[实用新型]一种聚焦型水下物体生物附着清除及防附着装置

说明书

本实用新型涉及一种聚焦型水下物体生物附着清除及防附着装置，包括冲击波发生系统、能量反射聚焦系统、电极控制系统；冲击波发生系统由电源、储能器、控制开关、电弧放电电极组成。能量反射聚焦系统由椭圆形内反射面构成焦距可变的聚能反射机构组成，内反射面上涂覆有聚焦反射材料，能量反射聚焦系统能将产生的声波能量聚焦到目标靶点上。电极控制系统由电控和气控组合而成，控制电极保持恒定的间距。本实用新型通过电弧放电在水中产生高强度冲击波，辅助5‑20％左右的紫外辐射，能量被聚焦系统聚焦后照射在靶点上，对附着生物体进行杀灭及损伤。本实用新型具有处理的靶位置可控可调、能远距离清除、不损伤基底、不改变水体的化学成分等优点。

技术领域

本实用新型属于环境防污染的水下生物附着清除和杀菌领域，具体为一种聚焦型水下物体生物附着清除及防附着装置。

背景技术

水体及海洋环境中微生物对船体钢表面的生物附着和腐蚀破坏严重影响水中载运工具及测量装置的使用功能和寿命。目前水体及海洋中生物污损的防治方法各国所用方法不尽相同，根据清除技术所属领域，主要包括物理清除法和化学清除法。两种方式均存在一定缺点，比如：如机械清除方法操作复杂，人工成本高，对体型微小的污损生物幼体以及污损生物的基座清理干净效果较差，清除效率低，只能在形成污损后进行清理，不能做预防式处理。防污涂层方法使用和维护成本较高、周期长、所需的辅助设备十分庞杂，有些涂层还会造成水资源二次污染。使用化学品也存在二次污染问题、防护成本较高、效率较低和环境安全问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种新的聚焦型、安全高效、无二次污染的水中物体表面的生物附着清除装置，利用高功率电源水下电弧放电产生的四种效应(电场效应、射线辐射效应、活性物质反应效应、冲击波效应)协同作用，对水中物体表面所附着的污损生物进行远距离非接触式杀灭清除，降低水生污损生物粘附强度。本装置通过设计的能量聚焦系统将所发生的紫外射线及冲击波能量集中到靶点附近，大大提高了能量效率和清除效果。本装置在紫外线和冲击波直接作用下，达到消除或降低污损生物在水中物体表面的附着量，避免或减少生物污损。该实用新型操作简单，不需要另外添加化学药剂，适用范围广，成本较低，效率较高，更有力于后期彻底清除粘附在水下物体表面的污损生物。

本实用新型的技术方案：

一种聚焦型水下物体生物附着清除及防附着装置，包括冲击波发生系统、能量反射聚焦系统和电极控制系统；

所述的冲击波发生系统主要由电源、储能器、控制开关和电弧放电电极组成；电源为储能器充电，储能器经过控制开关通过电缆与电弧放电电极相连接；电弧放电电极固定在绝缘体固定支架上，使产生的电弧位于能量反射聚焦系统的反射面内，放电方式采用弧光放电，根据能量不同调节放电峰值电流在20A-10kA；所述的储能器的单次储存能量1J-5kJ；

所述的能量反射聚焦系统主要由椭圆形内反射面构成焦距可变的聚能反射机构组成，焦距变化通过椭圆形内反射面完成，内反射面上涂覆有聚焦反射材料；使用椭圆形面聚焦反射，放电点在第一焦点，被处理物在第二焦点，将产生的声波能量聚焦到被处理物的靶点上；

所述的能量反射聚焦系统包括固定焦距和可变焦距两种形式，可变焦距范围从放电点到靶点的可变聚焦范围为0.5m-100m；聚能反射机构的本体为不锈钢材质；聚焦反射材料为具有声学反射系数和光学反射系数大于80％的复合材料或有机涂层。

所述的电极控制系统由电控和气控组合而成，通过电极控制系统控制自动动态调节装置使电弧放电电极的极间距保持恒定的电极间距0.5-8mm，避免电极损耗引起放电参数变化。

所述的电弧放电电极采用针-板或针-针电极，针电极尖端的曲率半径在0.5-15mm之间，板电极直径在10-30mm，电极材料用防腐的不锈钢材料或碳基材料。