CN103967076B - 军用便携式仿生空气取水装置 - Google Patents

Abstract

军用便携式仿生空气取水装置，涉及一种空气取水装置。本发明是要解决现有的空气取水方法存在能耗高、步骤复杂、装置体积大，不便于携带的问题。本发明装置包括取水网、固定针、超疏水布、收缩骨架、支撑骨架、收缩拉杆、定位弹簧、螺纹管、净水器、集水筒和支架，超疏水布固定在支撑骨架上，超疏水布的上方设置有取水网，收缩骨架的一端与支撑骨架连接，另一端与收缩拉杆的一端连接，收缩拉杆的另一端固定有定位弹簧，支撑骨架与螺纹管通过铰链连接，螺纹管的下方连接有集水筒，集水筒与螺纹管通过螺纹连接，螺纹管内部设置有净水器，螺纹管的外部通过铰链连接有支架。本发明低能耗、高效率、无污染。用于野外空气取水。

Description

军用便携式仿生空气取水装置

技术领域

本发明涉及一种空气取水装置。

背景技术

淡水资源仅占全球总水量的2.53％，并且人类能够实际利用的淡水仅占总水量的0.26％。我国由于人口众多，人均占有量只为世界人均占有量的1/4左右，属于严重缺水的大国。近年来，随着我国工业化加快，环境日益恶化，水资源愈加稀缺。水资源匮乏的形势正日益严峻。

事实上，空气中就蕴藏大量的淡水资源。据估计，空气中的水量为14000km³，而地球上淡水只有1200km³，即使是沙漠地区，其含水量也超过10g/m³。因此，利用空气取水意义重大。现行的空气取水方法主要有：1.制冷结露法；2.机械法；3.吸附法。三种方法相应的缺点为：制冷结露法的能量转化过程复杂，能耗较高且取水效率低，一般只用于紧急情况；机械法取水效率低，装置体积大大，不便于携带；吸附法能耗高，步骤过多。这些方法普遍具有能耗大效率低的缺点，所以寻找一种节能高效的空气取水方法是当务之急。

发明内容

本发明是要解决现有的空气取水方法存在能耗高、步骤复杂、装置体积大，不便于携带的问题，提供一种军用便携式仿生空气取水装置。

本发明军用便携式仿生空气取水装置，包括取水网、固定钉、超疏水布、收缩骨架、支撑骨架、收缩拉杆、定位弹簧、螺纹管、净水器、集水筒和支架，超疏水布固定在支撑骨架上，超疏水布的上方设置有取水网，取水网通过固定钉与超疏水布连接，取水网与超疏水布之间留有距离，收缩骨架的一端与支撑骨架通过铰链连接，收缩骨架的另一端与收缩拉杆的一端通过铰链连接，收缩拉杆的另一端固定连接有定位弹簧，支撑骨架与螺纹管通过铰链连接，螺纹管的上下两端都加工有螺纹，螺纹管的下方连接有集水筒，集水筒与螺纹管通过螺纹连接，螺纹管内部设置有净水器，螺纹管的外部通过铰链连接有支架，净水器的中心有孔，收缩拉杆穿过净水器中心的孔，可在孔中相对滑动。

本发明装置的工作原理：取水网负责收集水分，超疏水布负责加速水分运输流动从而提高收集速率。两种材料采用了独特的分布与拼接方式，共同作用起到收集水分的效果。

利用重力的作用和网状丝线十字交叉的结构，空气中的小液滴在超亲水网上凝结为体积较大的水滴，水滴顺网状丝线向网格十字交叉点流动，在网格交叉点形成更大的水滴；汇集到交叉点的水滴长大到一定程度时，水滴便落下到超疏水布的表面，进一步被收集到集水筒中。整个装置通过支架固定放置在地面上。

取水装置收起时，将集水筒从螺纹管上旋开，收起定位弹簧，向上拉动收缩拉杆，取水装置像雨伞一样收拢，再将集水筒罩在支撑骨架上，旋入螺纹管上端，以封装工作系统。

取水装置使用时，将集水筒从螺纹管上旋开，向下按压收缩拉杆，使工作系统张开，超疏水布像雨伞一样呈倒圆锥形，收缩拉杆穿过净水器中心的孔向下滑动，并通过定位弹簧卡在螺纹管的底部，将集水筒旋入螺纹管的下端，以待收集水分；使超疏水布迎风放置，装置开始工作。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过材料本身的超亲水、超疏水性质来收集水分，从而大大降低能耗，并具有良好的集水功能。

(2)传统装置笨重不便携，本装置重量在3kg以内。收缩折叠状态时所占体积为底面直径10厘米、长度60厘米的圆柱体，装置展开工作时，收集水的区域表面积为0.5～1.0m²。

(3)本发明提出的仿生超亲疏水材料空气取水法，充分利用了空气中的水分，尤其是海岛环境空气湿度大的特点，具有显著的节能优势。

(4)水滴在超疏水布上的接触角大于140°，在超亲水网上接触角小于10°。

(5)整个装置重量轻；又由于它可折叠、可展开，因此装置具有便携性的同时，也具有较大的集水表面积。

(6)本发明的低能耗、高效率、无污染，从而解决旧有装置能源利用率低且不便携带的问题。本发明应用范围广，尤其是在缺乏淡水资源的海岛和沙漠地区，有着广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明军用便携式仿生空气取水装置工作状态的结构示意图；图2为取水装置收起状态示意图；图3为取水装置的俯视图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式军用便携式仿生空气取水装置，包括取水网1、固定钉4、超疏水布2、收缩骨架3、支撑骨架6、收缩拉杆7、定位弹簧13、螺纹管9、净水器10、集水筒14和支架12，超疏水布2固定在支撑骨架6上，超疏水布2的上方设置有取水网1，取水网1通过固定钉4与超疏水布2连接，取水网1与超疏水布2之间留有距离，收缩骨架3的一端与支撑骨架6通过铰链连接，收缩骨架3的另一端与收缩拉杆7的一端通过铰链连接，收缩拉杆7的另一端固定连接有定位弹簧13，支撑骨架6与螺纹管9通过铰链连接，螺纹管9的上下两端都加工有螺纹，螺纹管9的下方连接有集水筒14，集水筒14与螺纹管9通过螺纹连接，螺纹管9内部设置有净水器10，螺纹管9的外部通过铰链连接有支架12，净水器10的中心有孔，收缩拉杆7穿过净水器10中心的孔，可在孔中相对滑动。

超疏水布为表面涂有超疏水涂料的布，所述超疏水涂料为纳罗可(nanocoating)。

支撑骨架6起到支撑超疏水布2的作用；收缩骨架3起到开放、收缩工作系统的作用；收缩拉杆7负责控制工作系统的开放、收缩；定位弹簧13负责固定收缩拉杆的工作。支架12用来平衡支撑整个装置。

工作时，集水筒14通过螺纹连接在螺纹管9下端，负责收集水分；装置折叠收缩时，集水筒14通过螺纹连接在螺纹管9上端，负责封装工作系统；净水器10用于净水。

本实施方式的取水装置收起状态示意图如图2所示，本实施方式的取水装置的俯视图如图3所示。

本实施方式的装置工作时能在一小时内取水12mL，一天取水235mL。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：取水网1上涂有超亲水涂料。其它与具体实施方式一相同。

所述超亲水涂料购买自东莞市明天纳米科技有限公司。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：取水网1与超疏水布2之间的距离为5mm。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：收缩骨架3的长度为55mm，支撑骨架6的长度为92mm。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：收缩拉杆7通过定位弹簧13固定在螺纹管9的底部。其它与具体实施方式一相同。

Claims (5)

1.军用便携式仿生空气取水装置，其特征在于该装置包括取水网(1)、固定钉(4)、超疏水布(2)、收缩骨架(3)、支撑骨架(6)、收缩拉杆(7)、定位弹簧(13)、螺纹管(9)、净水器(10)、集水筒(14)和支架(12)，超疏水布(2)固定在支撑骨架(6)上，超疏水布(2)的上方设置有取水网(1)，取水网(1)通过固定钉(4)与超疏水布(2)连接，取水网(1)与超疏水布(2)之间留有距离，收缩骨架(3)的一端与支撑骨架(6)通过铰链连接，收缩骨架(3)的另一端与收缩拉杆(7)的一端通过铰链连接，收缩拉杆(7)的另一端固定连接有定位弹簧(13)，支撑骨架(6)与螺纹管(9)通过铰链连接，螺纹管(9)的上下两端都加工有螺纹，螺纹管(9)的下方连接有集水筒(14)，集水筒(14)与螺纹管(9)通过螺纹连接，螺纹管(9)内部设置有净水器(10)，螺纹管(9)的外部通过铰链连接有支架(12)，净水器(10)的中心有孔，收缩拉杆(7)穿过净水器(10)中心的孔，可在孔中相对滑动。

2.根据权利要求1所述的军用便携式仿生空气取水装置，其特征在于取水网(1)上涂有超亲水涂料。

3.根据权利要求1所述的军用便携式仿生空气取水装置，其特征在于取水网(1)与超疏水布(2)之间的距离为5mm。

4.根据权利要求1所述的军用便携式仿生空气取水装置，其特征在于收缩骨架(3)的长度为55mm，支撑骨架(6)的长度为92mm。

5.根据权利要求1所述的军用便携式仿生空气取水装置，其特征在于收缩拉杆(7)通过定位弹簧(13)固定在螺纹管(9)的底部。