[0001] 本发明属于饱和潜水作业相关辅助设备技术领域，涉及一种超大深度饱和舱环控系统，特别是一种超大深度饱和舱环控系统用耐压风机罐总成。

[0002] 大深度饱和潜水作业指潜水员直接暴露在水下超过120米(甚至可达300～500米)的长时间潜水工作。此种作业方式下，潜水员首先需在高压环境饱和舱内长时间停留以适应大深度水下高压环境，随后再直接出入大深度水下开展工作，持续时间可达1个月之久。此类高压环境饱和舱内的气体一般由氦气、氧气及少量二氧化碳、水、氮气混合组成，舱内压力根据需要一般会超过12个标准大气压(甚至可达30～50个标准大气压)。潜水员在高压环境饱和舱内适应高压环境和休息时，需摄入氧气、同时呼出二氧化碳以维持自身健康需要。针对饱和舱内的环境进行控制的环控系统是高压环境饱和舱的重要配套设备，其能实现饱和舱内气体环境控制，主要功能为：氧气供给、加热/冷却舱内环境气体、去除舱内CO2、降低舱内湿度等。风机是实现气体流通和循环的重要装置。由于风机运行的噪声较高，直接放置在生活舱内会影响潜水员的正常生活，因此需要单独设置耐压风机罐来放置风机。

[0003] 中国专利申请文件(公开号：CN118034416A；公告日：2024年05月14日)公开了一种外置式环控系统，用于加压舱，该外置式环控系统包括高压水模块、有害气体清除模块、风机模块、第一气体调控模块、第二气体调控模块和控制模块；控制模块用于启动风机模块，在风机模块的驱动下加压舱内的气体进入有害气体清除模块中，风机模块包括风机罐，风机罐内固定有风机，风机罐的进口均与第一有害气体吸收罐的下部出口和第二有害气体吸收罐的下部出口管道连接，风机罐的出口与第一气体调控模块管道连接。上述专利文献没有公开风机罐的具体结构，传统的耐压风机罐整体体积比较大，内部结构不够紧凑，整体布局不够合理。

[0039] 为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

[0040] 此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0041] 此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0042] 本申请中的风机罐总成将风机90置于和饱和舱内压力相同的环境下，从而保障风机90能正常工作。风机90适应10MPa这样的环境背景压力。

[0043] 如图1所示，本实施例中超大深度饱和舱环控系统用耐压风机罐总成包括立式罐体10，罐体10可以采用6061铝合金材质或者不锈钢材质制成；罐体10的重量范围为1650kg～1850kg，罐体10的外径范围为800mm～900mm，罐体10的高度范围为1400mm～1500mm。作为优选方案，本申请中罐体10的重量可以选用为1750kg；外径为855mm，高度为1440mm；其最大工作压力为10MPa。

[0044] 如图1和图2所示，罐体10的下端为封闭端，上端为开口端；罐体10的封闭端端面呈圆弧形；罐体10的封闭端外侧设置有若干个支撑脚80，所有支撑脚80沿罐体10周向均匀间隔分布，这样能够提高罐体10安装放置的稳定性以及罐体10的密封性和耐压性，同时保证罐体10内部气流顺畅的循环流通。

[0045] 如图2、图3和图4所示，罐体10的开口端可拆卸的固设有用于封闭罐体10上端开口的端盖20；具体来说，罐体10的开口端外侧具有环形凸台12，端盖20为法兰盘，端盖20的四周通过若干组固定螺栓40和固定螺母固连在环形凸台12上；这样便于端盖20与罐体10的固定连接，并保证连接的稳固可靠性；环形凸台12上还开设有环形凹槽121，端盖20朝向环形凸台12的侧面上具有环形凸起24，环形凹槽121内嵌设有密封圈50，环形凸起24插接在环形凹槽121内并抵接在密封圈50上，这样能够有效提高端盖20与罐体10连接的密封性。

[0046] 如图2和图3所示，端盖20上开设有出风口25；端盖20上还设有用于强电、弱电和冷却水管共同进出的通孔21及水密穿舱件22，水密穿舱件22插接在通孔21中，水密穿舱件22采用现有技术产品，其结构在此不再赘述,其能够实现强电、弱电和冷却水管在罐体10上的密封穿设。端盖20上的出风口25和通孔21间隔设置，罐体10的出风口25处的外侧设置有第一法兰连接件60，第一法兰连接件60用于连接出风管；罐体10的一侧开设有进风口11，进风口11位于罐体10侧面中部或靠近下部的位置，罐体10的进风口11处的外侧设置有第二法兰连接件70；第二法兰连接件70用于连接进风管，进风口11和出风口25的位置布局设置便于气流的循环流通，减少紊流，同时也便于进风管和出风管的安装连接，避免干涉影响。

[0047] 如图2和图3所示，端盖20上设有若干用于固定连接风机90的连接孔23；所有连接孔23位于同一圆周上，每个连接孔23内均插接有用于固连风机90的连接螺栓30；本申请中连接孔23以及连接螺栓30的数量可以为四个。

[0048] 如图2和图3所示，本申请中出风口25与罐体10内部相连通且出风口25位于所有连接孔23合围的区域内；通孔21与罐体10内部相连通且通孔21位于连接孔23与罐体10内壁之间；所有连接孔23合围形成的圆圈中心线与罐体10的中轴线偏心设置。具体来说，所有连接孔23合围形成的圆圈中心线与罐体10的中轴线偏心距离为30mm～40mm，优选为35mm；当风机90固定安装在罐体10内后，罐体10的出风口25正对风机90一端的叶轮92出风处，强电、弱电及冷却水管从风机90的另一端引出后从风机90壳体与罐体10内壁之间穿过再从所述通孔21及水密穿舱件22穿出，这样不占用罐体10的径向空间，强电、弱电电缆及冷却水管均通过位于端盖20上的水密穿舱件22和外部进行连接，电机91的驱动器可以位于常压环境下，以提高其使用寿命。

[0049] 本实施例中的罐体10按照GB/T150‑2011《压力容器》进行制造、检验和验收，并接受TSG21‑2016《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督。本实施例中罐体10下端的椭圆形封头的备料厚度由工厂确定，封头成型后最小厚度不低于23.7mm；椭圆形封头制作完成后再焊接在罐体10的筒体下端形成罐体10的封闭端。

[0050] 本实施例中罐体10的筒体与下端的椭圆形封头之间焊接采用电弧焊，焊条为E308‑16，如采用氩弧焊，焊丝钢号为H08Cr21Ni10。罐体10上各个接头与罐体10之间的焊接工艺采用全焊透工艺，焊后进行100％射线检测和100％渗透检测；射线检测按NB/T47013.2标准Ⅱ级合格，渗透检测按NB/T47013.5标准Ⅰ级合格，射线检测技术等级不低于AB级。罐体10内外表面作酸洗钝化处理，罐体10的涂敷与运输包装按照NB/T10558‑2021执行。罐体10上还设有安全阀，安全阀安装在靠近罐体10的管路上，整定压力为10.5MPa，偏差不得超过±3％。

[0051] 整个风机罐总成制造完毕后，以13.75MPa表压力进行水压试验，试验时液体温度不得低于5℃，试验合格后应当将水排净吹干。

[0052] 其工作原理如下：本申请中罐体10内部安装的风机90选用旋涡风机90，对风机90的电机91采用水冷方式进行冷却，风机90安装在罐体10内时，风机90的轴向方向与罐体10的轴线方向一致，风机90的叶轮92靠近端盖20的位置；风机90的电机91位于远离端盖20的位置，电机91靠近叶轮92的一端具有法兰连接盘，用于与端盖20固定连接。本申请中罐体10的进风口11通过进风管与饱和舱相连通，端盖20上的出风口25通过出风管与饱和舱相连通，这样形成一个循环风道，风机90的功能是驱动饱和舱内气体在该循环风道内循环，为饱和舱的居住舱有害气体清除和温湿度控制提供条件。本申请中能够满足电机91强电、弱电电缆和冷却水管的穿透空间要求，同时最大化的节省空间。内部布局更加合理，结构更加紧凑，且便于风机90的安装，使用方便。

[0053] 其中，冷却水管包括进水管和出水管，进水管和出水管之间在电机91的一侧设置有旁通管，旁通管上设置有流量调节阀。旁通管可调节进入电机91的水流量，当散热需求不高时，可以减少进入电机91的冷却水流量，更加节能。电机91的壳体外表面设置有多个温度传感器，通过这些温度传感器可以实时监测电机的温度，基于多个温度传感器的平均值调节流量调节阀的开度。温度传感器的作用在于提供精确的温度监测数据，使系统能够根据实际散热需求自动调节冷却水的流量，从而在确保电机91不发生过热的前提下，最大限度地提高能效和节能效果。罐体10内部还设置压力传感器，通过压力传感器实时监测罐体内的压力变化，并根据压力变化初步调节流量调节阀的开度，预定时间后，进一步基于温度传感器监测数据调节流量调节阀的开度，确保电机在适宜的温度范围内工作，压力传感器能够快速响应罐体内的压力变化，提前增加冷却水流量，以应对潜在的温度上升，这种提前调节方式有效地预防了过热情况的发生。例如随着潜入海底的过程，工作环境的压力会增大，通过这种调节方式能够提前增加冷却水流量。

[0054] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。