水下集气装置制造方法
【专利摘要】水下集气装置，属于潜水设备领域。由储气罐（1）、抽水罐（13）、排水罐（9）、活塞组件（11）和连接各个罐体的阀门管道构成；将排水罐（9）上方的空气密闭区间和抽水罐（13）上部的空间通过安装有单向阀的管线连通；排水罐（9）下方安装带有单向阀的排水管线与海水连通；用带有单向阀的管线将排水罐（9）下方的液体部分罐体与抽水罐（13）下方液体部分的罐体相互连通；用带有单向阀的储气罐进气管线将排水罐（9）上部分罐体和储气罐（1）连通，在靠近储气罐（1）的进气管线上安装开关阀；抽水罐（13）下方安装带有减压阀（3）和溢流阀（2）的进水管线。通过电机带动的曲柄滑块机构中活塞移动从而改变罐体内的压强，达到提取水中空气的目的。
【专利说明】水下集气装置
【技术领域】
[0001]本发明属于潜水设备领域，特别是涉及一种在水下将水中溶解的空气进行提取并储存作为提供潜水员潜水过程中呼吸所需空气的水下集气装置。
【背景技术】
[0002]潜水原本是为进行水下查勘、打捞、修理和水下工程等作业而在携带或不携带专业工具的情况下进入水面以下的活动。近年来，随着经济的发展，人们对精神生活的需求急剧增加，潜水逐渐发展成为一项以在水下活动为主要内容，从而达到锻炼身体、休闲娱乐的目的的休闲运动，广为大众所喜爱，因此潜水装置的需求量越来越大。
[0003]现有的潜水活动都是通过潜水员携带氧气罐的方式来提供潜水过程中的潜水员的氧气需求，这种方式氧气罐中的气体经过了合理的比例控制因此安全可靠且适用深海潜水，同时具有制造方便，技术成熟等优点，但在潜水过程中氧气储量有限，不适合长时间潜水作业，每次潜水都需对氧气罐进行重新储氧，且氧气制造、储备工艺复杂、成本高，阻碍了潜水活动的普及和发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有潜水用氧气罐的不足，提供一种潜水时能够长时间进行水下作业且具有长期使用性的水下集气装置。采用简单的机械结构和原理，通过电机带动的曲柄滑块机构中活塞移动从而改变压强，达到提取空气的目的。
[0005]为达到此目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]根据气体在水中的溶解度随着压强的减小而降低这一原理，通过减小压强从水中提取空气。本发明的动力装置可采用电机作为动力源，通过传动机构推动活塞组件来回移动，再在各个单向阀的作用下，达到从海中抽水的同时将收集的气体压入储气罐；对海水减压集气的同时将集气后的海水排出，如此循环下去可达到对海水中空气的收集与储存，从而提供水下活动所需的空气。
[0007]水下集气装置的具体结构如下:水下集气装置由储气罐、抽水罐、排水罐、活塞组件和连接各个罐体的阀门管道构成；储气罐、抽水罐、排水罐皆为密闭罐体；储气罐为气体罐，抽水罐和排水罐为存有部分液体的密闭罐；排水罐为安装有活塞组件的罐体，活塞的下方充满海水，上方密闭区间充满空气，活塞组件由电机带动在密闭的排水罐中上下往复运动；将排水罐上方的空气密闭区间和抽水罐上部的空间通过安装有抽水罐进气单向阀的管线连通；排水罐下方安装带有排水罐排水单向阀的系统出水管与海水连通；用带有抽水罐出水单向阀的管线将排水罐下方液体部分罐体与抽水罐下方液体部分的罐体相互连通；用带有储气罐进气单向阀的储气罐进气管线将排水罐上部分罐体和储气罐连通，在靠近储气罐的储气罐进气管线上安装手动储气罐开关阀；在抽水罐下方的进水口处安装带有减压阀和溢流阀的系统进水管线。
[0008]抽水罐的抽水口通过排气软管与漂浮空心排气球连通；排气软管有足够的长度保证漂浮空心排气球能够在抽水罐中自由活动；漂浮空心排气球的上侧开有若干个气孔、重心块固定于漂浮空心排气球的下侧，确保气孔始终位于漂浮空心排气球的上方；漂浮空心排气球的比重小于1，能保证漂浮空心排气球始终漂浮于水面。
[0009]抽水罐的排水口通过排水软管与水下空心排水球连通；排水软管有足够的长度保证水下空心排水球能够在抽水罐中自由活动；水下空心排水球内固定嵌套重力球型壳体，水下空心排水球开口直通球体内部；水下空心排水球的比重大于1，能保证水下空心排水球始终处于水下。
[0010]整个集气装置的集气效率可根据人体对空气的需求量来调节电机的功率。
[0011]本发明具有结构原理简单，加工制造方便，可在水下较长时间使用的优点，且可根据人对空气的需求量对动力机构的功率进行调节，在达到一定效率的前提下可以扩大其应用范围，如可用于潜艇等潜水装置上。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是水下集气装置的结构示意图。
[0013]图2是抽水罐结构示意图。
[0014]图3是漂浮空心排气球示意图。
[0015]图4是水下空心排水球示意图。
[0016]图中:1.储气罐，2.溢流阀，3.减压阀，4.海水，5.系统进水管，6.系统出水管，
7.排水罐排水单向阀，8.抽水罐出水单向阀，9.排水罐，10.抽水罐进气单向阀，11.活塞组件，12.储气罐进气单向阀，13.抽水罐，14.储气罐开关阀，15.抽水口，16.排气口，17.排气软管，18.漂浮空心排气球，19.排水口，20.排水软管，21.水下空心排水球，22.气孔，23.重心块，24.水下空心排水球开口，25.重力球型壳体。
【具体实施方式】:
[0017]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018]水下集气装置由储气罐1、抽水罐13、排水罐9、活塞组件11和连接各个罐体的阀门管道构成；储气罐1、抽水罐13、排水罐9皆为密闭罐体；储气罐I为气体罐，抽水罐13和排水罐9为存有部分液体的密闭罐；排水罐9为安装有活塞组件11的罐体，活塞的下方充满海水，上方密闭区间充满空气，活塞组件11由电机带动在密闭的排水罐9中上下往复运动；将排水罐9上方的空气密闭区间和抽水罐13上部的空间通过安装有抽水罐进气单向阀10的管线连通；排水罐9下方安装带有排水罐排水单向阀7的系统出水管6与海水连通；用带有抽水罐出水单向阀8的管线将排水罐9下方的液体部分罐体与抽水罐13下方液体部分的罐体相互连通；用带有储气罐进气单向阀12的储气罐进气管线将排水罐9上部分罐体和储气罐I连通，在靠近储气罐I的储气罐进气管线上安装手动储气罐开关阀14 ;抽水罐13下方的抽水口 15处安装带有减压阀3和溢流阀2的系统进水管线5。
[0019]在整个装置进行水下作业时，装置会发生任意角度的倾覆和翻转，抽水罐13中水会在重力作用下始终处于罐体的下方，为了保证排气口 16始终处于空气上方，排水口 19始终处于水下，分别设置了漂浮空心排气球18与水下空心排水球21来实现，同时两球分别用软管相连保证了球在抽水罐13中自由活动。[0020]其中抽水罐13的排气口 16通过排气软管17与漂浮空心排气球18连通；排气软管17有足够的长度保证漂浮空心排气球18能够在抽水罐13中自由活动；漂浮空心排气球18的上侧开有若干个气孔22、重心块23固定于漂浮空心排气球18的下侧，确保气孔22始终位于漂浮空心排气球18的上方；漂浮空心排气球18的比重小于1，能保证漂浮空心排气球18始终漂浮于水面。抽水罐13的排水口 19通过排水软管20与水下空心排水球21连通；排水软管20有足够的长度保证水下空心排水球21能够在抽水罐13中自由活动；水下空心排水球21内固定嵌套重力球型壳体25，水下空心排水球开口 24直通球体内部；水下空心排水球21的比重大于1，能保证水下空心排水球21始终处于水下。
[0021]减压阀3用于调节海水进入装置系统后的压强，保证在不同潜水深度下进入系统的海水压强恒定；溢流阀2用于控制抽水罐中最小压强的稳定，保证抽水罐13中压强与进入系统后海水的压强差恒定，只有当抽水罐13与通过减压阀3后的海水的压强达到一定差值时溢流阀2才能溢流，海水才能进入抽水罐；各个单向阀保证其各自位置上气体和液体的单向流动。
[0022]具体工作原理如下:采用动力装置和传动机构将动力传给活塞组件11使活塞上下作往复运动，当活塞向下运动时，活塞将排水罐9下方水往外压，排水罐排水单向阀7打开，将排水罐9中的水沿着系统出水管6排出，同时排水罐9上方空气部分压强减小，抽水罐进气单向阀10打开，抽水罐13上方空气流向排水罐9使得抽水罐13中空气压强也减小，此时抽水罐13中储存的水中溶解的空气因溶解度降低而被收集出来，并暂时存放于抽水iip 13和排水iig 9中；当活塞向上运动时，排水iip 9活塞下方压强减小，抽水出水单向阀8打开，抽水罐13中水流向排水罐9，此时抽水罐13中的压强进一步减小，当抽水罐与外界的压强差达到溢流阀2溢流的临界压强时，溢流阀开启，抽水罐13从外界抽水，与此同时排水罐9活塞上方压强增大，储气罐进气单向阀12打开，活塞将排水罐9中空气推出，打开储气罐开关阀14空气被储存到储气罐I中，因此；如此循环往复达到对水中空气的收集与储存。
【权利要求】
1.水下集气装置由储气罐(I)、抽水罐(13)、排水罐(9 )、活塞组件(11)和连接各个罐体的阀门管道构成；其特征在于储气罐(I)、抽水罐(13)、排水罐(9)皆为密闭罐体；储气罐(O为气体罐，抽水罐(13)和排水罐(9)为存有部分液体的密闭罐；排水罐(9)为安装有活塞组件(11)的罐体，活塞的下方充满海水，上方密闭区间充满空气，活塞组件(11)由电机带动在密闭的排水罐(9)中上下往复运动；将排水罐(9)上方的空气密闭区间和抽水罐(13)上部的空间通过安装有抽水罐进气单向阀(10)的管线连通；排水罐(9)下方安装带有排水罐排水单向阀(7)的系统出水管(6)与海水连通；用带有抽水罐出水单向阀(8)的管线将排水罐(9)下方的液体部分罐体与抽水罐(13)下方液体部分的罐体相互连通；用带有储气罐进气单向阀(12)的储气罐进气管线将排水罐(9)上部分罐体和储气罐(I)连通，在靠近储气罐(I)的储气罐进气管线上安装手动储气罐开关阀(14);在抽水罐(13)下方抽水口(15)处固定安装带有减压阀(3)和溢流阀(2)的系统进水管线(5)。
2.根据权利要求1所述的水下集气装置，其特征在于抽水罐(13)的排气口(16)通过排气软管(17)与漂浮空心排气球(18)连通；排气软管(17)有足够的长度保证漂浮空心排气球(18)能够在抽水罐(13)中自由活动；漂浮空心排气球(18)的上侧开有若干个气孔(22)、重心块(23)固定于漂浮空心排气球(18)的下侧，确保气孔(22)始终位于漂浮空心排气球(18)的上方；漂浮空心排气球(18)的比重小于1，能保证漂浮空心排气球(18)始终漂浮于水面。
3.根据权利要求1所述的水下集气装置，其特征在于抽水罐(13)的排水口(19)通过排水软管(20)与水下空心排水球(21)连通；排水软管(20)有足够的长度保证水下空心排水球(21)能够在抽水罐(13)中自由活动；水下空心排水球(21)内固定嵌套重力球型壳体(25)，水下空心排水球开口(24)直通球体内部；水下空心排水球(21)的比重大于1，能保证水下空心排水球(21)始终处于水下。
4.根据权利要求1所述的水下集气装置，其特征在于整个集气装置的集气效率可根据人体对空气的需求量来调节电机的功率。
5.根据权利要求1所述的水下集气装置，其特征在于各个单向阀打开的压强也可根据具体情况进行调节。
【文档编号】B63C11/24GK103754338SQ201410009503
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】孙守林, 董惠敏, 毛范海, 刘建栋, 王云 申请人:大连理工大学