CN102371038A - 一种可移动的救生舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种救生舱，该救生舱整体安装在一可移动的底盘车上，舱体为钢板压延成型，然后焊接加强筋作为一段，再一段段用螺栓和密封圈连接起来的带门的密闭结构，舱内隔离为主舱和至少一个隔离舱；救生舱内设置有空气幕联动系统、供氧系统、环境温度控制系统、空气净化系统、供电照明保障系统、通信装置、垃圾排泄物装置、饮食系统以及应急医疗箱。本发明的救生舱，在灾难发生时舱内人员可以生存较长的时间。

Description

一种可移动的救生舱

技术领域

本发明属于一种保护人员免受不利环境侵害救生设备，更具体地是涉及一种救生舱。用于在发生各种灾害时为人员生命安全提供保护的密封的救生舱。 

背景技术

地球上的自然变异，包括人类活动诱发的自然变异和自然灾害孕育于由大气圈、岩石圈、水圈、生物圈共同组成的地球表面环境中，无时无地不在发生。当这种变异给人类社会带来危害时，即构成自然灾害。因为它给人类的生产和生活带来了不同程度的损害，包括以劳动为媒介的人与自然之间，以及与之相关的人与人之间的关系。灾害都是消极的或破坏的作用。所以说，自然灾害是人与自然矛盾的一种表现形式，具有自然和社会两重属性，是人类过去、现在、将来所面对的最严峻的挑战之一。 

为了尽量减少自然灾害给人类造成的损害，人们采取了各种预防措施以当灾害发生时进行自救，以尽可能延长生存时间。尤其是地下矿井一旦发生矿难，与外界断绝联系时，如果没有适合人类生存的生存环境，很难保证置身其中的人员长久生存并等待救援。因矿难往往伴随着有毒有害气体、水淹的情况，救助起来非常困难，很难在矿难后的第一时间内完成救助任务。这就急需一种能长久保证井下人员生命安全的救生舱，以延长生命时间等待救援。而在矿井下建立一个独立的不依赖外界又能长久维持矿工生命的生存空间非常困难。 

美国专利4,815,363公开了一种矿用救生舱，该矿用救生舱是在地下矿井行定期移动的密封舱，为矿工提供安全场所。根据该专利公开的内容不难发现存在着如下缺陷： 

一)该救生舱是固定式的，不能随作业面移动和推进，需要不停的建设，一方面投资大，比较浪费资源，且因其巨大体积也不易移动；另一方 面离作业面远，一旦发生紧急矿难，井下人员来不及跑很远的距离到救生舱内避难。 

二)强烈依赖压风系统和压水系统以及供电，对于外界的依赖非常强，而矿难发生时往往压风、压水以及供电系统会被断绝，井下救生系统就失去了生存的条件，这种情况下，井下救生系统并不能起到救生的作用。 

三)并且材质不防砸不防火。 

四)救生舱内的各个生命保障装置都非常简单，有其自身解决不了的矛盾，比如发电、温控等。该专利采用的是电池供电，如果延长维持生命的时间只能多加电池。但持续使用电池又导致舱内温度上升，久而久之舱内人员也会被高温夺去生命，不能长效保障其中的人员安全，因此该专利只能保证矿工在井下生存有限的时间。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种救生舱，使得在灾难发生时舱内人员可以生存较长的时间。 

为实现上述目的，本发明提供的救生舱整体安装在一可移动的底盘车上，安放在矿井作业面的轨道上； 

该救生舱的舱体是采用能够承受一般矿难事故所产生的强大震动、冲击力和压力的钢板压延成型，然后焊接加强筋作为一段，再将各段用螺栓和密封圈连接起来的带门的密闭结构，舱内隔离为主舱和至少一个隔离舱；救生舱内设置有空气幕联动系统、供氧系统、环境温度控制系统、空气净化系统、供电照明保障系统、通信装置、垃圾排泄物装置、饮食系统以及应急医疗箱；其中： 

救生舱的隔离舱设在主舱门和主舱之间，主舱门上设有空气幕联动系统，该空气幕联动系统的组成是在位于舱内主舱门的至少一侧安装一排风管，该排风管连接至压风管，在主舱门上安装有联动开关，该联动开关控制压风管的开启； 

救生舱内设有供氧系统，该供氧方式为：将井下的压风管道引到舱内给舱内供氧形成压风供氧、救生舱中预设有氧气罐和氧气发生器； 

救生舱内的环境温度由设在救生舱内的环境温度控制系统进行控制， 该环境温度控制系统为：救生舱内的空调、救生舱内预设的冷媒，以及将水箱内的水通过救生舱内壁上的循环水管进行循环，以降低救生舱内的温度； 

救生舱内设有空气净化系统，该空气净化系统是由气体检测装置控制一排风管道组成，当气体检测装置检测出预定的某种气体超标后，启动排风管道排出救生舱外；气体探测装置为至少一个气体探测针与救生舱内的电源连接； 

供电照明保障系统为外接电源供电、防爆蓄电池供电和手摇防爆发电机供电； 

通信装置是在救生舱设置的防爆电话，电话线通过救生舱体上的钻孔与外界连接；

垃圾排泄物装置为机械式免维护坐便器，排到塑料袋后脚踏机械开关自动封住塑料袋口； 

饮食系统包括压缩饼干、矿泉水和维生素，以维持生命必须的营养；以及 

应急医疗箱内置备有应急药物以备使用。 

所述的救生舱，其中可移动的底盘车是矿用底盘车。 

所述的救生舱，其中主舱门是向舱体外侧开启。 

所述的救生舱，其中隔离舱门是向舱体内侧开启。 

所述的救生舱，其中主舱门上安装的排风管是位于主舱门的上侧、下侧、左侧或/和右侧。 

所述的救生舱，其中氧气发生器包括空气再生药板、氧气气体检测仪和二氧化碳气体检测仪。 

所述的救生舱，其中空气净化系统中的气体检测装置为二氧化碳气体探测针。 

所述的救生舱，其中气体探测装置与救生舱内的指标显示器通过电源线连接。 

所述的救生舱，其中主舱门内安装有警示灯开关和照明开关，救生舱外安装有警示灯，救生舱内部安装有照明灯。 

所述的救生舱，其中警示灯开关在关闭时警示灯显示为绿灯，警示灯 开关在开启时警示灯显示为红灯。 

本发明的救生舱可以不依赖外界的水、电、温度设施而保证舱内人员生存很长时间。 

附图说明

图1是本发明救生舱的外形示意图，显示了舱体与可移动底盘车联结为一体的示意图。 

图2a和图2b是图1的剖面示意图，从两个角度显示了本发明救生舱内的主舱和隔离舱； 

图3是本发明救生舱内空气幕联动系统的设置示意图； 

图4是本发明救生舱内供氧系统的设置示意图； 

图5是图4的另一角度示意图； 

图6是本发明救生舱内环境温度控制系统的示意图； 

图7是本发明救生舱内环境温度控制系统中使用外界水冷却的外界供应的高压水系统示意图； 

图8是本发明救生舱内空气净化系统的示意图； 

图9是图8的另一角度示意图； 

图10是本发明救生舱内供电照明保障系统中外接动力电源的示意图； 

图11是本发明救生舱内防爆蓄电池和手摇防爆发电机的设置示意图； 

图12是本发明救生舱内通信装置的设置示意图； 

图13是本发明救生舱内垃圾排泄物装置的设置示意图； 

图14是本发明救生舱内饮食系统的设置示意图； 

图15是本发明救生舱内应急医疗箱的设置示意图。 

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供的救生舱1是整体安装在一可移动的底盘车2上，该可移动底盘车2可以是矿用常用的矿井底盘车，该底盘车2安放在矿井作业面的轨道上。舱体1可以按照矿内巷道的尺寸定做，安装方式可以在矿外组装好运到矿井用升降机运道巷道，安装在轨道上随作业面或掘进面推进。也可以先将救生舱分体运进矿井巷道内，在巷道内把各分体 用螺栓3进行组装后安装在矿井的轨道上。随作业面的进展，该救生舱始终最接近作业面，一旦矿难发生时最大限度地保护人员的生命安全。同时由于本发明的救生舱是可以随工作面移动，因此节省大量重复建设的投资。 

本发明的救生舱为一定厚度的钢板压延成型，然后焊接加强筋作为一段，再一段段用螺栓和密封圈连接起来的带门的密闭结构制成，在救生舱内的表面通过喷塑形成厚度大于20毫米的隔热减震弹性体，喷塑材料可以采用聚氨酯。由于本发明采取了这种结构足够承受一般矿难事故所产生的瞬时高温、强大震动、冲击力、压力，保证舱内温度在人体生命能承受的最高温度之下。由于本发明的救生舱具有足够的强度，因此可以固定放置在任何可能发生灾害的场所。即使外界断水、断电、压风断掉，甚至整个巷道或作业空间充满有毒气体，更甚至透水后充满水，以及塌方掩埋最恶劣的情况下，救生舱硬的钢制舱体都可以保障在舱内矿工有足够的氧气、食物、水、急救箱，以及环境温度控制系统，氧气供应系统，供电照明系统等来保障生命安全，保持一段时间与外界完全隔绝的生存期。 

请结合图2a和图2b所示，本发明救生舱1内隔离成主舱10和至少一个隔离舱11，隔离舱11位于主舱门12和主舱10之间。而主舱门12设计为向舱体外(向外)开启，隔离舱门13向舱体内(向内)开启。这种设计是考虑到舱内压力要大于舱外压力。当设置有隔离舱时，舱内压力作用在隔离舱门13上使其更加密封，外界的有害气体在主舱门关闭不严的情况下即使进入主舱门内也被隔离舱门阻挡在隔离舱而不能进入救生舱内。同样，矿井透水时，外界水压作用在主舱门上使其更加密封。因此增加隔离舱可以起到内外舱门更加密封的作用。同时如果有人进舱，也只是隔离舱内灌注一部分水，主舱内的安全没问题。而且设置隔离舱内也可以减少对舱内空气环境的污染。需要说明的是，本发明的救生舱可以根据需要被隔离成若干个隔离舱，每个隔离舱的结构均相同，因此本发明的具体实施例和附图只列举一个隔离舱进行说明。 

请参阅图3所示，本发明救生舱的舱门设有空气幕联动系统，该空气幕联动系统的组成是在位于舱内主舱门12的一侧安装有排风管31，该排风管31上开设有排风孔，排风管31通过通风管32连接至压风管33，压 风管33连接到本发明救生舱内设置的储气筒上(本发明采用的储气筒为公知技术，比如汽车上使用的贮存压缩空气给制动系统提供工作气压的储气筒)。该储气筒内的压缩空气是由井下的压风管道提供。在主舱门12上安装有控制该空气幕开闭的联动开关34，由该联动开关34控制压风管的开启，该联动开关34可以是一个公知的机械控制阀，串接在压风管33与通风管32之间。当主舱门12打开时联动开关34被开启，压风管33通气并由通风管32进入排风管31，排风管31上的排气孔吹出的空气使整个舱门口形成一道风幕，把舱内与舱外隔开，防止舱外的有害气体进入舱内，起到保护作用。主舱门闭合时压住联动开关34，排风管31停止吹气。本发明的排风管31可以安装在主舱门12内的任意一侧或多侧，图3给出的是安装在一侧的示意图。 

当发生矿难时，矿工快速跑向救生舱，将主舱门12打开，空气幕联动开关34被开启，储气筒内的压缩空气从排风管31上的排气孔吹出，在主舱门12的门口形成一道风幕，阻止舱外的有害气体进入舱内，但并不影响人员进入救生舱，因此既能避免舱内人员中毒，又不会影响舱内、外人员进出救生舱。人员进入主舱门12内，打开警示灯开关15和舱内照明灯开关16，然后将主舱门12锁紧，并迅速穿过隔离舱11进入主舱10并锁紧隔离舱门13。本发明的舱门把手为公知的旋转锁紧的把手100(请参阅图1)。 

为了便于外界实施搜救，在救生舱的主舱门12内还安装有警示灯开关15和照明开关16，该警示灯开关15是控制安装在救生舱外的警示灯(图中未示)。本发明的警示灯在无人时显示为绿灯，警示灯开关15打开后，警示灯显示为红灯，即表示救生舱内有人。 

本发明救生舱内的供氧系统如图4和图5所示，由三种供氧方式组成：首先采用压风供氧，通过舱内设置的压风供氧系统40是把井下的压风管道引到舱内，给舱内供氧。一旦发生矿难，压风供氧不能实现时，则使用事先放置在救生舱中的氧气罐45供氧，氧气罐45用尽后由氧气发生器41供氧。平时氧气发生器41放置在一个箱体内，使用时将该氧气发生器41放在一个固定架44上，再将空气再生药板42放入氧气发生器41内。空气再生药板为公知技术，本发明的空气再生药板可以是但不限于采用北京 化工四厂精细化工厂制造的65型-钾空气再生药板。空气再生药板与人体呼出的水和二氧化碳在氧气发生器中作用放出氧气，供人体需要，空气再生药板与水和二氧化碳在氧气发生器中作用时产生热量，加热空气，热空气上升形成空气对流，可以使空气再生药板与水和二氧化碳在氧气发生器中充分快速作用，迅速产氧。 

本发明的三种供氧方式能确保任何一种或两种供氧方式失效时，舱内人员仍然具有最基本的供氧保障。即使压风在矿难发生时立即断掉，氧气罐和氧气发生器两种供氧方式也可以保障为10人供氧5-8天，这就大大保障矿工的供氧确定性，延长了生命，等待救援。本发明的供氧方式一般使用顺序是先使用压风供氧，而氧气罐和氧气发生器供氧方式可以由使用者根据具体情况自行决定。 

当人员进入救生舱内避难时，如果舱内温度不能有效的控制，会由于舱内热量不能及时散出，舱内的热量会逐渐升高而使舱内人员因过热而发生伤亡。本发明的救生舱内环境温度控制装置，是由舱内的空调机、冷媒降温系统、外界高压水或救生舱内置的贮水箱内的水通过救生舱内壁上的循环水管进行循环等四种方式来降低救生舱内的温度。 

本发明使用空调机61或冷媒降温系统62的设置方式可参阅图6所示。本发明使用的空调机可以为公知的空调制冷机，冷媒降温系统可以为公知的汽车空调制冷系统。除此之外，本发明的救生舱的外舱顶上安装有喷淋管76(如图7所示)，该喷淋管76的结构为一开有若干水孔的水管，水管的两端可以封闭，也可以为敞口。将外界的高压水(矿井下的常用设备)连接到喷淋管76上，高压水通过喷淋管76喷淋在救生舱的外壁上，以降低救生舱内的温度。 

除救生舱外舱壁上的喷淋管76之外，本发明的救生舱内壁上(顶面和侧面)安装有冷却管72(如图7所示)，冷却管72一端设有出水口74，另一端设有进水口71。在救生舱内设有贮水箱，通过水泵将贮水箱内的冷水从进水口71进入冷却管76，由出水口74排出进入贮水箱循环使用。实际使用中冷却管76的两端口之间通过连接贮水箱和水泵而形成自封闭的水的循环系统。 

当人们进入救生舱内后，首先使用外界高压水通过喷淋管76对救生 舱实行降温。如果由于舱外灾难的原因使高压水断绝后，可以启动舱内的空调机61或冷媒降温系统62进行降温。当空调机61或冷媒降温系统62出现故障或其它原因无法正常工作时，启动舱壁冷却循环系统63(图6中的舱壁冷却循环系统63是一电控制开关，控制水泵的开启和停止)，开启水泵将贮水箱内的冷水通过冷却管72循环流动，将救生舱内的热量通过内壁的冷却水吸收带走使舱内降温。必要的时候还可以设置一个散热片使循环水冷却(本发明提到的贮水箱、水泵以及散热片等设备和安装均属于公知技术，在此不作详细描述，也不推荐附图)。由于救生舱壁上会因冷热原因而凝结成水球，在救生舱壁是设置若干个接水板73收集凝结的冷凝水，沿接水板73边缘的弧型导水槽流入集水桶75中，以免在救生舱内积水。 

救生舱是一个密闭的空间，其中的有害气体会影响置身其中的人员的生命安全。因此本发明在救生舱内设置了空气净化系统91(可参考图9所示)，通过气体检测装置自动检测预定的某种气体例如二氧化碳和其他有毒气体，对其超标后过滤并通过单向管路排出，起到了净化密闭空间内空气的作用。 

本发明的空气净化系统结构请结合图8和图9所示。在救生舱内安装有公知的空气过滤装置81，该空气过滤装置可以是家用空气净化器、车载空气净化器(又称车用空气净化器)。 

本发明在救生舱内还安装有气体检测装置，本发明的气体探测装置是由多种气体探测针组成，具体的气体探测针可根据需要而设，即，根据救生舱内预探测的气体(比如一氧化碳、二氧化碳和甲烷等有毒气体)分别安装一氧化碳、二氧化碳和甲烷探测针。由于探测针为多个时，为避免布局杂乱，本发明将多个气体探测针与各自的连接电线统一安装在一盒体92内，该盒体92固定在救生舱的内壁上(如图9所示)，气体探测针的探头通过盒体上开设的探测孔露出于盒体外(公知技术，图中未示)。气体检测针通过电源线与救生舱内的指标显示器连接。气体探测针是以救生舱内的电源为工作电源。 

本发明的气体探测针检测到救生舱内的有害气体超标后，会自动报警提示。舱内人员得到提示后会启动空气过滤装置，空气过滤装置将有毒气 体通过进口处吸入，内置的气体吸收剂(气体吸收剂可以为一氧化碳、二氧化碳和甲烷吸收剂)将有毒气体吸收后，再将空气排到救生舱内。起到了净化密闭空间内空气的作用。 

本发明的救生舱是否能正常使用，一个很重要的前提是必须有供电保障。考虑到灾难发生时的具体状况，本发明在救生舱内设置有供电照明保障系统(图10和图11)，使用外接电源供电、防爆蓄电池供电和手摇防爆发电机供电等三种供电组合方式。人员进入救生舱后，所有的动力、照明、环境温度控制都由外接电源101供电，该外接电源101可以是一公知的电源连接箱，将外部电源接到救生舱内。如果外接电源断掉后，舱内设置的防爆蓄电池111自动供电，由于蓄电池供电是很有限的，因此使用一段时间后蓄电池电力会全部用完，则由舱内人员使用手摇发电机112对蓄电池充电和满足人类生存的极限状态的电力供应。在实际使用时，如果蓄电池的供电电压和负载的工作电压不一致时，可以按公知技术附加电源变压器使两者的电压相一致。 

本发明的救生舱除了可以提供人员避难，还在救生舱内部的任何位置设置一部防爆电话121(如图12所示)，电话线通过救生舱内钻孔与外界连接。当发生矿难(如瓦斯爆炸，透水，冒顶等)时，在救生舱内的避难人员可通过此部电话与外界联系，便于快速搜救。 

由于人员在救生舱内生活需要有垃圾排泄物装置，本发明在救生舱内设计了机械式免维护坐便器131(见图13)，可以使泄物排到塑料袋里，然后脚踏机械开关自动封住塑料袋口(机械式免维护坐便器为公知技术)。 

同样地，人员在救生舱内生存，需要饮食和必要的应急医疗设备以维持生命。本发明在救生舱内设计了饮食系统(如图14所示)和应急医疗箱(图15所示)。饮食系统由压缩饼干141、矿泉水142以及维生素等组成，平时贮存在舱体内，需要时取出。应急医疗箱151内置应急药物，以备在对受伤的人员进行抢救时使用。 

Claims (10)

1.一种可移动的救生舱，该救生舱整体安装在可移动的底盘车上，安放在矿井作业面的轨道上；舱体是采用能够承受一般矿难事故所产生的强大震动、冲击力和压力的钢板压延成型，然后焊接加强筋作为一段，再将各段用螺栓和密封圈连接起来的带门的密闭结构，舱内隔离为主舱和至少一个隔离舱，隔离舱设置有隔离舱门；救生舱内设置有空气幕联动系统、供氧系统、环境温度控制系统、空气净化系统、供电照明保障系统、通信装置、垃圾排泄物装置、饮食系统以及应急医疗箱；其中：

救生舱的隔离舱设在主舱门和主舱之间，主舱门上设有空气幕联动系统，该空气幕联动系统的组成是在位于舱内主舱门的至少一侧安装一排风管，该排风管连接至压风管，在主舱门上安装有联动开关，该联动开关控制压风管的开启；

救生舱内设有供氧系统，该供氧方式为：将井下的压风管道引到舱内给舱内供氧形成压风供氧、救生舱中预设有氧气罐和氧气发生器；

救生舱内的环境温度由设在救生舱内的环境温度控制系统进行控制，该环境温度控制系统为：救生舱内的空调、冷媒，以及将水箱内的水通过救生舱内壁上的循环水管进行循环，以降低救生舱内的温度；

救生舱内设有空气净化系统，由气体检测装置和气体过滤装置组成，当气体检测装置检测出预定的某种气体超标后，启动气体过滤装置，由气体过滤装置的进风口将超标气体吸入，内置的气体吸收剂将超标气体吸收，之后无害气体从出风口排出；气体探测装置为至少一个气体探测针与救生舱内的电源连接；

供电照明保障系统为外接电源供电、防爆蓄电池供电和手摇防爆发电机供电；

通信装置是在救生舱设置的防爆电话，电话线通过救生舱体上的钻孔与外界连接；

垃圾排泄物装置为机械式免维护坐便器，排到塑料袋后脚踏机械开关自动封住塑料袋口；

饮食系统包括压缩饼干、矿泉水和维生素，以维持生命必须的营养；以及

应急医疗箱内置备有应急药物以备使用。

2.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，可移动的底盘车是矿用底盘车。

3.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，主舱门是向舱体外侧开启。

4.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，隔离舱门是向舱体内侧开启。

5.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，主舱门上安装的排风管是位于主舱门的上侧、下侧、左侧或/和右侧。

6.根据权利要求1所述的救生舱，其中，氧气发生器包括空气再生药板、氧气气体检测仪和二氧化碳气体检测仪。

7.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，空气净化系统中的气体检测装置内设置有二氧化碳、一氧化碳和/或甲烷气体探测针。

8.根据权利要求1或7所述可移动的救生舱，其中，气体探测装置与救生舱内的指标显示器通过电源线连接。

9.根据权利要求1所述可移动的救生舱，其中，主舱门内安装有警示灯开关和照明开关，救生舱外安装有警示灯，救生舱内部安装有照明灯。

10.根据权利要求9所述可移动的救生舱，其中，警示灯开关在关闭时警示灯显示为绿灯，警示灯开关在开启时警示灯显示为红灯。

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