阅读说明：本技术 一种用于漂浮软管的夜间发光警示带及其使用方法 (Night luminous warning belt for floating hose and use method thereof ) 是由 王琰 常百津 韩宇 丁洪志 陈长钦 *** 侯金鸣 杨立兵 矫艳 刘洋 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于漂浮软管的夜间发光警示带及其使用方法,包括软管,所述软管外包覆有电致发光薄膜,所述电致发光薄膜与软管之间设置有反电渗透层；所述反电渗透层包括交替环绕在软管外壁并间隔设置的阳离子交换管和阴离子交换管；所述阳离子交换管的两侧连接有阳极板,所述阴离子交换管的两侧连接有阴极板,所有阳极板和阴极板处于同一圆周上并与电致发光薄膜相连接,且每对相邻的阳极板和阴极板相互对应；所述电致发光薄膜外包覆有过滤层,过滤层外包覆有保护层,电致发光薄膜、过滤层和保护层上均具有孔状结构。本发明旨在提供一种可直接与漂浮软管一起放入海水中,不用在漂浮软管上直接使用发光体材质的夜间发光警示带及其使用方法。(The invention discloses a night luminous warning belt for a floating hose and a using method thereof, wherein the night luminous warning belt comprises a hose, wherein an electroluminescent film is coated outside the hose, and a reverse electro-osmosis layer is arranged between the electroluminescent film and the hose; the reverse electro-osmosis layer comprises cation exchange tubes and anion exchange tubes which are alternately arranged around the outer wall of the hose at intervals; the two sides of the cation exchange tube are connected with anode plates, the two sides of the anion exchange tube are connected with cathode plates, all the anode plates and the cathode plates are positioned on the same circumference and are connected with the electroluminescent film, and each pair of adjacent anode plates and cathode plates correspond to each other; the electroluminescent film is coated with a filter layer, the filter layer is coated with a protective layer, and the electroluminescent film, the filter layer and the protective layer are all provided with porous structures. The invention aims to provide a night luminous warning belt which can be directly put into seawater together with a floating hose without directly using a luminous body material on the floating hose and a use method thereof.)

一种用于漂浮软管的夜间发光警示带及其使用方法

技术领域

本发明涉及外输漂浮软管领域，尤其涉及一种用于漂浮软管的夜间发光警示带及其使用方法。

背景技术

随着近十几年海洋油气生产的不断发展，海洋油气设施建设也随之进入了高峰，而外输漂浮软管作为FPSO上常见的外输设施，其关键程度是不言而喻的。外输软管是以钢筋为骨架，钢筋内外由帘线和橡胶材料构成的软管，具有强度高，重量轻的特点。该类软管分为艏部漂浮软管与艉部漂浮软管，根据FPSO的大小，采取二者兼有或者二者取其一的方式，与穿梭油轮连接。在没有外输工作时，外输软管卷起收存在滚筒处。然而在软管进行海上油气输送作业时，两船之间有100m～200m左右的距离，软管的识别极其困难，尤其是在夜间，更难以被发现。由于海上油气生产区域，往往有作业渔船经过，因此，存在渔船误撞软管造成事故的风险。

目前，软管最外层有橙色警示标志带，明显提高了白天显示度。但是，对于夜间持续作业的渔船而言，该警示带无法发挥作用，外输软管依然存在较大风险。而一旦发生碰撞事故后，极易造成原油泄漏、渔船倾覆等严重后果，带来人员、财产以及环境的重大损失。考虑到发光体材质对环境耐受性、寿命、适用工况等技术条件的要求限制诸多，导致外输漂浮软管上不能直接使用发光体材质，使外输漂浮软管的夜间识别较为困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种可直接与漂浮软管一起放入海水中，不用在漂浮软管上直接使用发光体材质的夜间发光警示带及其使用方法。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案予以实现的：

一种用于漂浮软管的夜间发光警示带，包括软管，所述软管外包覆有电致发光薄膜，所述电致发光薄膜与软管之间设置有反电渗透层；所述反电渗透层包括交替环绕在软管外壁并间隔设置的阳离子交换管和阴离子交换管；所述阳离子交换管的两侧连接有阳极板，所述阴离子交换管的两侧连接有阴极板，所有阳极板和阴极板处于同一圆周上并与电致发光薄膜相连接，且每对相邻的阳极板和阴极板相互对应；所述电致发光薄膜外包覆有过滤层，过滤层外包覆有保护层，电致发光薄膜、过滤层和保护层上均具有孔状结构。

进一步的，所述阳离子交换管和阴离子交换管均通过热熔方式固定在软管和电致发光薄膜之间，所述阳极板和阴极板均通过热熔方式固定在离子交换管上。

进一步的，所述阳离子交换管和所述阴离子交换管的截面均为六角形，所述阳离子交换管由异向聚乙烯阳膜构成，所述阴离子交换管由异向聚乙烯阴膜构成。

进一步的，所述软管的端口外周套设有封住反电渗透层、电致发光薄膜、过滤层和保护层两侧的环形隔水板，所述隔水板对应各离子交换管开设有与离子交换管截面相同的通孔。

进一步的，所述过滤层上孔状结构的孔径为0.5cm，所述过滤层由无色透明有机玻璃构成。

进一步的，所述保护层由透明硅胶材料构成，所述保护层内壁设置有与保护层孔状结构相同的黄绿色PVC透光膜。

本发明还包括一种漂浮软管夜间发光警示带的使用方法，步骤如下：

①在软管外表面间隔预制多条离子交换管数量相同的发光警示带，并让同性的离子交换管相对应，相邻的发光警示带之间，通过隔水接管将相对应的离子交换管相连通，首部发光警示带上各离子交换管的首端，与尾部发光警示带上各离子交换管的末端均设置有隔水接管，沿软管轴向相互连通的离子交换管和隔水接管共同构成离子交换通道；

②以首部发光警示带上一对相邻的阴阳离子交换通道为注水端，在阳离子交换通道和阴离子交换通道的端口上，均连通有穿设在软管首端连接法兰的进水管道，两条进水管道通过三通管与输水泵相连通；

③将注水端离子交换通道的末端，与一侧相邻的同性离子交换通道的末端通过通道连接管相连通，而后继续顺着圆周方向，将该离子交换通道的首端，与下一个同性的离子交换通道的首端通过通道连接管相连通，直至连通至注水端另一侧相邻的同性离子交换通道，通过上述方式将同性的各离子交换通道首尾连通；

④注水端另一侧相邻的一对阴阳离子交换通道上未连接通道连接管的端口，均连通有穿设在该侧软管上连接法兰的排水管道，两条排水管道通过三通管与离子浓度检测仪相连通，并在离子浓度检测仪上连接排放管；

⑤将预制有上述结构的软管放到海里，通过输水泵向注水端的阴阳离子交换通道中输送淡水，至所有离子交换通道中充满淡水后再关闭输水泵，使淡水滞留在离子交换通道中；

⑥定期向离子交换通道中注入新的淡水，通过离子浓度检测仪检测所排出淡水的氯离子浓度，当氯离子浓度高于上限值时向注入新淡水，保障持续发光。

进一步的，步骤①中，软管之间通过连接法兰相连接，连接法兰上开设有与阴阳离子交换管数量相同的预设孔，通过预设孔穿设隔水接管。

进一步的，步骤⑥中，淡水中的氯离子浓度上限值为200ppm。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可明显提高漂浮软管夜间的能见度，避免了在外输漂浮软管上使用发光体材质，可适应海上的工况。通过向离子交换管中输入淡水，让海水依次透过保护层、渗透层和电致发光薄膜进入到反电渗透层，使阴阳离子进行流动产生电压，引起电致发光薄膜发光。使漂浮软管不通过使用电能和电器发光，避免了在外输软管上布设复杂的电路以及通电困难的问题。由于淡水可从野外获得，大大降低了使用成本。

2、电致发光薄膜外部的过滤层可起到过滤海水中杂质的作用，避免大颗粒的杂质透入警示带中。而且过滤层由无色透明有机玻璃构成，具有较好的透光性，便于电致发光薄膜发出的光透过。保护层由透明硅胶材料构成，具有较好的强度和柔度可保护内侧的结构，同样具有较好的透光性，保护层内壁还粘贴有黄绿色PVC透光膜，使外部看到的光为黄绿色，进一步提高了漂浮软管在夜间的可见度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中隔水板的结构示意图；

图3为本发明的使用状态示意图；

图4为本发明中离子交换通道的结构示意图；

图5为本发明中软管连接的结构示意图。

附图标记：

1-软管，2-阳离子交换管，3-阴离子交换管，4-阳极板，5-阴极板，6-电致发光薄膜，7-过滤层，8-保护层，9-隔水接管，10-连接法兰，11-通道连接管，12-进水管道，13-三通管，14-排水管道，15-输水泵，16-离子浓度检测仪，17-隔水板，18-通孔，19-排放管。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，一种用于漂浮软管的夜间发光警示带，包括软管1，所述软管1外包覆有电致发光薄膜6，所述电致发光薄膜6与软管1之间设置有反电渗透层；所述反电渗透层包括交替环绕在软管1外壁并间隔设置的阳离子交换管2和阴离子交换管3，阳离子交换管2和阴离子交换管3采用热熔方式固定在软管1和电致发光薄膜6之间；所述阳离子交换管2的两侧通过热熔方式连接有阳极板4，所述阴离子交换管3的两侧通过热熔方式连接有阴极板5，所有阳极板4和阴极板5处于同一圆周上并与电致发光薄膜6相连接，且每对相邻的阳极板4和阴极板5相互对应；所述电致发光薄膜6外包覆有过滤层7，过滤层7外包覆有保护层8，电致发光薄膜6、过滤层7和保护层8上均具有孔状结构；所述阳离子交换管2和阴离子交换管3均通过热熔方式固定在软管1和电致发光薄膜6之间，所述阳极板4和阴极板5均通过热熔方式固定在离子交换管上，所述阳离子交换管2和所述阴离子交换管3的截面均为六角形，所述阳离子交换管2由异向聚乙烯阳膜构成，所述阴离子交换管3由异向聚乙烯阴膜构成；所述过滤层7上孔状结构的孔径优选为0.5cm，所述过滤层7由无色透明有机玻璃构成；所述保护层8由透明硅胶材料构成，所述保护层8内壁设置有与保护层8孔状结构相同的黄绿色PVC透光膜。

其中，所述软管1的端口外周固定套设有封住反电渗透层、电致发光薄膜6、过滤层7和保护层8两侧的环形隔水板17，所述隔水板17对应各离子交换管开设有与离子交换管截面相同的通孔18。环绕在软管1外周的隔水板17与软管1的管壁密封连接，并封住反电渗透层、电致发光薄膜6、过滤层7和保护层8的两侧，可防止海水和其他杂质流入反电渗透层中，且不阻挡软管1的端口。使海水只可单向的透过保护层8、过滤层7和电致发光薄膜6上的孔状结构进入到反电渗透层中，控制海水与离子交换管内淡水之间的离子交换速率。

如图3至图5所示，本发明的使用方法，步骤如下：

①在软管1外表面间隔预制多条离子交换管数量相同的发光警示带，并让同性的离子交换管相对应，相邻的发光警示带之间，通过隔水接管9采用热熔方式将相对应的离子交换管相连通。首部发光警示带上各离子交换管的首端，与尾部发光警示带上各离子交换管的末端均采用热熔方式连接有隔水接管9，沿软管1轴向相互连通的离子交换管和隔水接管9共同构成离子交换通道。当软管1不连续时，可采用连接法兰10将两段软管连接，并在连接法兰10上开设有与阴阳离子交换管数量相同的预设孔，通过预设孔穿设隔水接管9。

②以首部发光警示带上一对相邻的阴阳离子交换通道为注水端，在阳离子交换通道和阴离子交换通道的端口上，均连通有穿设在软管1首端连接法兰10的进水管道12，两条进水管道12通过三通管13与输水泵15相连通。

③将注水端阳离子交换通道的末端，按顺时针或逆时针方向，与一侧相邻的阳离子交换通道的末端通过通道连接管11相连通，而后继续顺着圆周方向，将该阳离子交换通道的首端，与下一个阳离子交换通道的首端通过通道连接管11相连通，使各阳离子交换通道的首端与末端依次轮流连接，直至连通至注水端另一侧相邻的阳离子交换通道，实现所有阳离子交换通道单向连通；按上述方式，将注水端阴离子交换通道的末端，继续沿之前的圆周方向，与相邻的阴离子交换通道的末端通过通道连接管11相连通，再将该阴离子交换通道的首端，与下一个阴离子交换通道的首端通过通道连接管11相连通，直至连通至注水端另一侧相邻的阴离子交换通道。将同性的各离子交换通道首尾连通，实现淡水可单向输送至所有离子交换通道。

④注水端另一侧相邻的一对阴阳离子交换通道上未连接通道连接管11的端口，均连通有穿设在该侧软管1上连接法兰10的排水管道14，两条排水管道14通过三通管13与离子浓度检测仪16相连通，并在离子浓度检测仪16上连接排放管19。

⑤将预制有上述结构的软管1放到海里，通过输水泵15向注水端的阴阳离子交换通道中输送淡水，至所有离子交换通道中充满淡水后再关闭输水泵15，使淡水滞留在离子交换通道中。

海水依次透过保护层8、过滤层7和电致发光薄膜6进入到反电渗透层中。因为在阴阳离子交换管的两侧溶液浓度不同，所以海水中的阳离子会在浓度差的推动下透过阳离子交换管2流向阳极板4，阴离子会在浓度差的推动下透过阴离子交换管3流向阴极板5，同时离子交换管内部的淡水也会在浓度差的推动下向外部渗透。当电子从阳极板4传到阴极板5就会形成电流，并由与电致发光薄膜6相连接的阳极板4和阴极板5引导，对电致发光薄膜6供电，从而产生电压。电致发光薄膜6可用薄膜电致发光材料构成，电致发光薄膜6是将发光体夹在两个平行平板电极之间，如平板电极为透明的导电玻璃。在外界电压驱动下，从电致发光薄膜6中阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在有机层中形成激子，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发从基态迁跃到激发态，当受激分子从基发态回到基态时辐射迁跃而发光，从而引起电致发光薄膜6整体发光。光透过保护层8时，由于保护层8内壁上贴有黄绿色的PVC透光膜，所以从外部看到的光为黄绿色。

⑥由工作人员定期观察警示带发光的强弱，当警示带发出的光在夜间能见度较低时，打开安置在平台上的离子浓度检测仪16的排放管19管口，排出离子交换通道内的旧淡水，再由输水泵15向离子交换通道中注入新的淡水，淡水充满后再关闭排放管19。从而维持阴阳离子交换管进行的离子交换，保障警示带持续发光。同时可通过观察离子浓度检测仪17所检测出的管道内淡水的氯离子浓度，当氯离子浓度高于200ppm时，向管道中重新注入新淡水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。