CN109398646B - 多功能混合气潜水控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多功能混合气潜水控制箱，特征在于，其包括主箱体，以及在所述主箱体内部隔设形成的功能分区，所述功能分区包括占主箱体主要空间的潜水供气控制区和位于所述潜水供气控制区一侧的潜水设备存放区；所述潜水供气控制区由中部的操作空间区以及围设于所述操作空间区外周的开式钟供气箱、潜水员供气箱、电气监控箱和潜水设备箱构成，所述潜水设备存放区内部设置有用于挂放脐带及放置潜水头盔的脐带及头盔挂架，以及用于潜水员水下焊接操作的二氧化碳保护焊装具。本发明整体结构设计配置科学合理，符合人机工程要求，控制台满足人机交互要求，便于操作、观察、运行、管理和维修。

Description

多功能混合气潜水控制箱

技术领域

本发明涉及潜水作业装置，具体而言，是一种监控三名潜水员焊接作业以及运载潜水员下潜开式钟装置的多功能混合气潜水控制箱。

背景技术

当现在世界上公认的空气潜水作业深度为60米，当下潜深度超过60米以后，在高压环境下氮分子会融入潜水员的神经细胞而造成不同程度的麻醉性，这种病的症状跟喝醉酒出现的症状差不多，患者将会失去正常工作能力，动作失调，失去控制能力，这就是深水麻醉。并且从深海潜水中必须快速上浮时，压强从几个大气压突然下降，这时氮气从组织中释放出来形成不溶解的气泡。这种气泡在小血管中形成栓塞，阻止血液流过，会引起肌肉和关节疼痛，如果中枢神经系统发生栓塞，甚至会出现麻痹，厉害时甚至瘫痪或死亡，这就是减压病。在深海中需要停留相当长的时间时，常以氦气取代氮气。但氦氧混合气制成成本较高，一般作业深度超过60米才采用氦氧混合气作为供给呼吸气。

现有的潜水控制箱为单一的空气潜水或者氦氧混合气供给，不具备潜水装置及潜水员下潜到60米或者上浮到60米时供给的空气和氦氧混合气转换控制功能，并且功能单一，安全性不足，不提供潜水员水下焊接作业工具并且也无法同时实现水上监控人员监视水下开式钟装置的的运行以及三名潜水员生命体征、焊接作业状况以及与水下作业人员通话功能。并且体型笨拙，不方便维修。

发明内容

本发明旨在提供一种结构紧凑、功能齐备、性能安全可靠、操作维修方便的多功能混合气潜水控制箱。同时实现下潜深度为60m时空气供给和混合气供给切换，水上监控人员监视水下开式钟装置的的运行以及三名潜水员生命体征、焊接作业状况以及与水下作业人员通话功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

多功能混合气潜水控制箱，采用整体箱装式结构，特殊之处在于，其包括主箱体，以及在所述主箱体内部隔设形成的功能分区，所述功能分区包括占主箱体主要空间的潜水供气控制区和位于所述潜水供气控制区一侧的潜水设备存放区；

所述主箱体一侧设有出入所述潜水供气控制区的单扇门，所述主箱体的另一侧设有出入潜水设备存放区的双开门；所述潜水供气控制区的主箱体侧壁开设有观察窗；所述潜水供气控制区内设空调设备，所述主箱体外挂有空调外机箱；

所述潜水供气控制区由中部的操作空间区以及围设于所述操作空间区外周的开式钟供气箱、潜水员供气箱、电气监控箱和潜水设备箱构成，中部的操作空间设置有设备放置桌和操作座椅；

为了便于各控制箱的检修，所述各控制箱的背面开设有专用检修门，从专用检修门进入可检修所有控制箱管路。

所述潜水设备存放区内部设置有用于挂放脐带及放置潜水头盔的脐带及头盔挂架，以及用于潜水员水下焊接操作的二氧化碳保护焊装具。

所述开式钟供气箱、潜水员供气箱及电气监控箱的箱体均设计为直列式结构，内部以型材构架为主体，构架内设连接型材，用于安装固定各类仪器仪表；箱体外壳采用表面喷漆的金属板；箱体底部预留有开孔，便于管路和线缆引至外部；所述开式钟供气箱、潜水员供气箱及电子监控箱的箱体下部与设备放置桌之间呈垂直连接结构。

所述开式钟供气箱包括配备于箱体控制面板上的开式钟供气系统和开式钟气体分析系统构成；

所述开式钟供气系统包括供气管路、阀门和仪表；所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为开式钟上部气垫供气；开式钟供气气体有高压空气、主用氦氧混合气、备用氦氧混合气三种，每路供气设置单独的大流量减压器，其中主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；

所述开式钟气体分析系统包括一套氧浓度分析仪、一套二氧化碳浓度分析仪，分别用于在线监测开式钟气垫内气体的氧浓度和二氧化碳浓度；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析。

所述潜水员供气箱包括配备于箱体上的控制面板，所述控制面板设有三个分区，分别为用于1、2号潜水员的1、2号控制台和用于待命潜水员的3号控制台；所述三个控制台上分别安装有潜水员供气系统、潜水员测深表、潜水员气体分析系统和计时器；

所述潜水员供气系统包括供气管路、阀门及仪表，所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为潜水员提供呼吸气体，为保证船上提供中压空气的质量，在中压供气管路前端配设中压空气过滤器；潜水钟供气气体有中压空气、高压空气、主用氦氧混合气四种，每路供气管路设置单独的大流量减压器，主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；3号控制台的中压及高压供气设置单独的供气接口，供气系统完全独立；1号控制台与2号控制台、2号控制台与3号控制台的供气管路间设置供气互通阀，用以实现各潜水员供气管路互为备用；

所述潜水员测深表设有三个，分别配置在三个控制台上，用以实现对1号潜水员、2号潜水员和待命潜水员测深；

所述潜水员气体分析系统采用三套氧浓度分析仪，分别配置在三个控制台上，用于对潜水员供气气体浓度在线监测；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析；

所述计时器在三个控制台上各设一个，用于每个潜水员水下作业及减压的时间计量。

所述电气监控箱包括电气控制面板、氦氧潜水电话、数字硬盘刻录机、视频显示器、摄像头及头灯控制器和通讯机；

所述电气控制面板具有用于电路控制的断路器、钥匙开关、指示灯及旋钮开关等；电源线进入控制台后先通过空气开关，再通过接触器，输出线按系统分别经熔断器，然后接至各控制键或受电部位，当钥匙开关关闭后，控制台全部仪器仪表和控制电源均切断；

所述氦氧潜水电话设有两台，每台电话可满足与三名潜水员之间的通讯对讲；

所述数字硬盘刻录机设有两台，每台刻录机配置1Tb硬盘一个，用于对潜水员水下影像内容实时记录；数字硬盘刻录机前面板设有U盘接口，方便数据读取；

所述视频显示器设有四台，分别用于显示三名潜水员及开式钟内视频影响；其中两台视频显示器与一台数字硬盘刻录机相连，另两台视频显示器与另一台数字硬盘刻录机相连；通过两台数字硬盘刻录机控制四台视频显示器显示不同视频通道的内容，数字硬盘刻录机前面板设有视频切换按钮；

所述摄像头及头灯控制器用于对每个潜水员的头灯及摄像单独控制，以满足不同作业工况的需求；

所述通讯机为盘用VHF通讯机，用于水上近距离无线通讯。

所述潜水设备箱用于存放潜水设备及设备档案，其箱体设计为双开门结构，箱体内部采用活动层板分隔。

所述主箱体为标准20尺（长6058mm、宽2438mm、高2591mm）的集装箱，箱体骨架采用集装箱板折弯制作，整体强度达到吊装、搬运过程中不变形且具有一定抗冲击碰撞能力，满足频繁吊装及运输需要。

所述潜水设备存放区的脐带及头盔挂架设有三套，其中两套分别设置在双开门内侧板上，另一套设在潜水设备存放区的墙板上。

本发明的多功能混合气潜水控制箱，整体结构设计配置科学合理，符合人机工程要求，控制台满足人机交互要求，具有两套氦氧电话和四套视频显示器，并连通数字硬盘刻录机实时显示3名潜水员及开式钟内画面，整个箱体设计安全性高，对人员、设备无危害，具有结构紧凑、便于拆装吊运、安全可靠、性能优良、操作维修方便等特点，可用于2名作业潜水员及1名待命潜水员进行空气潜水及120m以浅的氦氧混合气潜水，并提供了对开式潜水钟钟气垫供气及钟内气体的氧浓度和二氧化碳浓度的在线监测功能。

附图说明

图1：本发明混合气潜水控制箱外部整体结构示意图；

图2：图1中BB剖视图；

图3：图1中CC剖视图；

图4：图1中DD剖视图

图5：图4中EE剖视图；

图6：图1中FF剖视图；

图7：图6中HH剖视图。

具体实施方式

以下结合附图，给出本发明混合气潜水控制箱的具体结构组成和设计原理，以使本领域技术人员更加清楚的理解本发明。

实施例

混合气潜水控制箱，采用整体箱装式结构，所有设备安装于一个标准20英尺的集装箱内，其包括主箱体1，为保证主箱体1内部整洁同时便于设备维护保养，集装箱内部采用隔断分为两部分，一部分是放置潜水供气控制台的潜水供气控制区2，另一部分是放置潜水设备的潜水设备存放区3，潜水供气控制区2占主箱体1主要空间，潜水设备存放区3设置在所述潜水供气控制区2的一侧。

所述主箱体为标准20英尺（长6058mm、宽2438mm、高2591mm）的集装箱，箱体骨架采用集装箱板折弯制作，整体强度达到吊装、搬运过程中不变形且具有一定抗冲击碰撞能力，满足频繁吊装及运输需要。所述主箱体1一侧设有出入所述潜水供气控制区2的单扇门21，其通光尺寸为800mm*2000mm，所述主箱体1的另一侧设有出入潜水设备存放区3的双开门31；所述潜水供气控制区2的箱体侧壁开设有通光尺寸为1060mm*660mm的观察窗22；所述潜水供气控制区2内设空调设备11，所述主箱体外侧开有用于外挂空调外机箱12的外挂机槽；箱体外壳采用3mm金属板，表面喷涂色彩协调的高级油漆；所述主箱体1顶部和四壁采用CCSB15级保温材料制作隔热层，地板上部铺设6mm铝花纹板。箱内采用铝塑板饰装，达到美观大方温馨舒适，主箱体1顶部设置三个220V照明灯具，潜水供气控制区2配设两个，潜水设备存放区3配设一个，主箱体1的外部采用船用喷漆工艺及专用油漆喷涂并严格进行防锈、防腐处理。

所述潜水供气控制区2由中部的操作空间区以及围设于所述操作空间区外周的开式钟供气箱23、潜水员供气箱24、电气监控箱25和潜水设备箱26构成，中部的操作空间设置有设备放置桌27和操作座椅；为了便于各控制箱的检修，所述各控制箱的背面开设有专用检修门28，从专用检修门进入可检修所有控制箱管路。

所述潜水设备存放区3内部设置有用于挂放脐带及放置潜水头盔的脐带及头盔挂架31，以及用于潜水员水下焊接操作的二氧化碳保护焊装具。

所述开式钟供气箱23、潜水员供气箱24及电气监控箱25的箱体均设计为直列式结构，内部以型材构架为主体，构架内设连接型材，用于安装固定各类仪器仪表；箱体外壳采用表面喷漆的金属板；箱体底部预留有开孔，便于管路和线缆引至外部；所述开式钟供气箱23、潜水员供气箱24及电气监控箱25的箱体下部与设备放置桌27之间呈垂直连接结构。

所述开式钟供气箱23包括配备于箱体控制面板上的开式钟供气系统和开式钟气体分析系统构成；控制面板采用3mm金属板折弯制作，表面静电粉末喷涂，并采用丝网印刷阀门标牌及逻辑线。所述开式钟供气系统包括供气管路、阀门和仪表；所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为开式钟上部气垫供气；开式钟供气气体有高压空气、主用氦氧混合气、备用氦氧混合气三种，每路供气设置单独的大流量减压器，其中主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；所述开式钟气体分析系统包括一套氧浓度分析仪、一套二氧化碳浓度分析仪，分别用于在线监测开式钟气垫内气体的氧浓度和二氧化碳浓度；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析，检测潜水员气体浓度时，只要打开相应流量计，并控制合适流量即可，分析仪采用干电池供电，可连续工作2000h以上。

所述潜水员供气箱24包括配备于箱体上的控制面板，所述控制面板设有三个分区，分别为用于1、2号潜水员的1、2号控制台和用于待命潜水员的3号控制台；所述三个控制台上分别安装有潜水员供气系统、潜水员测深表、潜水员气体分析系统和计时器；所述潜水员供气系统包括供气管路、阀门及仪表，所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为潜水员提供呼吸气体，为保证船上提供中压空气的质量，在中压供气管路前端配设中压空气过滤器；潜水钟供气气体有中压空气、高压空气、主用氦氧混合气四种，每路供气管路设置单独的大流量减压器，主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；3号控制台的中压及高压供气设置单独的供气接口，供气系统完全独立；1号控制台与2号控制台、2号控制台与3号控制台的供气管路间设置供气互通阀，用以实现各潜水员供气管路互为备用；减压器采用捷锐公司大流量减压器，该减压器广泛用于潜水领域，供气流量大、性能可靠。管路及阀件选用美国Swagelok公司产品。供气箱供排气安全技术要求包括：供排呼吸气管路应经脱脂清洗处理；管路接头全部采用铜或不锈钢材料，密封垫采用聚四氟乙烯垫圈，等径管路三通或四通分路应采用接头；全部管路安装后应经气密试验，试验压力按设计工作压力，试验介质为氮气或实际使用介质；管路系统气密试验稳压1小时，外部用肥皂水检查应无气泡，泄露率小于0.20%/h。所述潜水员测深表设有三个，分别配置在三个控制台上，用以实现对1号潜水员、2号潜水员和待命潜水员测深；所述水深表采用PERMA-CAL公司生产的0.25级压力表，表盘直径8.5寸，量程0-120m。所述潜水员气体分析系统采用三套氧浓度分析仪，分别配置在三个控制台上，用于对潜水员供气气体浓度在线监测；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析；分析仪采用干电池供电，可连续工作2000h以上。所述计时器在三个控制台上各设一个，用于每个潜水员水下作业及减压的时间计量，每台计时器配设开始和清零按钮各一只。

所述电气监控箱25包括电气控制面板251、氦氧潜水电话252、数字硬盘刻录机253、视频显示器254、摄像头及头灯控制器255和通讯机256；所述电气控制面板251具有用于电路控制的断路器、钥匙开关、指示灯及旋钮开关等；电源线进入控制台后先通过空气开关，再通过接触器，输出线按系统分别经熔断器，然后接至各控制键或受电部位，当钥匙开关关闭后，控制台全部仪器仪表和控制电源均切断；所述氦氧潜水电话252设有两台，每台电话可满足与三名潜水员之间的通讯对讲，潜水电话采用美国AMRON公司生产的氦氧电话，型号2830R，电话内置应急电池，应急工作时间不低于6小时；所述数字硬盘刻录机253设有两台，每台刻录机配置1Tb硬盘一个，用于对潜水员水下影像内容实时记录；数字硬盘刻录机253前面板设有U盘接口，方便数据读取；所述视频显示器254采用四台19寸液晶显示器，分别用于显示三名潜水员及开式钟内视频影响；其中两台视频显示器254与一台数字硬盘刻录机相连，另两台视频显示器254与另一台数字硬盘刻录机相连；通过两台数字硬盘刻录机253控制四台视频显示器254显示不同视频通道的内容，数字硬盘刻录机253前面板设有视频切换按钮；所述摄像头及头灯控制器255用于对每个潜水员的头灯及摄像单独控制，以满足不同作业工况的需求；所述通讯机256为盘用VHF通讯机，用于水上近距离无线通讯，通讯距离约20海里。所述潜水设备箱257用于存放潜水设备及设备档案，其箱体设计为双开门结构，箱体内部采用活动层板分隔。所述潜水设备存放区3的脐带及头盔挂架31设有三套，其中两套分别设置在双开门内侧板上，另一套设在潜水设备存放区的墙板上。

本发明的混合气潜水控制箱，整体结构设计配置科学合理，符合人机工程要求，控制台满足人机交互要求，便于操作、观察、运行、管理和维修。整个箱体设计安全性高，对人员、设备无危害，具有安全可靠、性能优良、操作维修方便等特点。

Claims (6)

1.多功能混合气潜水控制箱，采用整体箱装式结构，其特征在于，包括主箱体，以及在所述主箱体内部隔设形成的功能分区，所述功能分区包括占主箱体主要空间的潜水供气控制区和位于所述潜水供气控制区一侧的潜水设备存放区；

所述主箱体的两侧分别开设有出入所述潜水供气控制区和潜水设备存放区的门；所述潜水供气控制区的主箱体侧壁开设有观察窗；所述潜水供气控制区内设空调设备，所述主箱体外开设有用于挂接空调外机箱的外挂机槽；

所述潜水供气控制区由中部的操作空间区以及围设于所述操作空间区外周的开式钟供气箱、潜水员供气箱、电气监控箱和潜水设备箱构成，中部的操作空间设置有设备放置桌和操作座椅；所述各控制箱的背面开设有专用检修门；

所述潜水设备存放区内部设置有用于挂放脐带及放置潜水头盔的脐带及头盔挂架，以及用于潜水员水下焊接操作的二氧化碳保护焊装具；

所述开式钟供气箱、潜水员供气箱及电气监控箱的箱体均设计为直列式结构，内部以型材构架为主体，构架内设连接型材，用于安装固定各类仪器仪表；箱体外壳采用表面喷漆的金属板；箱体底部预留有开孔，便于管路和线缆引至外部；所述开式钟供气箱、潜水员供气箱及电子监控箱的箱体下部与设备放置桌之间呈垂直连接结构；

所述开式钟供气箱包括配备于箱体控制面板上的开式钟供气系统和开式钟气体分析系统构成；

所述开式钟供气系统包括供气管路、阀门和仪表；所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为开式钟上部气垫供气；开式钟供气气体有高压空气、主用氦氧混合气、备用氦氧混合气三种，每路供气设置单独的大流量减压器，其中主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；

所述开式钟气体分析系统包括一套氧浓度分析仪、一套二氧化碳浓度分析仪，分别用于在线监测开式钟气垫内气体的氧浓度和二氧化碳浓度；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析。

2.如权利要求1所述的多功能混合气潜水控制箱，其特征在于

所述潜水员供气箱包括配备于箱体上的控制面板，所述控制面板设有三个分区，分别为用于1、2号潜水员的1、2号控制台和用于待命潜水员的3号控制台；所述三个控制台上分别安装有潜水员供气系统、潜水员测深表、潜水员气体分析系统和计时器；

所述潜水员供气系统包括供气管路、阀门及仪表，所述供气管路的气源来自于船上，根据潜水员作业深度为潜水员提供呼吸气体，为保证船上提供中压空气的质量，在中压供气管路前端配设中压空气过滤器；潜水钟供气气体有中压空气、高压空气、主用氦氧混合气四种，每路供气管路设置单独的大流量减压器，主用与备用混合气管路供气端设置互通阀门，可实现减压器互为备用；3号控制台的中压及高压供气设置单独的供气接口，供气系统完全独立；1号控制台与2号控制台、2号控制台与3号控制台的供气管路间设置供气互通阀，用以实现各潜水员供气管路互为备用；

所述潜水员测深表设有三个，分别配置在三个控制台上，用以实现对1号潜水员、2号潜水员和待命潜水员测深；

所述潜水员气体分析系统采用三套氧浓度分析仪，分别配置在三个控制台上，用于对潜水员供气气体浓度在线监测；采样气体经由采气管经减压后送至控制台，在流量计300ml/min流量控制下接入气体分析仪传感器进行分析；

所述计时器在三个控制台上各设一个，用于每个潜水员水下作业及减压的时间计量。

3.如权利要求2所述的多功能混合气潜水控制箱，其特征在于

所述电气监控箱包括电气控制面板、氦氧潜水电话、数字硬盘刻录机、视频显示器、摄像头及头灯控制器和通讯机；

所述电气控制面板具有用于电路控制的断路器、钥匙开关、指示灯及旋钮开关；电源线进入控制台后先通过空气开关，再通过接触器，输出线按系统分别经熔断器，然后接至各控制键或受电部位，当钥匙开关关闭后，控制台全部仪器仪表和控制电源均切断；

所述氦氧潜水电话设有两台，每台电话可满足与三名潜水员之间的通讯对讲；

所述数字硬盘刻录机设有两台，每台刻录机配置1Tb硬盘一个，用于对潜水员水下影像内容实时记录；数字硬盘刻录机前面板设有U盘接口，方便数据读取；

所述视频显示器设有四台，分别用于显示三名潜水员及开式钟内视频影像；其中两台视频显示器与一台数字硬盘刻录机相连，另两台视频显示器与另一台数字硬盘刻录机相连；通过两台数字硬盘刻录机控制四台视频显示器显示不同视频通道的内容，数字硬盘刻录机前面板设有视频切换按钮；

所述摄像头及头灯控制器用于对每个潜水员的头灯及摄像单独控制，以满足不同作业工况的需求；

所述通讯机为盘用VHF通讯机，用于水上近距离无线通讯。

4.如权利要求3所述的多功能混合气潜水控制箱，特征在于

所述潜水设备箱用于存放潜水设备及设备档案，其箱体设计为双开门结构，箱体内部采用活动层板分隔。

5.如权利要求4所述的多功能混合气潜水控制箱，特征在于

所述主箱体为集装箱，箱体骨架采用集装箱板折弯制作，整体强度达到吊装、搬运过程中不变形且具有一定抗冲击碰撞能力，满足频繁吊装及运输需要。

6.如权利要求5所述的多功能混合气潜水控制箱，特征在于

所述潜水设备存放区的脐带及头盔挂架设有三套，其中两套分别设置在双开门内侧板上，另一套设在潜水设备存放区的墙板上。