CN105083500A - 一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下呼吸器技术领域，具体涉及一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，包括头盔、制氧装置，所述头盔通过组合支架与所述制氧装置连接，所述制氧装置包括主呼吸器、以及设于所述主呼吸器下方并与其连接的气体过滤器，所述主呼吸器与气体过滤器之间设有两个气体收集罩，所述两个气体收集罩左、右两侧对称设置；所述每个气体收集罩内均设有微型压缩机，所述每个气体收集罩上设有用于控制所述微型压缩机的电机控制开关；本发明模拟鱼类生理呼吸系统，利用纳米硅薄膜材料替代鱼鳃的水气分离功能，采用电子辅助设备达到在水下独立获取采气、制氧的目的，并在潜水过程中利用水利流动运动时所产生的电力来补充设备自身消耗的电能。

Description

一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器

技术领域

本发明涉及水下呼吸器技术领域，具体涉及一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器。

背景技术

在地球上水域的面积，远远大于陆地，人离不开水，水是一切生命之源，却又随时能给人类带来灾难，甚至夺走人的生命。人类一直希望有于可以像鱼一样在水中如在陆地，可惜由于生理和呼吸系统使人不可能在水中自由生存，为了开发水资源，人们发明了潜艇和汗水员使用的水肺系统，但这些设备造价昂贵、设备体积大、使用成本高，且操作复杂。同时，现有市场上也出现了一些水下呼吸器，例如，中国发明专利，申请号为201310190497.3公开了供一种具有消毒功能又可使人在无氧区、或水下呼吸的呼吸器。它包括头盔及内置气囊封闭外界的空气和水，吸气管呼气管分别插入人的两个鼻孔中通过单项进气阀出气阀控制气流单向流动达到人的两个鼻孔分别是一个鼻孔吸气、另一个鼻孔呼气，保证吸进新气、呼出废气，延长进气管、出气管引到水面以上，人即可在水下呼吸。再如，中国发明专利，申请号为201010200793.3公开了了一种自携式电动潜水呼吸器。在圆柱形供气罐内安装电动气泵和充电电池，电动气泵产生的高压气体保存在供气罐中，供气罐出气口通过与设定潜深相应长度的高压供气软管与咬嘴呼吸器连接给潜水者供气。在电动气泵的电路上串联自动压力开关，用于自动控制供气罐中的气体压力，供气罐垂直漂浮在水面，潜水者运动时在高压供气软管的牵引下伴随潜水者漂移。上述两种技术方案结构复杂，使用不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需携带氧气瓶或其它换气吸氧设备，便可以在水下自主呼吸，且制造成本低、安全可靠、操作简单、轻巧实用的人鱼仿生鳃式水下呼吸器。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，包括头盔、制氧装置，所述头盔通过组合支架与所述制氧装置连接，所述制氧装置包括主呼吸器、以及设于所述主呼吸器下方并与其连接的气体过滤器，所述主呼吸器与气体过滤器之间设有两个气体收集罩，所述两个气体收集罩左、右两侧对称设置。

所述每个气体收集罩内均设有微型压缩机，所述每个气体收集罩上设有用于控制所述微型压缩机的电机控制开关，所述每个气体收集罩上还设有用于过滤气体的薄膜。

所述左、右两侧的两个气体收集罩均通过进气管与所述气体过滤器连接，所述两根进气管延伸至所述气体过滤器内，所述气体过滤器的顶端通过两根氧气主输出管与所述主呼吸器连接，所述主呼吸器与气体过滤器之间设有循环排气管，所述气体过滤器内下端部设有气体过滤净化物。

进一步地，所述气体过滤器的上方设有调节阀，所述气体过滤器的底部设有过滤器排水阀。

进一步地，所述头盔的顶部安装有微型发电机，所述微型发电机为球形旋叶式水流微型发电机。

进一步地，所述头盔上外挂有锂电池，所述锂电池用于给所述微型压缩机提供电力。

进一步地，所述头盔上分别设有两个通讯器和两个水下手电筒，所述两个通讯器和两个水下手电筒均左、右对称设置在所述头盔的两侧。

进一步地，所述头盔上还配置有水下护目镜。

进一步地，所述头盔为碳纤维头盔。

进一步地，所述薄膜为纳米硅薄膜。

进一步地，所述组合支架为全密封式合金组合支架。

本发明具有以下有益效果：本发明所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，包括头盔、制氧装置，所述头盔通过组合支架与所述制氧装置连接，所述制氧装置包括主呼吸器、以及设于所述主呼吸器下方并与其连接的气体过滤器，所述主呼吸器与气体过滤器之间设有两个气体收集罩，所述两个气体收集罩左、右两侧对称设置；所述每个气体收集罩内均设有微型压缩机，所述每个气体收集罩上设有用于控制所述微型压缩机的电机控制开关，所述每个气体收集罩上还设有用于过滤气体的薄膜；本发明模拟鱼类生理呼吸系统，利用纳米硅薄膜材料替代鱼鳃的水气分离功能，采用电子辅助设备达到在水下独立获取采气、制氧的目的，并在潜水过程中利用水利流动运动时所产生的电力来补充设备自身消耗的电能。综上所述，该人鱼仿生鳃式水下呼吸器制造成本低、安全可靠、操作简单、轻巧实用，满足于当今社会的需要，它不仅可以应用于民间打捞、救援、施工、排险等，更有极高的军事用途，同时还具有实质性良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，包括头盔6、制氧装置，所述头盔6通过组合支架3与所述制氧装置连接，其中，所述头盔6为碳纤维头盔，需要说明的是，碳纤维材料是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料，因此采用碳纤维与塑料合成制成的头盔具有质轻、机械强度高、质量好等优点，便于与制氧装置组合使用；且所述组合支架3为全密封式合金组合支架，需要说明的是，合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，具有密度小、强度高，同时还具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，因此，本实施例中，采用全密封式合金组合支架可实现上述头盔6与制氧装置相连接，两者可拆卸便于清理或应急。所述制氧装置包括主呼吸器10、以及设于所述主呼吸器10下方并与其连接的气体过滤器14，这里的气体过滤器14呈椭圆状，所述主呼吸器10与气体过滤器14之间设有两个气体收集罩2，所述两个气体收集罩2左、右两侧对称设置。

具体的，所述每个气体收集罩2内均设有微型压缩机12，所述每个气体收集罩2上设有用于控制所述微型压缩机12的电机控制开关11，通过采用电机控制开关11可实行微型压缩机12打开和关闭，操作简单，使用方便，所述每个气体收集罩2上还设有用于过滤气体的薄膜1，其中，所述薄膜1为纳米硅薄膜，需要说明的是，纳米硅是新一代光电半导体材料，具有较宽的间隙能半导体，也是高功率光源材料，具有纯度高，粒径小，分布均匀等特点，还具有无毒，无味，活性好等优点，因此，在本实施例中，采用该纳米硅薄膜在过滤气体的同时还能阻止液态水流入气体收集罩2内。

具体的，所述左、右两侧的两个气体收集罩2均通过进气管15与所述气体过滤器14连接，所述两根进气管15延伸至所述气体过滤器14内，所述气体过滤器14的顶端通过两根氧气主输出管19与所述主呼吸器10连接，所述主呼吸器10与气体过滤器14之间设有循环排气管18，所述气体过滤器14内下端部设有气体过滤净化物17。本实施例中，由上述气体收集罩2收集到的气体通过进气管15输入到气体过滤器14中，通过气体过滤净化物17过滤掉有害气体，再经由两根氧气主输出管19输出将氧气释放出供人呼吸。

具体的，所述气体过滤器12的上方设有调节阀13，所述气体过滤器14的底部设有过滤器排水阀16，通过调节阀13可控制由气体收集罩2向气体过滤器12输入气体流量的大小；通过过滤器排水阀16可将经气体过滤器12过滤后的有害气体、物质排出气体过滤器12。

另外，所述头盔6的顶部安装有微型发电机7，所述微型发电机7为球形旋叶式水流微型发电机；所述头盔6上外挂有锂电池8，所述锂电池8用于给所述微型压缩机12提供电力，所述头盔6上分别设有两个通讯器9和两个水下手电筒5，所述两个通讯器9和两个水下手电筒5均左、右对称设置在所述头盔6的两侧；所述头盔6上还配置有水下护目镜4；本实施例中，采用上述微型发电机7通过水流运动推动叶片产生电能补充到潜水头盔的外挂锂电池8内，该锂电池8内的电池为上述微型压缩机12提供电力，其中，通讯器9和水下手电筒5均自带独立的电池，用于水下照明或应急备用。

本实施例在潜水准备前，将该人鱼仿生鳃式水下呼吸器套在头部，下水后开启安装在两侧的气体收集罩2内置的整台靠锂电池8供电的微型压缩机12，该微型压缩机12启动隔着纳米硅薄膜强力迅速吸收薄膜外水分子中的气体，该纳米硅薄膜在过滤气体的同时还能阻止液态水流入气体收集罩2内，收集到的气体则通过两根进气管15输入到气体过滤器14内过滤掉有害气体，再经由两根氧气主输出管19将氧气释放出供人呼吸。

综上所述，该人鱼仿生鳃式水下呼吸器应用了高科技纳米硅薄膜可以完全隔离液态水却可可透过空气的新材料，并通过辅助电子设备的配合可以在水下迅速过滤水分中的空气，提供给潜水者氧气，使人类戴上该设备后可以像鱼一样在水路自由呼吸。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，包括头盔（6）、制氧装置，所述头盔（6）通过组合支架（3）与所述制氧装置连接，其特征在于，所述制氧装置包括主呼吸器（10）、以及设于所述主呼吸器（10）下方并与其连接的气体过滤器（14），所述主呼吸器（10）与气体过滤器（14）之间设有两个气体收集罩（2），所述两个气体收集罩（2）左、右两侧对称设置；

所述每个气体收集罩（2）内均设有微型压缩机（12），所述每个气体收集罩（2）上设有用于控制所述微型压缩机（12）的电机控制开关（11），所述每个气体收集罩（2）上还设有用于过滤气体的薄膜（1）；

所述左、右两侧的两个气体收集罩（2）均通过进气管（15）与所述气体过滤器（14）连接，所述两根进气管（15）延伸至所述气体过滤器（14）内，所述气体过滤器（14）的顶端通过两根氧气主输出管（19）与所述主呼吸器（10）连接，所述主呼吸器（10）与气体过滤器（14）之间设有循环排气管（18），所述气体过滤器（14）内下端部设有气体过滤净化物（17）。

2.根据权利要求1所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述气体过滤器（12）的上方设有调节阀（13），所述气体过滤器（14）的底部设有过滤器排水阀（16）。

3.根据权利要求1所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述头盔（6）的顶部安装有微型发电机（7），所述微型发电机（7）为球形旋叶式水流微型发电机。

4.根据权利要求3所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述头盔（6）上外挂有锂电池（8），所述锂电池（8）用于给所述微型压缩机（12）提供电力。

5.根据权利要求4所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述头盔（6）上分别设有两个通讯器（9）和两个水下手电筒（5），所述两个通讯器（9）和两个水下手电筒（5）均左、右对称设置在所述头盔（6）的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述头盔（6）上还配置有水下护目镜（4）。

7.根据权利要求6所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述头盔（6）为碳纤维头盔。

8.根据权利要求1所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述薄膜（1）为纳米硅薄膜。

9.根据权利要求1所述的一种人鱼仿生鳃式水下呼吸器，其特征在于，所述组合支架（3）为全密封式合金组合支架。