CN105257079B - 高原弥散型富氧帐篷 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,包括两部分:气肋型充气帐篷和该充气帐篷外的制氧机,所述制氧机壳体内设有发电装置,该发电装置通过传输机构与壳体外上方一个小型的风力机相连;制氧机壳体内还设有富氧膜组件连接一个抽打两用真空泵,该抽打两用真空泵由发电装置驱动,给充气帐篷快速充气或给已搭建成形帐篷内提供富氧气。本发明非常适合急进高原部队或驻高原部队跃迁执行野外驻训、作战任务,以及民间工程团队在高原野外环境下作业使用。

Description

高原弥散型富氧帐篷
技术领域
本发明涉及一种野外宿营装置,特别涉及一种高原缺氧环境下的带有制氧机的野外宿营装置。
背景技术
我国高原地域辽阔,边境线长达数千公里,军事和战略地位十分重要。高原自然环境的特点是低压、低氧、气候干燥寒冷、风速大、太阳辐射线和紫外线照射量多等。部队急速进入高度3000米以下没有不适的感觉,但至3000~4000米时呼吸、脉搏都会加快,严重者会出现头痛、眩晕、恶心呕吐等症状,至4000~5000米时,可发生严重的呼吸困难、体力衰弱、视力减退,这在医学上称为"高原病",主要是由于气压的下降以至缺氧所致。对于急进高原部队或驻高原部队跃迁执行野外训练、作战任务来说,如何解决官兵缺氧问题成为重中之重。
目前,国内外预防高原缺氧主要采用供氧的方式。传统供氧方式主要采用钢瓶储氧和橡胶袋储氧,这种供氧方式因贮存量有限需要反复灌装,其灌装、保存、运输以及使用都较为困难,基本属于一次性使用。“十一五”期间,我军野战方舱医院装备了一些采用变压吸附技术的分子筛制氧机(S-90型野战制氧挂车),该挂车体积庞大,必须依靠拖车机动,现场制氧时需另外提供市电,野战性能受到限制,此外,该制氧挂车故障率高,吸附剂使用寿命短,环境适应性差,后期维护费用大。在突发的军事情况下要求大批部队快速急进高原或驻高原部队跃迁执行任务时,现存供氧方式显然不符合战备要求,根本无法满足部队训练、作战的需要。
有国外学者报道在3800m高原现场通过改变室内氧浓度来模拟5000m高原,发现提高室内氧浓度能使受试者的反应速度加快,手-眼的协调能力得到改善,夜间提高室内氧浓度可改善睡眠和第二天的作业效率。报道中认为在高原安装富氧室是比较简单易行和经济的,可促进高原习服,提高人体在高原上的劳动能力和健康水平。但在实际的高原野外环境下并没有条件建筑这样的富氧实验室。
发明内容
本发明的目的是利用膜法空分技术由小型风力发电驱动制氧、结合气肋型充气帐篷来实现高原野外环境下快速搭建富氧室的任务。
为达到以上目的,本发明是采取如下技术方案予以实现的:
一种高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,包括两部分:气肋型充气帐篷和该充气帐篷外的制氧机,所述制氧机壳体内设有发电装置,该发电装置通过传输机构与壳体外上方一个小型的风力机相连;制氧机壳体内还设有富氧膜组件连接一个抽打两用真空泵,该抽打两用真空泵由发电装置驱动,给充气帐篷快速充气或给已搭建成形帐篷内提供富氧气。
上述方案中,所述气肋型充气帐篷采用气柱框架形式,包括由若干个气柱支撑的矩形部,该矩形部顶端为三角部,矩形部纵向一端连接一缓冲部;所述三角部中纵架有一个均匀弥散带,一直贯穿至缓冲部。
所述均匀弥散带为一圆柱气囊,气囊底部纵向设有一排微气孔。
所述三角部一侧设有孔径可调的排气口。
所述缓冲部设有内外两道门,采用磁石吸附密闭,内门连通矩形部,外门朝向帐篷外,中间设置有缓冲室。
所述富氧膜组件,其富氧膜板之间的空隙相对制氧机壳体上的风机。
所述抽打两用真空泵通过制氧机壳体上的打气口由充气管连通气肋型充气帐篷的充气口;通过出氧口由富氧气传输管连通均匀弥散带,通过开关切换实现对充气帐篷快速充气,或对已搭建成形帐篷内提供富氧气。
所述富氧膜组件包括不少于1层并排排列并互相留有空隙的富氧膜板,每层富氧膜板包括一个尼龙网架及膜板壳体,尼龙网架两侧面各贴一层高分子富氧膜,内部形成密闭空间;各富氧膜板顶部均设有两个抽气孔,并联后通过抽气汇管与抽打两用真空泵进气口连通。
本发明高原弥散型富氧帐篷采用模块化设计,具有安装简单、展开迅速、撤收方便、自备动力等优点,性能优越,能够满足军民两用,既适合急进高原部队或驻高原部队跃迁执行野外驻训、作战任务,又能保障民间工程团队在高原野外环境下作业。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明整体结构图。
图2为图1中高原弥散型制氧机的结构示意图。
图3为图2中高分子富氧膜板的结构示意图。
图4为图1中具有缓冲门设计的气肋型充气帐篷的结构示意图。
图5为图1中纵架在气肋型充气帐篷顶部的均匀弥散带的结构示意图。
图1~图5中:1、风力机;2、弥散制氧机;3、富氧气传输管;4、充气管;5、充气帐篷;6、缓冲部;7、均匀弥散带;8、抽打两用真空泵;9、充气口;10、排气口;11、风叶;12、传输机构;13、支撑杆;14、齿轮箱;15、发电机;16、自动刹车器;17、壳体;18、滤网;19、风机;20、富氧膜组件;21、打气口;22、出氧口;23、富氧膜板;24、抽气口;25、抽气汇管;26、膜板壳体;27、尼龙网架;28、高分子富氧膜;29、气柱;30、内门;31、外门;32、微孔。
具体实施方式
如图1所示,一种高原弥散型富氧帐篷装置,包括两部分,一部分为气肋型的充气帐篷5,另一部分为充气帐篷附近的弥散制氧机2,以及与弥散制氧机内的发电装置14/15/16相连的小型风力机1。发电装置在野外没有市电的情况下通过风力机1为整个系统提供动力。
风力机1通过置于支撑杆13内部的传输机构12将风叶11转动的机械能向下传输至弥散制氧机壳体17中的齿轮箱14(带自动刹车器16),驱动发电机15发电,稳压恒流后供应设于同一壳体中的微型抽打两用真空泵8。
帐篷展开时先把微型真空泵切换到充气模式,该两用真空泵通过充气管4经充气口9给充气帐篷5快速充气,可在几分钟内快速搭建完毕;之后微型真空泵切换到抽气模式。弥散型制氧机壳体中设富氧膜组件20,可从空气中收集富氧气,经抽打两用真空泵抽吸,在出口侧得到富氧气,通过富氧气传输管3将富氧气传送至纵架在帐篷三角顶部的均匀弥散带7,均匀弥散带把富氧气均匀弥散在帐篷内部,在帐篷内部形成一个均匀密闭的富氧空间。缓冲部6可以防止帐篷内部气体外泄;可以在高原野外环境下迅速搭建富氧室。
如图2所示,弥散型制氧机2壳体17一侧设有滤网和风机18/19,空气通过滤网及风机进入,使富氧膜组件20周围保持“新鲜”空气,富氧膜组件20从空气中收集富氧气体,抽打两用真空泵8通过在富氧膜组件20内外侧形成压力差,经壳体17另外一侧(相对滤网风机一侧)的出氧口22及富氧气传输管3将富氧气传送至均匀弥散带7。富氧膜组件20中设有不少于1层的并排排列并互相留有空隙的富氧膜板23,每层富氧膜板23顶部设有抽气孔24,这些抽气孔通过抽气汇管25与抽打两用真空泵8的进口连通。风机19采用高速风机,转速可达2000rpm;富氧膜组件20相对风机19设置,使富氧膜板23之间的空隙对着风机19,风机19给通过滤网18的空气以动力,使其沿着膜板之间的空隙方向流动,保证富氧膜板23周围的新鲜空气;滤网18滤孔直径为0.75mm,主要目的是为了滤除空气中直径大于0.75mm的尘埃及其它杂物,防止长期使用尘埃等堆积于仪器,造成抽打两用真空泵8的损害。抽打两用真空泵8具有抽打两用、无污染传输、免维护、可以任意方向安装、可以24小时连续运转等特点。打气口21通过充气管4连通充气帐篷底部的充气口9,出氧口22通过富氧气传输管3连通均匀弥散带7,通过开关切换既可以给充气帐篷快速打气,又可以负责抽取富氧膜组件得到的富氧气体。
如图3所示,富氧膜板23包括一个膜板壳体26,一个尼龙网架27,该膜板壳体26顶部设有两个抽气孔24,并联后通过抽气汇管25与抽打两用真空泵8的进口连通,尼龙网架27两侧面各贴一层高分子富氧膜28,内部形成密闭空间。高分子富氧膜28是一类具有特殊性质的高分子薄膜,它对空气中的不同组分的气体具有选择性透过作用,在膜两侧气体分压差的驱动下达到气体分离/回收提纯气体的目的。
如图4所示,充气帐篷5采用气柱框架结构形式,整个帐篷由若干个气柱29支持,篷布(包括底布)采用TPU材料与气柱热熔一次成型,两侧中间热熔透明亮窗若干,保证气密性,使用抽打两用真空泵8充气可以在几分钟内快速成型,抗风力6-8级,适温范围-40℃~+60℃,防寒保温。
充气帐篷5帐篷顶部三角部一侧设有孔径可调的排气口(绳拉式)10,使得弥散到帐篷内的富氧新风形成有组织的通风流向,在帐篷内部形成富氧气的梯度场,保证帐篷中间部位持续的新鲜富氧气。
充气帐篷5纵向一端连接一缓冲部6,设计有两道门(内门30连通充气帐篷内部、外门31面对帐篷外,为进出门),采用磁石吸附密闭,中间设置有缓冲室,在人员进出时可以防止帐篷内部富氧气外泄。
如图5所示,均匀弥散带7为一纵架在帐篷顶端三角部的圆柱气囊,气囊底部有一排微孔32,既可以对富氧气起到缓冲的作用,消除噪声,又可以使富氧气均匀地弥散在帐篷内部。

Claims (5)

1.一种高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,包括两部分:气肋型充气帐篷和该充气帐篷外的制氧机,所述制氧机壳体内设有发电装置,该发电装置通过传输机构与壳体外上方一个小型的风力机相连;制氧机壳体内还设有富氧膜组件连接一个抽打两用真空泵,该抽打两用真空泵由发电装置驱动,给充气帐篷快速充气或给已搭建成形帐篷内提供富氧气;
所述气肋型充气帐篷采用气柱框架形式,包括由若干个气柱支撑的矩形部,该矩形部顶端为三角部,矩形部纵向一端连接一缓冲部;所述三角部中纵架有一个均匀弥散带,一直贯穿至缓冲部;所述均匀弥散带为一圆柱气囊,气囊底部纵向设有一排朝向下部的微孔;
所述抽打两用真空泵通过制氧机壳体上的打气口由充气管连通气肋型充气帐篷的充气口;通过出氧口由富氧气传输管连通均匀弥散带,通过开关切换实现对充气帐篷快速充气,或对已搭建成形帐篷内提供富氧气。
2.如权利要求1所述的高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,所述三角部一侧设有孔径可调的排气口。
3.如权利要求1所述的高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,所述缓冲部设有内外两道门,均采用磁石吸附密闭,内门连通矩形部,外门朝向帐篷外,中间设置有缓冲室。
4.如权利要求1所述的高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,所述富氧膜组件,其富氧膜板之间的空隙正对制氧机壳体上的风扇。
5.如权利要求1所述的高原弥散型富氧帐篷,其特征在于,所述富氧膜组件包括不少于1层并排排列并互相留有空隙的富氧膜板,每层富氧膜板包括一个尼龙网架及膜板壳体,尼龙网架两侧面各贴一层高分子富氧膜,内部形成密闭空间;各富氧膜板顶部均设有两个抽气孔,并联后通过抽气汇管与抽打两用真空泵进气口连通。
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