一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板

技术领域

本发明专利涉及饱和潜水技术领域，具体是一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板。

背景技术

饱和潜水是一种适用于大深度下，开展长时间作业的潜水方式。饱和潜水技术是唯一一种可使潜水员直接暴露于水下高压环境下开展长时间作业潜水方式，大大提高了潜水员的作业效率。因此，潜水技术作为一种重要的水下作业手段已显出其重要性。而潜水钟是人们从事水下活动的重要装备。潜水钟是一种钟形压力容器，配备在需要进行潜水作业的船上，可以运送人员往返于水下与甲板之间。

潜水钟水下作业时，呼吸气是潜水员不可缺少的生命支持用气，为潜水员提供呼吸用气，其重要性不言而喻。在海下，潜水员精神高度紧张，作业强度大，一旦出现脐带断气现象，容易紧张、慌乱可能来不及手动切换自身携带的气瓶。海中情况复杂多变，无论是潜水钟的主脐带还是潜水员的脐带，一旦断裂都是非常危险的，若没有合适的供气管理装置，可能还会影响到其他潜水员甚至钟人呼吸。

基于此，现在提供一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板，可以消除现有装置存在的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明专利的目的在于为潜水钟的生命支持系统提供一套安全可靠的供气管理模组，本供气管理模组能自动管理闭式潜水钟出潜的两名潜水员的呼吸气体，能为钟内的钟人提供视觉警示，能为钟人提供备用的脐带呼吸用气，并能为钟内提供BIBS呼吸气源及钟内备用的加压/稳压气源。该模组由安装块、模组、指示器、指示器杆、弹簧、密封圈、滑块等零部件组成。一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板是通过以下技术方案实现的：

一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板，包括穿梭阀块组件，所述穿梭阀块组件上设有三个供气端口，每个供气端口的分支管路上都设有第二压力表、第一压力调节器和第一压力表，三个第一压力表上端分别连接供气入口；

还包括钟人应急支路，该支路上设有第一压力表、第三压力调节器和第二压力表，所述钟人应急支路下端与钟人供气球阀以及第二压力调节器连接；

所述穿梭阀块组件的出气口连接紧急排放球阀和消音器，所述紧急排放球阀和第二压力调节器之间设有钟人BIBS球阀和管道安全阀，紧急排放球阀还连接潜水员BIBS呼吸模组。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：包括安装块和设置在其上端中间位置的安装腔，所述安装块下端可拆卸设有模块一和模块二，所述模块一和模块二上分别设有一个第一导气通道和一个第二导气通道，第一导气通道和第二导气通道之间通过第一水平通道和第二水平通道连通，第一水平通道设置在第二水平通道上方，位于上方的第一导气通道上设有与水平供气位置连接的端口A；

所述第一导气通道下端设有用于进气的端口B，所述第一导气通道外侧连通用用于出气的端口D；

所述第二导气通道下端设有用于进气的端口C，所述第二导气通道外侧设有用于出气的端口E；

所述第一导气通道和第二导气通道中都设有控制端口D(端口E)与第一水平通道或端口B(端口C)连通的往复阀组件，所述第二水平通道中设有用于连接气瓶的端口F，所述第二水平通道中设有密封滑组。

在一种可选方案中：所述往复阀组件包括竖直设置的指示器机械杆，指示器机械杆上端连接指示件，所述指示器机械杆下端设有用于封堵端口C或端口B的底阀块，所述指示器机械杆上侧设有封堵第一导气通道或第二导气通道上端口的顶阀块，所述顶阀块滑动设置在指示器机械杆上，所述顶阀块和底阀块之间通过第一弹簧连接固定，所述往复阀组件还包括设置在第一导气通道或第二导气通道下端口位置的活塞密封垫，活塞密封垫与底阀块相配合实现密封。

在一种可选方案中：所述安装块与模块一和模块二之间通过螺栓连接固定。

在一种可选方案中：所述指示件包括设置在第一导气通道或第二导气通道上端口的指示器杆密封壳体，所述指示器杆密封壳体上滑动密封有一个与指示器机械杆顶部连接的传动杆，所述传动杆上端连接视觉指示器，所述视觉指示器安装在指示器控制座上，所述指示器控制座上端设有与视觉指示器外侧相配合的锁环。

在一种可选方案中：所述指示器控制座可拆卸设置在安装块的安装腔中。

在一种可选方案中：所述密封滑组包括滑动设置在第二水平通道中的公头辅助滑块和母头辅助滑块，所述公头辅助滑块和母头辅助滑块相对位置分别设有一个滑杆和滑套，滑杆滑动设置在滑套中，所述滑杆和滑套外侧套设有用于将公头辅助滑块和母头辅助滑块连接的第二弹簧，所述第二弹簧中间位置固定在第二水平通道中间位置。

在一种可选方案中：公头辅助滑块和母头辅助滑块外侧设有提高密封性的密封圈。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、自动供气管理，当潜水钟的主脐带出现故障不能给钟内潜水员或钟人供给正常的呼吸气时，本供气管理模组自动切换使用潜水钟自身携带气瓶给相对应的潜水员或钟人供气。

2、视觉指示警告，当潜水钟使用水面供给气体为潜水员供气时，模块上无颜色指示；当潜水钟使用钟上自带气瓶供给潜水员或钟人呼吸时，模块上显示红色指示，且两个指示自动切换，方便钟人及时发现异常以做出合理的安排和指示；

3、互相隔离保护，当一个潜水员脐带断裂，不影响另一个潜水员及钟人的正常呼吸；

节省空间，可以在保证供气自动管理功能的前提下最大程度的节省潜水钟内宝贵的空间；

通过拆下滑块固定座，对两个模块的往复阀组件从模块中取出进行维护，这极大的延长了模块的使用寿命。

附图说明

图1为本发明状态一结构示意图。

图2为本发明状态二的结构示意图。

图3为本发明一侧的结构示意图。

图4为本发明另一侧的结构示意图。

图5为本发明使用时的系统框图。

附图标记注释：1.模块一；2.模块二；3.滑块固定底座；4.活塞密封垫；5.第一弹簧；6.顶阀块；7.指示器机械杆；8.指示器杆密封壳体；9.密封固定帽；10.锁环；11.视觉指示器；12.指示器控制座；13.安装块；14.第二弹簧；15.公头辅助滑块；16.母头辅助滑块；

17.第一压力调节器；18.第一压力表；19.安全阀；20.消音器；21.钟人BIBS球阀；22.管道安全阀；23.潜水员BIBS呼吸模组；24.钟人供气球阀；25.紧急排放球阀；26.第二压力表；27.第二压力调节器；28.第三压力调节器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

在一个实施例中，如图1-图5所示，一种用于潜水钟呼吸系统的气体管理面板，包括安装块13和设置在其上端中间位置的安装腔，所述安装块13下端可拆卸设有模块一1和模块二2，安装块13与模块一1和模块二2之间通过螺栓连接固定，所述模块一1和模块二2上分别设有一个第一导气通道和一个第二导气通道，第一导气通道和第二导气通道之间通过第一水平通道和第二水平通道连通，第一水平通道设置在第二水平通道上方，位于上方的第一导气通道上设有与水平供气位置连接的端口A；

所述第一导气通道下端设有用于进气的端口B，所述第一导气通道外侧连通用用于出气的端口D；

所述第二导气通道下端设有用于进气的端口C，所述第二导气通道外侧设有用于出气的端口E；

所述第一导气通道和第二导气通道中都设有控制端口D(端口E)与第一水平通道或端口B(端口C)连通的往复阀组件，所述第二水平通道中设有用于连接氧气瓶的端口F，所述第二水平通道中设有密封滑组；

所述往复阀组件包括竖直设置的指示器机械杆7，指示器机械杆7上端连接指示件，所述指示器机械杆7下端设有用于封堵端口C或端口B的底阀块，所述指示器机械杆7上侧设有封堵第一导气通道或第二导气通道上端口的顶阀块6，所述顶阀块6滑动设置在指示器机械杆7上，所述顶阀块6和底阀块之间通过第一弹簧5连接固定，所述往复阀组件还包括设置在第一导气通道或第二导气通道下端口位置的活塞密封垫4，活塞密封垫4与底阀块相配合实现密封；

所述指示件包括设置在第一导气通道或第二导气通道上端口的指示器杆密封壳体8，所述指示器杆密封壳体上滑动密封有一个与指示器机械杆7顶部连接的传动杆，所述传动杆上端连接视觉指示器11，所述视觉指示器11安装在指示器控制座12上，所述指示器控制座12上端设有与视觉指示器11外侧相配合的锁环10，指示器控制座12可拆卸设置在安装块13的安装腔中；

所述密封滑组包括滑动设置在第二水平通道中的公头辅助滑块15和母头辅助滑块16，所述公头辅助滑块15和母头辅助滑块16相对位置分别设有一个滑杆和滑套，滑杆滑动设置在滑套中，所述滑杆和滑套外侧套设有用于将公头辅助滑块15和母头辅助滑块16连接的第二弹簧14，所述第二弹簧14中间位置固定在第二水平通道中间位置，母头辅助滑块16和公头辅助滑块15随着气压的改变进行滑动，从而实现导通；

一、供气管理模组的正常工作模式

在正常情况下，水面供给的呼吸气体被供应到模组的端口A。由于已在气体面板上设置了水面供应气体的压力F

当潜水员正常吸气时，由于出口端D和E的压力降低，此时由于压降的变化导致密封壳体内密封的变化，此时从水面源源不断的补充呼吸气体，从而保持呼吸状态下压力的平衡，为潜水员水下作业提供强有力的保障。

在静态条件下，指示器机械杆的上部密封在各自的壳体内，而弹簧5分别固定在顶阀6和活塞密封垫4上。

当潜水员呼气时，两个潜水员视觉指示器显示无色。

二、当潜水钟的主脐带断裂时

当潜水钟的主脐带断裂时，潜水钟将无法从水面获得任何气体，也即水面无法通过主脐带为潜水钟供气，则模组内端口A的压力将下降至端口B和端口C设定的压力以下，也即F

在静态条件下，弹簧5分别固定在顶阀6和活塞密封垫4上。

当潜水员吸气时，在出口端产生的压力降低会导致弹簧加载的辅助活塞密封抬起，以从气瓶组补充呼吸气体。

当潜水员呼气时，出口处的压力与应急供应端的压力相等，并且弹簧将活塞密封垫4复位到指示器杆的下半部。

在潜水员吸气和呼气期间，两个视觉指示器均显示红色。

三、当潜水员中的其中1人的脐带断裂

当潜水员1的脐带在水中断裂，并且地面供给的气体无法维持潜水员的正常流量时，则端口A中的压力将降低，当压力降低到预设差值以下时，指示器机械杆7抬起，潜水员1的视觉指示器显示红色。此时由于潜水员1的脐带断裂，端口D需要的比平时多的气体，导致潜水员1的水面和气瓶组1均给其供给气体，直至气瓶组1的气体用尽。在此过程中，潜水员1必须使用自身携带的回家气瓶回到潜水钟内。

当潜水员1脐带出现故障时，为潜水员2提供呼吸气体的气瓶组2可为端口E和端口F，为潜水员2和钟人提供呼吸气体。此时潜水员2的视觉指示器显示红色。

潜水员2的脐带断裂产生类似的情况。

四、当潜水员中的2人的脐带断裂；

当两位潜水员的脐带在水中均破裂此极端情况发生时，水面呼吸供应无法维持流量，则端口A处的压力FA降低，当此压力FA低于预设的差值时，两个指示器均抬起给出红色指示，并且此时钟上的应急气瓶组1和应急气瓶组2分别通过端口D和端口E为潜水员1和2供应呼吸气体。

由于脐带破裂，导致端口D和端口E的气体需求过多，指示器机械杆位于中间位置，水面和气瓶组1和2均为潜水员1和潜水员2提供呼吸气体，直至两个潜水员的气瓶组内的气体消耗尽。此时，指示器机械杆回到最下端，指示器处于无颜色状态。

在碰到这种极端情况时，两位潜水员必须使用自己携带的回家气瓶回到潜水钟。而位于潜水钟内的钟人由于有单独的气瓶组3为其供气，所以其呼吸不会受到两位潜水员脐带破裂的影响。

五、当关闭水面供气时

随着水面供应气体的关闭，但潜水员对气体的需求，在水面供气和应急气瓶供气之间建立的0.2MPa的压差减小，在气瓶压力的作用下，指示器机械杆7抬起，视觉指示器显示红色。

此时，紧急供应潜水员1的气瓶组1经过端口B可为出口D和F供气，紧急供应潜水员2的气瓶组2经过端口C可为出口E和F供气。

在静态条件下，弹簧加载的辅助往复密封件停在中间位置。

当恢复水面供气后，恢复0.2MPa的气体压差后，指示器机械杆落下复位，指示器返回无颜色状态。

图5所示，本气体管理面板的设计保证了潜水员的供气系统及其回路的完整性。这表明，不论是潜水钟的主脐带还是某一个潜水员的脐带或供气设备出现故障，均不会对整个系统中的其他潜水员或钟人的供气造成影响。

本气体管理面板是由其核心部件穿梭阀块组件和各种管路阀件组成。用于在正常情况下由水面向潜水员供应呼吸气体。在紧急情况下，它会先调取来自气瓶组1、2的应急气体，然后再通过穿梭阀块组件将其分配给三个潜水员的潜水脐带、潜水钟紧急BIBS呼吸模组。

此控制面板安装在钟内壁上易观察的位置。

在进入面板之前，对来自水面和气瓶组1、2和3的气体进行过滤，在压力表18上显示来气压力，然后供应到在面板上安装的压力调节器27、17和28，气体经过压力调节器减压后，减压后的气体压力在压力表26上显示。水面气体供应和气瓶组1和气瓶组2的气体经减压器减压后直接供给给穿梭阀块组块，而应急气瓶组3的气体是供给钟人紧急状况下使用。

穿梭阀块组件用于隔离和保证向两个出潜潜水员在潜水过程中的紧急情况下的气体供给和紧急状态下钟人的气体供给、钟内的BIBS面罩呼吸，视实际情况确定是从水面主脐带供气还是从潜水钟自身携带的应急气瓶组1或气瓶组2取气。钟人一般使用水面供气或潜水钟自身携带的气瓶组3直接应急供气，但在紧急状况下，钟人还可以从阀块组件的F口获得气瓶组1或2的供气。如图3所示，从穿梭阀块组件的F口引出一组管路，一路为管路的紧急排放(球阀25和消音器20)，第二路经过球阀21为钟人BIBS呼吸面罩供应气体，第三路在管路上安装有管路安全阀22，以保护管路及下游潜水员的呼吸安全，第四路经潜水员呼吸模组23为潜水员BIBS呼吸面罩供应气体，第五路通过单向阀27，经球阀24，为钟人脐带提供呼吸气体。

面板上的视觉指示器与滑块机械互连，可让钟人直观的观察到每一个出潜潜水员在使用水面主脐带供应的气体还是在使用潜水钟自身携带的气瓶组内的应急气体，以及时的提醒出潜潜水员和水面监督人员并作出合理的决策。指示器显示无色表示水面正常供气，指示器显示红色表示出潜的潜水员正在使用潜水钟自身携带的气瓶内应急气体或发生脐带断裂等危险情况，需要及时召回出潜的潜水员。

为使潜水钟内呼吸系统正常工作，必须将水面主脐带供给的气体的压力值设置高于潜水钟自身携带的气瓶组1和气瓶组2供给的气体的压力值，也即水面供给气体减压后到达端口A的气体的压力值比应急气瓶的气体减压后供给端口B的气体压力值(为潜水员1应急供气)和端口C的气体压力值(为潜水员2应急供气)高0.2Mpa。并且将钟人的应急气瓶组3经压力调节器减压的的气体压力设置值比水面供给气体到达端口A口的压力高0.1Mpa，这样可以保证钟人自使用气瓶组的应急气源。

如此可保证：出潜的潜水员1和2优先使用水面主脐带供给的呼吸气体，当出现主脐带断裂等突发状况时，潜水员1和2分别使用各自的应急气瓶组1和2内的气体；钟人平时在钟内呼吸钟内气体，当钟内气体出现状况时，钟人使用从F口接出的管路的钟人BIBS面罩呼吸，当出现主脐带断裂等突发状况时，钟人使用潜水钟自身携带的应急气瓶组3内气体从而处理紧急状况，当应急气瓶组3无法供气时，钟人也可以使用应急气瓶组1和2内的气体。

所有的人员互不干扰，正常作业时由水面为潜水钟内的潜水员供气，当潜水钟的主脐带出现故障不能给钟内潜水员供给正常的呼吸气时，本气体管理面板的阀块组件自动切换使用潜水钟自身携带气瓶给潜水员供气。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。