一种多气泡破冰装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于破冰技术领域，具体涉及一种多气泡破冰装置及方法。本发明专利技术无需对船体结构进行改造，通过软管连接可将结构放置于任意安全合适位置，将主要发生气泡端装置安装在船体适当位置，可操作性高，并可根据实际工况需求调整释放储压管的长度和数量及排列方式，达到最优的破冰形式。本发明专利技术通过储气室和恒压气罐两个高压容器配合，可以及时高效的释放高压气泡并迅速补充高压气准备下一次破冰作业。本发明专利技术可以连续无间断持续的破冰工作，并且可根据现场冰层环境的变化随时调整破冰装置的破冰能力。本发明专利技术采用空气压缩，无污染，对极地海洋环境做到零污染，绿色环保，安全可靠，经济效应较好，并且可重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多气泡破冰装置及方法
本专利技术属于破冰
，具体涉及一种多气泡破冰装置及方法。
技术介绍
随着陆地资源的紧缺，海洋资源逐渐成为人类科学探索和开采应用的重要领域，地球极地含有丰富的石油、天然气、可燃冰和矿石资源，为此科研人员如何深入极地地区进行更多的科研任务和资源勘探成为了主要难题。目前最常见的两种极地破冰方式为破冰船破冰和爆破破冰两种，破冰船破冰通过船体特殊的结构形式采用自身重量和动力冲撞的方式进行破冰，此方法效率低，对一些地区的冰层破坏效果较差，需要反复多次的碰撞才得以完成破冰，而且对破冰船提自身的结构和强度提出较大的挑战。另一种方式为爆破破冰，通过空投炸药或预埋炸药的方式对破冰进行破坏，此方法危险性较大而且无法确保破冰工作的顺利正常进行，并且对极地环境的破坏是一种不可逆的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多气泡破冰装置。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气压缩机连接，储气室的出气口通过恒压输出电磁阀与恒压气罐连接；所述的恒压气罐一侧设有一排喷气口，每个喷气口通过连接软管与其对应的供压电磁阀连接；所述的供压电磁阀通过释放储压管与数字单向阀和触发电磁阀依次连接；所述的数字单向阀上设有数字压力变送器；所述的触发电磁阀顶部设有高压气泡喷口。本专利技术还可以包括：所述的储气室上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在储气室底部设有排污口和安全阀；所述的储气室与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接。所述的恒压气罐上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在恒压气罐底部设有排污口和安全阀；所述的恒压气罐与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接；所述的恒压气罐与各连接软管之间通过法兰连接。本专利技术的目的还在于提供一种多气泡破冰方法。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：包括以下步骤：步骤1：在破冰载体布置多气泡破冰装置；所述的多气泡破冰装置包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气压缩机连接，储气室的出气口通过恒压输出电磁阀与恒压气罐连接；所述的恒压气罐一侧设有一排喷气口，每个喷气口通过连接软管与其对应的供压电磁阀连接；所述的供压电磁阀通过释放储压管与数字单向阀和触发电磁阀依次连接；所述的数字单向阀上设有数字压力变送器；所述的触发电磁阀顶部设有高压气泡喷口；所述的恒压输出电磁阀、供压电磁阀、数字单向阀和触发电磁阀均由破冰载体的控制模块统一控制，初始关闭所有电磁阀的开关；步骤2：开启空气压缩机，打开恒压输出电磁阀；空气压缩机向储气室内注入高压气体，预定压强为P1，设置恒压输出电磁阀的允许通过最大压强P2，P1>P2；步骤3：当恒压气罐内压强达到设定的P2时，关闭恒压输出电磁阀，此时空气压缩机继续向储气室内注入高压气，当储气罐内的高压气达到预定的P1时，关闭空气压缩机；步骤4：进行破冰作业，恒压气罐内的高压气通过连接软管传输到供压电磁阀；打开供压电磁阀使释放储压管内的压强达到预定产生的气泡强度的压强P3，压强可通过释放储压管上的数字压力变送器实时将数据传输给控制模块远程监控；步骤5：关闭供压电磁阀，打开所有触发电磁阀，高压气泡同时从高压气泡喷口处产生，通过高压气泡的膨胀和收缩引起水的运动和引起的水射流达到破冰的目的；步骤6：在完成一次破冰作业后，控制模块自动控制电磁阀完成后续破冰工作；当储气罐内的压强小于P2时，运行空气压缩机，将储气罐内的压强补充至P2；当恒压气罐内的压强小于P2时，恒压输出电磁阀自动打开向恒压气罐内冲入高压气直到压强达到P2；在完成一次破冰作业后，恒压气罐3内的压强仍为P2，打开供压电磁阀向释放储压管6内冲入高压气直到P3；关闭供压电磁阀，再次打开触发电磁阀，完成下一组破冰工作；步骤7：破冰作业结束后，关闭触发电磁阀，由于有数字单向阀保证释放储压管内不会进入海水。本专利技术还可以包括：所述的储气室上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在储气室底部设有排污口和安全阀；所述的储气室与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接；控制模块通过压力变送器和压力显示器远程监控储气室内气压；当储气罐内的压强大于P1时，安全阀自动排气，在突发情况下可通过手动泄压开关泄压；排污口用于定期对罐体内部进行清理。所述的恒压气罐上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在恒压气罐底部设有排污口和安全阀；所述的恒压气罐与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接；所述的恒压气罐与各连接软管之间通过法兰连接；控制模块通过压力变送器和压力显示器远程监控恒压气罐内气压；当恒压气罐内的压强大于P2时，安全阀自动排气，在突发情况下可通过手动泄压开关泄压；排污口用于定期对罐体内部进行清理。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出一种安全环保，破冰效率高的多气泡破冰装置及方法来进行破冰船破冰作业的有效辅助装置，通过在现有破冰船体前端安装多组阵列高压气泡发生装置，所产生的高压气泡脉动可以携带足够较高的能量，这种气泡将在外界环境下内外压力差的作用下过度膨胀并随后收缩、坍塌，所产生的能量适用于对极地冰层破冰。本专利技术无需对船体结构进行改造，通过软管连接可将结构放置于任意安全合适位置，将主要发生气泡端装置安装在船体适当位置，可操作性高，并可根据实际工况需求调整释放储压管的长度和数量及排列方式，达到最优的破冰形式。同时本专利技术通过储气室和恒压气罐两个高压容器配合，可以及时高效的释放高压气泡并迅速补充高压气准备下一次破冰作业，期间无间隔，无需进行对高压气泡的长时间准备工作。本专利技术可以连续无间断持续的破冰工作，并且可根据现场冰层环境的变化随时调整破冰装置的破冰能力。本专利技术采用空气压缩，无污染，对极地海洋环境做到零污染，绿色环保，安全可靠，经济效应较好，并且可重复使用。附图说明图1是本专利技术的一种多气泡破冰装置的整体示意图。图2是本专利技术的一种多气泡破冰装置的储气室示意图。图3是本专利技术的一种多气泡破冰装置的恒压气罐示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。本专利技术提出一种安全环保，破冰效率高的多气泡破冰装置及方法来进行破冰船破冰作业的有效辅助装置，通过在现有破冰船体前端安装多组阵列高压气泡发生装置，所产生的高压气泡脉动可以携带足够较高的能量，气泡脉动是指在水中生成的内部压力高于水体压力的气泡，这种气泡将在外界环境下内外压力差的作用下过度膨胀并随后收缩、坍塌，所产生的能量适用于对极地冰层破冰。本专利技术装置无需对船体进行大规格改造的前提下，使破冰船的破冰作业效率高效提升，并且可以连续无间断持续的破冰工作，并且可根据现场冰层环境的变化随时调整破冰装置的破冰能力。本专利技术安全无污染，对极地环境无破坏，节能可靠。本专利技术目的是提供一种无需对当前破冰船体进行改造，可直接应用的新型破冰装置，旨在辅助现有极地破冰船进行破冰探索的任务，其破冰过程高效安全环保。一种多气泡破冰装置，包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多气泡破冰装置，其特征在于：包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气压缩机连接，储气室的出气口通过恒压输出电磁阀与恒压气罐连接；所述的恒压气罐一侧设有一排喷气口，每个喷气口通过连接软管与其对应的供压电磁阀连接；所述的供压电磁阀通过释放储压管与数字单向阀和触发电磁阀依次连接；所述的数字单向阀上设有数字压力变送器；所述的触发电磁阀顶部设有高压气泡喷口。/n

【技术特征摘要】
1.一种多气泡破冰装置，其特征在于：包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气压缩机连接，储气室的出气口通过恒压输出电磁阀与恒压气罐连接；所述的恒压气罐一侧设有一排喷气口，每个喷气口通过连接软管与其对应的供压电磁阀连接；所述的供压电磁阀通过释放储压管与数字单向阀和触发电磁阀依次连接；所述的数字单向阀上设有数字压力变送器；所述的触发电磁阀顶部设有高压气泡喷口。


2.根据权利要求1所述的一种多气泡破冰装置，其特征在于：所述的储气室上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在储气室底部设有排污口和安全阀；所述的储气室与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接。


3.根据权利要求1或2所述的一种多气泡破冰装置，其特征在于：所述的恒压气罐上布置有压力变送器、压力显示器和手动泄压开关，在恒压气罐底部设有排污口和安全阀；所述的恒压气罐与恒压输出电磁阀之间通过法兰连接；所述的恒压气罐与各连接软管之间通过法兰连接。


4.一种多气泡破冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在破冰载体布置多气泡破冰装置；
所述的多气泡破冰装置包括储气室；所述的储气室的进气口通过高压管与空气压缩机连接，储气室的出气口通过恒压输出电磁阀与恒压气罐连接；所述的恒压气罐一侧设有一排喷气口，每个喷气口通过连接软管与其对应的供压电磁阀连接；所述的供压电磁阀通过释放储压管与数字单向阀和触发电磁阀依次连接；所述的数字单向阀上设有数字压力变送器；所述的触发电磁阀顶部设有高压气泡喷口；所述的恒压输出电磁阀、供压电磁阀、数字单向阀和触发电磁阀均由破冰载体的控制模块统一控制，初始关闭所有电磁阀的开关；
步骤2：开启空气压缩机，打开恒压输出电磁阀；空气压缩机向储气室内注入高压气体，预定压强为P1，设置恒压输出电磁阀的允许通过最大压强P2，P1>P2；
步骤3：当恒压气罐内压强达到设定的P2时，关闭恒压输出电磁阀，此时空气压缩机继续向储气室内注入高压气，当储气罐内的高压气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阿漫，张晓龙，王诗平，崔璞，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23