CN101062456A

CN101062456A - 从水中抽取空气的潜水供气装置以及抽取空气的方法

Info

Publication number: CN101062456A
Application number: CN 200610054262
Authority: CN
Inventors: 杨晓宇
Original assignee: CHONGQING ZHONGDIAN DAYU SATELLITE APPLICATION TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: CHONGQING ZHONGDIAN DAYU SATELLITE APPLICATION TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2006-04-29
Publication date: 2007-10-31

Abstract

本发明公开了一种从水中抽取空气的潜水供气装置以及抽取空气的方法，所述潜水供气装置由用于抽取水中的空气的装置、控制阀、用于储存气体的容器以及输气管通过密封连接组成，控制阀位于用于抽取水中的空气的装置与用于储存气体的容器之间。将从水中抽取空气的潜水供气装置放入水下，启动该潜水供气装置的用于抽气的装置工作，采用绝对压力≤90KPa抽气，使该潜水供气装置的用于将空气从水中分离出的带内腔的器具腔内形成负压，负压将经外过滤筒过滤后的溶解在水中的气体分子吸入用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内，汇集形成空气流被输送至用于储存气体的容器内储存供使用。

Description

从水中抽取空气的潜水供气装置以及抽取空气的方法

技术领域

本发明涉及一种潜水装置，特别涉及一种从水中抽取空气的潜水供气装置以及抽取空气的方法。

背景技术

目前，现有的为水下作业人员提供空气的方法主要是氧气瓶供气、化学供氧、输气管供气三类。其中：氧气瓶供气是预先将一定浓度的氧气压缩储存在氧气瓶内，由水下作业人员或设备携带氧气瓶，通过压缩储存在氧气瓶中的氧气为水下作业人员或设备提供氧气。由于水下作业人员或设备携带有提供氧气的储气瓶，其在水中能自由行动，活动范围较大，这种提供氧气的储气瓶是目前世界上潜水作业普遍采用的潜水装置。但是因储气瓶储存气量有限，导致使用者的水下作业的活动范围及时间受到储气瓶气量储存的限制，当储存的气量将尽时，必须更换储气瓶或补充气量；同时，还因氧气瓶较重，存在运输保管不便，使用可靠性差，而且使用费用高等不足。化学供氧是由水下作业人员或设备携带装有化学药剂的装置，利用化学反应产生氧气为水下作业人员或设备提供氧气。但该方法使用成本高，供气量有限，难以长时间供水下作业人员或设备使用，导致使用者的水下作业的活动范围及时间受限。输气管供气是由水面上的供气设备通过输气管向水下作业人员或设备提供氧气，该方法能够提供长时间供气，但供气深度有限，尤其是输气管的长度严重制约水下作业人员或设备的行动自由，使其只能在较小的活动范围内使用。这三种为水下作业提供氧气的方式除上述的优缺点外，还存在一个难以解决的问题，既这些为水下作业人员及设备提供的氧气，难以保持与陆上空气中相似的氧、氮比例及湿度，不利于使用者的生理健康。

然而，在江、河、湖、海等流动的水中溶解有大量的含有氧气的空气，如在接近海面的海水中溶解的空气量为海水体积的3％。如何利用江、河、湖、海等流动的水中溶解的空气为水下作业人员连绵不断地提供空气，扩大水下作业人员的自由活动范围及延长为水下作业人员提供空气的时间，这是目前尚未解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种从水中抽取空气的潜水供气装置，该装置能直接从水中抽取空气为水下作业人员或设备提供所需空气。

本发明的又一目的是提供一种用上述潜水供气装置从水中抽取空气的方法，该方法能够将溶解在水中的气体分子从水中分离出汇集成空气，供水下作业人员或设备使用。

本发明的目的是这样实现的：所述潜水供气装置由用于抽取水中的空气的装置、控制阀、用于储存气体的容器以及输气管通过密封连接组成，控制阀位于用于抽取水中的空气的装置与用于储存气体的容器之间。

本发明的又一目的是这样实现的：将从水中抽取空气的潜水供气装置放入水下，启动该潜水供气装置的用于抽气的装置工作，采用绝对压力≤90Kpa抽气，使该潜水供气装置的用于将空气从水中分离出的带内腔的器具腔内形成负压，负压将经外过滤筒过滤后的溶解在水中的气体分子吸入用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内，汇集形成空气流被输送至用于储存气体的容器内储存供使用。

由于采用了上述方案，由用于抽取水中的空气的装置、控制阀、用于储存气体的容器以及输气管通过密封连接组成潜水供气装置，使该潜水供气装置能够在水下使用而抽取的空气不会泄漏。所述用于抽取水中空气的装置由用于将空气从水中分离出的带内腔的器具、集气管、用于抽气的装置、气体压力调节器组成，其中，用于将空气从水中分离出的带内腔的器具通过集气管与用于抽气的装置连接，气体压力调节器安装在用于抽气的装置上。通过用于抽气的装置采用绝对压力≤90Kpa抽气，在用于将空气从水中分离出的带内腔的器具腔内形成负压，负压使水中的空气被抽入用于将空气从水中分离出的带内腔的器具中，并且经输气管输送至用于储存气体的容器中储存供使用。所述用于将空气从水中分离出的带内腔的器具的两端为与集气管连接的连接头，两个连接头之间设有至少一个用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体，该通腔体的两端分别密封连接在连接头孔内与集气管连通，通腔体外罩有外过滤筒，外过滤筒的两端分别与连接头连接。通腔体外罩有的外过滤筒用于过滤掉水中的杂质和微生物，让经过滤后的水与用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体接触，形成对用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体的保护，避免水中的杂质和微生物堵塞通腔体壁上的能够透气的微孔。在用于抽气的装置进行抽气工作时形成的负压，使溶解在水中的气体分子在负压作用下穿过用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体壁上的微孔，被吸入进通腔体腔内汇集形成空气流输送至用于储存气体的容器内储存供使用，而水分子则由于通腔体的材料的憎水性而无法穿过被拒之在外，由此把溶解在水中的气体分子从水中分离出来并汇集，从而使从水中抽取出空气的目的能够实现。所述气体压力调节器用于调节抽气压力，使用于抽气的装置工作时，用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内的气压与腔外的水压力的压差控制在0.5MP以内，保证用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体在不同水深压力下均不致损坏，使本潜水供气装置能正常工作抽取水中的空气。

所述用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体的数量越多或表面积越大，抽取的空气量就越大。

一个用于储存气体的容器也可以与多个用于抽取水中的空气的装置连通，由多个用于抽取水中的空气的装置为用于储存气体的容器输送空气，保证空气储存量的充足。

一个潜水设备可以采用多个本从水中抽取空气的潜水供气装置为设备提供空气。

采用本发明从水中抽取的空气，与陆上空气中氧、氮比例及湿度相似，不会影响使用者的生理健康。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明潜水供气装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明从水中抽取空气的原理图。

附图中，1为水，2为溶解在水中的空气，3为用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体，4为空气流，5、5′为输气管，6为用于储存气体的容器，7为外过滤筒，8为用于抽气的装置，9为控制阀，10为连接头，11为气体压力调节器，12为集气管，13为集气腔，14为密封胶。

具体实施方式

参见图1至图3，本从水中抽取空气的潜水供气装置由用于抽取水中的空气的装置、控制阀9、用于储存气体的容器6以及输气管5、5′通过螺纹连接并用密封圈密封组成，或者采用法兰盘连接并用密封圈密封也能达到同样效果；控制阀9位于用于抽取水中的空气的装置与用于储存气体的容器6之间。单向电磁阀采用自动控制的单向电磁阀，单向电磁阀通过导线连接电源；或者采用手动单向阀也能达到同样效果。单向电磁阀的输入端通过输气管5′与用于抽取水中的空气的装置上的气体压力调节器11采用密封连接，单向电磁阀的输出端通过另一输气管5′与用于储存气体的容器6的进气口采用密封连接，用于储存气体的容器6的出气口采用密封连接输气管5，输气管5的输出端设有开关(未图示)，用于为水下作业人员或设备提供所需空气。本实施例的用于储存气体的容器6为储气瓶，该容器6采用其他形状的容器或密封室均能达到同样效果。所述用于抽取水中空气的装置由用于将空气从水中分离出的带内腔的器具、集气管12、用于抽气的装置8、气体压力调节器11组成，其中，用于将空气从水中分离出的带内腔的器具通过集气管12与用于抽气的装置8连接，气体压力调节器11通过螺纹连接或法兰盘连接安装在用于抽气的装置8的输出端，气体压力调节器11采用压力调压阀。用于抽气的装置8采用能提供绝对压力≤90Kpa真空度的、流量能满足供气需要的真空泵或风扇均可，真空泵或风扇采用电动或手动的均能达到同样效果，电动的真空泵或风扇通过导线连接电源。本实施例采用绝对压力10KPa、流量1升/分钟的电动真空泵。所述用于将空气从水中分离出的带内腔的器具的两端为与集气管12连接的连接头10，每个连接头10设有大小端，集气管12与连接头10的小端螺纹连接，并用密封圈密封。两个连接头10的大端之间设有至少一个用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体3，该通腔体3采用聚四氟乙烯、聚丙烯类憎水性材料经发孔、成型制成能够透气却不透水的体壁为薄膜状或者纤维状的通腔体，使通腔体壁上布满水不能通过但气体分子能够通过的微孔，孔率约40～50％，该工艺为成熟技术，相关领域内技术人员均知晓；该用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体3的形状可以制成管状体或者囊状体。本实施例的用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体3为纤维状细管，采用3800根外径约400微米、内径约320微米、长0.8米的纤维管，这些纤维管的两端通过密封胶14并联粘接在两个连接头10孔内，纤维管的端部位于连接头10大端的孔口内，连接头10大端的孔内留有空间作为集气腔13与集气管12连通；或者这些纤维管的两端采用热合或焊接并联在两个连接头10孔内，也能达到同样效果。这些并列的纤维管之间留有间隙，使每根纤维管管壁上的微孔都能够充分发挥作用。或者用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体3为壁为薄膜的囊状体，采用多个囊状体串联粘接在两个连接头10之间，两端的囊状体与连接头10大端的孔粘接与集气管12连通。用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体3外罩有外过滤筒7，外过滤筒7的两端分别与连接头10采用密封胶14粘接固定。外过滤筒7可以采用无纺布、海棉、不锈钢丝网、塑料丝网等制作成筒形，在本实施例中的外过滤筒7由两层100～200目无纺布重叠、外面再加一层80目不锈钢丝网制作成型。

采用本潜水供气装置从水中抽取空气的方法是，将从水中抽取空气的潜水供气装置放入水下，启动该潜水供气装置的用于抽气的装置工作，采用绝对压力≤90Kpa抽气，本实施例采用绝对压力10KPa、流量1升/分钟的电动抽气泵进行抽气，使该潜水供气装置的用于将空气从水中分离出的，用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内形成负压，通过气体压力调节器将用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内的气压与腔外的水压力的压差控制在0.5MP以内，负压将经外过滤筒过滤后的溶解在水中的气体分子吸入用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内，水在经过外过滤筒过滤时，水中的杂质和微生物被过滤掉，经过滤后的水与通腔体接触，由于通腔体用透气不透水的憎水性材料制成，故水受阻于通腔体壁，溶解在水中的气体分子在负压作用下从通腔体壁上的微孔被吸入该通腔体腔内，汇集形成空气流被输送至用于储存气体的容器内储存供使用。

任何同样条件下用于抽气的装置的抽气真空度越高，供气量就越大，反之则小。

本实施例采用按上述参数制作的一个从水中抽取空气的潜水供气装置，在水中每分钟可供气体约0.3升，根据用户需要的供气量，将多个上述从水中抽取空气的潜水供气装置结合起来，即可满足用户需要。

Claims

1.一种从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述潜水供气装置由用于抽取水中的空气的装置、控制阀、用于储存气体的容器以及输气管通过密封连接组成，控制阀位于用于抽取水中的空气的装置与用于储存气体的容器之间。

2.根据权利要求1所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用于抽取水中空气的装置由用于将空气从水中分离出的带内腔的器具、集气管、用于抽气的装置、气体压力调节器组成，其中，用于将空气从水中分离出的带内腔的器具通过集气管与用于抽气的装置连接，气体压力调节器安装在用于抽气的装置上。

3.根据权利要求2所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用于将空气从水中分离出的带内腔的器具的两端为与集气管连接的连接头，两个连接头之间设有至少一个用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体，该通腔体的两端分别密封连接在连接头孔内与集气管连通，通腔体外罩有外过滤筒，外过滤筒的两端分别与连接头连接。

4.根据权利要求3所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体为管状体或者囊状体。

5.根据权利要求3或4所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体为若干个管状体并联在两个连接头之间，管状体相互之间有间隙。

6.根据权利要求3或4所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体为若干个囊状体串联在两个连接头之间。

7.根据权利要求2所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述气体压力调节器安装在用于抽气的装置的输出端。

8.根据权利要求1所述的从水中抽取空气的潜水供气装置，其特征在于：所述用于抽气的装置为真空泵或风扇。

9.一种如权利要求1所述的潜水供气装置的从水中抽取空气的方法，其特征在于：将从水中抽取空气的潜水供气装置放入水下，启动该潜水供气装置的用于抽气的装置工作，采用绝对压力≤90Kpa抽气，使该潜水供气装置的用于将空气从水中分离出的带内腔的器具腔内形成负压，负压将经外过滤筒过滤后的溶解在水中的气体分子吸入用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内，汇集形成空气流被输送至用于储存气体的容器内储存供使用。

10.根据权利要求9所述的从水中抽取空气的方法，其特征在于：用于抽气的装置工作时，用透气不透水的憎水性材料制成的通腔体腔内的气压与腔外的水压力的压差控制在0.5MP以内。