一种海水溶解氧逸出装置及使用方法与流程

本发明涉及海洋辅助装配，尤其是一种海水溶解氧逸出装置及使用方法。

背景技术：

1、潜艇、水下载人平台、潜水器在水下开展作业和巡航时，为了保证乘员正常呼吸，需要提供充足的氧气。

2、目前，常规动力平台主要通过携带压缩氧气、氧烛或者氧气再生药板制备氧气供乘员呼吸，氧气瓶占据了一定的空间，且制约了平台的水下航行时间。核动力平台通过电解水生成氧气供乘员呼吸，电解水制氧的效率较低，且过程中产生的其它附属产物也需要消耗能量进行处理。

3、在潜水领域，潜水员下潜时，通常需要携带足够的氧气供其呼吸，携氧量限制了潜水员的水下作业时间。在潜器动力系统方面，常规平台使用燃料电池需要消耗大量氧气，携带氧气占用平台空间。目前水下平台人员呼吸供氧、平台动力供氧潜器及潜水员呼吸供氧系统存在以下缺点：

4、(1)对于非再生式供氧，携氧量大，体积大，占用平台空间；

5、(2)对于非再生式供氧，有限的携氧量制约下潜时间；

6、(3)对于再生式供氧，电解水制氧转化效率低，需额外耗能处理附属产物。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种海水溶解氧逸出装置及使用方法，从而利用海水中溶解有大量的氧气，从海水中获取氧气，具备利用可再生能源、节能、节约空间的优点。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种海水溶解氧逸出装置，包括逸出机构，所述逸出机构的底部连接压力控制单元；

4、逸出机构的结构为：包括外壳，外壳的内壁面配合安装有阀块，位于阀块底部的外壳的壳体上设置有高压气输出口和高压气输入口，位于阀块上方的外壳的侧壁设置有海水口，所述海水口处安装海水阀，位于海水口上方的外壳的内壁面固定安装有限位脚，所述限位脚呈环形结构，位于限位脚上方外壳内安装有单向透氧膜，所述单向透氧膜用于氧气由下向上的单向通过，即在单向透氧膜上方形成氧气腔；位于外壳顶面中间位置设置有氧气口，氧气口处安装氧气阀；所述阀块的中间位置设置有搅拌机构；

5、压力控制单元的结构为：高压气输出口处安装高压气出口阀，高压气输入口处安装高压气入口阀，高压气出口阀与高压气入口阀之间通过气体管路连通，所述气体管路上依次串联有真空泵阀、真空泵、高压气瓶入口阀、高压气瓶和高压气瓶出口阀。

6、其进一步技术方案在于：

7、所述外壳采用耐压结构。

8、所述搅拌机构的结构为：包括设置在阀块的中部的固定块，固定块与阀块一体式设置，所述固定块的中部开设有螺纹孔，所述螺纹孔中间穿过螺杆，所述螺杆的顶面固定有扇叶组，螺杆的底面固定有限位块。

9、所述阀块顶面和底面均设置有凹槽，位于顶面的凹槽与扇叶组匹配，位于底面的凹槽与限位块匹配。

10、所述海水阀采用流量控制阀。

11、所述单向透氧膜采用耐腐蚀单向透气材料制作。

12、所述外壳采用圆柱体结构。

13、所述外壳采用高强度、耐腐蚀材料制作。

14、所述阀块、限位脚和搅拌机构均采用耐腐蚀材料制作。

15、一种海水溶解氧逸出装置的使用方法，包括如下操作步骤：

16、s1：准备工作，启动前，所有阀体均处于关闭状态；

17、s2：高压气瓶内充注高压气体；

18、s3：逸出机构内初始状态为低压状态；

19、s4：开启海水阀，控制流量使固定体积海水进入外壳内；

20、s5：关闭海水阀；

21、s6：海水压力作用下，阀块向下移动，搅拌机构发生旋转搅拌海水，低压作用下海水中的溶解氧气逸出，透过单向透氧膜进入氧气腔；

22、s7：开启高压气瓶出口阀、高压气入口阀，使高压气进入逸出机构中；

23、s8：推动阀块垂直向上移动，开启海水阀，阀块在推力作用下排出海水；

24、s9：关闭海水阀，关闭高压气瓶出口阀、高压气入口阀，开启高压气出口阀、真空泵阀、真空泵、高压气瓶入口阀，将逸出机构内的空气抽至高压气瓶中，逸出机构内部建立低压状态，机构内达到低压状态后，关闭高压气瓶出口阀、高压气入口阀，开启高压气出口阀、真空泵阀、真空泵、高压气瓶入口阀；

25、s10：开启下一轮循环。

26、本发明的有益效果如下：

27、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过逸出机构和压力控制单元互相配合工作，其中逸出机构由外壳、氧气口、海水口、阀块、搅拌机构、高压气出入口等组成，压力控制单元由高压气瓶、真空泵、气体管路等组成，利用海水中溶解有氧气且降低压力后可逸出的特性，通过压力控制单元在水下形成低压腔室，诱导海水中溶解氧气释放，为清洁、可再生能源，可有效降低水下载人平台携氧量，缩小携氧空间，解除携氧量对平台下潜时间的制约，同时可延长潜水员的水下停留时间，也提高核动力平台电力制氧的转化效率。

28、同时，本发明还具备如下优点：

29、(1)利用海水中的溶解氧，清洁可再生，可靠性高。

30、(2)水下平台无需从岸基携带氧源，节省人力物力。

31、(3)节约能源，本装置节约了制备氧气以及处理附属产物所消耗的电能。

32、(4)节约空间，从海洋中获取溶解氧，节约了氧气瓶、氧烛、电解水设备所占用的空间。

技术特征：

1.一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：包括逸出机构(1)，所述逸出机构(1)的底部连接压力控制单元(2)；

2.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述外壳(101)采用耐压结构。

3.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述搅拌机构(107)的结构为：包括设置在阀块(102)的中部的固定块(1073)，固定块(1073)与阀块(102)一体式设置，所述固定块(1073)的中部开设有螺纹孔，所述螺纹孔中间穿过螺杆(1072)，所述螺杆(1072)的顶面固定有扇叶组(1074)，螺杆(1072)的底面固定有限位块(1071)。

4.如权利要求3所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述阀块(102)顶面和底面均设置有凹槽，位于顶面的凹槽与扇叶组(1074)匹配，位于底面的凹槽与限位块(1071)匹配。

5.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述海水阀(103)采用流量控制阀。

6.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述单向透氧膜(106)采用耐腐蚀单向透气材料制作。

7.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述外壳(101)采用圆柱体结构。

8.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述外壳(101)采用高强度、耐腐蚀材料制作。

9.如权利要求1所述的一种海水溶解氧逸出装置，其特征在于：所述阀块(102)、限位脚(105)搅拌机构(107)均采用耐腐蚀材料制作。

10.一种利用权利要求1所述的海水溶解氧逸出装置的使用方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

技术总结
一种海水溶解氧逸出装置及使用方法，包括逸出机构，其底部连接压力控制单元；逸出机构的结构为：包括外壳，其内壁面配合安装有阀块，位于阀块底部的外壳的壳体上设置有高压气输出口和高压气输入口，位于阀块上方的外壳的侧壁设置有海水口，位于海水口上方的外壳的内壁面固定安装有限位脚，位于限位脚上方外壳内安装有单向透氧膜，在单向透氧膜上方形成氧气腔；位于外壳顶面中间位置设置有氧气口；阀块的中间位置设置有搅拌机构；压力控制单元的结构为：高压气输出口处安装高压气出口阀，高压气输入口处安装高压气入口阀，高压气出口阀与高压气入口阀之间通过气体管路连通；其整体操作方便，工作可靠性好。

技术研发人员：郭杨阳
受保护的技术使用者：深海技术科学太湖实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12