丙烯醛压载水处理装置的连接装置的制作方法

1.本发明涉及一种将一个产生水性丙烯醛溶液的丙烯醛压载水处理装置连接到从船舶周围导入船舶压载水箱的主压载水流主管道的连接装置，该连接装置包括一个抽取装置，用于从压载水主管道抽取部分压载水流并将该部分压载水流导入装置中用于产生水性丙烯醛溶液；以及一个回流装置，用于将含有水性丙烯醛溶液的部分压载水流回流至压载水主管道。


背景技术：

2.在de 10 2009 023 314 a1中公开了一种用丙烯醛处理压载水的设备，该设备与压载水处理装置的压载水主管道相连接，包括一个反应器装置，通过加入丙烯醛衍生物和水来产生水性丙烯醛溶液；一个分流管，其与压载水主管道相连接用于分流部分压载水流；一个混合装置，其与分流管和反应器装置的丙烯醛溶液供给管相连接，并设计用于稀释来自反应器装置的水性丙烯醛溶液；以及一个回流管，其将混合装置中的水性丙烯醛溶液供给到压载水主管道。回流管带有一个设计用于插入压载水主管道的环状喷嘴，该环状喷嘴包括一个喷嘴环，该喷嘴环的内周上分布有多个喷口。环状喷嘴的下游是一个混合孔板式的流体干扰装置。
3.根据de 10 2009 023 314 a1，安装用丙烯醛处理压载水设备的供给装置需要中断压载水主管道两次，一次是安装用于抽取部分压载水流的有法兰面的t形件，另一次是安装有法兰面的环状喷嘴。在该连接装置的实际使用中表明，在船上两次中断压载水主管道的装配和焊接工作量很大。
4.在该设备的实际使用中表明，带有混合孔板的流体干扰装置的液压损失过大。此外，环状喷嘴的开口可能由于污染而堵塞。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种将产生水性丙烯醛溶液的设备连接到从船舶周围导入船舶压载水箱的主压载水流主管道的连接装置，通过这种连接装置，可以为船舶装备压载水处理装置提供便利，同时也可以实现丙烯醛溶液在主压载水流中更好的混合。
6.该目的通过权利要求1的特征实现，从属权利要求构成本发明的其他改进方案。
7.根据本发明的用于将产生水性丙烯醛溶液的装置连接到主压载水流主管道的连接装置，其特征在于，抽取装置和回流装置组合在一个结构单元中，并各自具有将丙烯醛溶液与主压载水流混合的方法。
8.在压载水管上安装根据本发明的连接装置非常简易，因为仅需在压载水管的一个位置上切开。此外，部分压载水流与主压载水流bw在很少的液压损失下混合的非常好。
9.通过设备的两个部分，抽取装置和回流装置，并与其各自的混合装置，可促进压载水分流与主压载水流均匀、湍流地混合。
10.根据本发明的连接装置的抽取装置，以一种有利方式，包括一个管段，其内径适配
于压载水主管道的内周，以及一个径向插入管段的管道，其被设计作为部分压载水流的抽水管。
11.该抽取装置的优势在于，一方面，可以从主压载水流中抽取足够的部分压载水流，另一方面，管道会产生不对称的湍流，有助于部分压载水流与主压载水流在后续流动中的混合。
12.根据本发明的连接装置的抽取装置，以一种有利方式，在其末端包括一个用于连接压载水主管道的第一松动法兰和一个用于连接回流装置的第二松动法兰，从而以一种有利方式使连接装置的模块化设计成为可能。
13.根据本发明的连接装置的回流装置，以一种有利方式，包括一个环状喷嘴，该喷嘴包括一个在其管周上设有多个条形开口状喷口的内管段，以及一个外管段，由此形成一个环形空间。以一种有利方式，条形开口状喷口为抗污染的设计，从而减少了喷口被堵塞的风险。
14.根据一个有利的实施方案，回流装置包括一个注射管，其切向通向由环状喷嘴的内管段和外管段形成的环形空间，通过该注射管将压载水处理设备产生的水性丙烯醛溶液供给到环状喷嘴中，以便环状喷嘴的喷口四周都有足够的液体供应。
15.根据一个有利的实施方案，喷口的条形开口面积之和与注射管的横截面积相对应，从而使出现液体逆流的可能降至最低。
16.以一种有利方式，喷嘴条形开口具有圆角，并在内管段的管周上以之字形交错排列，从而实现了从环状喷嘴均匀地释放液体。
17.如果在外管段和内管段之间设置有用于与抽取装置上的松动法兰相连接的法兰环和用于与下游出口装置上的松动法兰相连接的法兰环，那么连接装置的模块化设计会得到进一步改善。
18.为了提高连接设备的密封性，以一种有利方式，在抽取装置的管段的焊接法兰之间设置一个扁平密封圈，以及在出口装置的焊接法兰和第二法兰环之间设置一个扁平密封圈。
19.根据本发明的连接装置的另一个有利的实施方案，其特征在于，位于回流装置下游的管段包括一个波纹管，该波纹管一方面可以在从压载水主管道切出的管段和连接装置的长度之间实现长度补偿，另一方面，由于其波纹，可以产生额外的混合效应。
20.如果在回流装置的末端分别设置有用于与回流装置的相邻法兰环相连接的法兰和用于与压载水主管道的指定法兰相连接的松动法兰，那么连接装置的模块化设计将得到进一步改善。
21.根据本发明的连接装置通过把抽取装置、回流装置和出口装置组合成一个结构单元，与根据de 10 2009 023 314 a1的已知设备相比，混合效果得到了实质改善。因为除了环状喷嘴外，抽取装置还通过延伸至压载水主管道的抽水管，促进主压载水流与丙烯醛溶液的混合，出口装置也通过波纹管的波纹促进主压载水流与丙烯醛溶液的混合，而在de 10 2009 023 314 a1中，只有环状喷嘴和混合孔板有助于主压载水流与丙烯醛溶液的混合。
附图说明
22.上述发明进一步的优势、特征和应用可能，由以下结合图示实例的描述得出。
23.在描述中、在权利要求书中以及在图示中，使用以下标号列表中的术语和指定参考标识。具体图示为：
24.图1所示为根据本发明的一个实施方案的连接装置，该连接装置结构紧凑、可直接安装于压载水主管道上。
25.图2所示为基于图1的连接装置的分解图。
26.图3所示为基于图1的连接装置的剖面图。
具体实施方式
27.如图所示，根据本发明的连接装置包括三个部件，即一个用于从主压载水流bw中抽取部分压载水流的抽取装置4，一个用于将部分压载水流回流至主压载水流bw的环状喷嘴8形式的回流装置6，以及一个出口装置10。因此，如图3所示，抽取装置4被设置在环状喷嘴8的上游，而出口装置10被设置在环状喷嘴8的下游。
28.环状喷嘴8的内径适配于主压载水流bw流经的压载水主管道的内周。从图3可以看出，环状喷嘴8有一个喷嘴环14，其包括一个在其管周上设有多个条形开口状喷口18的内管段16，以及一个外管段20。
29.两个法兰环22和24以流体密封的方式被焊接在内管段16和外管段20之间。螺纹螺柱26和28被插入法兰环22和24中，这些螺柱带有螺纹，可以通过螺母30和32与根据本发明的供给装置2的其他部件组装。
30.图2所示为连接装置2的分解图，其中环状喷嘴8包括一个切向连接到外管段16的注射管34。从图2和图3可以看出，环状喷嘴8的喷口18是具有圆角的条形开口，并在内管段16的管周上以之字形交错排列。例如，喷口18的开口长度为80毫米，条形开口宽为6毫米。喷口18的条形开口面积之和与注射管34的横截面积相对应。这种类型的喷口18的设计和布置是抗污染的，并可使部分压载水流与主压载水流bw非常好的混合。
31.在压载水主管道中通常的流速约为2米/秒时，根据本发明的连接装置的液压损失仅为根据de 10 2009 023 314的环状喷嘴和混合孔板组合的液压损失的15％至20％。
32.抽取装置4包括一个管段36，其内径适配于主压载水流bw流经的压载水主管道的内周，以及一个径向插入管段36的抽水管38，其上有一个连接的弯管40，作为，例如根据de 10 2009023 314 a1，通向压载水设备的压载水分流的抽水管。
33.从主压载水流bw中抽取的部分压载水流通过90度弯管40进入抽水管38，其管口42的方向与主压载水流bw的流动方向相反。如图2和图3所示，管口42与管段36的轴线同心。管口42的内径与管段36的内径之比约为0.25至0.33。
34.管段36有两个焊接法兰44和46以及两个相对应的松动法兰48和50。如图3所示，抽取装置4通过松动法兰50与环状喷嘴8通过螺纹螺柱26和螺母30连接。为了确保流体密闭连接，在焊接法兰46和法兰环22之间设置有一个扁平密封圈52。
35.抽水管38伸入管段36的部分和与其90度焊接的弯管40，其管径与抽水管38相同，使流经的主压载水流bw产生不对称的湍流。从而在下端的环状喷嘴8中实现了部分压载水流与主压载水流bw额外的混合。
36.出口装置10包括一个波纹管54，其内径适配于主压载水流bw流经的压载水主管道的内周。波纹管54有两个焊接法兰56和58，以及两个相对应的松动法兰60和62。
37.如图3所示，出口装置10通过松动法兰60、通过螺纹螺柱28和螺母32与环状喷嘴8的法兰环24连接。为了确保回流装置6和出口装置10之间的流体密封连接，在出口装置10的焊接法兰56和环状喷嘴8的法兰环24之间设置有一个扁平密封圈64。
38.出口装置10的波纹管54至少有两个，通常是三到五个管波纹66，在波纹管54的内周上为流出环状喷嘴8的压载水流提供额外的对称湍流。波纹管54同时还可以作为补偿装置，用以补偿从压载水主管道切出的管段的长度与连接装置的长度之间的偏差。
39.该连接装置的特征是由一个环状喷嘴8和一个作为挡板设置在上游的抽取装置4组装而成，该装置同时包括，例如根据de 10 2009 023 314 a1的压载水处理设备，通过压载水处理设备的泵(未显示)抽取部分压载水流的抽水管38，以及一个出口装置10，该装置被设计成对称的挡板，并与环状喷嘴8的下游相连，能够补偿连接装置2的长度。
40.根据图1，结构紧凑的供给装置2可以很容易地安装在压载水主管道上，仅需在适当的位置拆掉一个管段。焊接法兰被焊接到压载水主管道新产生的管端，然后根据本发明的连接装置2可以直接与两个扁平密封圈一起，作为被拆掉的管段的替代，安装到水管上。长度上的微小差异由出口装置10通过出口装置的波纹管的长度调整来补偿。
41.在本发明的实际应用中，在压载水主管道从压载水泵到压载水箱这一段的一个适当的位置被切开，并拆掉一个管段。焊接法兰被焊接在新产生的自由管端。所安装的两个焊接法兰的密封面之间的距离大约相当于由抽取装置4、回流装置6和出口装置10组成的连接装置2两端的密封面之间的距离。长度上的微小差异由出口装置10来补偿。
42.标号列表
43.2 连接装置
44.4 抽取装置
45.6 回流装置
46.8 环状喷嘴
47.10 出口装置
48.14 喷嘴环
49.16 内管段
50.18 喷口
51.20 外管段
52.22 法兰环
53.24 法兰环
54.26 螺纹螺柱
55.28 螺纹螺柱
56.30 螺母
57.32 螺母
58.34 注射管
59.36 管段
60.38 抽水管
61.40 弯管
62.42 管口
63.44 焊接法兰
64.46 焊接法兰
65.48 松动法兰
66.50 松动法兰
67.52 扁平密封圈
68.54 波纹管
69.56 焊接法兰
70.58 焊接法兰
71.60 松动法兰
72.62 松动法兰
73.64 扁平密封圈
74.66 管波纹