專利名稱：新型分段式艙體隔熱結構及具有該隔熱結構的分段艙體的制作方法
技術領域：
本發明涉及安全艙體的技術領域，尤其涉及一種能應用于煤礦的緊急避險系統中的新型分段式艙體隔熱結構及具有該隔熱結構的分段艙體。
背景技術：
由于煤礦的工作特點，在地下進行采礦的危險程度較高，而通過分析可知，煤礦的常發事故為瓦斯(煤塵)爆炸事故，這些煤礦事故常常會造成人員傷亡，這是由于煤礦的工作地點在地下，工作環境狹小，環境惡劣，且由于采煤過程中有毒和易燃氣體的大量存在， 也容易導致礦道坍塌和空氣缺失等，不僅使人員難以得到安全保護，而且也對后續的救援工作造成困難，據統計，在事故發生中只有極小數的處于事故中心位置的人員受到損害，而大量的人員傷亡都是由于井下礦工受到有毒有害氣體的侵襲導致窒息死亡，而如能解決在事故發生時為井下人員提供安全庇護場所，且能為這些人員提供足夠的空氣、干凈水源和食物來支撐到救援到達或者自救等的問題，就能避免后續的不必要的傷亡。為此，現有技術中出現了井下的救生艙，通過就生艙的設置，使得在事故發生后，井下未能及時脫離的礦工不必盲目逃生，可以就近躲進具有安全保護功能的救生艙內等待地面救援，能大量增加人員的生存希望，減少人員與財產損失。目前的救生艙結構相對單一，而由于煤礦的事故大多為瓦斯爆炸，容易產生高熱，救生艙的艙體隔熱結構也就直接關系到艙體在爆炸后隔絕熱量的性能，從而關系到艙體的安全性能，如不能有效隔熱，由于艙體為密閉或半密閉空間， 容易導致內部空間溫度升高，損害艙內人員安全，而傳統方艙結構形式普遍存在沒有隔熱結構或隔熱結構差的問題，例如中國實用新型專利CN202017518U所公開了一種井下可移動式硬體救生艙的加強艙體。為此，針對上述缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種新型分段式艙體隔熱結構及具有該隔熱結構的分段艙體，以克服上述缺陷。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新型分段式艙體隔熱結構及具有該隔熱結構的分段艙體，其能有效割斷熱量傳遞的道路，能大幅提高艙體的隔熱性能和安全性能，且制造工序簡單，節約成本和資源。為實現上述目的，本發明公開了一種新型分段艙體隔熱結構，該艙段結構由艙段內艙和艙段外艙組成，艙段內艙由內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板組成，內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板的結構相同，均由膠合板、內艙骨架、內艙內蒙皮、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、內艙外蒙皮、石棉布和鉚釘組成，兩個內艙骨架設置于兩側，內艙外蒙皮固定連接于兩內艙骨架的一側，內艙內蒙皮通過鉚釘固定連接于兩內艙骨架的另一側，在由內艙骨架、內艙內蒙皮和內艙外蒙皮圍成的空間內填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料，且在內艙骨架和內艙內蒙皮之間設置有至少一層膠合板和/或至少一層石棉布。其中內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板在轉角處通過連接裝置連接，該連接裝置包含內包角、連接件、壓線條和外包角，該連接件為直角件，該連接件的直角件的兩邊分別連接至兩個端面，該壓線條為板件，該壓線條的板件的兩端分別連接至兩個端面的外側，該外包角為中間具有圓弧角的直角件，該外包角的直角件的兩端邊緣分別連接至兩個外側面，其中間部分包住該壓線條，該內包角為直角件，該內包角的直角件的兩邊分別連接至兩個內側面，由此，該連接裝置可穩固的將兩個部件緊密連接，且形成多層的防護。還公開了一種分段艙體，該分段艙體包含至少兩個由上述的新型分段艙體隔熱結構構成的艙段、至少一個隔板以及兩個封板，其中，該至少兩個艙段相互連接以形成艙體的本體，該至少一個隔板設置于任意兩個艙段之間以將該兩個艙段隔離，兩個封板分別設置于分段艙體的兩端以進行封閉。其中該至少一個隔板由隔板法蘭框、隔板膠合板和隔板骨架組成，該隔板骨架設置于中部且具有一可開閉的封閉門，該隔板法蘭框設置于該隔板骨架周圍，且該隔板骨架和隔板法蘭框之間設置有該隔板膠合板。其中該封板由封板內層內蒙皮、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、封板膠合板、封板石棉布、封板內骨架、封板法蘭框、封板外骨架和封板內層外蒙皮組成，該封板內層外蒙皮設置于該封板中部，其外側兩邊設置有封板外骨架，其內側兩端分別連接有兩個封板內骨架的一側，該兩個封板內骨架的另一側連接有該封板內層內蒙皮，在封板內層內蒙皮、封板內骨架和封板內層外蒙皮形成的空間中填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料，且在封板內層內蒙皮和封板內骨架之間設置有至少一層封板膠合板和/或至少一層封板石棉布，在該封板內骨架的外周設置有封板法蘭框。其中整個分段艙體在連接時，在各自接縫處加隔熱膠板和各種壓條。通過上述結構，本發明的新型分段式艙體隔熱結構的每段艙體(艙段)剖面上由里到外，在結構上分艙段內艙和艙段外艙，艙段內艙內外蒙皮之間采用非金屬隔熱材料，將艙段外艙、艙段內艙之間金屬結構形成的熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。隔板上由里到外，隔板骨架和法蘭框之間加非金屬隔熱材料，將熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。封板上由里到外，在內層內蒙皮和內骨架、內層外蒙皮之間采用非金屬隔熱材料，將內層內蒙皮與外部金屬結構形成的熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。由于高溫氣體或火焰對艙體外部燭燒產生的熱量，通過結構傳遞到內層內蒙皮，采用的隔熱結構，能將這種熱量最大限度地減少到最小，且隔熱結構在分段艙體結構內層，不易受到外部環境的破壞；隔熱結構采用了一些非金屬材料自身的阻燃、隔熱性能，不易受環境因素改變而失效。本發明將通過下面的具體實施例進行進一步的詳細描述，且進一步結合對附圖的說明將得到更加清楚和明顯的了解。
圖1顯示了本發明的新型分段艙體隔熱結構的剖面圖。圖2顯示了艙段內艙的隔熱板的剖視圖。
圖3顯示了艙段內艙的隔熱板在轉角處的連接示意圖。圖4顯示了隔板的局部剖面圖。圖5顯示了封板的局部剖面圖。圖6顯示了艙段-隔板-艙段連接的局部剖面圖。圖7顯示了艙段-艙段連接的局部剖面圖。圖8顯示了艙段-封板連接的局部剖面圖。其中1-艙段內艙，2-艙段外艙，3-內艙左側板，4-內艙底板，5-內艙右側板， 6-內艙頂板，7-膠合板，8-內艙骨架，9-內艙內蒙皮，10-阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料， 11-內艙外蒙皮，12-石棉布，13-鉚釘，14-內包角，15-連接件，16-壓線條，17-外包角， 18-隔板，19-隔板法蘭框，20-隔板膠合板，21-隔板骨架，22-封板內層內蒙皮，23-阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料，24-封板膠合板，25-封板石棉布，26-封板內骨架，27-封板法蘭框， 28-封板外骨架，29-封板內層外蒙皮，30-封板，31-壓條，32-隔熱膠板，33-壓條，34-壓
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具體實施例方式參見圖1，顯示了本發明的新型分段艙體隔熱結構的剖面圖，該艙段結構由艙段內艙1和艙段外艙2組成，艙段內艙1由內艙左側板3、內艙底板4、內艙右側板5和內艙頂板 6組成。參見圖2，內艙左側板3、內艙底板4、內艙右側板5和內艙頂板6的結構相同，均由膠合板7、內艙骨架8、內艙內蒙皮9、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料10、內艙外蒙皮11、石棉布12和鉚釘13組成，其中，兩個內艙骨架8設置于兩側，內艙外蒙皮11固定連接于兩內艙骨架8的一側，優選的可通過焊接固定，內艙內蒙皮9通過鉚釘13固定連接于兩內艙骨架 8的另一側，在由內艙骨架8、內艙內蒙皮9和內艙外蒙皮11圍成的空間內填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料10，且在內艙骨架8和內艙內蒙皮9之間設置有至少一層膠合板7和/ 或至少一層石棉布12。參見圖3，內艙左側板3、內艙底板4、內艙右側板5和內艙頂板6在轉角處通過連接裝置連接，優選的是，該連接裝置包含內包角14、連接件15、壓線條16和外包角17，該連接件15為直角件，該連接件15的直角件的兩邊分別連接至兩個端面，該壓線條16為板件， 該壓線條16的板件的兩端分別連接至兩個端面的外側，該外包角17為中間具有圓弧角的直角件，該外包角17的直角件的兩端邊緣分別連接至兩個外側面，其中間部分包住該壓線條16，該內包角14為直角件，該內包角14的直角件的兩邊分別連接至兩個內側面，由此，該連接裝置可穩固的將兩個部件緊密連接，且形成多層的防護。由此可見，內艙各板的內外蒙皮間形成了有效的隔熱層，即使高溫氣體或火焰直接燭燒外艙，導致外艙框架溫度升高，熱量通過金屬間焊接或搭接，傳遞到內艙外蒙皮上， 本發明可通過大面積的膠合板、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、石棉布等非金屬材料將熱量阻隔，只在局部位置通過鉚釘傳遞少量熱量。本發明還可包含一種分段艙體，該分段艙體包含至少兩個由新型分段艙體隔熱結構構成的艙段、至少一個隔板以及兩個封板，其中，該至少兩個艙段相互連接以形成艙體的本體，該至少一個隔板設置于任意兩個艙段之間以將該兩個艙段隔離，兩個封板分別設置于分段艙體的兩端以進行封閉。
參見圖4，顯示了該至少一個隔板的部分剖視圖，該至少一個隔板18由隔板法蘭框19、隔板膠合板20和隔板骨架21組成，該隔板骨架21設置于中部且具有一可開閉的封閉門，該隔板法蘭框19設置于該隔板骨架21周圍，且該隔板骨架21和隔板法蘭框19之間設置有該隔板膠合板，由此，當高溫氣體或火焰燭燒隔板法蘭框19，即使隔板法蘭框19溫度升高，由于隔板膠合板20的隔熱，使熱量不能直接傳遞到隔板骨架21上。參見圖5，該封板30由封板內層內蒙皮22、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料23、封板膠合板M、封板石棉布25、封板內骨架沈、封板法蘭框27、封板外骨架觀和封板內層外蒙皮 29組成，該封板內層外蒙皮四設置于該封板30中部，其外側兩邊設置有封板外骨架觀，其內側兩端分別連接有兩個封板內骨架26的一側，連接方式優選為焊接，該兩個封板內骨架 26的另一側連接有該封板內層內蒙皮22，在封板內層內蒙皮22、封板內骨架沈和封板內層外蒙皮四形成的空間中填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料23，且在封板內層內蒙皮22和封板內骨架26之間設置有至少一層封板膠合板M和/或至少一層封板石棉布25，在該封板內骨架26的外周設置有封板法蘭框27。由此，封板30的內外蒙皮間形成了有效的隔熱層，高溫氣體或火焰燭燒封板30的封板法蘭框27和封板外骨架觀，雖然法蘭框和外骨架溫度升高，熱量通過金屬間焊接或搭接，傳遞到內層外蒙皮上，但大面積的膠合板、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、石棉布等非金屬材料將熱量阻隔，只在局部位置通過鉚接處鉚釘傳遞少量熱量。如圖6、7、8所示，整個分段艙體在連接時，在各自接縫處加隔熱膠板32和各種壓條31、33、34，使熱量傳遞橋路斷開，起到隔熱效果。由此，本發明的新型分段式艙體隔熱結構的每段艙體艙段剖面上由里到外，在結構上分艙段內艙和艙段外艙，艙段內艙內外蒙皮之間采用非金屬隔熱材料，將艙段外艙、艙段內艙之間金屬結構形成的熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。隔板上由里到外，隔板骨架和法蘭框之間加非金屬隔熱材料，將熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。封板上由里到外，在內層內蒙皮和內骨架、內層外蒙皮之間采用非金屬隔熱材料，將內層內蒙皮與外部金屬結構形成的熱量傳遞橋路斷開，達到隔熱效果。由于高溫氣體或火焰對艙體外部燭燒產生的熱量，通過結構傳遞到內層內蒙皮，采用的隔熱結構，能將這種熱量最大限度地減少到最小，且隔熱結構在分段艙體結構內層，不易受到外部環境的破壞；隔熱結構采用了一些非金屬材料自身的阻燃、隔熱性能，不易受環境因素改變而失效。通過測試，本發明的隔熱效果滿足《煤礦可移動式救生艙通用技術條件》中規定的瞬間耐高溫能力不低于環境溫度 1200°C下3s的要求，持續耐高溫能力滿足在外界溫度55°C，艙內溫度不高于33°C且能持續 48小時的要求。顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發明的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過并且在附圖中描述了實施例，但本發明不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本發明的教導的特定例子，本發明的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。
權利要求
1.一種新型分段艙體隔熱結構，該艙段結構由艙段內艙和艙段外艙組成，艙段內艙由內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板組成，其特征在于內艙左側板、內艙底板、 內艙右側板和內艙頂板的結構相同，均由膠合板、內艙骨架、內艙內蒙皮、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、內艙外蒙皮、石棉布和鉚釘組成，兩個內艙骨架設置于兩側，內艙外蒙皮固定連接于兩內艙骨架的一側，內艙內蒙皮通過鉚釘固定連接于兩內艙骨架的另一側，在由內艙骨架、內艙內蒙皮和內艙外蒙皮圍成的空間內填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料，且在內艙骨架和內艙內蒙皮之間設置有至少一層膠合板和/或至少一層石棉布。
2.如權利要求1所述的隔熱結構，其特征在于內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板在轉角處通過連接裝置連接，該連接裝置包含內包角、連接件、壓線條和外包角， 該連接件為直角件，該連接件的直角件的兩邊分別連接至兩個端面，該壓線條為板件，該壓線條的板件的兩端分別連接至兩個端面的外側，該外包角為中間具有圓弧角的直角件，該外包角的直角件的兩端邊緣分別連接至兩個外側面，其中間部分包住該壓線條，該內包角為直角件，該內包角的直角件的兩邊分別連接至兩個內側面，由此，該連接裝置可穩固的將兩個部件緊密連接，且形成多層的防護。
3.一種分段艙體，其特征在于該分段艙體包含至少兩個由權利要求1或2所述的新型分段艙體隔熱結構構成的艙段、至少一個隔板以及兩個封板，其中，該至少兩個艙段相互連接以形成艙體的本體，該至少一個隔板設置于任意兩個艙段之間以將該兩個艙段隔離， 兩個封板分別設置于分段艙體的兩端以進行封閉。
4.如權利要求3所述的分段艙體，其特征在于該至少一個隔板由隔板法蘭框、隔板膠合板和隔板骨架組成，該隔板骨架設置于中部且具有一可開閉的封閉門，該隔板法蘭框設置于該隔板骨架周圍，且該隔板骨架和隔板法蘭框之間設置有該隔板膠合板。
5.如權利要求3所述的分段艙體，其特征在于該封板由封板內層內蒙皮、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、封板膠合板、封板石棉布、封板內骨架、封板法蘭框、封板外骨架和封板內層外蒙皮組成，該封板內層外蒙皮設置于該封板中部，其外側兩邊設置有封板外骨架，其內側兩端分別連接有兩個封板內骨架的一側，該兩個封板內骨架的另一側連接有該封板內層內蒙皮，在封板內層內蒙皮、封板內骨架和封板內層外蒙皮形成的空間中填充有阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料，且在封板內層內蒙皮和封板內骨架之間設置有至少一層封板膠合板和 /或至少一層封板石棉布，在該封板內骨架的外周設置有封板法蘭框。
6.如權利要求3所述的分段艙體，其特征在于整個分段艙體在連接時，在各自接縫處加隔熱膠板和各種壓條。
全文摘要
一種新型分段式艙體隔熱結構及具有該隔熱結構的分段艙體，該艙段隔熱結構由艙段內艙和艙段外艙組成，艙段內艙由內艙左側板、內艙底板、內艙右側板和內艙頂板組成，這些板均由膠合板、內艙骨架、內艙內蒙皮、阻燃型硬質聚氨酯泡沫塑料、內艙外蒙皮、石棉布和鉚釘組成，本發明能有效割斷熱量傳遞的道路，能大幅提高艙體的隔熱性能和安全性能，且制造工序簡單，節約成本和資源。
文檔編號E21F11/00GK102418553SQ20111044402
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者劉健, 李輝, 楊俊波, 段玉康, 許超營 申請人:四川航天系統工程研究所