CN104029803B - 基于纳米金属粉末的水下打捞装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种基于纳米金属粉末的水下打捞装置，包括质量流量控制器、与质量流量控制器连接的进水道、均匀布置在进水道外部的翅片、纳米金属粉末和折叠气囊，翅片和所述进水道相通，翅片表面上设置多个小孔，纳米金属粉末包络翅片，塑料薄膜包络纳米金属粉末，折叠气囊包络塑料薄膜，折叠气囊进水口通过密封圈与进水道端部连接。传统的水下打捞方法由于沉船封舱、船底穿索、连接水上设备等复杂工序给工程实施所带来的各种困难，本发明在进行水下沉船打捞时，可以仅花费较少的人力、物力和财力，实现大规模沉船的深海打捞，打捞方法操作简单，打捞成本小。

Description

基于纳米金属粉末的水下打捞装置

技术领域

本发明涉及一种水下沉船打捞装置，尤其涉及一种基于纳米金属粉末的水下打捞装置。

背景技术

目前，对于水下沉船的打捞，主要采用的方法有：封舱抽水打捞法、浮筒打捞法、船舶抬撬打捞法、泡沫塑料打捞法和围堰打捞法。每一种方法都存在着一定的缺陷。

其中，封舱抽水法是将沉船的破口封堵后，将船内的水抽出，使船浮起。但是船舱的严密封补十分困难，风浪大时难以作业，实际实施难度较大。浮筒打捞法是将若干个浮筒在水下充气后，借助浮筒在水中所受到的浮力使沉船浮出水面。此方法施工较为方便安全，但是浮筒体积较大，运输携带不方便，且对水下的浮筒进行充气需要较长的输气管路，也给工程的实施带来了一定的麻烦。船舶抬撬打捞法是将钢缆兜于沉船的底部，再用打捞船上的起重设备将沉船提起。此方法在实施中需要两艘或者多艘打捞船同时作业，工程量较大。且打捞能力受限于打捞船上的钢缆绞盘的扭矩，在打捞大型沉船时实施难度较大。泡沫塑料打捞法是将密度较低的多孔泡沫塑料输入到沉船舱内，排去海水，借泡沫浮力将沉船抬起，可免去在沉船底部穿引钢缆、封闭船舱等诸多不便。但将泡沫塑料输送到海底需要使用大型的设备以及较长的管道，在海况复杂的区域不便操作。围堰打捞法是将沉船周围筑成围堰，抽出堰内的水，将沉船封补或修复后，再灌水将船浮起后拆除围堰。这种方法只能用于水深较小水域的沉船，无法在深海沉船的打捞中实施。

发明内容

本发明的目的是为了利用海水的浮力实施沉船的打捞，提高打捞效率，而提供一种基于纳米金属粉末的水下打捞装置。

本发明的目的是这样实现的：包括质量流量控制器、与质量流量控制器连接的进水道、均匀布置在进水道外部的翅片、纳米金属粉末和折叠气囊，翅片和所述进水道相通，翅片表面上设置多个小孔，纳米金属粉末包络翅片，塑料薄膜包络纳米金属粉末，折叠气囊包络塑料薄膜，折叠气囊进水口通过密封圈与进水道端部连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述纳米金属粉末颗粒直径不大于100纳米，材料为铝、镁或锂。

2.所述进水道的入口设置为渐缩形状。

3.所述折叠气囊的材料是硅胶防水帆布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用纳米金属粉末与海水反应产生的氢气以及放热相变产生的水蒸气作为工质填充折叠气囊，以提供浮力。装置自身所需携带的工质体积小，储运方便。进水道采用渐缩形状，使流入装置内部的海水流速加快。进水道周围采用周向对称排列的、并带有小孔的一系列翅片，使海水能够与纳米金属粉末充分接触，提高化学反应的效率，提高材料的利用率。本发明在进行水下沉船打捞时，可以仅花费较少的人力、物力和财力，实现大规模沉船的深海打捞，打捞方法操作简单，打捞成本小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明的纳米金属粉末的水下打捞装置由质量流量控制器1、进水道2、翅片3、纳米金属粉末4和折叠气囊5组成。质量流量控制器1位于进水道2的前部，质量流量控制器1与进水管道2前部紧固连接并密封，海水可以通过质量流量控制器1流入到进水管道2中。通过质量流量控制器1的开关以及调节，可以控制进水道2的开启与关闭以及进入进水道2内的海水的总量。进水道2入口处设置为渐缩形，可以使进入进水道2内部的海水的流速进一步升高。在进水道2的侧表面上，沿周向设置有一系列翅片3，翅片3呈轴对称排列。在翅片3的表面上，开有间距相同的一系列小孔，翅片3与进水道2在连接处是相通的，也即海水可以通过进水道2进入到翅片中，海水则可以通过翅片3上均匀布置的小孔与纳米金属粉末4接触。纳米金属粉末4填充在翅片3之间的缝隙以及进水道2与翅片3的周围。纳米金属粉末4外部由塑料薄膜包裹，以固定其外部形状。整个装置外部由折叠气囊5包裹。折叠气囊5进水口通过密封圈与进水道2的端部连接，实现装置的密封。

在具体实施的过程中，当需要进行打捞时，本发明的基于纳米金属粉末的水下打捞装置首先由蛙人或小型水下潜器携带下潜到沉船位置。将该装置对称地系挂在沉船表面或者塞入沉船内部，由蛙人或小型水下潜器触发质量流量控制器1。质量流量控制器1触发后，进水道2入口打开，海水开始通过进水道2进入装置内部。由于进水道2入口的渐缩形状设计，海水进入进水道2之后流动速度增加，高速的水流通过翅片3上的小孔流出时，对纳米金属粉末4产生冲击的作用。使海水与纳米金属粉末4获得更好的掺混效果。当质量流量控制器1监测到流入装置内部的海水量达到规定值时，自动关闭进水道2的入口。流入装置内部的海水经过渐缩入口的加速、翅片3的分流，通过翅片3上的小孔喷射到纳米金属粉末4中。海水与纳米金属粉末4充分掺混并发生化学反应。海水与纳米金属粉末4反应产生大量的氢气，并放出热量。进入装置内部的海水，一部分与纳米金属粉末4发生化学反应，另外一部分海水吸收了化学反应产生的热量，转变为水蒸气。氢气与水蒸气不断集聚，使包裹纳米金属粉末4的塑料薄膜内压强升高，使其胀破。塑料薄膜胀破之后，氢气与水蒸气进入折叠气囊5中，使折叠气囊5展开。同时，纳米金属粉末4与海水继续进行反应，产生更多的氢气和水蒸气，使折叠气囊5完全展开，充满氢气与水蒸气的折叠气囊5成为一个独立的浮筒。折叠气囊5在展开的过程中质量流量控制器1与进水道2的连接是紧配合并且其密封型很好。因此，展开的折叠气囊处于海水中，将受到浮力的作用，可以利用单个或者多个该装置将水下沉船打捞至水面。

打捞完成后，卸下质量流量控制器1，于通风良好处将折叠气囊5内部的气体排出，以免其内部的氢气遇明火发生爆炸事故。将整套装置清洗后，可重新装填纳米金属粉末4，再次进行水下打捞作业。

本发明中所说的纳米金属粉末颗粒直径不大于100纳米，纳米金属粉末的材料为铝、镁或锂；折叠气囊的材料是硅胶防水帆布。

Claims (5)

1.一种基于纳米金属粉末的水下打捞装置，其特征在于：包括质量流量控制器、与质量流量控制器连接的进水道、均匀布置在进水道外部的翅片、纳米金属粉末和折叠气囊，翅片和所述进水道相通，翅片表面上设置多个小孔，纳米金属粉末包络翅片，塑料薄膜包络纳米金属粉末，折叠气囊包络塑料薄膜，折叠气囊进水口通过密封圈与进水道端部连接。

2.根据权利要求1所述的基于纳米金属粉末的水下打捞装置，其特征在于：所述纳米金属粉末颗粒直径不大于100纳米，材料为铝、镁或锂。

3.根据权利要求1或2所述的基于纳米金属粉末的水下打捞装置，其特征在于：所述进水道的入口设置为渐缩形状。

4.根据权利要求1或2所述的基于纳米金属粉末的水下打捞装置，其特征在于：所述折叠气囊的材料是硅胶防水帆布。

5.根据权利要求3所述的基于纳米金属粉末的水下打捞装置，其特征在于：所述折叠气囊的材料是硅胶防水帆布。