一种具有维修梯的油水隔离置换油舱及油舱维护方法

1.本发明涉及船舶维修管理技术领域，具体为一种具有维修梯的油水隔离置换油舱及油舱维护方法。


背景技术：

2.随着现代船舶的大型化发展，在船舶排水量相等的情况下提高燃油装载量，对提高船舶的运营效率，降低运营成本具有重要作用，特别是对于舰船，提高燃油装载量，对扩大作战范围半径，减少补给风险具有重要意义，但是在传统情况下，船舶需要额外单独设置海水压载舱，用于实现船舶稳性的调节和控制。通过油水隔离的方式，不仅可以将海水压载舱和燃油存储舱整合为一体，在相同排水情况下大幅提高整个船舶的燃油装载量，而且可以避免油水混合造成海洋环境和原油的污染，从而有效的保障原油的质量。
3.船舶油舱多利用油密度低于水，自然形成明显的油水交界的原理达到油水置换，但仍会有少量原油在油水置换过程中随水排放到周围海水中，累积造成环境污染，同时置换出的油仍含有少量水，造成了油不纯，也没有将海水压载舱和燃油装载舱整合为一体提高燃油装载量。例如，公开号为cn85102598的中国专利“贮存高凝原油的油水置换工艺”和公开号为cn103449063a的中国专利“零污染油水置换水下储油系统”中公开的技术方案均属于油水直接接触的油水置换，存在油水接触会具有油滴渗入海水及热量损失，析出凝析油等风险。
4.另一种更为安全的做法是将油和水置于同一个储存空间中，同时使用物理隔离的方法将油水隔开，使其不会相互影响。
5.目前业界已有多种采用油水隔离膜使油水分离的油水置换舱室设计方法或方案，但在维修维护方面，无论是梯子与隔膜之间产生的干涉，还是隔膜作为柔性复合材料面对长期油水侵泡、反复拉扯情况下的监测维护，都没有一个安全便捷、智能可视化的解决方案。
6.公开号为cn2818386y的中国专利公开了一种采用保温气垫的隔离式油水置换水下储油装置,使用柔软低弹性气密材料制作的保温气垫能显著减少原油热量散失，但必须布置补气罐和补气管线，工艺复杂，而且成本较高，难以普及。公开号为cn1030433336b的中国专利公开了一种油水隔离式水下储油舱，其通过一块隔热物理板及周围的软性油水隔离膜实现油水物理分离，但是，实际操作中油水隔离膜的运动形态难以控制从而不能限制隔离膜的位置。公开号为cn2818385y的中国专利公开了一种隔离式油水置换水下储罐,在原油与海水之间增加一层油水隔离布以解决海水污染的问题，但是，由于油水隔离布具有柔软的特点，很难控制其形态，容易发生破损。


技术实现要素：

7.为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种具有维修梯的油水隔离置换油舱及油舱维护方法，用以解决上述技术问题中的至少一个。
8.基于本发明的一方面，提供一种具有维修梯的油水隔离置换油舱：
9.包括油舱壳体和设置于油舱壳体内的柔性隔膜，所述柔性隔膜的底部为开口，柔性隔膜侧壁的底部朝靠近油舱壳体的方向形成有水平延伸部，所述油舱壳体底部内壁通过法兰组件与柔性隔膜的水平延伸部密封连接；
10.所述柔性隔膜内形成有储水腔，所述油舱壳体底部设置有与储水腔连通的进出水管道；所述柔性隔膜与油舱外壳之间形成有储油腔，所述油舱壳体上设置有与储油腔连通的进出油管道；
11.所述油舱壳体的内侧壁上竖直设置有若干维修梯，每一所述维修梯均设置于油舱壳体两个相邻面形成的夹角处；油舱壳体的顶部开设有多个油舱入口，每一所述油舱入口均位于一个维修梯的正上方；
12.每一所述维修梯均连接有竖向导轨，所述竖向导轨上滑动连接有若干导向轮，每一所述导向轮均通过连接链与柔性隔膜的外表面实现可拆卸连接。
13.在上述技术方案中，通过柔性隔膜实现油与水的隔离储存，避免油和水之间相互污染，造成被污染的水排出船外导致环境污染及油的品质的下降。
14.在油舱内设置维修梯，方便工作人员进入油舱内进行检修，且通过竖向导轨和导向轮连接柔性隔膜，使在向柔性隔膜内注水或从中排水时，柔性隔膜沿竖直导轨滑动，防止柔性隔膜左右晃动撞到油舱内其他部件，从而降低柔性隔膜因撞击而遭受损坏的风险。
15.进一步地，所所述柔性隔膜包括外胶层、纤维增强层和内胶层，所述外胶层的外表面设置有若干隔膜套环，若干所述隔膜套环均通过连接链与导向轮连接；所述纤维增强层上设置有压力传感器和温度传感器。
16.隔膜套环分为多组，每一组内的隔膜套环沿竖直方向上自上而下设置于柔性隔膜的外胶层外，且每一组内的隔膜套环均连接于同一个竖向导轨上。
17.通过设置在柔性隔膜内部的温度传感器和隔膜压力传感器传输的数据，可以随时获得柔性隔膜的状态参数，从而决定柔性隔膜是否需要维修与更换。
18.进一步地，所述维修梯包括两个相互平行的竖杆，每个所述竖杆通过连接杆连接于油舱壳体的内壁上；两个所述竖杆之间通过若干横杆连接；两个所述竖杆之间还连接有水平“u”形安全防护栏，所述水平“u”形安全防护栏的开口朝向油舱壳体，所述竖向导轨连接于“u”形安全防护栏远离油舱壳体的一端上。
[0019]“u”形安全防护栏能为工作人员提供作业时的安全保障，同时，可避免维修梯的刚性部件与柔性隔膜发生干涉而造成柔性隔膜破损。
[0020]
进一步地，所述竖向导轨的顶部可拆卸连接有定滑轮，所述定滑轮的转动平面与竖杆平行。
[0021]
通过定滑轮，可以方便维修人员将需要更换的柔性隔膜运送至油舱外或者将柔性隔膜拉起以使柔性隔膜展开。
[0022]
进一步地，每个所述竖杆与另一竖杆相对的一侧上设置有照明组件，所述照明组件包括灯珠和透明防护罩，所述灯珠内嵌于竖杆内部，所述透明防护罩嵌设与竖杆的杆壁上；所述竖杆的底部侧面上还设置有压力式液位传感器。
[0023]
灯珠的内部电路嵌入于维修梯主体中，灯珠由油舱外的远程控制开关控制，透明防护隔片既能防止液体侵蚀灯珠，又起到了透光的作用，增大了维修人员工作时的便捷程
度和安全性。
[0024]
液位压力传感器设置在竖杆的底部，竖杆底部的侧面上设有小孔，通过压强р＝ρgh的原理，其中ρ为测量液体的密度，g为船舶所在地的重力加速度，h为液面高度，液位压力传感器通过小孔与原油接触感知液体压力，从而转化为油舱内原油液位的高度信息，使得工作人员可以实时了解原油液位高度，便于控制储油舱原油进出预防油舱液体过多。
[0025]
进一步地，所述油舱还包括监控管理装置，所述监控管理装置包括设置于油舱壳体外的数据接收模块、存储模块、处理模块、预警模块和显示屏；所述数据接收模块用于接收压力传感器、温度传感器和压力式液位传感器的感应数据，并将接收到的传感数据传输至存储模块和处理模块；所述处理模块用于对接收到的感应数据进行处理，并将处理后的数据传输至预警模块；所述预警模块将处理后的数据与设定阈值进行比对，若处理后的数据超出阈值，则生成预警信息，并将预警信息传输至显示屏显示。
[0026]
通过监控管理装置实现对油舱内各传感器数据的管理，提升油舱数字化管理和自动化管理水平。
[0027]
作为本发明的另一方面，提供一种油舱维护方法，包括以下步骤：
[0028]
s1：根据接收压力传感器和温度传感器的感应数据，评估柔性隔膜的损坏程度，并根据损坏程度判断柔性隔膜是否需要更换或补修，若是，则进入步骤s2；
[0029]
s2：将储水腔内的水和储油腔内的油全部排出，打开密封盖对油舱内进行通风，待通风结束，测定储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度，若储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度满足安全条件，则进入s3；
[0030]
s3：维修人员通过维修梯进入油舱内部，若是需要对柔性隔膜进行补修，则利用绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜完全展开，然后对需要补修的地方进行补修；若是需要对柔性隔膜进行更换，则解除导向轮与柔性隔膜之间的连接及柔性隔膜与油舱壳体底部的连接，并采用一根绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜运输到油舱入口处，然后将柔性隔膜从油舱内取出，然后将柔性隔膜从油舱内取出，将更换后的柔性隔膜的隔膜套环与绳子连接，然后通过松开绳子将更换后的柔性隔膜运送至油舱底部进行安装；
[0031]
s4：检测更换后的柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度，当更换后的柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度满足维护标准后，维修人员通过维修梯从油舱内出来，并盖好密封盖。
[0032]
在上述技术方案中，当油舱内的传感器感应到的数据异常时说明需要对油舱进行检修；在工作人员进入油舱前，需要检查油舱内的气体环境是否安全；进入油舱后，主要检测项目是柔性隔膜是否存在损坏，是否需要进行更换或修补，若柔性隔膜需要进行更换，则通过定滑轮将旧的柔性隔膜运输出油舱外，并将新的柔性隔膜运送至油舱内进行更换。更换好的柔性隔膜需要检查其密封性，最后再检查油舱壳体内壁的清洁度。通过上述过程，能及时发现柔性隔膜存在的安全隐患，并做出对应的检修，避免由于柔性隔膜的损害导致油水之间互相污染。
[0033]
进一步地，所述s1具体包括以下步骤：
[0034]
s101：获取压力传感器和温度传感器的感应数据，并判断感应数据是否存在异常，若是，则进入步骤s102；
[0035]
s102：获取异常数据对应的传感器位置，并基于机器学习拟合算法得到柔性隔膜破损处形状和大小；
[0036]
s103：基于异常数据对应的传感器位置、柔性隔膜破损处形状和大小采用模糊综合评价算法评价柔性隔膜的破损程度；
[0037]
s104：根据柔性隔膜的破损程度和/或使用时长是否大于使用寿命确定是否需要维护，若需要，则进一步确定维护方案；所述维护方案包括更换柔性隔膜和补修柔性隔膜。
[0038]
基于传感器的感应数据分析柔性隔膜的破损处形状和大小，并根据破损处位置、形状和大小评判柔性隔膜的破损程度，基于破损程度和柔性隔膜使用时长确定是否需要对柔性隔膜进行更换或修补，实现了维修方案的智能化判定，减少了人工检查的工作量及对工作经验的依赖性。
[0039]
进一步地，所述机器学习拟合算法的构建过程具体包括：
[0040]
s1021：获取油舱的大小k0、柔性隔膜的耐压性k1、油的密度k2和水的密度k3，同时获取柔性隔膜的历史破损数据，所述历史破损数据包括破损处周边压力值和温度值以及破损处大小和形状；
[0041]
s1022：构建柔性隔膜破损预测方程，所述预测方程为：
[0042][0043]
式中：y(x,m)为破损大小/形状的函数值，x为破损处周边压力值/温度值，mj为x的系数，kj包括k0、k1、k2和k3；
[0044]
s1023：构建y(x,m)与破损处大小/形状的损失函数e(m)：
[0045][0046]
式中：n为破损处的个数，tn为破损处形状/大小。
[0047]
s1024：将损失函数对m进行求导，得到导数方程：
[0048][0049]
求解所述导数方程，得到m的值；
[0050]
s1025：将m的值代入预测方程中，得到机器学习拟合算法。
[0051]
进一步地，所述模糊综合评价算法的构建过程具体包括：
[0052]
s1031：定义因素集u＝(u1，u2，u3)，所述u1为破损位置，u2为破损大小，u3为破损
[0053]
形状；
[0054]
s1032：定义评语集v＝(v1,v2,v3,v4),所述v1表示破损程度严重,v2表示破损程度不严
[0055]
重,v3表示破损程度较轻，v4表示破损程度轻；
[0056]
s1033：定义因素集各因素的权重集w；
[0057]
s1034：确定模糊综合评判矩阵r，对每一个因素做出评价；
[0058]
s1035：模糊综合评判，进行矩阵合成运算z＝w
×
r，取矩阵z中最大的值对应的评语作为评价结果。
[0059]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0060]
(1)本发明提供的一种具有维修梯的油水隔离装置，通过引入柔性隔膜将油与水实现物理分离，减少了传统油水置换因油水混合带来的油品污染，保障了油品的质量，同时将储水舱和储油舱整合一体化，在排水量相同的情况下，提高了船舶的燃油装载量，实现了油舱多功能的使用。
[0061]
(2)本发明借助维修梯设置导轨和导向轮，通过导向轮和柔性隔膜之间的连接链连接对柔性隔膜起到限位紧固作用，且“u”形防护栏避免柔性隔膜在使用过程中因与维修梯发生干涉而造成破损，提高其使用寿命，实现在油水隔离置换的情况下，能够较好的实现人员进出油舱开展维护作业。
[0062]
(3)本发明的维修梯通过设置照明部件、液位压力传感器、“u”形防护栏安装及定滑轮，为工作人员的维护维修提供了极大的便利和安全保障。
[0063]
(4)本发明通过各类传感器与监控预警装置的连接，可以使工作人员实时监测到油舱内柔性隔膜的状态参数，实现了柔性隔膜状态可视化的功能。
[0064]
(5)本发明提供的一种油舱维护方法，当油舱内的传感器感应到的数据异常时说明需要对油舱进行检修；在工作人员进入油舱前，需要检查油舱内的气体环境是否安全；进入油舱后，主要检测项目是柔性隔膜是否存在损坏，是否需要进行更换，若柔性隔膜需要进行更换，则通过定滑轮将旧的柔性隔膜运输出油舱外，并将新的柔性隔膜运送至油舱内进行更换。更换好的柔性隔膜需要检查其密封性，最后再检查油舱壳体内壁的清洁度。通过上述过程，能及时发现柔性隔膜存在的安全隐患，并做出对应的检修，避免由于柔性隔膜的损害导致油水之间互相污染。
[0065]
(6)基于传感器的感应数据采用机器学习拟合算法分析柔性隔膜的破损处形状和大小，并根据破损处位置、形状和大小采用模糊综合评价算法评判柔性隔膜的破损程度，基于破损程度和柔性隔膜使用时长确定是否需要对柔性隔膜进行更换或修补，实现了维修方案的智能化判定，减少了人工检查的工作量及对工作经验的依赖性。
附图说明
[0066]
图1为根据本发明实施例的油水隔离置换油舱结构示意图；
[0067]
图2为根据本发明实施例的油水隔离置换油舱透视图；
[0068]
图3为根据本发明实施例的油水隔离置换油舱内部示意图；
[0069]
图4为根据本发明的柔性隔膜与法兰组件连接竖直截面图；
[0070]
图5为根据本发明实施例的维修梯正视图；
[0071]
图6为根据本发明实施例的维修梯背视图；
[0072]
图7为根据本发明实施例的a处放大图；
[0073]
图8为根据本发明实施例的导向轮结构示意图；
[0074]
图9为根据本发明实施例的b处放大图；
[0075]
图10为根据本发明实施例的柔性隔膜剖视图；
[0076]
图11为根据本发明实施例的c处放大图；
[0077]
图12为根据本发明实施例的油舱维护方法流程图；
[0078]
图13为根据本发明实施例的油水隔离置换油舱组成图；
[0079]
图14为根据本发明实施例的机器学习拟合算法流程图；
[0080]
图15为根据本发明实施例的模糊综合评价算法流程图。
[0081]
图中：1、油舱壳体；101、油舱入口；102、密封盖；103、排气管；104、进油管道；105、出油管道；2、柔性隔膜；201、外胶层；202、纤维增强层；203、内胶层；204、温度传感器；205、压力传感器；206；隔膜套环；207、水平延伸部；3、维修梯；301、竖杆、302、横杆；303、竖向导轨；304、“u”形安全防护栏；305、导向轮；306、定滑轮；307、液位压力传感器；308、照明组件；309、连接链；3010、角钢；4、法兰组件；401、法兰座；402、法兰盘。
具体实施方式
[0082]
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0083]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0084]
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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0085]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0086]
实施例1
[0087]
如图1、图2、图3和图13所示(图2中油舱壳体1为隐形状态)，本实施例提供一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，包括油舱壳体1，所述油舱壳体1为长方体形，油舱壳体1采用钢制结构，本实施例中油舱的纵向剖面为矩形，横向剖面为正方形。
[0088]
所述油舱壳体1底部内壁上可拆卸连接有柔性隔膜2，具体为：包柔性隔膜2侧壁的底部朝靠近油舱壳体1的方向形成有水平延伸部207，所述油舱壳体1底部内壁通过法兰组件4与柔性隔膜的水平延伸部207密封连接。如图4所示，法兰组件4包括法兰座401，法兰座401底面与油舱壳体1内部底面密封连接，法兰组件4还包括法兰盘402，水平延伸部207位于
法兰座401和法兰盘402之间，法兰座401和法兰盘402之间通过螺杆连接，螺杆自上而下依次穿过法兰盘40和水平延伸部207(水平延伸部207上开设有与螺杆相适配的通孔)后，与法兰座401上的螺纹孔螺接。
[0089]
所述柔性隔膜2内形成有储水腔，所述柔性隔膜2底部设置有与储水腔连通的进出水管道；所述柔性隔膜2与油舱壳体1之间形成有储油腔，所述油舱壳体1上设置有与储油腔连通的进出油管道105；所述油舱顶部设置有排气管103，用于平衡油舱内和油舱外的气压。
[0090]
所述油舱壳体1的内侧壁上竖直设置有若干维修梯3，油舱壳体1的顶部开设有多个油舱入口101，每一所述油舱入口101均位于一个维修梯3的正上方，且每一油舱入口101均可拆卸连接有密封盖102；每一所述维修梯3连接有竖向导轨303，所述竖向导轨303上滑动连接有若干导向轮305(导向轮305结构如图8所示)，每一所述导向轮305均通过连接链309(本实施例中为铝合金轻质链条)与柔性隔膜2的外表面实现可拆卸连接。
[0091]
通过连接链309连接导向轮305和柔性隔膜2，防止柔性隔膜2在船体航行而发生巨大的晃动摇摆，对柔性隔膜2的形状起到限位紧固的作用。
[0092]
作为一种优选的实施方式，所述进出水管道为倒梯形进出水管道。将进出水管道设置成倒梯形，以此来减少进出油管道105周围原油的快速流动对柔性隔膜2的影响。
[0093]
作为一种优选的实施方式，如图10所示，所述柔性隔膜2包括外胶层201、纤维增强层202和内胶层203，所述外胶层201的外表面设置有若干隔膜套环206，若干所述隔膜套环206均通过连接链309与导向轮305连接。
[0094]
隔膜套环206分为多组，每一组内的隔膜套环206沿竖直方向上自上而下设置于柔性隔膜2的外胶层201外，且每一组内的隔膜套环206均连接于同一个竖向导轨303上。如图11所示，导向轮305与隔膜套环206之间通过连接链309连接。
[0095]
作为一种优选的实施方式，如图10所示，所述纤维增强层202上设置有压力传感器205和温度传感器204。
[0096]
通过设置在柔性隔膜2内部的温度传感器204和隔膜压力传感器205传输的数据，可以随时获得柔性隔膜2的状态参数，从而决定柔性隔膜是否需要维修与更换。
[0097]
作为一种优选的实施方式，如图5和图6所示，进一步地，所述维修梯3包括两个相互平行的竖杆301，每个所述竖杆301通过连接杆连接于油舱壳体1的内壁上；两个所述竖杆301之间通过若干横杆302连接；两个所述竖杆301之间还连接有水平“u”形安全防护栏304，所述水平“u”形安全防护栏304的开口朝向油舱壳体1，所述竖向导轨303连接于“u”形安全防护栏304远离油舱壳体1的一端上。在距离油舱壳体1底部1到1.5米处不设置“u”形防护栏304，便于工作人员从维修梯3上出来。
[0098]“u”形安全防护栏304能为工作人员提供作业时的安全保障，同时，可避免维修梯3的刚性部件与柔性隔膜2发生干涉而造成柔性隔膜2破损。
[0099]
在本实施例中，一共设置有四个维修梯3，分别设置于油舱的四个角落上，每个维修梯3的两个竖杆301分别通过连接杆连接于油舱壳体1相邻的两个面上；横杆302与油舱壳体1的两个面的夹角均为45
°
。
[0100]
作为一种优选的实施方案，如图7所示，进一步地，所述竖向导轨303的顶部可拆卸连接有定滑轮306，所述定滑轮306的转动平面与竖杆301平行。
[0101]
通过定滑轮306，可以方便维修人员将需要更换的柔性隔膜2运送至油舱外。
[0102]
作为一种优选的实施方式，进一步地，每个所述竖杆301与另一竖杆301相对的一侧上设置有照明组件308，所述照明组件308包括灯珠和透明防护罩，所述灯珠内嵌于竖杆301内部，所述透明防护罩嵌设与竖杆301的杆壁上。
[0103]
灯珠的内部电路嵌入于维修梯3主体中，灯珠由油舱外的远程控制开关控制，透明防护隔片既能防止液体侵蚀灯珠，又起到了透光的作用，增大了维修人员工作时的便捷程度和安全性。
[0104]
作为一种优选的实施方式，如图9所示，所述维修梯3上还设置有液位压力传感器307，所述液位压力传感器307设置于竖杆301的底部侧面上。竖杆301底部的侧面上设有小孔，液位压力传感器307通过小孔与油接触。
[0105]
液位压力传感器307设置在竖杆301的底部，竖杆301底部的侧面上设有小孔，通过压强р＝ρgh的原理，其中ρ为测量液体的密度，g为船舶所在地的重力加速度，h为液面高度，液位压力传感器307通过小孔与原油接触感知液体压力，从而转化为油舱内原油液位的高度信息，使得工作人员可以实时了解原油液位高度，便于控制储油舱原油进出预防油舱液体过多。
[0106]
作为一种优选的实施方式，所述油舱还包括监控管理装置，所述监控管理装置包括设置于油舱壳体1外的数据接收模块、存储模块、处理模块、预警模块和显示屏；所述数据接收模块用于接收压力传感器205、温度传感器204和液位压力传感器307的感应数据，并将接收到的传感数据传输至存储模块和处理模块；所述处理模块用于对接收到的感应数据进行处理，并将处理后的数据传输至预警模块；所述预警模块将处理后的数据与设定阈值进行比对，若处理后的数据超出阈值，则生成预警信息，并将预警信息传输至显示屏显示。
[0107]
通过监控管理装置实现对油舱内各传感器数据的管理，提升油舱数字化管理和自动化管理水平。
[0108]
作为一种优选的实施方式，导向轮305外包覆有柔性材料，可以减少不同导向轮305之间的碰撞强度。
[0109]
作为一种优选的实施方式，所述维修梯3还包括加固组件，所述加固组件包括角钢3010和横钢，所述角钢3010安装于横杆302和竖杆301的连接处，用于加强横杆302与竖杆301之间的连接强度；角钢3010还安装于竖杆301与连接杆的连接处，用于加强竖杆301与连接杆之间的连接强度。所述横钢安装在竖向导轨303与“u”形防护栏304上，用于加固竖向导轨303与“u”形防护栏304的连接强度。通过角钢3010和横钢可以提高维修梯3的使用寿命。
[0110]
实施例2
[0111]
如图12所示，本实施例提供一种油舱维护方法，包括以下步骤：
[0112]
s1：根据接收压力传感器和温度传感器的感应数据，评估柔性隔膜的损坏程度，并根据损坏程度判断柔性隔膜是否需要更换或补修，若是，则进入步骤s2；
[0113]
s2：将储水腔内的水和储油腔内的油全部排出，打开密封盖对油舱内进行通风，待通风结束，测定储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度，若储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度满足安全条件，则进入s3；
[0114]
s3：维修人员通过维修梯进入油舱内部，若是需要对柔性隔膜进行补修，则利用绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜完全展开，然后对需要补修的地方进行补修；若是需要对柔性隔膜进行更换，则解除导向轮与柔性隔膜之间
的连接及柔性隔膜与油舱壳体底部的连接，并采用一根绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜运输到油舱入口处，然后将柔性隔膜从油舱内取出，然后将柔性隔膜从油舱内取出，将更换后的柔性隔膜的隔膜套环与绳子连接，然后通过松开绳子将更换后的柔性隔膜运送至油舱底部进行安装；
[0115]
s4：检测补修后或更换后的柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度，当柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度满足维护标准后，维修人员通过维修梯从油舱内出来，并盖好密封盖。
[0116]
更换后的柔性隔膜密封性的检查方法为：向柔性隔膜内充气至0.3mpa，若一段时间内气压稳定在0.3mpa且无明显变化，则说明柔性隔膜气密性满足要求。
[0117]
油舱内部清洁度的检测方法为：工作人员用白绸布或用面团擦拭擦拭油舱舱壁，若白绸布不变色或面团上不沾有灰尘，则说明舱壁清洁度验收满足条件。
[0118]
具体地，所述s1具体包括以下步骤：
[0119]
s101：获取压力传感器和温度传感器的感应数据，并判断感应数据是否存在异常，若是，则进入步骤s102；
[0120]
s102：获取异常数据对应的传感器位置，并基于机器学习拟合算法得到柔性隔膜破损处形状和大小；
[0121]
s103：基于异常数据对应的传感器位置、柔性隔膜破损处形状和大小采用模糊综合评价算法评价柔性隔膜的破损程度；
[0122]
s104：根据柔性隔膜的破损程度和/或使用时长是否大于使用寿命确定是否需要维护，若需要，则进一步确定维护方案；所述维护方案包括更换柔性隔膜和补修柔性隔膜。
[0123]
具体地，如图14所示，所述机器学习拟合算法的构建过程具体包括：
[0124]
s1021：获取油舱的大小k0、柔性隔膜的耐压性k1、油的密度k2和水的密度k3，同时获取柔性隔膜的历史破损数据，所述历史破损数据包括破损处周边压力值和温度值以及破损处大小和形状；
[0125]
s1022：构建柔性隔膜破损预测方程，所述预测方程为：
[0126][0127]
式中：y(x,m)为破损大小/形状的函数值，x为破损处周边压力值/温度值，mj为x的系数，kj包括k0、k1、k2和k3；
[0128]
s1023：构建y(x,m)与破损处大小/形状的损失函数e(m)：
[0129][0130]
式中：n为破损处的个数，tn为破损处形状/大小。
[0131]
s1024：将损失函数对m进行求导，得到导数方程：
[0132][0133]
求解所述导数方程，得到m的值；
[0134]
s1025：将m的值代入预测方程中，得到机器学习拟合算法。
[0135]
具体地，如图15所示，所述模糊综合评价算法的构建过程具体包括：
[0136]
s1031：定义因素集u＝(u1，u2，u3)，所述u1为破损位置，u2为破损大小，u3为破损形状；
[0137]
s1032：定义评语集v＝(v1,v2,v3,v4),所述v1表示破损程度严重,v2表示破损程度不严重,v3表示破损程度较轻，v4表示破损程度轻；
[0138]
s1033：定义因素集各因素的权重集w，本实施例中权重集w＝{0.5,0.3,0.2}；
[0139]
s1034：确定模糊综合评判矩阵r，对每一个因素做出评价；具体包括：
[0140]
(1)根据对各因素进行打分，并获取各因素的隶属度，基于因素的隶属度获得针对u1的模糊集合r1，针对u2的模糊集合r2，针对u3的模糊集合r3；
[0141]
若因素集u中的第1个元素对评语集v中第1个元素的隶属度为r
11
，则对因素u1单因素评价的结果用模糊矩阵表示为：r1＝(r
11
，r
12
，r
13
，r
14
)，同理可获得针对u2的模糊集合r2和针对u3的模糊结合r3；
[0142]
(2)将模糊集合r1、r2和r3组成矩阵，即为模糊综合评价矩阵r；
[0143]
s1035：模糊综合评判，进行矩阵合成运算z＝w
×
r，取矩阵z中最大的值对应的评语作为评价结果。
[0144]
计算得到的矩阵z＝{z1,z2,z3,z4},比较z1,z2,z3和z4的大小，若z1最大，则评价结果为v1，若z2最大，则评价结果为v2，若z3最大，则评价结果为v3,若z4最大，则评价结果为v4。
[0145]
当柔性隔膜的破损程度为v1时，则隔膜需要更换；当柔性隔膜的破损程度为v2时但柔性隔膜使用时长未超出其使用寿命时，则柔性隔膜需要修补；当柔性隔膜的破损程度为v3时且柔性隔膜使用时长超过其使用寿命时，则柔性隔膜需要更换；当柔性隔膜的破损程度为v4时，暂时无需对柔性隔膜进行处理。
[0146]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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本发明实施例技术方案。

技术特征：
1.一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，包括油舱壳体和设置于油舱壳体内的柔性隔膜，所述柔性隔膜的底部为开口，柔性隔膜侧壁的底部朝靠近油舱壳体的方向形成有水平延伸部，所述油舱壳体底部内壁通过法兰组件与柔性隔膜的水平延伸部密封连接；所述柔性隔膜内形成有储水腔，所述油舱壳体底部设置有与储水腔连通的进出水管道；所述柔性隔膜与油舱外壳之间形成有储油腔，所述油舱壳体上设置有与储油腔连通的进出油管道；所述油舱壳体的内侧壁上竖直设置有若干维修梯，每一所述维修梯均设置于油舱壳体两个相邻面形成的夹角处；油舱壳体的顶部开设有多个油舱入口，每一所述油舱入口均位于一个维修梯的正上方；每一所述维修梯均连接有竖向导轨，所述竖向导轨上滑动连接有若干导向轮，每一所述导向轮均通过连接链与柔性隔膜的外表面实现可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，所述柔性隔膜包括外胶层、纤维增强层和内胶层，所述外胶层的外表面设置有若干隔膜套环，若干所述隔膜套环均通过连接链与导向轮连接；所述纤维增强层上设置有压力传感器和温度传感器。3.根据权利要求2所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，所述维修梯包括两个相互平行的竖杆，每个所述竖杆通过连接杆连接于油舱壳体的内壁上；两个所述竖杆之间通过若干横杆连接；两个所述竖杆之间还连接有水平“u”形安全防护栏，所述水平“u”形安全防护栏的开口朝向油舱壳体，所述竖向导轨连接于“u”形安全防护栏远离油舱壳体的一端上。4.根据权利要求3所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，所述竖向导轨的顶部可拆卸连接有定滑轮，所述定滑轮的转动平面与竖杆平行。5.根据权利要求3所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，每个所述竖杆与另一竖杆相对的一侧上设置有照明组件，所述照明组件包括灯珠和透明防护罩，所述灯珠内嵌于竖杆内部，所述透明防护罩嵌设与竖杆的杆壁上；所述竖杆的底部侧面上还设置有压力式液位传感器。6.根据权利要求5所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱，其特征在于，所述油舱还包括监控管理装置，所述监控管理装置包括设置于油舱壳体外的数据接收模块、存储模块、处理模块、预警模块和显示屏；所述数据接收模块用于接收压力传感器、温度传感器和压力式液位传感器的感应数据，并将接收到的传感数据传输至存储模块和处理模块；所述处理模块用于对接收到的感应数据进行处理，并将处理后的数据传输至预警模块；所述预警模块将处理后的数据与设定阈值进行比对，若处理后的数据超出阈值，则生成预警信息，并将预警信息传输至显示屏显示。7.一种油舱维护方法，用于实现对如权利要求1-6任一项所述的一种具有维修梯的油水隔离置换油舱的维护，其特征在于，包括以下步骤：s1：根据接收压力传感器和温度传感器的感应数据，评估柔性隔膜的损坏程度，并根据损坏程度判断柔性隔膜是否需要更换或补修，若是，则进入步骤s2；s2：将储水腔内的水和储油腔内的油全部排出，打开密封盖对油舱内进行通风，待通风
结束，测定储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度，若储油腔内的可燃性气体浓度和氧气浓度满足安全条件，则进入s3；s3：维修人员通过维修梯进入油舱内部，若是需要对柔性隔膜进行补修，则利用绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜完全展开，然后对需要补修的地方进行补修；若是需要对柔性隔膜进行更换，则解除导向轮与柔性隔膜之间的连接及柔性隔膜与油舱壳体底部的连接，并采用一根绳子连接在隔膜套环上，将绳子绕过一个定滑轮，通过拉动绳子将柔性隔膜运输到油舱入口处，然后将柔性隔膜从油舱内取出，然后将柔性隔膜从油舱内取出，将更换后的柔性隔膜的隔膜套环与绳子连接，然后通过松开绳子将更换后的柔性隔膜运送至油舱底部进行安装；s4：检测补修后或更换后的柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度，当柔性隔膜的密封性和油舱壳体内壁的清洁度满足维护标准后，维修人员通过维修梯从油舱内出来，并盖好密封盖。8.根据权利要求7所述的一种油舱维护方法，其特征在于，所述s1具体包括以下步骤：s101：获取压力传感器和温度传感器的感应数据，并判断感应数据是否存在异常，若是，则进入步骤s102；s102：获取异常数据对应的传感器位置，并基于机器学习拟合算法得到柔性隔膜破损处形状和大小；s103：基于异常数据对应的传感器位置、柔性隔膜破损处形状和大小采用模糊综合评价算法评价柔性隔膜的破损程度；s104：根据柔性隔膜的破损程度和/或使用时长是否大于使用寿命确定是否需要维护，若需要，则进一步确定维护方案；所述维护方案包括更换柔性隔膜和补修柔性隔膜。9.根据权利要求8所述的一种油舱维护方法，其特征在于，所述机器学习拟合算法的构建过程具体包括：s1021：获取油舱的大小k0、柔性隔膜的耐压性k1、油的密度k2和水的密度k3，同时获取柔性隔膜的历史破损数据，所述历史破损数据包括破损处周边压力值和温度值以及破损处大小和形状；s1022：构建柔性隔膜破损预测方程，所述预测方程为：式中：y(x,m)为破损大小/形状的函数值，x为破损处周边压力值/温度值，m
j
为x的系数，k
j
包括k0、k1、k2和k3；s1023：构建y(x,m)与破损处大小/形状的损失函数e(m)：式中：n为破损处的个数，t
n
为破损处形状/大小。s1024：将损失函数对m进行求导，得到导数方程：
求解所述导数方程，得到m
j
的值；s1025：将m
j
的值代入预测方程中，得到机器学习拟合算法。10.根据权利要求8所述的一种油舱维护方法，其特征在于，所述模糊综合评价算法的构建过程具体包括：s1031：定义因素集u＝(u1，u2，u3)，所述u1为破损位置，u2为破损大小，u3为破损形状；s1032：定义评语集v＝(v1,v2,v3,v4),所述v1表示破损程度严重,v2表示破损程度不严重,v3表示破损程度较轻，v4表示破损程度轻；s1033：定义因素集各因素的权重集w；s1034：确定模糊综合评判矩阵r，对每一个因素做出评价；s1035：模糊综合评判，进行矩阵合成运算z＝w
×
r，取矩阵z中最大的值对应的评语作为评价结果。

技术总结
本发明公开一种具有维修梯的油水隔离置换油舱及油舱维护方法，油舱包括油舱壳体，油舱壳体为长方体形；油舱壳体底部内壁上可拆卸连接有柔性隔膜，柔性隔膜内形成有储水腔，柔性隔膜底部设置有与储水腔连通的进出水管道；柔性隔膜与油舱外壳之间形成有储油腔，油舱壳体上设置有与储油腔连通的进出油管道；油舱壳体的内侧壁上竖直设置有若干维修梯，油舱壳体的顶部开设有多个位于维修梯上方的油舱入口，且每一油舱入口均可拆卸连接有密封盖；每一维修梯连接有竖向导轨，竖向导轨上滑动连接有若干导向轮，每一导向轮均通过连接链与柔性隔膜的外表面实现可拆卸连接。本发明能实现油舱内油水隔离，且便于对油舱进行维护。且便于对油舱进行维护。且便于对油舱进行维护。


技术研发人员：王如意 付瑶瑶 张然 邵逸宾 黄悦翔 李春梅 郁梓涵 周胜男 兰卫红 高欣雯
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/7/7