CN105327470B - 悬挂式隧道防灾救援与维护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬挂式隧道防灾救援与维护装置，包括安装在隧道顶部的导轨，悬挂于车轮下方并随车轮在隧道内行进的平台。其优点是：在隧道顶部设置导轨，救援用的平台以悬挂的形式在隧道导轨上行进，平台位于隧道内的空中，从而实现了无障碍移动，在隧道内发生火灾的情况下，即使隧道堵塞，平台也能快速到达待救援位置，避免人身和财产伤害，同时还能进行隧道内非阻断交通式的日常检修维护。另外，本发明设计了一种由辅助喷头和主喷头组成的伞式组合喷头，辅助喷头喷水将起火部位与周围隔离，且辅助喷头的分布圆周的大小可调，中心处的主喷头可以根据起火特点选择性的喷出气体、泡沫水和消防水，从而能够实现高效率的灭火。

Description

悬挂式隧道防灾救援与维护装置

技术领域

本发明涉及一种隧道救援装置，特别涉及一种悬挂式的隧道救援装置。

背景技术

交通隧道给人们生产、生活带来便利，越来越多被使用的同时，作为主要灾害的火灾也频繁发生。隧道火灾有着起火原因复杂多变，烟气浓度大、温度高、火灾容易快速蔓延、人员疏散极其困难、灭火救援难度大等特点由于交通隧道环境的封闭性，火灾时，排烟与散热条件差，温度高，会很快产生高浓度的有毒烟雾，致使人员疏散困难、救火难度大，损坏程度严重。在隧道发生火灾或者车祸时，专业人员的快速到场和伤员的及时输送尤为重要，以往的隧道火灾事故表明各种消防救援车在执行救援任务时，通常由于通道的堵塞封闭或者火势过大而不能及时进入隧道这样的密闭空间进行有效的救援，不能在黄金时间内抢送出伤员，以至于火灾的辐射热或者次生车祸对人员造成二次伤害。

CN102838044B公开了一种隧道救援起重机，该起重机通过机臂和机臂上的起重小车对救援位置进行救援，虽然机臂和起重小车可以在空中向隧道内延伸，但是起重机的机车依然需要在隧道内行进至适当位置，依然存在隧道堵塞而造成起重机无法达到救援位置的情况出现。

因此，急需一种既能快速到达救援位置进行防灾救援，又能满足隧道内日常检测维护的装备。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种悬挂式隧道防灾救援与维护装置，该救援装置通过隧道上方行进而快速到达待救援位置，既能快速到达救援位置进行防灾救援，又能进行隧道内日常检测维护。

本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，包括

-导轨，安装在隧道顶部；

-车轮，在导轨上行进；

-动力设备，为车轮提供动力；

-平台，悬挂于车轮下方并随车轮在隧道内行进。

进一步，所述导轨具有两个开口朝上的上轨道槽和一个开口朝下的下轨道槽；所述车轮包括连接架和设置在连接架上的前后两对导向轮以及一个主动轮，每对导向轮包括两个分别位于两个上轨道槽内的导向轮，所述主动轮位于下轨道槽内，所述动力设备安装在连接架上并驱动主动轮转动，所述平台连接在连接架的底部。

进一步，所述连接架于前后两对导向轮之间分为前连接架和后连接架，所述前、后连接架通过竖向设置的铰轴铰接。

进一步，所述平台包括救援平台和灭火平台，所述灭火平台上设有灭火系统，所述灭火系统包括装有灭火介质的液压站、将灭火介质喷出的喷淋设备和灭火介质流动的管路。

进一步，所述喷淋设备包括组合喷头，所述组合喷头包括主喷头、以主喷头为中心周向均布的多个辅助喷头和将主喷头与辅助喷头连接起来的支架。

进一步，所述支架包括主杆、以主杆为机架杆的数量与辅助喷头相同的曲柄滑块机构，所有的曲柄滑块机构共用一个套于主杆上的滑块，所述主喷头设置在主杆的下端，所述辅助喷头设置在曲柄滑块机构的曲柄上。

进一步，所述喷淋设备还包括机械臂，所述机械臂包括水平设置的绕竖轴转动的支臂，顶部铰接于支臂一端下方的第一伸缩杆和两端分别铰接于支臂和第一伸缩杆的固定端上的第二伸缩杆，所述主杆铰接在第一伸缩杆的输出端上。

进一步，所述机械臂还包括两端分别铰接于主杆与第一伸缩杆的固定端上的第三伸缩杆。

进一步，所述液压站中的灭火介质包括泡沫灭火剂和惰性气体，所述管路上设有三个分别与泡沫灭火剂、惰性气体和水连通的进口和一个与主喷头连通的出口，三个进口分别通过三个单向阀与出口连通，所述辅助喷头与水连通。

进一步，所述灭火系统还包括对液压站内的高压设备进行降温的冷凝水通道。

所述平台上还设有热成像设备、照明系统、日常维护平台、救援梯和可下降至地面处的升降机。

本发明的有益效果：

1、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，在隧道顶部设置导轨，救援用的平台以悬挂的形式在隧道导轨上行进，平台位于隧道内的空中，且平台在空中不会侵入隧道的建筑限界从而实现了无障碍移动，在隧道内发生火灾的情况下，即使隧道堵塞，平台也能快速到达待救援位置进行救援工作，避免人身和财产伤害，同时还能进行隧道内的日常检修维护；

2、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，采用上下设置的导向轮和主动轮组成的车轮来驱动平台行进，以及与车轮相应的上下轨道槽，导向轮支撑平台重力，使其上下稳定，主动轮与下轨道槽之间抓力牢靠，平台行进平稳；

3、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，前、后导向轮分别安装在前后连接架上，前后连接架通过铰轴连接，导轨可以根据隧道本身形状以及隧道顶部工况而设置局部弧线等，前后连接架之间的铰接可以实现平台依导轨轨迹而转向；

4、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，采用伞式组合喷头，周围的辅助喷头喷水将起火部位与周围隔离，且辅助喷头的分布圆周的大小可调，中心处的主喷头可以根据起火特点选择性的喷出气体、泡沫水和消防水，从而能够实现高效率的灭火；

5、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，组合喷头安装在可在三维空间调整位置的机械臂上，即机械臂可使组合喷头绕竖轴转动，使组合喷头能够将隧道在宽度方向进行覆盖，同时机械臂可以组合喷头上下摆动，使组合喷头可以根据火势选择最佳的喷淋高度；

6、本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，设有热成像设备，在隧道火灾发生大量烟雾、能见度低、环境条件差的情况，热成像设备能快速确定火源位置，为及时灭火提供保障；另外，还设有照明系统、日常维护平台、救援梯和可下降至地面处的升降机等用于救援的设备，使相关人员能够快速撤离危险区域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置的总体结构的立体示意图；

图2为本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置的局部结构的立体示意图，图中示出了导轨、车轮及动力设备之间的连接关系；

图3为图2的水平示意图；

图4为本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置中的导轨侧面视图；

图5为本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置中的灭火系统的立体示意图，图中示出了组合喷头与机械臂的连接关系；

图6为本发明中的悬挂式隧道防灾救援与维护装置中的主喷头的管路示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明的悬挂式隧道防灾救援与维护装置的总体示意图，该救援装置包括导轨1、平台4、平台4上方的车轮2和为车轮2提供动力的动力设备3。导轨1沿隧道长度方向设置，通过螺栓安装在隧道顶部。车轮2由动力设备3驱动在导轨1上行进，车轮2及相应的动力设备3的数量依据平台而定，本实施例中设有四个车轮2及动力设备3。平台4悬挂在车轮2下方，并吊于隧道内的空中且位于隧道内车辆的上方，因此，平台4可以在隧道内无障碍行进，在发生火灾或其他危险时，平台4可以搭载专业救援人员和救援设备快速到达待救援位置。平台4内可携带升降梯和消防栓、消防喷枪等消防设施，通过升降梯使人员下至隧道地面，对被困人员就行救护，可以通过消防栓对起火部位进行灭火，也可以将消防喷枪接入隧道内的消防体系中，利用隧道内的消防体系中的灭火介质如水等来对较大的火势进行灭火。为了满足隧道内的日常维护，平台4上可以悬挂日常维护平台，该日常维护平台为附属构件，在隧道进行维护的情况下才悬挂在平台上，在不需要维护时或者在救援时，则无需悬挂日常维护平台。日常维护平台可以旋转和升降以满足检测、维修、更换等工序，平台内可以提供更换的设备和工具空间。另外，平台上还设有照明系统，照明系统提供临时照明，引导人员展开灭火和救援行动。

如图2-4所示，导轨1的顶部开有两个上轨道槽11，底部开有一个下轨道槽12，两个上轨道槽11对称设与下轨道槽12的两侧，导轨上沿其长度方向开有多个沉头孔13，螺栓通过沉头孔13可以将导轨固定在隧道顶部。车轮2包括四个位于上轨道槽11内的导向轮22和一个位于下轨道槽12内的主动轮23，四个导向轮呈前后两两分布，即前后各一对导向轮22，每对导向轮22中两个导向轮分别位于两个上轨道槽11内，四个导向轮22与主动轮23之间通过连接架21连接。如图2所示，连接架21由一个水平框架25和一个连接在水平框架下方的竖向框架26组成，四个导向轮22安装在水平框架25的内侧，主动轮23安装在竖向框架26的内侧，动力设备3安装在竖向框架26的底部横梁上，平台4则连接在竖向框架26的底部横梁下方。动力设备3驱动主动轮23在下轨道槽12内滚动，动力设备3采用常规的动力源和传动机构，本发明不再详述。主动轮23采用橡胶轮以提高其与下轨道槽12槽底之间的抓地力，避免主动轮23打滑，造成平台无法前进，提高行进过程的稳定性。导向轮22随主动轮23滚动的同时承载平台4及平台4上的相关人员及设施的重量，因此导向轮22采用刚度和强度更好的钢轮。另外，动力设备3与主动轮23之间还设有液压制动钳等制动设备。

由于隧道沿长度方向可能存在弯曲，或者隧道顶部由于其他设施，导轨会有弯曲段出现，以满足隧道形状或避免与隧道顶部其他设施干涉，那么前后导向轮之间要满足呈一定角度行进才能实现平台的行进，为此，连接架21的水平框架25由前连接架211和后连接架212组成，前、后连接架之间通过竖向设置的铰轴24铰接，两个前导向轮安装在前连接架211上，而两个后导向轮则安装在后连接架212上，竖向框架则位于后连接架212上，这样就可以实现前后导向轮的转弯。

如图1所示，本发明的平台4按功能区分为救援平台41和灭火平台42，救救援平台41用于营救被困人员，而灭火平台42则用于进行灭火，且救援平台41与灭火平台42之间可分离式连接，具体可采用火车车厢间的连接结构，该结构能够满足平台整体转向。在隧道检修维护时可将灭火平台42拆除，而将日常维护平台挂于救援平台41上。具体的，救援平台41采用封闭厢式结构，施救人员搭乘救援平台至待救援位置进行施救和灭火操作，救援平台内设有升降机，救援平台的底部则开有可开闭的升降口43，升降机通过升降口43下降至靠近地面位置，将受伤人员通过升降机送至救援平台41内，实现受伤人员的快速解救。灭火平台42上设有灭火系统和热成像设备，热成像设备在隧道火灾产生大量烟雾、能见度低、环境条件差的情况下快速确定火源，而灭火系统则用于将火熄灭。

本发明的灭火系统为有源灭火系统，即系统本身带有灭火介质，具体包括装有灭火介质的液压站、将灭火介质喷出的喷淋设备和灭火介质流动的管路。液压站包括装有灭火介质的容器，为灭火介质提供动力的液压泵和控制阀。液压站内的灭火介质经管路以一定压力达到喷淋设备，再通过喷淋设备如喷头等喷向起火部位。由于液压站内具有高压系统，因此，灭火系统内设有对液压站内的高压设备进行降温的冷凝水通道。

本发明特别设计了一种喷淋设备，如图5所示，该喷淋设备包括组合喷头6和机械臂7。其中，组合喷头6包括一个主喷头61和三个辅助喷头62，三个辅助喷头62均布在以主喷头61为中心的圆周上，主喷头61与辅助喷头62之间通过支架连接，当然辅助喷头62的数量可以根据工艺需要设置任意多个。液压站内的灭火介质包括泡沫灭火剂、惰性气体等隧道专用灭火介质，如图6所示，管路上设有三个进口81和一个与主喷头61连通的出口82，三个进口分别通过三个单向阀83与出口82连通。三个进口81分别与液压站中的泡沫灭火剂、惰性气体以及隧道消防系统内的水连通，辅助喷头62则接入消防系统内的水。辅助喷头62喷射出的水雾形成一个水雾帘式的封闭区域，主喷头61为主要灭火喷头，打开不同的单向阀83，可以有选择喷射泡沫灭火剂、惰性气体和水，根据灭火程序先后打开不同的单向阀，从而能够实现高效率的灭火。支架具体包括一个主杆63和三个曲柄滑块机构64，曲柄滑块机构64以主杆63为机架杆，即曲柄滑块机构的曲柄连接在主杆63上以及曲柄滑架机构的滑块在主杆63上滑动。三个曲柄滑块机构64共用一个套于主杆上的滑块641，主喷头61设置在主杆63的下端，辅助喷头62设置在曲柄滑块机构64的曲柄642上，也就是每个曲柄滑块机构64对应有一个辅助喷头62，即曲柄滑块机构64的数量与辅助喷头62的数量相同，这样支架就形成了一个伞形结构，滑块641沿主杆63上下滑动，同时驱动三个曲柄642上下摆动，三个辅助喷头62随曲柄642上下摆动时始终分布在以主喷头61为中心的圆周上，且辅助喷头62分布圆周的大小也在改变。当然，支架也可以是固定结构，这样辅助喷头62相对主喷头61不可动，辅助喷头62的分布圆周大小也不可调，显然本发明的支架更加灵活，能够根据火势需要调整辅助喷头62分布圆周的大小。

机械臂7包括水平设置的绕竖轴75转动的支臂71、顶部铰接于支臂71一端下方的第一伸缩杆72、两端分别铰接于支臂71和第一伸缩杆72的固定端上的第二伸缩杆73、两端分别铰接于主杆63与第一伸缩杆72的固定端上的第三伸缩杆74。组合喷头6的主杆63铰接在第一伸缩杆72的输出端上。第一、二、三伸缩杆均为液压伸缩杆，结构形式与液压缸相同，即通过活塞杆在缸体内伸缩实现伸缩杆整体长度的改变，伸缩杆的输出端就是液压缸的活塞杆，伸缩杆的固定端就是液压缸的缸体。支臂71由齿轮传动机构76驱动在平台前进方向的前部或后部转动180°，从而使组合喷头6能够在隧道宽度方向上进行全覆盖，最大面积的进行喷射灭火。第一伸缩杆72通过驱动主杆63来调整组合喷头6的高度，使组合喷头6根据火势大小始终位于适当的高度，保证灭火介质以适当的压力、流量喷向起火位置。第二伸缩杆73则用来驱动第一伸缩杆72和组合喷头6在竖向平面内上下摆动，可以同时调整组合喷头的高度和其旋转半径(组合喷头与竖轴75之间的距离)，由于第二伸缩杆73的倾斜角度即其与支臂间的夹角要小于第一伸缩杆72的倾斜角度，这样第二伸缩杆73可以调整组合喷头6的旋转半径的范围相比第一伸缩杆72调整组合喷头旋转半径的范围更大，调整速度也更快。而第一伸缩杆72在调整组合喷头6的高度的速度则相比第二伸缩杆73要快。第三伸缩杆74的作用则是可以改变主杆63的角度，使主杆63除了处于竖直状态外，还可以处于竖向倾斜或水平状态，即可以与竖直线呈一定夹角，在没有第三伸缩杆74的情况，由于主杆63与第一伸缩杆72铰接，那么主杆在重力作用下只能处于竖直状态，组合喷头也只能向下喷射。通过设置第三伸缩杆74，组合喷头6不仅可以竖向向下喷射，还可以依据火势向下倾斜，甚至水平或向上倾斜喷射，组合喷头6能够竖向覆盖更多范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：包括

-导轨(1)，安装在隧道顶部；

-车轮(2)，在导轨上行进；

-动力设备(3)，为车轮提供动力；

-平台(4)，悬挂于车轮下方并随车轮在隧道内行进；

其中，所述导轨根据隧道本身形状以及隧道顶部工况而局部弧线设置，且所述平台可依所述导轨的轨迹而转向；

所述平台(4)包括救援平台(41)和灭火平台(42)，所述灭火平台(42)上设有灭火系统，所述灭火系统包括装有灭火介质的液压站、将灭火介质喷出的喷淋设备和灭火介质流动的管路；

所述喷淋设备包括组合喷头(6)，所述组合喷头(6)包括主喷头(61)、以主喷头为中心周向均布的多个辅助喷头(62)和将主喷头与辅助喷头连接起来的支架；

所述支架包括主杆(63)、以主杆(63)为机架杆的数量与辅助喷头相同的曲柄滑块机构(64)，所有的曲柄滑块机构(64)共用一个套于主杆上的滑块，所述主喷头(61)设置在主杆(63)的下端，所述辅助喷头(62)设置在曲柄滑块机构(64)的曲柄上。

2.根据权利要求1所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述导轨(1)具有两个开口朝上的上轨道槽(11)和一个开口朝下的下轨道槽(12)；所述车轮(2)包括连接架(21)和设置在连接架上的前后两对导向轮(22)以及一个主动轮(23)，每对导向轮(22)包括两个分别位于两个上轨道槽内的导向轮，所述主动轮(23)位于下轨道槽内，所述动力设备(3)安装在连接架(21)上并驱动主动轮转动，所述平台(4)连接在连接架(21)的底部。

3.根据权利要求2所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述连接架(21)于前后两对导向轮之间分为前连接架(211)和后连接架(212)，所述前、后连接架通过竖向设置的铰轴(24)铰接。

4.根据权利要求3所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述喷淋设备还包括机械臂(7)，所述机械臂(7)包括水平设置的绕竖轴转动的支臂(71)，顶部铰接于支臂一端下方的第一伸缩杆(72)和两端分别铰接于支臂和第一伸缩杆的固定端上的第二伸缩杆(73)，所述主杆(63)铰接在第一伸缩杆的输出端上。

5.根据权利要求4所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述机械臂(7)还包括两端分别铰接于主杆(63)与第一伸缩杆(72)的固定端上的第三伸缩杆(74)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述液压站中的灭火介质包括泡沫灭火剂和惰性气体，所述管路上设有三个分别与泡沫灭火剂、惰性气体和水连通的进口(81)和一个与主喷头(61)连通的出口(82)，三个进口分别通过三个单向阀(83)与出口(82)连通，所述辅助喷头(62)与水连通。

7.根据权利要求6所述的悬挂式隧道防灾救援与维护装置，其特征在于：所述灭火系统还包括对液压站内的高压设备进行降温的冷凝水通道。