CN106598113B - 一种组合式微正压人体工作环境调节系统 - Google Patents

一种组合式微正压人体工作环境调节系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合式微正压人体工作环境调节系统，包括中央调节装置和防护服；中央调节装置包括一壳体，壳体上设有进气口和出气口；壳体内设置有除尘单元、风机、温度调节单元、加湿单元和储气单元；除尘单元通过连接管Ⅰ与进气口相通，风机的进气口通过连接管Ⅲ连接除尘单元，风机的出气口通过连接管Ⅳ连接温度调节单元，温度调节单元通过管路连接储气单元；加湿单元设置在储气单元上；壳体的出气口处安装一抽气泵，抽气泵连接一输气管，输气管上设有多个出口阀；出口阀通过伸缩管与防护服的进气口连接，防护服上设有出气孔。既能在含有粉尘的环境下有效除尘，又能够提供给人体适宜的温湿度工作环境，经济、实用。

Description

一种组合式微正压人体工作环境调节系统
技术领域
本发明属于职业健康与劳动保护领域，涉及一种人体工作环境调节系统，特别涉及一种组合式微正压人体工作环境调节系统。
背景技术
随着科技进步和人们安全意识的不断提高，恶劣条件下的工作环境已经越来越引起人们的重视，适宜的人体工作环境亦是人们正常、高效工作的前提。目前，改善个体工作环境的方法有很多，但仅仅在温度调节或者温湿调节部分起作用，在只适合少数工作人员从事的恶劣工作环境中，难以达到对个体除尘、温度和湿度调节一体化的效果。考虑到人体工作环境的多样性，在恶劣环境条件下工人无法正常高效工作。因此在人体工作环境调节研究方面，迫切需要一种实用、可行的改善方案和方法。
在人体工作环境调节方面，与本发明密切相关的已有技术可参阅中国专利号：201220676923.5公开的一项名为：“一种室内温湿度自动控制系统”的专利技术。该技术主要利用空调控制室内温度，利用加湿器调节室内湿度，从而对大范围空间(如室内)的温湿度进行调节。但在工作人员较少的高浓度粉尘环境下，无法做到有效除尘，对恶劣工作环境的改善效果也不够明显，经济性不合理，缺乏实用性。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其既能在含有粉尘的环境下有效除尘，又能够提供给人体适宜的温湿度工作环境，且经济、实用。
本发明是以如下技术方案实现的：一种组合式微正压人体工作环境调节系统，包括中央调节装置和防护服；
所述中央调节装置包括一壳体，壳体上设有进气口和出气口；壳体内设置有除尘单元、风机、温度调节单元、加湿单元和储气单元；除尘单元通过连接管Ⅰ与进气口相通，风机的进气口通过连接管Ⅲ连接除尘单元，风机的出气口通过连接管Ⅳ连接温度调节单元，温度调节单元通过管路连接储气单元；加湿单元设置在储气单元上；壳体的出气口处安装一抽气泵，抽气泵连接一输气管，输气管上设有多个出口阀；出口阀通过伸缩管与防护服的进气口连接，防护服上设有出气孔。
进一步，所述除尘单元包括液态除尘单元和固态除尘单元，液态除尘单元的进气口通过连接管Ⅰ与大气相通，液态除尘单元的出气口通过连接管Ⅱ与固态除尘单元进风侧连接，固态除尘单元出风侧与连接管Ⅲ连接。
进一步，所述液态除尘单元包括可拆卸式圆筒以及设置在可拆卸式圆筒内圆筒形进气活塞，可拆卸式圆筒内设有除尘液体，圆筒形进气活塞的内部为多个并排的进气管道，每个进气管上端与连接管Ⅰ相通，其中下部设有吸尘材料。
进一步，所述可拆卸式圆筒采用塑料制作，包括筒体和安装在筒体下端的端盖，筒体和端盖之间采用螺纹连接；筒体高度80cm，直径70cm。
进一步，所述圆筒形进气活塞采用塑料制作，高度60cm，直径50cm，下部为6～8个直径为5cm的进气管道，吸尘材料高10cm。
进一步，所述除尘液体采用液体水；所述吸尘材料采用活性炭。
进一步，所述固态除尘单元包括三层，依次为抗油抗水织布层、玻璃纤维过滤材料层和浸活性炭的聚氨酯泡沫层；抗油抗水织布层靠近除尘单元，浸活性炭的聚氨酯泡沫层靠近风机。
进一步，所述加湿单元包括湿度传感器、控制器、输水管、水箱、喷头、有毒有害气体探测器、报警器和线路；所述湿度传感器、喷头以及有毒有害气体探测器设置在储气单元内；所述报警器设置在壳体外；所述喷头通过输水管与水箱连接；所述控制器分别通过线路连接所述湿度传感器、水箱、喷头、有毒有害气体探测器、报警器、风机。
进一步，所述储气单元包括储气罐、自动排气阀和回气管；自动排气阀设置在储气罐的后部，回气管的一端与连接管Ⅲ相通，另一端通过自动排气阀与储气罐连接。
进一步，所述防护服采用连体式工作服，由内向外为防护衣内层和防护衣外层，领口处设有与连体式工作服一体的轻质头盔，轻质头盔前部设有透明面罩；防护服侧面腰部设有进气口，进气口处安装有与其配合的调压阀；防护衣内层和防护衣外层之间设有与调压阀连接的软管，一路软管伸向防护服下部，另一路软管伸向防护服头部；在轻质头盔的顶部以及衣袖处设有出气孔，位于衣服颈部及腿腕处的软管及与其对应的防护衣内层均设有小孔。
本发明的有益效果是：(1)风机抽入的空气通过液态除尘单元、固态除尘单元、温度调节单元和加湿单元，其除尘率达到90％以上，温度可控制在26℃左右，湿度控制在40％～50％范围内；在恶劣条件下既能够提供给人体舒适的工作环境，又能够根据实际需求自由组配各单元，简单实用，灵活性好；
(2)中央调节装置上的微压抽气泵与防护服上的空气调压阀组合，可以在防护服和人体间形成循环微气流，提供舒适的局部工作环境；
(3)回气管可以循环使用多余的空气，节约能源消耗，提高经济性。
附图说明
图1是本发明所述的一种组合式微正压人体工作环境调节系统示意图。
图2是图1中防护衣外层及防护衣内层B-B的局部剖视图。
图3是图1中防护服腿腕A-A和颈部C-C处剖视图。
图中：1、除尘单元；2、液态除尘单元；2-1、除尘液体；2-2、吸尘材料；2-3、圆筒形进气活塞；2-4、通气管道；2-5、可拆卸式圆筒；2-6、连接管Ⅰ；2-7、连接管Ⅱ；3、固态除尘单元；3-1、抗油抗水织布层；3-2、玻璃纤维过滤材料层；3-3、浸活性炭的聚氨酯泡沫层；4、风机；4-1、连接管Ⅲ；4-2、连接管Ⅳ；5、温度调节单元；5-1、管路；6、加湿单元；6-1、湿度传感器；6-2、控制器；6-3、输水管；6-4、水箱；6-5、喷头；6-6、有毒有害气体探器；6-7、报警器；6-8、线路；7、储气单元；7-1、储气罐；7-2、自动排气阀；7-3、回气管；8、抽气泵；9、输气管；9-1、出口阀；9-2、伸缩管；10、防护服；10-1、轻质头盔；10-2、透明面罩；10-3、防护衣内层；10-4、软管；10-5、防护衣外层；10-6、进气口；10-7、调压阀；10-8、出气口。
具体实施方式
如图1所示，一种组合式微正压人体工作环境调节系统，包括中央调节装置和防护服10；所述中央调节装置包括一壳体，壳体上设有进气口和出气口；所述壳体为长度200cm、宽度100cm和高度180cm的上下两层箱体；壳体除尘单元1和风机4设置在箱体的下层；温度调节单元5、加湿单元6和储气单元7设置在箱体的上层；箱体下部装有四个可以自由移动的滑轮，可自由移动，不妨碍人体正常活动，除尘单元内部材料更换和清洗也更加方便。
除尘单元1通过连接管Ⅰ2-6与进气口相通，风机4的进气口通过连接管Ⅲ4-1连接除尘单元1，风机4的出气口通过连接管Ⅳ4-2连接温度调节单元5，温度调节单元5通过管路5-1连接储气单元7；加湿单元6设置在储气单元7上；壳体的出气口处安装一抽气泵8，抽气泵8连接一输气管9，输气管9上设有多个出口阀9-1；出口阀9-1通过伸缩管9-2与防护服10的进气口连接。根据实际工作环境，中央调节装置中的除尘单元1和温度调节单元5可以组合配置。
本实施例中，所述除尘单元1包括液态除尘单元2和固态除尘单元3，液态除尘单元2的进气口通过连接管Ⅰ2-6与大气相通，液态除尘单元2的出气口通过连接管Ⅱ2-7与固态除尘单元3进风侧连接，固态除尘单元3出风侧与连接管Ⅲ4-1连接。
所述液态除尘单元2包括可拆卸式圆筒2-5以及设置在可拆卸式圆筒2-5内圆筒形进气活塞2-3，可拆卸式圆筒2-5内设有除尘液体2-1，圆筒形进气活塞2-3的内部为多个并排的进气管道2-4，每个进气管上端与连接管Ⅰ2-6相通，其中下部设有吸尘材料2-2。
所述可拆卸式圆筒2-5采用塑料制作，包括筒体和安装在筒体下端的端盖，筒体和端盖之间采用螺纹连接，便于拧开清洗底部的沙泥；筒体高度80cm，直径70cm。
所述圆筒形进气活塞2-3采用塑料制作，高度60cm，直径50cm，下部为6～8个直径为5cm的进气管道2-4，吸尘材料2-2高10cm。
所述除尘液体2-1采用液体水，其体积约占可拆卸式圆筒2-5体积的3/5；所述吸尘材料2-2采用活性炭。
所述固态除尘单元3包括三层，依次为抗油抗水织布层3-1、玻璃纤维过滤材料层3-2和浸活性炭的聚氨酯泡沫层3-3；抗油抗水织布层3-1靠近除尘单元1，浸活性炭的聚氨酯泡沫层3-3靠近风机4。每层都有一个厚度为3cm的插入板，三层材料分别在三个插入板上，由侧面插入箱体内，可随时更换材料。
所述加湿单元6包括湿度传感器6-1、控制器6-2、输水管6-3、水箱6-4、喷头6-5、有毒有害气体探测器6-6、报警器6-7和线路6-8；所述湿度传感器6-1、喷头6-5以及有毒有害气体探测器6-6设置在储气单元7内；所述报警器6-7设置在壳体外；所述喷头6-5通过输水管6-3与水箱6-4连接；所述控制器6-2分别通过线路6-8连接所述湿度传感器6-1、水箱6-4、喷头6-5、有毒有害气体探测器6-6、报警器6-7、风机4。控制器6-2具有湿度控制、风机运转控制和排气阀排气控制等功能。湿度控制功能通过湿度传感器6-1传递湿度信号控制喷头6-5工作；风机运转控制功能通过接收有毒有害气体探测器6-6信号控制风机4运停；排气阀排气功能通过控制器6-2连接自动排气阀7-2和回气管7-3，控制储气罐7-1内气体压力，维持平衡状态。
所述温度调节单元5采用空调，其对空气所调节的温度要求在26℃左右。所述风机4采用功率为1.1KW的抽入式风机，其抽入的是未污染或污染度很小的空气。
所述储气单元7包括储气罐7-1、自动排气阀7-2和回气管7-3；自动排气阀7-2设置在储气罐7-1的后部，回气管7-3的一端与连接管Ⅲ4-1相通，另一端通过自动排气阀7-2与储气罐7-1连接。
储气罐7-1直径为60cm，高度为120cm，体积约340L，由钢性材料制成，平躺放置，两端均有开口，回气管7-3直径为5cm。
抽气泵8采用微压抽气泵，安装在壳体的出气口处且与储气罐7-1出口连接，微压抽气泵上安装有仪表，通过仪表设置储气罐抽出调节后的空气压力，再经输气管9输送到若干个工作地点，每个工作地点都设有出口阀9-1，可通过伸缩管9-2同时与多个穿有防护服10的工作人员连接。伸缩管9-2采用弹簧螺旋伸缩管，弹簧螺旋伸缩管由耐磨耐拉材料制成，可在工作范围内自由伸缩，亦可根据实际工作需求自由加长。工作人员不工作时，弹簧螺旋伸缩管可利用其弹性自动缩回。
所述防护服10采用连体式工作服，由内向外为防护衣内层10-3和防护衣外层10-5，防护服前部设有拉链，且密封性好。领口处设有与连体式工作服一体的轻质头盔10-1，轻质头盔10-1前部设有透明面罩10-2，透明面罩10-2采用防雾化玻璃面罩，不会因为雾化影响工作人员的工作且视野广阔。防护服10侧面腰部设有进气口10-6，进气口10-6出安装有与其配合的调压阀10-7，工作人员可以根据需要自由调节气体进气压力的大小。防护衣内层10-3和防护衣外层10-5之间设有与调压阀连接的两路软管10-4，一路软管伸向防护服10下部，另一路软管伸向防护服10头部，位于衣服颈部及腿腕处的软管10-4及与其对应的防护衣内层10-3均设有小孔；在轻质头盔10-1的顶部以及衣袖处设有出气孔10-8。
工作过程：启动风机4，空气依次经过液态除尘单元2、固态除尘单元3双层过滤后，经风机4送入温度调节单元5进行温度调节，然后送入储气罐7-1中进行储存，加湿单元6对储气罐7-1中的空气进行处理直至达到要求，抽气泵8将储气罐7-1中的气体通过伸缩管9-2经侧面腰部进气口10-6送入防护服中，下部通路通向防护服10腿腕处，并在腿腕处设有和防护服内层10-3相通的小孔，经调节后的空气通过小孔从腿腕处向上流动，从衣袖部周围的出气孔10-8流出；头部通路通向防护服10颈部，在防护服10颈部设有和防护衣内层10-3相通的小孔，并在轻质头盔10-1顶部设有出气口.
湿度控制功能：湿度传感器6-1探测储气罐7-1内的气体，储气罐7-1内气体湿度没有达到适宜人体湿度范围的40％～50％时，控制器6-2控制喷头6-5喷出水雾，待储气罐7-1内气体湿度超过50％时，控制器6-2控制喷头6-5停止喷出水雾。
风机运转控制功能：有毒有害气体探测器6-6可探测的气体类型根据具体工作场所选择。通过有毒有害气体探测器6-6检测到储气罐7-1内有毒有害气体浓度超过一定限度(如CO浓度超过0.0024％，CH4浓度超过0.5％，H2S浓度超过0.00066％，NO2浓度超过0.00025％，SO2浓度超过0.0005％，NH3浓度超过0.004％，H2浓度超过0.5％等)时，有毒有害气体探测器6-6将信号传递给控制器6-2，控制器6-2通过线路6-8切断风机4的电源，使风机4停止运转，报警器6-7发出声光报警信号，同时抽气泵8也停止工作；工作人员立刻停止工作，撤离工作场所。待有毒有害气体处理后，重新启动风机4和抽气泵8工作。
排气阀排气功能：储气罐7-1内气体压强达到温度调节单元5出风口风压时，控制器6-1控制自动排气阀7-2打开，超限气体通过回气管7-3排到风机4入气口处，循环利用多余的经调节后的空气，更加经济、合理。
各单元也可根据具体工作环境需要自由组配：如在微尘环境下可以去掉液态除尘单元2和固态除尘单元3，利用其它单元组合工作等，同时在空间不大的房间内也可以去掉防护服10，直接对室内空气环境进行调节。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：包括中央调节装置和防护服(10)；
所述中央调节装置包括一壳体，壳体上设有进气口和出气口；壳体内设置有除尘单元(1)、风机(4)、温度调节单元(5)、加湿单元(6)和储气单元(7)；除尘单元(1)通过连接管Ⅰ(2-6)与进气口相通，风机(4)的进气口通过连接管Ⅲ(4-1)连接除尘单元(1)，风机(4)的出气口通过连接管Ⅳ(4-2)连接温度调节单元(5)，温度调节单元(5)通过管路(5-1)连接储气单元(7)；加湿单元(6)设置在储气单元(7)上；壳体的出气口处安装一抽气泵(8)，抽气泵(8)连接一输气管(9)，输气管(9)上设有多个出口阀(9-1)；出口阀(9-1)通过伸缩管(9-2)与防护服(10)的进气口(10-6)连接，防护服(10)上设有出气孔(10-8)；
所述除尘单元(1)包括液态除尘单元(2)和固态除尘单元(3)，液态除尘单元(2)的进气口通过连接管Ⅰ(2-6)与大气相通，液态除尘单元(2)的出气口通过连接管Ⅱ(2-7)与固态除尘单元(3)进风侧连接，固态除尘单元(3)出风侧与连接管Ⅲ(4-1)连接。
2.根据权利要求1所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述液态除尘单元(2)包括可拆卸式圆筒(2-5)以及设置在可拆卸式圆筒(2-5)内圆筒形进气活塞(2-3)，可拆卸式圆筒(2-5)内设有除尘液体(2-1)，圆筒形进气活塞(2-3)的内部为多个并排的进气管道(2-4)，每个进气管上端与连接管Ⅰ(2-6)相通，其中下部设有吸尘材料(2-2)。
3.根据权利要求2所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述可拆卸式圆筒(2-5)采用塑料制作，包括筒体和安装在筒体下端的端盖，筒体和端盖之间采用螺纹连接；筒体高度80cm，直径70cm。
4.根据权利要求3所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述圆筒形进气活塞(2-3)采用塑料制作，高度60cm，直径50cm，下部为6～8个直径为5cm的进气管道(2-4)，吸尘材料(2-2)高10cm。
5.根据权利要求2-4任一项所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述除尘液体(2-1)采用液体水；所述吸尘材料(2-2)采用活性炭。
6.根据权利要求1所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述固态除尘单元(3)包括三层，依次为抗油抗水织布层(3-1)、玻璃纤维过滤材料层(3-2)和浸活性炭的聚氨酯泡沫层(3-3)；抗油抗水织布层(3-1)靠近除尘单元(1)，浸活性炭的聚氨酯泡沫层(3-3)靠近风机(4)。
7.根据权利要求1所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述加湿单元(6)包括湿度传感器(6-1)、控制器(6-2)、输水管(6-3)、水箱(6-4)、喷头(6-5)、有毒有害气体探测器(6-6)、报警器(6-7)和线路(6-8)；所述湿度传感器(6-1)、喷头(6-5)以及有毒有害气体探测器(6-6)设置在储气单元(7)内；所述报警器(6-7)设置在壳体外；所述喷头(6-5)通过输水管(6-3)与水箱(6-4)连接；所述控制器(6-2)分别通过线路(6-8)连接所述的湿度传感器(6-1)、水箱(6-4)、喷头(6-5)、有毒有害气体探测器(6-6)、报警器(6-7)、风机(4)。
8.根据权利要求1所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述储气单元(7)包括储气罐(7-1)、自动排气阀(7-2)和回气管(7-3)；自动排气阀(7-2)设置在储气罐(7-1)的后部，回气管(7-3)的一端与连接管Ⅲ(4-1)相通，另一端通过自动排气阀(7-2)与储气罐(7-1)连接。
9.根据权利要求1所述一种组合式微正压人体工作环境调节系统，其特征在于：所述防护服(10)采用连体式工作服，由内向外为防护衣内层(10-3)和防护衣外层(10-5)，领口处设有与连体式工作服一体的轻质头盔(10-1)，轻质头盔(10-1)前部设有透明面罩(10-2)；防护服(10)侧面腰部设有进气口(10-6)，进气口(10-6)处安装有与其配合的调压阀(10-7)；防护衣内层(10-3)和防护衣外层(10-5)之间设有与调压阀连接的软管(10-4)，一路软管伸向防护服(10)下部，另一路软管伸向防护服(10)头部；在轻质头盔(10-1)的顶部以及衣袖处设有出气孔(10-8)，位于衣服颈部及腿腕处的软管(10-4)及与其对应的防护衣内层(10-3)均设有小孔。
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