CN107240349A - 一种新型高原环境常规训练舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高原环境常规训练舱，包括有训练舱体、过渡舱、卫生舱和鞍座，训练舱体为环形跑道结构，所述训练舱体为矩形盒状结构，训练舱体和过渡舱通过卫生舱相连接，在过渡舱上设有舱门，过渡舱与舱门之间设有密封条，在训练舱体上还设有多个观察窗，训练舱体与观察窗之间设有密封条，鞍座设置于训练舱体外，并采用金属板材组焊加工制成用于支撑和固定所述训练舱体，还包括有用于调节训练舱和过渡舱内的压力控制系统和温湿度控制系统。采用本发明所述的训练舱，可实现海拔高度、温度、湿度的单一环境模拟或三种环境任意组合的模拟，能够使用户快速适应高原环境，有利于训练人员进行现实环境下的常规训练。

Description

一种新型高原环境常规训练舱

技术领域

本发明涉及环境模拟实验设备，属于医学科学、生命科学和地球科学技术领域，具体来说是一种新型高原环境常规训练舱。

背景技术

高原环境模拟舱一般被用来进行高原医学研究、高海拔地区对作训人员进行筛选和适应性训练，因此高原环境模拟舱是一种多功能多环境模拟试验设备，主要用于低压、低压低温、低压高温、迅速减压等方面的科学研究以及装备的试验及鉴定，并在体育运动、临床医学等领域的科研上也有着广泛的应用。但是由于舱体形状限制，现存在的高原环境模拟舱结构只能适用于少量人员训练，并且由于空间大小限制，只能进行静态训练，不利于训练人员进行现实环境下的常规训练，存在太多的局限性。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简单，设计合理的训练舱，实现海拔高度、温度、湿度的单一环境模拟或三种环境任意组合的模拟，具体地说是一种新型高原环境常规训练舱。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种新型高原环境常规训练舱，包括有训练舱体、过渡舱、卫生舱和鞍座，所述训练舱体采用金属板材成型焊接在一起成环形跑道结构，所述训练舱体采用金属板材成型焊接成矩形盒状结构，所述训练舱体和过渡舱通过卫生舱相连接，在所述过渡舱上设有舱门，所述过渡舱与舱门之间设有密封条，在所述训练舱体上还设置有多个观察窗，所述观察窗通过焊接形式固定连接于训练舱体，所述训练舱体与观察窗之间设有密封条，所述鞍座设置于训练舱体外，并采用金属板材组焊加工制成用于支撑和固定所述训练舱体，还包括有用于调节训练舱和过渡舱内的压力控制系统和温湿度控制系统。

进一步地，所述的一种新型高原环境常规训练舱，其中所述压力控制系统包括有与外部压力储备容器相连接的变频真空机组，所述变频真空机组通过管路经过截止阀、调节阀、旁路调节阀、主路调节阀和电磁阀分别与训练舱和过渡舱内的空气调节装置相连接。

进一步地，所述的一种新型高原环境常规训练舱，其中所述温湿度控制系统包括有与外部电加热设备相通的温度风速变送器和新风送风装置，以及控制系统下位机、PC机和PLC控制器，在所述训练舱和过渡舱内设有与PLC控制器电连接的温度传感器和湿度传感器，在所述训练舱和过渡舱内还设有循环风换风扇和温湿度调节装置，所述温度风速变送器在PC机作用下，通过PLC控制器控制温度控制系统下位机，在循环风换风扇、温湿度调节装置和新风送风装置的作用下实现对训练舱和过渡舱内的温度及湿度调节。

进一步地，所述的一种新型高原环境常规训练舱，其中所述训练舱体的外形尺寸为30米×20米、直径2.8米、跑道宽1.6米的环形跑道压力容器腔体。

采用本发明所述的一种新型高原环境常规训练舱，将训练舱体设计成环形跑道模式的压力容器结构，达到与现实环境相同的运动场景，并根据建设功能的要求配置相应的压力系统、温度环境控制系统、湿度环境控制系统，通过各系统的有机组合，可实现海拔高度、温度、湿度的单一环境模拟或三种环境任意组合的模拟，使用户在高原环境可以进行训练，能够快速适应高原环境。而且在训练过程中降低出现高原反应的概率，有利于训练人员进行现实环境下的常规训练。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中训练舱体和过渡舱的抽真空时的结构系统图；

图3是本发明中训练舱体的压力、温度及湿度控制原理示意图；

图4是本发明中温度控制原理图。

图中所示：1-训练舱体、2-观察窗、3-鞍座、4-压力储备容器、5-过渡舱、6-舱门、7-变频真空机组、8-截止阀、9-调节阀、10-旁路调节阀、11-主路调节阀、12-电磁阀、13-温度风速变送器、14-循环风风扇、15-温度控制系统、16-温度控制系统下位机、17-PLC控制器、18-新风送风装置、19-PC机。

具体实施方式

为进一步说明本发明的发明构思，以下将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述的新型高原环境常规训练舱，包括有训练舱体1、过渡舱5、卫生舱4和鞍座3，所述训练舱体1采用金属板材成型焊接在一起成环形跑道结构，所述训练舱体1采用金属板材成型焊接成矩形盒状结构，所述训练舱体1和过渡舱5通过卫生舱4相连接，在所述过渡舱5上设有舱门6，所述过渡舱5与舱门6之间设有密封条，在所述训练舱体1上还设置有多个观察窗2，所述观察窗2通过焊接形式固定连接于训练舱体1，所述训练舱体1与观察窗2之间设有密封条，所述鞍座3设置于训练舱体1外，并采用金属板材组焊加工制成用于支撑和固定所述训练舱体1，还包括有用于调节训练舱1和过渡舱5内的压力控制系统和温湿度控制系统。

其中所述训练舱体1是一个内承压外加强的压力容器，其外形尺寸30米×20米、直径2.8米、跑道宽1.6米，模拟海拔高度为地面～8000米左右，其温度18℃～28℃，在内部配置空调、照明、摄像头、对讲、送物筒、哑铃、拉力器、折叠座椅、活动靶、可移动障碍等，可以同时满足1～30人在高原低压低氧环境下进行长跑耐力训练、器械体能训练、匍匐前进、穿越障碍、模拟移动射击等科目训练和体验。训练舱体1是各种检测或试验设备使用的模拟工作空间，为方便人员、各种仪器、设备进出以及试验、检测过程中对各种试验状况的观察和监测，还配置有观察窗2、卫生舱4、过渡舱5和舱门6。

所述过渡舱5是所述训练舱体1的连接部分，采用金属板材成型焊接成矩形盒状结构，表面用金属板材焊接成“T”字形加强筋板，采用该结构可方便训练舱体1内人员进出，而不影响训练舱体1内其他人员训练。

所述观察窗2安装在在训练舱体1的正前方，其中观察窗2的观察窗座通过焊接形式固定连接，观察窗2的视镜玻璃采用金属压板通过螺钉固定安装，视镜玻璃与观察窗座间安装密封条进行密封；视镜玻璃选用高强度超白玻璃加工，视野清晰，强度高，安全系数达10倍以上，这样通过观察窗2工作人员可清晰了解并观察训练人员情况。

所述舱门6设置在过渡舱5上，并采用自主研制的快开式薄壳门，具有质量轻、强度高、操作简便等特点；同时舱门6通过铰页安装在门框上，舱门6与门框间安装密封条进行密封，门框采用金属板材成型加工，焊接固定在过渡舱5的前方。工作时，舱门6具有微压自闭功能。

所述卫生舱4与训练舱体1和过渡舱5相连接，这样可以让训练舱1内的人员可通过过渡舱5进入卫生舱4内，在压力相同的条件下由舱门进入其他舱室，且不影响各系统之间工作。

所述鞍座3设置于训练舱体1外，并参照压力容器支撑相关标准进行设计，采用金属板材组焊加工，用于支撑和固定所述训练舱体1，是对训练舱体1进行支撑和固定安装的支撑装置。

本发明所述的一种新型高原环境常规训练舱，还包括有用于调节训练舱1和过渡舱5内的压力控制系统和温湿度控制系统。

如图2所示，其中所述压力控制系统包括有与外部压力储备容器相连接的变频真空机组7，通过所述变频真空机组7可以用来调节训练舱1和过渡舱5内的压力，达到与相应海拔高度的大气压力相当，达到训练的目的。其中变频真空机组7通过管路经过截止阀8、调节阀9、旁路调节阀10、主路调节阀11和电磁阀12，分别与训练舱1和过渡舱5内的空气调节装置相连接，这样就可以通过外接压力装置来调节训练舱1和过渡舱5内的压力。

如图4所示，其中所述温湿度控制系统包括有与外部电加热设备相通的温度风速变送器13和新风送风装置18，以及控制系统下位机16、PC机19和PLC控制器17，在所述训练舱1和过渡舱5内设有与PLC控制器17电连接的温度传感器和湿度传感器，在所述训练舱1和过渡舱5内还设有循环风换风扇14和温湿度调节装置15，所述温度风速变送器13在PC机19作用下，通过PLC控制器17控制温度控制系统下位机16，在循环风换风扇14、温湿度调节装置15和新风送风装置18的作用下实现对训练舱1和过渡舱5内的温度及湿度调节。

如图3所示，在实际应用过程中，采用本发明所述的一种新型高原环境常规训练舱，首先根据试验需求，计算试验前所训练舱体1所需要进行预置的速度及压力高度，关闭压舱门6及其它与外界相通的通道，通过自动控制系统，启动变频真空机组7，将训练舱1内压力预置到所需的压力高度。然后再根据试验要求确定进行上升或下降速度的调节，通过控制系统计算出调节阀9开启大小，提前把调节阀9调节到相应开度，启动变频真空机组7，同时PLC控制器17根据所采集的数据信息，通过PID控制系统运算对变频真空机组7和各调节阀9进行微调，来达到目标上升速率及控制上升速率精度。最后检查确认各环节是否达到试验要求，检查训练舱体1内压力符合试验要求，如不符合，通过自动控制系统，启动变频真空机组7使其压力达到试验所需压力。温湿度控制是通过设置在所述训练舱1和过渡舱5内温度传感器和湿度传感器测量的舱内温度值，通过PLC控制器17控制温度控制系统下位机16，在循环风换风扇14、温湿度调节装置15和新风送风装置18的作用下实现对训练舱1和过渡舱5内的温度及湿度调节。在高温环境采用PID控制系统控制方式控制电加热设备的起停来调整舱内温度。低温环境为保证低温控制的稳定可靠，采用二级降温控制方式，首先通过温度风速变送器13进行一级降温、干燥除湿，同时也可新风送风装置18送入新风进入舱内循环，进行二级精确降温控制。

采用本发明所述的一种新型高原环境常规训练舱，将训练舱体设计成环形跑道模式的压力容器结构，达到与现实环境相同的运动场景，并根据建设功能的要求配置相应的压力系统、温度环境控制系统、湿度环境控制系统，通过各系统的有机组合，可实现海拔高度、温度、湿度的单一环境模拟或三种环境任意组合的模拟，使用户在高原环境可以进行训练，能够快速适应高原环境。而且在训练过程中降低出现高原反应的概率，有利于训练人员进行现实环境下的常规训练。

本发明的保护范围不仅限于具体实施方式所公开的技术方案，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不限制本发明，凡依据本发明的技术方案所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型高原环境常规训练舱，其特征在于：包括有训练舱体(1)、过渡舱(5)、卫生舱(4)和鞍座(3)，所述训练舱体(1)采用金属板材成型焊接在一起成环形跑道结构，所述训练舱体(1)采用金属板材成型焊接成矩形盒状结构，所述训练舱体(1)和过渡舱(5)通过卫生舱(4)相连接，在所述过渡舱(5)上设有舱门(6)，所述过渡舱(5)与舱门(6)之间设有密封条，在所述训练舱体(1)上还设置有多个观察窗(2)，所述观察窗(2)通过焊接形式固定连接于训练舱体(1)，所述训练舱体(1)与观察窗(2)之间设有密封条，所述鞍座(3)设置于训练舱体(1)外，并采用金属板材组焊加工制成用于支撑和固定所述训练舱体(1)，还包括有用于调节训练舱(1)和过渡舱(5)内的压力控制系统和温湿度控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种新型高原环境常规训练舱，其特征在于：所述压力控制系统包括有与外部压力储备容器相连接的变频真空机组(7)，所述变频真空机组(7)通过管路经过截止阀(8)、调节阀(9)、旁路调节阀(10)、主路调节阀(11)和电磁阀(12)分别与训练舱(1)和过渡舱(5)内的空气调节装置相连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型高原环境常规训练舱，其特征在于：所述温湿度控制系统包括有与外部电加热设备相通的温度风速变送器(13)和新风送风装置(18)，以及控制系统下位机(16)、PC机(19)和PLC控制器(17)，在所述训练舱(1)和过渡舱(5)内设有与PLC控制器(17)电连接的温度传感器和湿度传感器，在所述训练舱(1)和过渡舱(5)内还设有循环风换风扇(14)和温湿度调节装置(15)，所述温度风速变送器(13)在PC机(19)作用下，通过PLC控制器(17)控制温度控制系统下位机(16)，在循环风换风扇(14)、温湿度调节装置(15)和新风送风装置(18)的作用下实现对训练舱(1)和过渡舱(5)内的温度及湿度调节。

4.根据权利要求1所述的一种新型高原环境常规训练舱，其特征在于：所述训练舱体(1)的外形尺寸为30米×20米、直径2.8米、跑道宽1.6米的环形跑道压力容器腔体。