CN101542057B - 用于恶劣环境的充气式庇护所 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于恶劣环境的充气式庇护所。一种柔性充气式庇护所保持在存储容器内。通过将容器内保存或产生的压缩气体导入限定庇护所的柔性材料中，从而可以快速展开庇护所。使用该庇护所的人然后进入存储容器中的气闸门。气闸还可以设置成至少部分地位于展开的庇护所内部，从而它不会占据容器中的大量空间。该容器包括长时间维持生命所需的供给品。该庇护所可用于在矿井、隧道、工厂等事故或爆炸引发的有害环境下保护人。该容器结构紧凑，但是可以快速展开柔性材料，从而产生庇护所，该庇护所的体积和存储容器差不多大或者比它更大。

Description

用于恶劣环境的充气式庇护所

技术领域

本发明涉及用于在紧急情况下为陷入恶劣环境的人提供临时庇护所的庇护系统。

更具体而言，本发明涉及为用于保护人员免受不安全氛围影响的庇护所提供可呼吸空气的系统和装置，所述不安全氛围例如是缺氧或是包含危险量一氧化碳、甲烷或其它有毒化学品的氛围，所述有毒化学品包括有毒工业化学品、或者化学、生物、辐射战争试剂。

背景技术

会导致局部环境威胁到人呼吸的典型突发事件包括矿难、隧道事故、火灾、恐怖袭击、战争、化学品泄漏或其它工业事故以及核电厂事故。这些突发事件可能会发生在矿井、隧道或建筑物内。也有可能发生在外部环境，在该处所述突发事件会产生危害呼吸的气流。

在21世纪早期出现的政治或违法突发事件将“大规模杀伤性武器”恐怖袭击威胁提升到一个空前水平，这些大规模杀伤性武器例如是化学、生物、辐射战争试剂或有毒工业化学品。在地下采矿的历史中，矿难已经夺去了不计其数的矿工的生命，在矿难条件下，矿内气体变得对人呼吸不安全。商用和民用高楼大厦中的火灾也会严重威胁到火势上方的人的呼吸。结果是因有毒化学品或吸入烟雾导致窒息从而夺去生命。

因此，迫切需要一种能够保护人员在上述突发事件中安全的系统。

在国际专利申请WO2005/086613中公开了一种用于恶劣环境的紧急庇护所，该国际专利申请的内容在此被结合作为参考。上述专利文献公开了一种折叠式庇护所，它能够快速搭建而成，以便为陷入紧急情况的人员提供可呼吸环境，从而得以生存。

本发明在现有技术的紧急庇护所基础上进行了进一步改进。

发明内容

本发明包括存储容器，该存储容器长期安放在或靠近有潜在危险的地方，例如矿井、隧道或其它地方。该存储容器包括快速构建庇护所以保护人员不受恶劣环境危害所需的所有材料，所述恶劣环境例如是矿井爆炸、火灾、恐怖袭击或其它紧急情况。该庇护所和容器完全密封以阻隔有害气体的侵入，并且优选包含充分的可呼吸空气，以便在指定营救时间例如长达96小时内保持庇护所处于正压。

用于本发明的存储容器包括柔性充气式庇护所，它可以利用容器内部存储或产生的压缩气体而膨胀。该容器还包括气源，该气源可以直接导入已充气的庇护所以提供可呼吸空气。

该存储容器还包括气闸门，该气闸门优选设置在该容器中与露出柔性充气式庇护所一侧不同的侧面上。使用庇护所的人穿过气闸门，该气闸门在人进入已充气的庇护所之前始终关闭并与外界隔离。通过这种方式，在人进入时，外界的有毒气体则不能进入庇护所。

该存储容器优选还包括充足的供给品，以维持庇护所内人员生命达至少数天时间。该容器还可包括其它供给品，例如通信设备，以便联系上位于例如矿井外面的或庇护所外部的营救人员。

该气闸门可包括柔性门，它可以从该存储容器向外延伸，通过该柔性门，人可以进入到容器内进而进入已充气的庇护所。或者，该气闸门可以是刚性的，它可以由一个或多个非柔性门组成，从而也可以防止有害气体流入庇护所。

在另一个更优选实施方案中，大多数气闸都位于限定出庇护所的柔性材料内部。这种结构可以节省存储容器的空间，从而可以在容器中存储更多的供给品。该气闸折叠在柔性材料中进行储存，并且可以和庇护所一起展开。当展开时，该气闸完全或至少部分包含在庇护所内。

该存储容器优选位于滑道上。虽然该容器可以永久安装在某个位置，但是也偶尔需要将容器移动到另一个位置。该滑道使得实现这一目的变得更加容易。

因此，本发明的主要目的是，提供一种用于保护人员免受紧急情况下恶劣环境危害的庇护所。

本发明的另一个目的是，提供一种用于矿井、隧道、工厂或在紧急情况下会产生有毒气体的其它地方的紧急庇护所。

本发明的另一个目的是，提供一种用于在恐怖袭击时保护人员的紧急庇护所。

本发明的另一个目的是，提供一种在紧急情况下快速展开庇护所的紧凑型自包含单元。

本发明的另一个目的是，提供一种在紧急情况下长时间保护人员免受恶劣环境危害的装置和方法。

参照如下的附图说明和具体实施方式部分以及所附的权利要求，本领域技术人员将会清楚理解本发明的其它目的和优点。

附图说明

图1是本发明的存储容器的前视图，该容器保持在滑道上，该图示出容器的门处于关闭位置。

图2是图1的存储容器的前视图，但是容器的门处于打开位置。

图3是图1的存储容器的立体图。

图4是用于本发明的存储容器的一个实施方案的俯视图，其中门是关闭的，该实施方案包括柔性气闸套管。

图5是本发明的存储容器的俯视图，其中庇护所已经展开，并且其中柔性气闸套管也已经打开。

图6是本发明的存储容器的另一个实施方案的俯视图，其中该气闸包括刚性门，该门如图所示处于关闭位置。

图7是图6的实施方案的俯视图，其中该气闸处于打开位置。

图8a-8c是本发明的庇护所的前视图，其中该庇护所从存储容器展开。

图9是根据本发明的庇护所展开之后的部分示意性俯视图。

图10是本发明的庇护所的部分示意性俯视图，其中柔性气闸已经打开，并且人已经占据庇护所内空间。

图11和图10类似，但是图11的气闸是刚性气闸。

图12和图9类似，示出了一个备选实施方案，其中气闸至少部分地位于展开的庇护所内部。

图13和图10类似，也示出了一个备选实施方案，其中气闸至少部分地位于展开的庇护所内部。

具体实施方式

图1是本发明采用的存储容器的一个实施方案的前视图。存储容器1设置在滑道3上。除了采用滑道之外，还可以采用一些其它装置，例如带轮的平台或拖车。存储容器优选由刚性耐用材料例如钢制成。该滑道也可以类似地由金属制成。该存储容器容纳有构建庇护所所需的所有部件，以及在庇护所内长时间维持生命所需的材料。在图1中，存储容器的所有门都是关闭的。具体来说，该图示出阀门通道门5、服务通道门7、入口斜坡门9和服务通道板11。

图2示出和图1相同的结构，不同之处在于这些门处于打开状态。打开的阀门通道门5露出用于展开庇护所的推力阀门，以及用于监测气瓶压力的计量器。图2还示出可选的柔性气闸的位置，虽然图2并未示出该气闸，但是该气闸可以形成在门13附近。图2所示这些部件的功能将在下面进行说明。

图3示出存储容器的立体图，其中存储容器的顶盖被揭开以便示出内部结构。该容器仍然设置在滑道上，其中入口斜坡门9处于打开位置。

图4示出存储容器的俯视图，其中门都关闭，还示出存储容器的典型部件。该视图示出柔性气闸套管21，如图所示该套管处于存储状态。该柔性气闸套管由可折叠材料制成，从而整个套管可以存储在存储容器内部，如图所示。储罐23包含呼吸空气。备用存储容器25设置在存储柔性气闸后面。储罐27表示氧气供应源，它可以采用压缩气瓶或用于产生氧气的化学系统的形式。

柔性庇护所29存储在存储容器内的庇护所存储区中。展开门31防止柔性庇护所意外展开。

庇护所29包括充气式结构，它由柔性且完全不透气体和水汽的材料制成。下面将更加详细地描述庇护所。该庇护所优选包括多个台柱和/或梁，当该庇护所完全膨胀时，可以呈现出所需形状。换言之，该紧急庇护所可以被描述为一个气囊，当庇护所膨胀时，该气囊可以呈现出所需庇护所结构的形状。

该存储容器优选包含为一群人在庇护所内长时间存活例如2天以上所需的供给品。典型的供给品优选包括便携式水、食物、化学厕所、用于产生氧气的化学品、用于从庇护所内清除二氧化碳的化学品和/或装置、散热设备、急救箱、电池、充电器以及用于监测氧气和一氧化碳的监测装置。在容器中还可以存储其它设备和供给品，以备庇护所特殊用途。例如，如果庇护所用于地下矿井，那么还可以设置甲烷监测器和/或用于与地面人员联系的通信设备。

在存储的结构下，如图4所示，庇护所和所有供给品及装置都存储在存储容器中。当需要时，庇护所可以从存储容器直接展开。当展开时，该庇护所直立在存储容器旁边。在展开过程中，存储容器不会动，但是庇护所会在容器旁边的空间中展开来。

该庇护所和存储容器以完全气密方式保持连接。因此存储容器在庇护所展开之后变成庇护所蒙皮的一部分。在庇护所内部可以使用所有设备和供给品，而不会有任何污染气体进入庇护所。这种效果是通过连接庇护所和存储容器的开口来接触到设备和供给品而实现的。通过这种方式，一旦存储容器处于存储状态，它就不必移动来操作庇护所。庇护所内人员可以直接使用所有设备和供给品，而不需要走动。因此在庇护所整个操作过程中，可以根据需要使用容器中的设备和供给品。

图5示意性示出本发明的存储容器的部分俯视图，该图示出处于展开状态的庇护所的部分图，以及示出延展的柔性气闸套管。由存储在图4所示的庇护所存储区中材料限定的结构部件形成的庇护所41如图所示处于完全展开状态。气闸套管43从与庇护所相反的一侧连接到容器，它也示出为展开状态。

图6和图4、图5类似，示出容器门关闭状态下的容器俯视图。图6的实施方案具有刚性气闸，它由门或面板形成而不是由柔性结构形成。该容器其它方面和上述容器相同。

图7和图6类似，示出庇护所展开状态下的容器俯视图。图7的实施方案采用刚性气闸，如图所示，它处于展开状态。

图8a-8c示出庇护所的展开进程图。通过操作阀门来启动庇护所的展开过程，该阀门例如是位于图2的通道门5后面的一个阀门，该阀门可以使得空气从气源流入充气式庇护所。

图8a示出从容器53展开的庇护所结构51，该图示出庇护所刚开始膨胀。图8a仅示出容器的一个面板，它对应于图3的侧板8。随着膨胀继续，该庇护所不断展开。也就是说，压缩空气填充到庇护所结构中，促使该结构逐渐呈现出最终期望的形状。因此，例如，该庇护所包括台柱55和基座57，它们都是通过庇护所结构膨胀而形成的，如图8b所示。图8c示出在庇护所完全膨胀之后的庇护所结构。现在可以看到，多个台柱55从基座57伸出。

图9-11示出本发明的庇护所展开和利用的示意图。如图9所示，存储庇护所和所需生命必要设备的存储容器65位于墙壁61和63之间。该墙壁可以是矿井空腔的墙壁，或者它们可以是隧道或其它结构的墙壁。该存储容器实际上可以设置在任何位置，只要在容器旁边有充足空间展开庇护所即可。

通过操作第一阀门来展开庇护所，它打开展开门67(它和图4的展开门31相同)，从而使得庇护所69从容器伸出，然后操作第二阀门，促使压缩空气填充柔性庇护所材料69，从而构建起庇护所。

在优选实施方案中，有两个操作需要压缩空气。第一，利用压缩空气来填充限定了庇护所的柔性材料，从而构建起庇护所。第二，将空气导入庇护所内空间，从而提供可呼吸的氛围。因此，在庇护所的结构部件膨胀时要用到空气，在利用可呼吸空气填充庇护所空间时也要用到空气。可以采用不同的阀门来执行这两个操作。

在一个优选实施方案中，本发明设计成可以为大约18～20个人提供空间。该庇护所可以形成为各种高度。在一个实施方案中，已充气的庇护所的高度大约为54英寸。完全展开的总时间为大约1～3分钟。在这段时间内，想要使用庇护所的人可以打开入口门，该入口门由图9的附图标记71来表示，然后使柔性气闸膨胀(图9和图10所示)，或者打开刚性门气闸(图11所示)，这样便完成进入庇护所的准备工作。

在另一个实施方案中，庇护所的规模可以放大，使得该庇护所可以设计成容纳多达35个人，可供他们生存长达96小时。在本发明的范围内还可以进行其它变型。

图10示出进入庇护所过程中的更多细节。该图示出柔性气闸套管81处于打开状态。该柔性气闸包含拉锁或等效的紧固器(未示出)。当使用庇护所的人穿过柔性气闸之后并且已经向庇护所的门(朝向图10中左边)移动时，该拉锁关闭。然后，从容器向庇护所导通的门打开，然后人便可进入庇护所。然后通往庇护所的门最好关闭。图10示出多个人位于庇护所中。

图11示出和图10相同的过程，其中气闸是刚性的。在这种情况下，气闸包括双门系统。进入庇护所的人打开外部门，然后移动到气闸区中并关闭外部门。人向庇护所的门移动(朝向图11中左边)。通往庇护所的门打开，然后人可以进入。然后庇护所的门最好关闭。

如上所述，该刚性气闸包括两个刚性门，其中在两个门之间设有柔性门帘。利用该气闸可以减小人进入该装置时有毒气体进入庇护所的可能性。该柔性气闸还具有其它的优点，它可以让三个以上的人容纳在气闸内，这是因为柔性气闸的长度可以延展。该柔性气闸尤其适用于容纳担架上的人。

图12和图13示出一个备选但更优选的实施方案。图12和图13分别对应于图9和图10。在该优选实施方案中，气闸至少部分地位于该结构的庇护所部分内，而不是整个位于存储容器内。该实施方案节约了存储容器内有限的空间，从而可以在容器中存储更多的供给品。

在图12中，气闸91由阴影部分表示。和其它实施方案一样，该气闸本身包括柔性可充气材料。该气闸具有前向端，该前向端可以利用拉锁或等同装置打开，从而可以进入庇护所内部。在庇护所展开之前，该气闸包含在限定庇护所的折叠的柔性材料内部，并且它本身也是折叠的。该气闸设置成在庇护所展开时和庇护所作为一个整体同时展开。如图12所示，在庇护所展开之后，该气闸延伸进入庇护所。独立的气闸门93是从外部进入气闸的经由之路。

在该备选实施方案中，至少部分气闸位于展开的庇护所内部。通过钢制门93从外部进入到气闸中。通过拉锁型开口从气闸进入到庇护所内部。

低压单通安全阀或止回阀将空气从展开的庇护所内部生存空间导通到气闸。第二止回阀97将空气从气闸导通到外部。这种结构非常奏效，原因有三。

第一，进入气闸区的空气流可以防止展开过程中气闸内产生真空，因此使得气闸区在最初展开过程中能够膨胀。

第二，在受害人最初进入期间进入到庇护所的污染空气可以通过气闸区净化至外部。

第三，从压缩气瓶继续供给慢速气流将保持小正压。因此，如果在庇护所附近有有害气体，则这些气体也不能进入庇护所，因为庇护所内有正压。通过设置压力安全阀的预定气流阻力水平，控制和调节该正压。

本发明的主要优点在于，当不使用时它的尺寸很小，所有部件都紧密压缩在容器内。该庇护所只有在展开时才占据较大空间。实际上当庇护所展开时，庇护所的体积变成与展开该庇护所的存储容器的体积差不多大或比它大。

在图12和图13中，该气闸部分地设置在庇护所内并且部分地位于存储容器内。也可以采用其它结构。例如，该气闸可以整个设置在庇护所内。该气闸也可以设置在庇护所内的多个位置。这些备选实施方案对于本领域技术人员而言是显而易见的。

图12和图13还示出主门98和阀门通道门96，通过主门可以进入到存储容器，通过阀门通道门可以进入到用于膨胀庇护所的控制阀门。

本发明还可以通过多种其它方式进行变型，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。存储容器的具体部件也可以进行改变，气闸门的结构亦如此。庇护所本身的结构也可以在本发明的范围内变型。阀门和阀门通道门的位置也可以变化，它们可以和图示不同。这些和其它变型都落入本发明权利要求限定的精神和范围之内。

Claims (7)

1.一种用于在矿井中提供庇护所的设备，其包括：

a)由刚性材料制成的容器，该容器包括设置在该容器中的折叠的、柔性材料，所述柔性材料被所述容器密封，其中所述容器和所述柔性材料一起限定出一个与外界环境气密的区域，

b)所述柔性材料限定的结构元件和构成生存空间的围墙，及

c)在所述容器内用于存储压缩的、可呼吸气体并分别将所述气体导入到由所述柔性材料形成的所述结构元件和围墙中的装置，其中所述柔性材料邻近所述容器立起成为庇护所，同时保持所述容器密封，立起的所述庇护所具有比所述容器大的体积，所述压缩的、可呼吸的气体是用于膨胀所述庇护所的唯一的源。

2.根据权利要求1所述的设备，其中该容器容纳用于维持生命的供给品。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述供给品为从由便携式水、食物、化学厕所、用于产生氧气的化学品、用于从庇护所内清除二氧化碳的化学品和/或装置、散热设备、急救箱、电池、充电器以及用于监测氧气、一氧化碳及甲烷的监测装置所组成的组中选择的一个或更多项目。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠的、柔性材料存储在该容器的第一侧附近，该容器还包括位于与第一侧不同的该容器第二侧的气闸门，通过该气闸门人可以进入到该庇护所中，而完全没有空气从外部环境流入。

5.一种在矿井提供紧急庇护所的方法，该方法包括：

a)将折叠的、柔性材料存储在刚性容器中，所述柔性材料被所述容器密封，从而所述柔性材料和所述容器一起限定出一个与外界 环境气密的区域，所述柔性材料限定结构元件，所述容器还包括构成生存空间的围墙，所述容器还包括压缩的、可呼吸气体；

b)将所述容器与其中的所述折叠的、柔性材料放置在矿井中；

c)分别导入压缩的、可呼吸气体到由所述柔性材料限定的所述结构元件和围墙中，从而膨胀所述结构元件并将可呼吸气体填入所述围墙，其中所述柔性材料邻近所述容器立起成为庇护所，同时保持所述容器密封，立起的所述庇护所具有比所述容器大的体积，所述压缩的、可呼吸的气体是用于膨胀所述庇护所的唯一的源。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括在容器中存储用于维持生命的供给品。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括，从由便携式水、食物、化学厕所、用于产生氧气的化学品、用于从庇护所内清除二氧化碳的化学品和/或装置、散热设备、急救箱、电池、充电器以及用于监测氧气、一氧化碳及甲烷的监测装置所组成的组中选择一个或更多项目作为所述供给品。 

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