專利名稱：一種救生艙內的呼吸循環裝置的制作方法
技術領域：
一種救生艙內的呼吸循環裝置技術領域一種救生艙內的呼吸循環裝置屬于井工技術領域，特別適用于井工施工過程中，發生透水災害、火災、瓦斯煤層爆炸以及煤與瓦斯突出時，各種有毒有害氣體出現時，或地面水災、火災、地震、海嘯以及其它各種自然災害時，用于防災、避災、抗災的專用密封空間內呼吸循環系統。
背景技術：
通過國內外全面檢索，以及軍工企業領域轉為民用技術的查詢，目前密封空間內呼吸循環系統都比較簡易，一般煤礦井下使用地面壓風，將空氣壓縮后輸送到救生艙內，救生艙的另一端設置有出氣孔的減壓閥，以防救生艙內氣體壓力過高；另一種將高壓氧氣瓶直接放置到救生艙內，需要使用時直接打開釋放使用，往往會因使用不當引起艙內氧氣超量釋放，使限量的氧氣有效使用率降低。還有一種是呼出的二氧化碳經過吸收過濾，但由于過濾能力和方法過于簡單，無法有效全面大量吸收艙內人員所呼出的二氧化碳， 以及藥品吸收二氧化碳和空氣中的水份時放出的熱量又無法及時散熱，使艙內環境惡化， 出現艙內高溫、高濕，除二氧化碳超標外，各種有毒有害氣體和人體排出的熱量大量積聚， 造成無法排出艙外，在這種情況下，特別會造成氧氣的過量使用，嚴重威脅救生艙內避險人員生命安全，為此，我們發明了一種救生艙內的呼吸循環裝置。發明內容本發明的目的是針對上述存在的問題，根據目前國內外救生艙的不同特點，我們設計了一種救生艙內的呼吸循環裝置，其不僅能滿足整個救生艙避險人員的呼吸生存，更主要的是整個救生艙除能吸收有毒有害氣體外，還增設了每個個體避險人員單獨的呼吸循環系統，和個體應急手動供氧開關系統，不但減少了氧氣量的使用，更主要提高了有限氧氣定量高效使用，特別是個體應急手動供氧開關系統的使用，更進一步一確保了供氧的可靠性、及時性和安全性，使救生艙內有限空間內的氧氣濃度以及各種有毒有害氣體的濃度、溫度和濕度均保持在正常范圍內，使救生艙內的生存環境更加便捷、更加舒適。一種救生艙內的呼吸循環裝置的特征是首先根據救生艙最多避災人數配置高壓氧氣瓶數量及存放位置，所有高壓氧氣瓶上均安裝好壓力表減壓閥，壓力表減壓閥與中壓管相連接，中壓管與三通相連接，三通的一端與救生艙內部供氧管相連接，救生艙內部供氧管的末端與救生艙內部供氧閥連接，三通的另一端與個體供氧主管相連，個體供氧主管與每個個體自動供氧管路及每個個體應急手動供氧開關系統相連接，救生艙內每個人的呼吸口具與每個人的吸氣管相連接，每個人的吸氣管另一端與吸氣主管相連接，吸氣主管的另一端與吸氣過濾降溫箱上出氣端相連接，呼吸口具的另一端與每個個體呼氣管相連接，呼氣管的另一端與呼氣過濾降溫箱的入氣側相連接，呼氣過濾降溫箱的入氣側與壓入式氣體循環泵相連接，氧氣補給平衡袋與呼吸過濾降溫箱出氣側的過濾氣體吸氣主管入口，同一側的呼氣過濾降溫箱上相連接，要檢查所需冰塊是否保質保量放入保溫隔熱箱，保溫隔熱箱內的散熱管網是否正常。一種救生艙內的呼吸循環裝置特征是供氧呼吸系統高壓氧氣瓶的設置根據救生艙內體積容量，及避災人員的數量確定，每個高壓氧氣瓶的出口均安裝壓力表減壓閥，減壓閥出口與中壓管相連接，根據救生艙內空間布置情況，高壓氧氣瓶之間用串聯、并聯、混合聯、最終與中壓管相連，所有氧氣瓶的減壓閥均控制在0. 2Mpa以內，當中壓管的氧氣壓力達到0.2Mpa時，所有氧氣瓶的減壓閥均不再釋放氧氣，自動關閉，當中壓管的氧氣壓力低于0. 2Mpa時，所有氧氣瓶的出口減壓閥自動開啟，始終保持中壓管的壓力，保持在0. 2Mpa, 為了保證救生艙內氧氣濃度含量達到生命保障的目的，在中壓管道中安裝了一個三通，三通的一側與高壓氧氣瓶出口的中壓管相連，另一側與個體供氧主管相連，還有一側就和救生艙內供氧管和救生艙內部供氧閥相連，供氧閥的出口在救生艙內的最遠端，救生艙內部供氧閥受監測控制，當救生艙內的氧氣濃度低于18%時，救生艙內部供氧閥會主動開啟并釋放氧氣，當救生艙內的氧氣濃度超過23%時，救生艙內部供氧閥會自行關閉。一種救生艙內的呼吸循環裝置的特征是一種救生艙內的呼吸循環裝置整體結構緊湊，占用艙內空間體積較小，可增加救援和被救援人員的容納量，并增加了存放物質材料的空間；增設了獨立的個體供氧系統，特別是個體應急手動供氧開關系統的使用更進一步顯示個體的重要性，更進一步確保個體供氧的可靠性、及時性、安全性，是對以往敞開供氧造成氧氣損耗的重大改進；減少了救生艙整體空間氧含量的無序消耗和浪費，特別是救生艙內發生火災和其它突發性事件后，獨立的個體供氧系統顯得尤為重要和緊迫；呼氣過濾降溫箱將各種有害氣體集中循環處理，減少了采用分體處理箱所占艙內體積和空間，特別減少器件管路連接部分，從而減少了故障率、維修率，確保了救生艙呼吸循環系統的可靠性、安全性；呼氣過濾降溫箱內不同用途的吸附劑合理的排列次序，實現整個吸附過程的科學性、可靠性，若排列次序有誤，不但會造成各吸附劑的提前失效和浪費，更易給救生艙內的人員造成傷害；呼氣過濾降溫箱，通過正壓壓入循環泵和吸氣過濾降溫箱前后設置的同相性單向閥，不但提高了氧氣瓶中的氧氣利用率，而且氧氣補給平衡袋中的氧氣不易散失， 同時救生艙內的混合氣體在壓入循環泵停止工作后，救生艙內部和整體的吸氣過濾降溫箱系統相互獨立、互不干擾；經呼氣過濾降溫箱使用的冰塊，儲存于保溫隔熱箱中，保溫隔熱箱內安裝有熱交換管路、呼出的需要降溫的艙內熱氣通過熱交換管被冰塊吸收，同時冰塊被溶化成液體，該液體可被艙內人員使用。個體供氧主管與救生艙內所有避災人員的個體應急手動供氧開關系統相連接，并通過每個個體呼吸口具上單向吸氣閥、吸氣管相連接，供個人吸氧需要，當每個避災人員吸入氧氣并呼出二氧化碳時，通過呼吸口具上的單向呼氣閥將呼出的氣體通過呼氣管輸入個體呼氣主管，通過呼氣管送入個體呼氣主管，通過呼吸主管將呼出的氣體送入呼氣過濾降溫箱，呼出的氣體經過過濾降溫后，并在氧氣補給平衡袋的作用下進入過濾氣體吸氣主管， 供救生艙避險人員下次呼吸使用，當遇到突發疾病和呼吸困難時，每個避險人員都可以隨時按壓個體應急手動供氧開關系統，從而立即補充氧氣恢復體力。呼氣過濾降溫箱的一側安裝有救生艙內部壓入式氣體循環泵，在泵上的出口安裝一個吸濕劑，經吸濕劑后安裝一氧化碳吸收劑，經一氧化碳吸收劑后，安裝一個除味劑，經除味劑后安裝二氧化碳吸收劑，經二氧化碳吸收劑后安裝一個冷卻裝置，經冷卻裝置后安裝有呼氣過濾箱出氣口，呼氣過濾箱出氣口位于救生艙的最遠端，并靠近救生艙內供氧閥出口端，便于高壓純氧出口與過濾降溫箱出來的低氧濃度氣體相混合，以確保救生艙內的氧氣濃度維持在21 %的最佳濃度，靠近循環泵一側的二氧化碳吸收劑箱體一側與個體呼吸主管相連，使個體呼出的含二氧化碳氣體直接進入二氧化碳吸收劑，便于迅速吸收呼出的二氧化碳，當救生艙內氣體成份，溫度和濕度超過《煤礦安全規程》所規定的指標時，救生艙的循環泵就會主動開啟，當溫度、濕度及氣體成份達到標準后循環泵會自動關閉，從而調節救生艙內環境指標，使救生艙內的避險人員感到舒適、安逸，在呼氣過濾降溫箱的兩側均安裝有單向閥，使救生艙內的氣體與每個避險人員單獨呼吸循環系統，在循環泵停運期間保持相對的隔離狀態，便于減少相互影響，從而確保氧氣量不被損耗，各種吸附劑不被浪費，使救生艙舒適、安逸環境保持更長時間，為了確保救生艙的壓力不超過人體允許承受的壓力范圍，要求密封的救生艙內的氣體壓力不超過0. 15Mpa,當達到0. 15Mpa時救生艙的安全閥會自行打開排氣，當救生艙內氣體壓力低于0. 00015Mpa時，安全閥會自動關閉，而且要確保救生艙內的氣壓從0. 15Mpa減少到0. 00015Mpa時所需的時間內不會產生潛涵病和救生艙內的避險人員血液中的氣體成份不超過醫學規定。吸氣過濾降溫箱的降溫是靠最原始的冰塊降溫方法，根據計算將艙內總人數在呼吸時，經吸收二氧化碳藥劑及吸濕劑時所散發的熱量，和其艙內外火災時產生的熱量，在其規定的等待救援期間內產生的總熱量所消耗的冰塊，應是保溫儲存的冰塊總量的三分之二 (最好是二分之一)，確保所儲存的冰塊足夠降溫使用，同時冰塊吸熱后所產生的水可供救生艙內避險人員飲用。一種救生艙內的呼吸循環裝置與現有技術相比具有以下優點1、一種救生艙內的呼吸循環裝置整體結構緊湊，占用艙內空間體積較小，可增加救援和被救援人員的容納量，并增加了存放物質材料的空間。2、增設了獨立的個體供氧系統，特別是個體應急手動供氧開關系統的使用更進一步顯示個體的重要性，更進一步確保個體供氧的可靠性、及時性、安全性，是對以往敞開供氧造成氧氣損耗的重大改進。3、減少了救生艙整體空間氧含量的無序消耗和浪費，特別是救生艙內發生火災和其它突發性事件后，獨立的個體供氧系統顯得尤為重要和緊迫。4、呼氣過濾降溫箱將各種有害氣體集中循環處理，減少了采用分體處理箱所占艙內體積和空間，特別減少器件管路連接部分，從而減少了故障率、維修率，確保了救生艙呼吸循環系統的可靠性、安全性。5、呼氣過濾降溫箱內不同用途的吸附劑合理的排列次序，實現整個吸附過程的科學性、可靠性，若排列次序有誤，不但會造成各吸附劑的提前失效和浪費，更易給救生艙內的人員造成傷害。6、呼氣過濾降溫箱，通過正壓壓入循環泵和吸氣過濾降溫箱前后設置的同相性單向閥，不但提高了氧氣瓶中的氧氣利用率，而且氧氣補給平衡袋中的氧氣不易散失，同時救生艙內的混合氣體在壓入循環泵停止工作后，救生艙內部和整體的吸氣過濾降溫箱系統相互獨立、互不干擾。7、經呼氣過濾降溫箱使用的冰塊，儲存于保溫隔熱箱中，保溫隔熱箱內安裝有熱交換管路、呼出的需要降溫的艙內熱氣通過熱交換管被冰塊吸收，同時冰塊被溶化成液體， 該液體可被艙內人員使用。
圖1 一種救生艙內的呼吸循環裝置示意圖。1 高壓氧氣瓶；2、壓力表減壓閥；3、中壓管；4、救生艙內部供氧管；5、救生艙內部供氧閥；6、個體供氧主管；7、個體自動供氧管路；8、個體應急手動供氧開關系統；9、呼吸口具；10、吸氣管；11、呼氣管；12、呼氣過濾降溫箱；13、壓入式氣體循環泵；14、個體呼氣主管；15、過濾氣體吸氣主管；16、氧氣補給平衡袋。
具體實施方式
現以附圖為例說明首先根據救生艙最多避災人數配置高壓氧氣瓶(1)數量及存放位置，所有高壓氧氣瓶(1)上均安裝好壓力表減壓閥O)，壓力表減壓閥 (2)與中壓管C3)相連接，中壓管(3)與三通相連接，三通的一端與救生艙內部供氧管(4) 相連接，救生艙內部供氧管(4)的末端與救生艙內部供氧閥( 連接，三通的另一端與個體供氧主管(6)相連，個體供氧主管(6)與每個個體自動供氧管路(7)及每個個體應急手動供氧開關系統(8)相連接，救生艙內每個人的呼吸口具(9)與每個人的吸氣管(10)相連接，每個人的吸氣管(10)另一端與吸氣主管(15)相連接，吸氣主管(15)的另一端與吸氣過濾降溫箱(12)上出氣端相連接，呼吸口具(9)的另一端與每個個體呼氣管(11)相連接， 呼氣管(11)的另一端與呼氣過濾降溫箱(12)的入氣側相連接，呼氣過濾降溫箱(12)的入氣側與壓入式氣體循環泵相連接，氧氣補給平衡袋(16)與呼吸過濾降溫箱(1 出氣側的過濾氣體吸氣主管(1 入口，同一側的呼氣過濾降溫箱(1 上相連接，要檢查所需冰塊是否保質保量放入保溫隔熱箱，保溫隔熱箱內的散熱管網是否正常。一種救生艙內的呼吸循環裝置使用前要對監控系統進行調整，先將救生艙內氧氣濃度探頭與監控主機聯接好，并調整救生艙內氧濃度低于18%時監控主機啟動救生艙內供氧閥(5)向救生艙內供給氧氣，當救生艙內氧濃度高于23%時，監控主機關閉救生艙內部供氧閥( ，當救生艙內溫度超過32°C或濕度超過85%時監控主機自動啟動壓入式氣體循環泵(13)，當救生艙內溫度低于32°C或濕度低于85%時監控主機自動關閉壓入式氣體循環泵(13)，當救生艙內二氧化碳濃度達到1.5%時監控主機自動開啟壓入式氣體循環泵 (13)，當救生艙內二氧化碳濃度低于等于0. 5%時監控主機自動停止壓入式氣體循環泵 (13)的運行。一種救生艙內的呼吸循環裝置使用時打開高壓氧氣瓶(1)并調整壓力表減壓閥 (2)到0. 2Mpa，并試驗個體應急手動供氧開關系統(8)完好后，就可以佩帶呼吸口具(9)正常使用這種救生艙內的呼吸循環裝置了。一種救生艙內的呼吸循環裝置使用時，個體自動供氧管路(7)利個體應急手動供氧系統(8)公用一趟管道，并與呼吸口具(9)上的單向吸氣閥相連接，呼吸口具(9)上有單向吸氣閥和單向呼氣閥，若避險人員不吸氣，吸氣閥將處于關閉狀態，只有吸氣時，吸氣閥才能打開供氧，因此實現了定量供氧，若避險人員不呼吸，呼氣閥將處于關閉狀態，只有避險人員呼氣時，呼氣閥才能打開，從而實現了呼出的二氧化碳氣體直接進入呼氣過濾箱 (12)，避免了呼出的二氧化碳氣體直接進入救生艙內大氣，確保救生艙內大氣少受污染，從而減少了氧氣消耗量。
權利要求1.一種救生艙內的呼吸循環裝置，其特征是高壓氧氣瓶上安裝好壓力表減壓閥，壓力表減壓閥與中壓管相連接，中壓管與三通相連接，三通的一端與救生艙內部供氧管相連接，救生艙內部供氧管的末端與救生艙內部供氧閥連接，三通的另一端與個體供氧主管相連，個體供氧主管與每個個體自動供氧管路及每個個體應急手動供氧開關系統相連接，個人的呼吸口具與個人的吸氣管相連接，個人的吸氣管另一端與吸氣主管相連接，吸氣主管的另一端與呼氣過濾降溫箱出氣端相連接，呼吸口具的另一端與呼氣管相連接，呼氣管的另一端與呼氣過濾降溫箱的入氣側相連接，呼氣過濾降溫箱的入氣側與壓入式氣體循環泵相連接，氧氣補給平衡袋與呼氣過濾降溫箱出氣側的過濾氣體吸氣主管入口，同一側的呼氣過濾降溫箱上相連接。
2.根據權利要求1所述的一種救生艙內的呼吸循環裝置，其特征是正壓壓入循環泵和呼氣過濾降溫箱后連接安裝有同相性單向閥。
專利摘要一種救生艙內的呼吸循環裝置由高壓氧氣瓶、中壓管、救生艙內供氧系統和救生艙內個體獨立供氧系統組成，這樣可最大限度節約用氧量，延長有限氧氣的使用時間，同時依靠呼氣過濾降溫箱的作用，重復使用救生艙內氣體中的有效成份，并通過監控系統控制救生艙內環境條件，達到《煤礦安全規程》之規定。
文檔編號E21F11/00GK202273705SQ20112014746
公開日2012年6月13日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者杜志剛 申請人:杜志剛