 陶模 李勇 马灿 陈凯 王俊荣 李少丹 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种船舶储水箱液位控制装置,包括储水箱、第二导流板、第一导流板、摆动调节结构和浮球限位结构；浮球限位结构将储水箱分隔成上储水箱和下储水箱；第二导流板与连杆的第一端连接,连杆的第二端与重球连接,第二导流板和连杆呈夹角设置,以使第二导流板通过重球的摆动角度,连接在第一导流板上或间隔设置在第一导流板的一侧。本发明提供的船舶储水箱液位控制装置,当船舶发生摆动倾斜时,浮球限位结构在浮力和附加升力的共同作用下封堵倾斜侧的小孔,避免液体从储水箱倾斜侧的小孔流出。同时摆动调节结构可以通过重力作用控制,引导冷却水流入非倾斜侧,防止因抑制因船舶摇摆而造成的离心泵的灌注高度降低的问题。(The invention discloses a liquid level control device of a ship water storage tank, which comprises a water storage tank, a second guide plate, a first guide plate, a swing adjusting structure and a floating ball limiting structure, wherein the second guide plate is arranged on the water storage tank; the floating ball limiting structure divides the water storage tank into an upper water storage tank and a lower water storage tank; the second guide plate is connected with the first end of the connecting rod, the second end of the connecting rod is connected with the heavy ball, and the second guide plate and the connecting rod are arranged at an included angle, so that the second guide plate is connected to the first guide plate or arranged on one side of the first guide plate at intervals through the swing angle of the heavy ball. According to the liquid level control device for the water storage tank of the ship, when the ship swings and inclines, the floating ball limiting structure blocks the small hole on the inclined side under the combined action of buoyancy and additional lift force, so that liquid is prevented from flowing out of the small hole on the inclined side of the water storage tank. Meanwhile, the swing adjusting structure can guide cooling water to flow into a non-inclined side through gravity action control, and the problem that the filling height of the centrifugal pump is reduced due to the fact that ship swing is restrained is solved.)

一种船舶储水箱液位控制装置

技术领域

本发明涉及船舶流体输送领域，特别是涉及一种船舶储水箱液位控制装置。

背景技术

在以汽轮机动力装置作为驱动力的民用船舶上，冷却器是船舶上用于冷却蒸汽的主要设备，蒸汽在汽轮机中膨胀做功后排入冷却器，被舷外水冷却而凝结成水，凝结的水将流入冷却器下方的储水箱，而储水箱内的水则通过离心泵抽取并输送到锅炉去加热形成蒸汽，形成一个闭合循环。由于船舶自身空间有限和设备的紧凑布置方式，离心泵的灌注高度不会太大，在正常平稳航行情况下，储水箱的液位是基本维持恒定，能满足离心泵正常运行所需的灌注高度。但在船舶航行中，受海洋条件的影响，经常出现摇摆等现象，这使得储水箱内的液位也出现周期性晃动。液位的晃动会降低离心泵的有效灌注高度，严重时甚至会导致离心泵出现汽蚀问题。为了防止离心泵在船舶摇摆条件下因储水箱液位晃动而出现汽蚀，需要采用摇摆条件下储水箱液位晃动抑制方法。

传统控制液位的方法多是采用浮球控制阀门开关来对储水箱进行补液，浮球浮在液面表面，当储水箱液位低于设定值时，浮球下降并带动与其连接的开关，使补水阀门打开进行补水，当液位回升到设定值后，浮球跟着液面上浮使阀门开关断开，补水结束。这类液位控制方法存在着阀门开关经常性启闭，阀门开关易损坏，而且也不太适用于船舶冷却器储水箱的液位控制，在船舶摇摆下，储水箱的液面晃动会频繁触发浮球连接的阀门开关，而且船舶晃动引起的液面变化并没有改变储水箱内的水容积量，若触发阀门开关开启补水，则会导致储水箱的实际水量大于设定值，当船舶复位时，储水箱水位将高于设定值，若频繁触发开关补水，则储水箱水位将越来越高，而要将水位恢复到正常值，就需要提高离心泵的转速，提高抽水量，这将会使整个操作过程更复杂，可靠性降低。还有的方法是通过水位计所示的水位来进行补水阀门的启闭控制，在船舶摇摆情况下，水位计所示水位也是周期性起伏的，同样也会频繁触发补水阀门开启，导致与浮球控制方法类似的问题。

发明内容

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本发明实施例提供一种船舶储水箱液位控制装置，用以减少船舶摇摆时造成的离心泵灌注高度降低值，使离心泵的灌注高度不至于降低太多，从而有效避免离心泵发生汽蚀。

为解决上述问题，本发明提供一种船舶储水箱液位控制装置，包括：储水箱、第二导流板、第一导流板、摆动调节结构和浮球限位结构；

所述浮球限位结构安装在所述储水箱中，将所述储水箱分隔成上储水箱和下储水箱；所述第一导流板安装在所述上储水箱中；所述摆动调节结构包括：第二导流板、连杆和重球；所述第二导流板位于所述上储水箱中，所述第二导流板与所述连杆的第一端连接，所述连杆的第二端与所述重球连接，所述第二导流板和所述连杆呈夹角设置，以使所述第二导流板通过所述重球的摆动角度，连接在所述第一导流板上或间隔设置在所述第一导流板的一侧。

进一步地，所述摆动调节结构还包括：齿轮组件；所述第二导流板通过所述齿轮组件与所述连杆的第一端可转动地连接。

进一步地，所述齿轮组件包括：相互啮合连接的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮与所述第二导流板连接，所述第二齿轮与所述连杆的第一端连接。

进一步地，所述摆动调节结构还包括：外置包壳和柔性限位器；柔性限位器包括：第一柔性限位器和第二柔性限位器；所述外置包壳安装在所述储水箱的一侧，所述连杆、所述重球、所述第一柔性限位器、所述第二柔性限位器和所述齿轮组件均位于所述外置包壳内，所述第一柔性限位器安装在所述重球和所述储水箱之间，所述第二柔性限位器安装在所述重球和所述外置包壳之间。

进一步地，所述摆动调节结构的数量为两个，分别为第一摆动调节结构和第二摆动调节结构；所述第一摆动调节结构和所述第二摆动调节结构分别安装在所述储水箱的左右两端。

进一步地，所述第二导流板包括：磁性段和非磁性段；所述磁性段通过所述非磁性段与所述连杆的第一端连接。

进一步地，所述船舶储水箱液位控制装置还包括：液体分布器；所述液体分布器安装在所述上储水箱中，位于所述第一导流板的顶部。

进一步地，所述浮球限位结构包括：孔板、浮球和限位罩；所述孔板下方的每个小孔均对应设置有所述限位罩，每个所述限位罩中均设有所述浮球；所述限位罩与所述孔板的连接部位采用弧形过渡，在所述限位罩中形成先渐缩后渐扩的流道。

进一步地，所述上储水箱设有进水口，所述下储水箱设有出水口，所述出水口与离心泵相连。

进一步地，所述船舶储水箱液位控制装置还包括：隔板和限位支撑板；所述隔板位于所述第一导流板与所述浮球限位结构之间，所述第一导流板通过所述隔板连接在所述浮球限位结构上；所述限位支撑板安装在所述第一导流板和所述隔板之间。

本发明提供的船舶储水箱液位控制装置，通过同时设置摆动调节结构和浮球限位结构，当船舶发生摆动倾斜时，浮球限位结构在浮力和附加升力的共同作用下封堵倾斜侧的小孔，避免液体从储水箱倾斜侧的小孔流出，可抬高另一侧的水位。同时，摆动调节结构可以通过重力作用控制，引导冷却水流入非倾斜侧，从而可进一步提高储水箱非倾斜侧的水位，防止因抑制因船舶摇摆而造成的离心泵的灌注高度降低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的船舶储水箱液位控制装置平稳航行的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的船舶储水箱液位控制装置右倾时的结构示意图；

图3为图1中A处位置的局部放大示意图；

图4为图1中B-B位置处的剖视图；

附图标记说明：1、进水口；2、储水箱；3、液体分布器；4、第二齿轮；5、第一齿轮；6、非磁性段；7、磁性段；8、外置包壳；9、连杆；10、重球；11、柔性限位器；12、第一导流板；13、隔板；14、限位支撑板；15、孔板；16、浮球；17、限位罩；18、出水口；19、小孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种船舶储水箱液位控制装置，如图1所示，该船舶储水箱液位控制装置包括：储水箱2、第一导流板12、第二导流板、摆动调节结构和浮球限位结构。浮球限位结构安装在储水箱2中，浮球限位结构将储水箱2分隔成上储水箱和下储水箱。第一导流板12安装在上储水箱中；摆动调节结构包括：第二导流板、连杆9和重球10；第二导流板位于上储水箱中，第二导流板与连杆9的第一端连接，连杆9的第二端与重球10连接，第二导流板和连杆9呈夹角设置，以使第二导流板通过重球10的摆动角度，控制第二导流板连接在第一导流板12上或控制第二导流板间隔设置在第一导流板12的一侧。

当第二导流板连接在第一导流板12上时，可以引导冷却水从第二导流板和第一导流板12连接的另一侧流入浮球限位结构。当第二导流板间隔设置在第一导流板12的一侧，则冷却水可正常流入浮球限位结构。

其中，上储水箱设有进水口1，下储水箱设有出水口18，出水口18与离心泵相连。离心泵将储水箱2内的水抽出提供给后续设备。

本实施例提供的船舶储水箱液位控制装置在船舶平稳航行时，冷却水从进水口1流入储水箱2，并从出水口18通过离心泵抽出，进水量与出水量一致，储水箱2水位保持稳定状态，此时浮球限位结构处于开启状态。重球10在重力的作用下控制第二导流板的旋转角度，第二导流板贴于储水箱2内壁，同时第二导流板间隔设置在第一导流板12的一侧。上储水箱的冷却水经过浮球限位结构可直接进入下储水箱，最后通过离心泵从出水口18抽出。

本实施例提供的船舶储水箱液位控制装置在船舶遭遇海浪发生摇摆时，如图2所示，以船舶右倾为例，且假设摆动调节结构设置在储水箱2的右侧。当船体右倾某个角度时，在重力作用下，重球10会往右摆动一个角度，然后重球10带动连杆9摆动，从而使得第二导流板发生旋转，当旋转到一定角度后，第二导流板将连接在第一导流板12上，构成右侧导流通道使得右侧冷却水通过右侧导流通道流入左侧空间中，从而冷却水从浮球限位结构的左侧小孔19流入下储水箱。同时，船体右倾后，储水箱内的水往右倾，导致浮球限位结构右侧的浮球在浮力的作用下封堵住右侧的小孔19，而且船体右倾时，水会充满右侧的浮球限位结构，并有从浮球限位结构流出的趋势，若有水浮球限位结构流出，则在浮球限位结构内水的流速将会增大，从而使得该位置处的压力降低，这就额外给浮球限位结构中的浮球提供了一个附加升力，使得浮球限位结构的封堵力更大，封堵效果更好。由于浮球限位结构的封堵效果，使得船体右倾时水无法从浮球限位结构的右侧小孔19流出，从而有效地抑制了储水箱2的水位降低幅度，再加上右侧导流通道使冷却水汇聚于左侧，进一步提高了左侧的水位，达到抑制离心泵有效灌注高度降低的目的。

当船体复位时，重球10也跟着复位，带动第二导流板复位，第二导流板和第一导流板12构成的冷却水导流通道解除，储水箱2水位恢复原状，浮球限位结构恢复原有状态。当船体向左倾斜时，与右倾类似，则是左侧相应结构动作。

本发明实施例提供的船舶储水箱液位控制装置，通过同时设置摆动调节结构和浮球限位结构，当船舶发生摆动倾斜时，浮球限位结构在浮力和附加升力的共同作用下封堵倾斜侧的小孔，避免液体从储水箱倾斜侧的小孔流出，可抬高另一侧的水位。同时，摆动调节结构可以通过重力作用控制，引导冷却水流入非倾斜侧，从而可进一步提高储水箱非倾斜侧的水位，防止因抑制因船舶摇摆而造成的离心泵的灌注高度降低的问题。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图1所示，摆动调节结构还包括：齿轮组件；第二导流板通过齿轮组件与连杆9的第一端可转动地连接。齿轮组件包括：相互啮合连接的第一齿轮5和第二齿轮4。第一齿轮5与第二导流板连接，第二齿轮4与连杆9的第一端连接。

根据第二导流板和连杆9需要旋转的角度，可对应调整第一齿轮5和第二齿轮4的规格，进而可控制对应结构的旋转角度。本实施例中，第二齿轮4可选择大齿轮，而第一齿轮5则选择小齿轮，进而当连杆9旋转一定角度时，第二导流板的旋转角度将大于连杆9的旋转角度。

当船体发生倾斜时，如右倾，重球10将在重力的作用下向右摆动一个角度，然后带动连杆9和第二齿轮4的转动，经过大小齿轮间设置好的传动比，带动储水箱2内的第一齿轮5转动，第一齿轮5带动第二导流板摆动，使第二导流板向储水箱2内部摆动一个角度，从而引导从储水箱2的冷却水向储水箱2左侧区间汇集，避免冷却水进入储水箱2右侧区域而导致浮球限位结构上方聚集太多的水从而削弱浮球限位结构的封堵效果。同时，冷却水向左侧汇集也可以有效提高左侧液位，抑制离心泵的有效灌注高度的降低。

本实施例中，摆动调节结构还包括：外置包壳8和柔性限位器11。柔性限位器11用来限制重球10的摆动范围，包括：第一柔性限位器和第二柔性限位器；外置包壳8安装在储水箱2的一侧，第二导流板、连杆9、重球10、第一柔性限位器、第二柔性限位器和齿轮组件均位于外置包壳8内，即摆动调节结构中除第二导流板外均安装在储水箱2外部，能够一定程度上防止储水箱2内部液体外流。第一柔性限位器安装在重球10和储水箱2之间，第二柔性限位器安装在重球10和外置包壳8之间。在船舶平稳航行时，重球10抵接在第一柔性限位器上。当船舶发生晃动时，重球10将在第一柔性限位器和第二柔性限位器之间摆动。

一般情况，摆动调节结构的数量为两个，分别为第一摆动调节结构和第二摆动调节结构。第一摆动调节结构和第二摆动调节结构分别安装在储水箱2的左右两端。

为保证第二导流板与第一导流板12的连接，第二导流板包括：磁性段7和非磁性段6；磁性段7通过非磁性段6与连杆9的第一端连接。第一导流板12为不锈钢导流短板，旋转一定角度后，磁性段7可连接在第一导流板12上。磁性段7和非磁性段6的长度可根据实际情况进行设计。

其中，船舶储水箱液位控制装置还包括：液体分布器3；液体分布器3安装在上储水箱中，液体分布器3位于第一导流板12的顶部。以便从进水口1进入的冷却水可以较为均匀地落入储水箱2，避免大量冷却水直接从进水口1冲入，减少对相关设备的冲击力。

其中，船舶储水箱液位控制装置还包括：隔板13和限位支撑板14；隔板13位于第一导流板12与浮球限位结构之间，用于将上储水箱分成左右两侧，隔板13的高度可根据具体需求来确定。第一导流板12通过隔板13连接在浮球限位结构上。限位支撑板14安装在第一导流板12和隔板13之间，用于支撑第一导流板12。根据不同需求第一导流板12与隔板13的连接部分可旋转摆动。

如图3所示，浮球限位结构包括：孔板15、浮球16和限位罩17；孔板15下方的每个小孔19均对应设置有限位罩17，每个限位罩17中均设有浮球16，限位罩17直径要比浮球16的直径略大，防止浮球16卡死。浮球16采用具有一定柔性的轻质材料制成，柔性材料可使浮球16的封堵效果更好，而且轻质材料的浮球16能更快速地响应液位的变化。限位罩17与孔板15的连接部位采用弧形过渡，在限位罩17中形成先渐缩后渐扩的流道。一般在储水箱2平稳运行时的液位上方位置设置孔板15，孔板15在整个横截面上均设有多个小孔19，对应的限位罩17上也开设有许多小孔19，方便限位罩17内的液体进出。其上方的冷却水只能通过孔板15上的小孔19流入孔板下方。船舶正常平稳运行时，浮球16浮于水面上，与孔板15有一定的距离，孔板15上的小孔19处于开启状态，方便其上方的冷却水流过；当船舶发生摇摆倾斜时，比如船体向右侧倾斜，导致右侧水位上升，使右侧对应的浮球16跟着上浮，从而堵住右侧孔板15上对应的小孔19，使水无法从右侧小孔19外流，从而抑制储水箱水位的大幅度下降。

其中，限位罩17可采用圆柱型结构，其与孔板15的连接部位采用弧形过渡，其与浮球16之间就形成了先渐缩后渐扩的空间，当船舶倾斜时，孔板15下方的水会绕过浮球16与限位罩17间的空隙流入孔板15的小孔19，当水流过浮球16和限位罩17间的渐缩空间时，流速增大，导致该处压力降低，从而使得浮球16收到一个向上的附加升力，再加上浮球16自身受到的浮力，两者共同作用使浮球16更好地封堵住孔板15的小孔19，能够一定程度上防止液体流过。

如图4所示，其给出了一种储水箱外形的实例，但不限于该实例的情况。储水箱2横截面可为圆形，也可为矩形。液体分布器3上的开孔可以如图4布置，也可根据具体情况排布。孔板15上的小孔19开孔情况也类似。

本实施例提供的船舶储水箱液位控制装置在船舶平稳航行时，冷却水从进水口1流入储水箱2，并从出水口18通过离心泵抽出，进水量与出水量一致，储水箱2水位保持稳定状态，此时浮球16浮在水面上，与孔板15有一定距离，孔板15上的小孔19处于开启状态。储水箱2外部两侧的外置外置包壳8内的重球10与内侧的柔性限位器11接触，储水箱2内部与第一齿轮5相连的第二导流板贴于储水箱2的内壁。与第一齿轮5连接的为第二导流板的非磁性段6，而磁性段7则位于第二导流板的另一端。冷却水从进水口1流入储水箱2后，经过储水箱2上方的液体分布器3均匀分配到下方空间，之后通过孔板15上的小孔19流入限位罩17内，再通过限位罩17上的小孔19与其外部水连通，最后通过离心泵从出水口18抽出。

本实施例提供的船舶储水箱液位控制装置在船舶遭遇海浪发生摇摆时，如图2所示，以船舶右倾为例。当船体右倾某个角度θ1时，在重力作用下，重球10会往右摆动一个角度θ2，然后重球10带动连杆9摆动θ2角度，连杆9与第二齿轮4连接，因此第二齿轮4也会旋转θ2角度，第二齿轮4与第一齿轮5通过齿轮传动，通过设定合理的齿轮传动比，则第一齿轮5可转动θ3角度，从而使得与第一齿轮5相连接的第二导流板旋转，第二导流板的磁性段7将会吸引隔板13右侧的第一导流板12，最终磁性段7与右侧的第一导流板12通过磁性吸附贴合构成右侧导流通道，使得经液体分布器3分配的右侧冷却水通过右侧导流通道流入中间隔板13的左侧空间中，使冷却水从孔板15的左侧小孔19流入下方的水中。同时，船体右倾后，储水箱2内的水往右倾，导致右侧浮球16在浮力的作用下上浮从而封堵住孔板15右侧对应的小孔19，而且船体右倾时，水会充满右侧的限位罩17，并有从浮球16和限位罩17之间的渐缩渐扩通道流出的趋势，若有水从该渐缩渐扩通道流出，则在渐缩通道内水的流速将会增大，从而使得该位置处的压力降低，这就额外给浮球16提供了一个附加升力，使得浮球16对小孔19的封堵力更大，封堵效果更好。由于浮球16的封堵效果，使得船体右倾时水无法从孔板15右侧小孔19流出，从而有效地抑制了储水箱的水位降低幅度，再加上进水口1经右侧的导流通道使冷却水汇聚于隔板13左侧，进一步提高了左侧的水位，达到抑制离心泵有效灌注高度降低的目的。

当船体复位时，重球10也跟着复位，带动第二导流板复位，第二导流板和第一导流板12构成的冷却水导流通道解除，储水箱2的水位恢复原状，右侧浮球16下落，使孔板15右侧小孔19重新打开，装置恢复原有状态。当船体向左倾斜时，与右倾类似，则是左侧相应结构动作。

综上所述，本发明实施例提供的船舶储水箱液位控制装置，通过同时设置摆动调节结构和浮球限位结构，当船舶发生摆动倾斜时，浮球限位结构在浮力和附加升力的共同作用下封堵倾斜侧的小孔，避免液体从储水箱倾斜侧的小孔流出，可抬高另一侧的水位。同时，摆动调节结构可以通过重力作用控制，引导冷却水流入非倾斜侧，从而可进一步提高储水箱非倾斜侧的水位，防止因抑制因船舶摇摆而造成的离心泵的灌注高度降低的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。