CN117735688A - 海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统及净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统及净化方法，包括净化舱，所述净化舱的一端通过管路结构与控制阀连通，净化舱的上部两端位置对称布置有搅拌器，净化舱的顶面还设置有注水系统和开口，注水系统向净化舱内部注水，开口处通过密封圈安装有均衡活塞，位于净化舱的内部还设置有净化系统；位于净化舱的底部对称安装有一组旋转门，位于净化舱的外壁面固定有电机，电机的输出轴连接旋转门，电机控制旋转门90°转动，旋转门为L型截面结构。可将进入压力转换管路的外界海水进行净化，从而消除控制阀被海水杂质堵塞风险，提升载荷舱工作可靠性。同时本系统和净化方法使用简单、可靠性高，具备很强的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及海水管路净化设备技术领域，尤其是一种海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统及净化方法。
背景技术
目前，海洋科技已经迎来前所未有的发展爆发期。而以深海生物资源开发利用为代表的海洋前沿科技越来越凸显出其巨大的经济、科研价值。深海生物长期生活于数千米甚至万米深海，长期处于微光、高压的海水环境中。其独特的生存环境导致其在打捞出水后很难长期存活。这为深海生物科研工作带来了巨大挑战。为支撑深海生物科学研究，深海工程装备领域开发出了用于海底原位实时生物获取、转移的海底载荷舱系统，该类系统可将处于深海高压环境下的深海生物快速转移至载人潜水装备中的常压空气环境，助力科学家在载人潜水装备内快速、实时地对深海生物进行活体观察等科学研究，极大地提升了科研效率。
深海生物从高压海水环境转移到常压空气环境中的压力转换需通过载荷舱上的压力转换管路进行压力转换，其基本原理如图1所示。包括载荷舱101，载荷舱101的底部为载荷舱门105，载荷舱101的一端通过载人舱门104连接载人潜水装备104，载荷舱101的另一端安装有控制阀101；载荷舱101的内部为常压海水环境，当深海生物需通过载荷舱门105进入载荷舱101时，由于舱外海水与载荷舱102内海水存在压差，该舱门无法打开。此时开启控制阀101，使舱外海水与载荷舱102内海水连通，实现压力均衡，载荷舱门105方可开启。
但上述生物获取、转移系统在使用过程中存在一定亟待解决的现实工程问题。另外，由于控制阀101一端与海水直接连通，载人潜水装备104在海底航行或在抓取海生物过程中，极易引起海底沉积物扰动，导致海水中悬浮大量杂质，而控制阀101因需要精确控制压力，其流量很小，极易被含杂质的海水堵塞，导致整套系统失效。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统及净化方法，从而可将进入压力转换管路的外界海水进行净化，从而消除控制阀被海水杂质堵塞风险，提升载荷舱工作可靠性。同时本系统和净化方法使用简单、可靠性高，具备很强的工程应用前景。
本发明所采用的技术方案如下：
一种海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，包括净化舱，所述净化舱的一端通过管路结构与控制阀连通，净化舱的上部两端位置对称布置有一号搅拌器和二号搅拌器，一号搅拌器和二号搅拌器的驱动部分固定在净化舱的外部，净化舱的顶面还设置有注水系统和开口，注水系统向净化舱内部注水，开口处通过密封圈安装有均衡活塞，位于净化舱的内部还设置有净化系统；位于净化舱的底部对称安装有一组旋转门，位于净化舱的外壁面固定有电机，电机的输出轴连接旋转门，电机控制旋转门90°转动，旋转门为L型截面结构。
作为上述技术方案的进一步改进：
一组对称的旋转门将净化舱的底部封住。
旋转门的其中一个直角边与净化舱的内壁贴合。
所述净化舱为一体式结构。
所述净化舱采用卧式结构。
一种压力转换管路的海水净化系统的净化方法，包括如下操作步骤：
步骤一、准备工作；
将净化舱内部系统与外部系统都安装完毕，检查无误；然后通过控制阀连接载荷舱或其他设备；
步骤二、注水工作；
开启注水系统，保持净化舱内充满海水，同时均衡活塞保持在上极限位置，并使净化舱内相对外界海水保持一定正压力；
步骤三、净化工作；
注水完成后，关闭注水系统，开启净化系统，注入化学净化剂，同时开启搅拌器，使化学净化剂与海水充分接触，对净化舱内海水进行净化；
步骤四、排污工作；
完成海水净化后，开启电机，将净化后沉淀至底部的杂质快速抛弃之外界海水，此时由于底部旋转门的L型构造及净化舱内的正压力，使杂质快速掉落并保证净化舱内海水不被二次污染，此时均衡活塞下降，保持净化舱内压力与外界海水一致；
步骤五、压力均衡工作；
开启控制阀，进行压力均衡，此时净化舱内海水向载荷舱内流动，同时均衡活塞继续下降，保证外界、净化舱及载荷舱内海水压力保持一致，均衡作业即完成；
步骤六：循环工作；
当开始第二次均衡作业前，首先开启电机，将旋转门复位，系统即恢复至初始状态。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过净化舱的独特设计，按照作业方法实施，可在载荷舱控制阀前端完成外界海水的净化，保证控制阀不受海水杂质影响，高效、可靠、精确完成载荷舱压力均衡。同时本系统及实施方式简单易操作，系统成熟可靠，且可以较小代价大幅提高海底载荷舱服役的可靠性及服役期限，提高海底生物科学研究的效率，具备广阔的发展前景。
本发明主要用于海底载荷舱压力均衡、均衡管路海水净化装置中。
附图说明
图1为现有技术中载荷舱的安装示意图。
图2为本发明的结构示意图(与载荷舱连接)。
图3为本发明的结构示意图(未与载荷舱连接)。
图4为本发明旋转门的安装示意图(状态一)。
图5为本发明旋转门的安装示意图(状态二)。
其中：101、控制阀；102、载荷舱；103、载人舱门；104、载人潜水装备；105、载荷舱门；
1、一号搅拌器；2、净化舱；3、电机；4、净化系统；5、注水系统；6、开口；7、均衡活塞；8、二号搅拌器；9、旋转门。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图5所示，本实施例的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，包括净化舱2，净化舱2的一端通过管路结构与控制阀101连通，净化舱2的上部两端位置对称布置有一号搅拌器1和二号搅拌器8，一号搅拌器1和二号搅拌器8的驱动部分固定在净化舱2的外部，净化舱2的顶面还设置有注水系统5和开口6，注水系统5向净化舱2内部注水，开口6处通过密封圈安装有均衡活塞7，位于净化舱2的内部还设置有净化系统4；位于净化舱2的底部对称安装有一组旋转门9，位于净化舱2的外壁面固定有电机3，电机3的输出轴连接旋转门9，电机3控制旋转门9发生90°转动，旋转门9为L型截面结构。
一组对称的旋转门9将净化舱2的底部封住。
旋转门9的其中一个直角边与净化舱2的内壁贴合。
净化舱2为一体式结构。
净化舱2采用卧式结构。
本发明所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统的具体结构和功能如下：
主要包括净化舱2、净化系统4、注水系统5、均衡活塞7、搅拌器、旋转门9、电机3及相应附件等。
其中，净化舱2为所有子系统安装载体。
其中，净化系统4、注水系统5、两组搅拌器、电机3通过螺栓与净化舱2的舱壁连接。
其中，均衡活塞7通过密封圈与净化舱2的舱壁接触。
其中，旋转门9通过电机轴、净化舱2的舱壁内嵌的轴承相互连接。
其中，旋转门9为L型截面结构，通过电机3带动其往复90度旋转。
实际工作过程中：
如图2所示，该海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统安装在载荷舱102的控制阀101进水口位置。
当需要进行深海生物转换时，首先开启注水系统5，保持净化舱2内充满海水，同时均衡活塞7保持在上极限位置，并使净化舱2内相对外界海水保持一定正压力。
注水完成后，关闭注水系统5，开启净化系统4，注入化学净化剂，同时开启搅拌器，使其与海水充分接触，对净化舱2内海水进行净化。
完成海水净化后，开启电机3，将净化后沉淀至底部的杂质快速抛弃之外界海水，此时由于底部旋转门9的L型构造及净化舱2内的正压力，可使杂质快速掉落并保证净化舱2内海水不被二次污染，此时均衡活塞7下降，保持净化舱2内压力与外界海水一致。由于旋转门9的设计，在旋转的过程中只是将内部杂质往外推，海水不会进入净化舱2，保证杂质不会进入舱内。
上述步骤完成后，即可开启控制阀101，进行压力均衡，此时净化舱2内海水向载荷舱102内流动，同时均衡活塞7继续下降，保证外界、净化舱2及载荷舱102内海水压力保持一致，均衡作业即完成。
当开始第二次均衡作业前，首先开启电机3，将旋转门9复位，系统即恢复至初始状态。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (6)
1.一种海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，其特征在于：包括净化舱(2)，所述净化舱(2)的一端通过管路结构与控制阀(101)连通，净化舱(2)的上部两端位置对称布置有一号搅拌器(1)和二号搅拌器(8)，一号搅拌器(1)和二号搅拌器(8)的驱动部分固定在净化舱(2)的外部，净化舱(2)的顶面还设置有注水系统(5)和开口(6)，注水系统(5)向净化舱(2)内部注水，开口(6)处通过密封圈安装有均衡活塞(7)，位于净化舱(2)的内部还设置有净化系统(4)；位于净化舱(2)的底部对称安装有一组旋转门(9)，位于净化舱(2)的外壁面固定有电机(3)，电机(3)的输出轴连接旋转门(9)，电机(3)控制旋转门(9)90°转动，旋转门(9)为L型截面结构。
2.如权利要求1所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，其特征在于：一组对称的旋转门(9)将净化舱(2)的底部封住。
3.如权利要求1所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，其特征在于：旋转门(9)的其中一个直角边与净化舱(2)的内壁贴合。
4.如权利要求1所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，其特征在于：所述净化舱(2)为一体式结构。
5.如权利要求1所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统，其特征在于：所述净化舱(2)采用卧式结构。
6.一种如权利要求1所述的海底载荷舱的压力转换管路的海水净化系统的净化方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤一、准备工作；
将净化舱(2)内部系统与外部系统都安装完毕，检查无误；然后通过控制阀(101)连接载荷舱(102)或其他设备；
步骤二、注水工作；
开启注水系统(5)，保持净化舱(2)内充满海水，同时均衡活塞(7)保持在上极限位置，并使净化舱(2)内相对外界海水保持一定正压力；
步骤三、净化工作；
注水完成后，关闭注水系统(5)，开启净化系统(4)，注入化学净化剂，同时开启搅拌器，使化学净化剂与海水充分接触，对净化舱(2)内海水进行净化；
步骤四、排污工作；
完成海水净化后，开启电机(3)，将净化后沉淀至底部的杂质快速抛弃之外界海水，此时由于底部旋转门(9)的L型构造及净化舱(2)内的正压力，使杂质快速掉落并保证净化舱(2)内海水不被二次污染，此时均衡活塞(7)下降，保持净化舱(2)内压力与外界海水一致；
步骤五、压力均衡工作；
开启控制阀(101)，进行压力均衡，此时净化舱(2)内海水向载荷舱(102)内流动，同时均衡活塞(7)继续下降，保证外界、净化舱(2)及载荷舱(102)内海水压力保持一致，均衡作业即完成；
步骤六：循环工作；
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