CN104973230A - 水下呼吸器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下呼吸器，包括控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口，控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口依次相互连接设置，其中，控制单元主要功能为控制整机的开合及调整中和试剂释放量；能源系统主要功能是为整套系统提供可靠的电力供应，并为蒸发器加热；蒸发器主要功能是为储液室加热，以使储液室内的化学试剂挥发出来中和钠石灰的碱性；储液室主要功能是储存适量的中和试剂；接口则是负责连接将适配器连接于主系统上。本发明装置消除了钠石灰对潜水人员呼吸道的烧蚀，使之能在水下舒适的工作。可根据无泡循环水下呼吸器的具体型号生产出相应的形状及专用接口，实现一人一手及可方便更换；调节使用方便。

Description

水下呼吸器

技术领域

本发明涉及一种水下呼吸器，属于潜水用具技术领域。

背景技术

21世纪是人类开发海洋、利用海洋的世纪，随着城市化越来越快的发展，人民收入的稳步提升，城市建设、渔业养殖、海洋生产及高端娱乐活动使潜水这一以前较少接触到的活动渐渐走入人们的视野。另外工程建设、危机救援等各个领域都急需潜水员的参与。目前供潜水员在水下呼吸的方式有：(1)利用管道或者通气管供气；(2)背负氧气瓶。(3)无泡循环水下呼吸器。

就背负氧气瓶用于潜水呼吸而言，目前市场上常见的民用潜水氧气瓶存在着以下一些弊病：(1)容积有限；以市面上常见最大的12L氧气瓶为例，15KG的重量有效容氧量只有12L，以10米的潜深为例，普遍时间在1个小时左右氧气就会告罄；如水下人员未掌握要领，则呼吸时间将大幅缩短，有可能30～40分钟氧气即用光。而且随着潜深的加深，呼吸时间还将大幅缩短。(2)氧气利用率低。潜水员背负普通氧气瓶时吸入的氧气大概占空气的21％，而呼出的空气中氧气亦未完全用尽，大概占呼出气体的16％，人体只利用了其中5％的氧气，其余16％的氧气随潜水员的呼气一起被排放到了水体中。(3)潜水人员吐出的废气会在水中形成大量气泡，既干扰潜水员的视野，影响水下作业，又会暴露潜水员的位置。

目前在一些特殊应用领域采用无泡循环水下呼吸器，该种水下呼吸器采用闭式循环，对人体呼出的气体中的二氧化碳用钠石灰进行化学吸附，吸附后的气体回到闭路添加适量的氧气进行下一轮的循环。该呼吸器最大限度的利用了潜水员携带的氧气，延长了单位体积、重量氧气的使用时间，由于采用了闭式循环，也不会在水中产生气泡。但钠石灰为碱性物质，人员呼出的废气里高浓度的水蒸气将携带着钠石灰微粒形成碱性蒸汽，再吸入时对人员的呼吸道有严重的烧蚀效应，时间稍微一长，潜水员将因呼吸道灼痛而不得不上浮，既不利于水下作业的连续性，更对潜水员的身体造成损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下呼吸器，针对无泡循环水下呼吸器的不足而研制，该装置连接于无泡循环水下呼吸器气管之上，有以下几个优点：(1)更换方便；(2)采用化学原理的方式中和碱性蒸汽，从而消除潜水人员呼吸道的烧蚀，大大延长潜水员在水下作业的时间，保护潜水员的身心健康；(3)调节使用方便。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种水下呼吸器，包括控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口，控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口依次相互连接设置，其中，控制单元可使用小型可编程控制单元、微控制单元、多路传输控制单元等，主要功能为控制整机的开合及调整中和试剂释放量；能源系统可使用电池如锂电池或镍氢电池，或化学发热物质，主要功能是为整套系统提供可靠的电力供应，并为蒸发器加热；蒸发器可使用电热丝发热器、石英管发热器、卤素管发热器、金属管发热器、碳素纤维发热器、陶瓷发热器、导热油发热器等，主要功能是为储液室加热，以使储液室内的化学试剂挥发出来中和钠石灰的碱性；储液室主要功能是储存适量的中和试剂，可根据实际需要对储液室形状及大小进行相应的设计，储液室内储存液体为对人体无害的所有酸性液体如：白醋，柠檬酸等；储液室中设置有吸附装置，使其在各种角度下液体不会流失，吸附装置为各种吸附材料，如微孔泡沫或者海绵等；接口则是负责连接将适配器连接于主系统上，可连接于高压充气接口或低压气表接口上或根据水下呼吸器的接口具体设计专用接口或使用普通的螺旋式或插拔式接口。

该装置外观为圆柱形，其外观及接口可根据无泡循环水下呼吸器的具体形状做出相应的修改，采用专用插槽连接在无泡循环水下呼吸器的出气端，或直接连接于主气管上，当潜水员呼出的含二氧化碳的废气经钠石灰过滤后进入与水下呼吸器相通的管道内，水下呼吸器内释放的化学物质能中和气体中的碱性物质，达到能让潜水员舒适呼吸的效果。

该发明的有益效果在于：本发明装置消除了钠石灰对潜水人员呼吸道的烧蚀，使之能在水下舒适的工作。由于解决了钠石灰对潜水人员呼吸道的烧蚀，使无泡循环水下呼吸器的应用进一步拓宽，以前只在不得已的情况下才能采用该系统，现在解决了碱性气体对人员呼吸道的烧蚀效应，无泡循环水下呼吸器亦能应用于高端旅游及渔业等日常生活方面。在更换方便，可根据无泡循环水下呼吸器的具体型号生产出相应的形状及专用接口，实现一人一手及可方便更换。同时，调节使用方便。水下呼吸器内释放的化学物质数量，可根据潜水员呼吸气体量随时调节，使用方便。

附图说明

图1是本发明实施例中所使用装置的系统框图。

图2是本发明实施例中所使用装置的结构示意图。

图3是本发明实施例中所使用装置的接口连接方式示意图。

图4是本发明实施例中所使用装置的接口另一连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例

如图1、图2所示的水下呼吸器，包括控制单元1、能源系统2、蒸发器3、储液室4和接口5，控制单元1、能源系统2、蒸发器3、储液室4和接口5依次相互连接设置，其中，控制单元1可使用小型可编程控制单元、微控制单元、多路传输控制单元等，主要功能为控制整机的开合及调整中和试剂释放量；能源系统2可使用电池如锂电池或镍氢电池，或化学发热物质，主要功能是为整套系统提供可靠的电力供应，并为蒸发器3加热；蒸发器3可使用电热丝发热器、石英管发热器、卤素管发热器、金属管发热器、碳素纤维发热器、陶瓷发热器、导热油发热器等，主要功能是为储液室加热，以使储液室内的化学试剂挥发出来中和钠石灰的碱性；储液室4主要功能是储存适量的中和试剂，实施例使用了容积为251mm³及376mm³两种圆柱形储液室，可根据实际需要对储液室形状及大小进行相应的设计，储液室4内储存液体为对人体无害的所有酸性液体如：白醋，柠檬酸等；储液室4中设置有吸附装置，使其在各种角度下液体不会流失，吸附装置为各种吸附材料，如微孔泡沫或者海绵等；接口5则是负责连接将适配器连接于主系统上，可连接于高压充气接口或低压气表接口上或根据水下呼吸器的接口具体设计专用接口或使用普通的螺旋式或插拔式接口。连接方式既可如图3接口方案一所示，将适配器利用进气管6和出气管7连接于主管道上，管道内的碱性空气通过适配器，中和后自适配器穿出到达潜水员的呼吸面罩内，又可如图4接口方案二所示，在主管道外利用进气管6和出气管7连接适配器，碱性气体通过一根短管道传输至主管道内，和主管道内的空气进行中和，然后在到达潜水员的呼吸面罩内。

该装置具体工作原理为：打开控制单元1后能源系统2工作，蒸发器3被加热，储液室4内的化学药品被蒸发器3的热量所挥发，中和性气体通过接口5进入水下呼吸器内，中和含钠石灰的碱性水蒸汽，达到减小或消除钠石灰对人体呼吸道烧蚀、减轻水下人员身体不适、延长水下工作时间的作用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种水下呼吸器，其特征在于：包括控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口，所述控制单元、能源系统、蒸发器、储液室和接口依次相互连接设置，所述控制单元可使用小型可编程控制单元、微控制单元或多路传输控制单元，主要功能为控制整机的开合及调整中和试剂释放量；能源系统使用电池或化学发热物质，主要功能是为整套系统提供可靠的电力供应，并为蒸发器加热；蒸发器主要功能是为储液室加热，以使储液室内的化学试剂挥发出来中和钠石灰的碱性；储液室主要功能是储存适量的中和试剂，可根据实际需要对储液室形状及大小进行相应的设计，储液室内储存液体为对人体无害的所有酸性液体；储液室中设置有吸附装置，使其在各种角度下液体不会流失，吸附装置为各种吸附材料；接口则是负责连接将适配器连接于主系统上，连接于高压充气接口或低压气表接口上或根据水下呼吸器的接口具体设计专用接口或使用普通的螺旋式或插拔式接口。

2.根据权利要求1所述的水下呼吸器，其特征在于：所述蒸发器为电热丝发热器、石英管发热器、卤素管发热器、金属管发热器、碳素纤维发热器、陶瓷发热器或导热油发热器。