CN107753973A - 消除载人航天器ait期间人体微生物的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置，包括结构分系统、照明通风分系统和控制及灭菌分系统，利用20英尺集装箱改造成对称的男更衣间和女更衣间以及中间的通道部分，通道部分内设置风淋缓冲区，男女更衣间内设置有更衣装置以及杀菌消毒装置，并通过各种检测装置保证更衣间内的空气质量和环境质量。本发明提供了万级洁净人员二次更衣环境，自动监控衣物使用时间、自动对更衣环境进行消毒、提供人员手部消毒，对微生物控制的效果进行预警和量化记录，同时兼顾更衣间随航天器运输快速转运的需求，避免了空间站地面AIT阶段人员微生物对航天器的污染。
Description
技术领域
本发明属于载人航天器总装安全防护技术领域，具体涉及一种用于消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置。
背景技术
我国载人空间站将实现航天员的太空长期驻留。如何保证空间站的工作和生活环境始终保持优质的状态，为航天员提供更好的服务，舱内微生物的控制就成为空间站设计之初的一项重要任务。而空间站微生物控制最有效的措施就是控制微生物的来源，即航天器在地面AIT阶段所接触的环境和人员。由于总装人员进出舱体时其衣服、鞋、帽会将微生物带入舱内，人员自身携带的微生物也会通过手等皮肤表面、口腔唾液、毛发等带入舱内，因此以往载人航天器总装期间进舱人员在总装大厅外的普通的一次更衣间进行更衣和消毒，经公用的风淋室、大厅通道等长距离步行后再进入航天器内部作业，这样的过程存在着微生物二次污染的潜在风险。
为在空间站地面AIT阶段将微生物彻底隔绝在舱门之外，并结合总装特点，以运输集装箱改造为基础，设计空间站总装二次更衣环境，作为地面人员的微生物控制装置。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种用于空间站地面AIT阶段人员微生物消除的控制装置，解决空间站AIT期间人员对航天器的微生物污染问题，并对微生物控制的效果进行预警和量化记录，为航天员在轨使用空间站提供良好环境。
本发明是通过如下技术方案实现的：
消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置，包括结构分系统、照明通风分系统和控制及灭菌分系统，结构分系统由集装箱主体构成，集装箱主体利用集装箱进行改造，设置对称的男更衣间和女更衣间以及中间的通道部分，通道部分内设置位于男女更衣间两侧的风淋缓冲区，以及手动控制台和手部消毒器，集装箱进出中间通道部分的进口门和出口门均为手动平开门，男女更衣间的门设置为电动推拉门，集装箱内四周和顶部均采用净化彩钢板维护，表面光滑；男女更衣间内具有相同的配置，设置有衣物存放柜、换鞋凳，感应式净手器，落地镜，其中，拖鞋区内设置换鞋凳、旧鞋收集箱，更衣间门口设置地胶，每个更衣间内设置衣物存放柜；照明通风分系统包括普通照明系统和通风管道，通风管道内设置过滤装置和消毒装置，通风管道采用顶部送风，底部自然回风的方式进行通风换气；控制及灭菌分系统具有紫外消毒装置和臭氧杀菌装置，任一消毒装置开启时集装箱上应有报警灯亮起，保证舱内空气存于循环状态，设置臭氧检测仪、温湿度传感器、尘埃粒子传感器对更衣间内的环境进行控制。
进一步地，控制装置设置有外部的工业控制器，与更衣间外显示屏组成控制系统，实时显示人员衣物使用时间、更衣间内环境参数、更衣间内通风、照明、消毒装置的控制以及总装期间所需的多媒体播放。
进一步地，手动控制台用于显示器的控制系统出现故障时，进行更衣间的应急操作，包括电源通断、照明系统开关、通风风机开关、紫外灯开关、臭氧发生器开关和通风系统内外循环切换开关。
其中，集装箱进口门和出口门均设置密封圈，符合集装箱的密封要求。
其中，更衣间内部采用50mm厚的净化彩钢板进行布置。
其中，柜子内部均分为三格，上层用于存放脱下的衣帽，中层用于存放进舱洁净服，下层用于存放进舱鞋或舞蹈鞋。
进一步地，柜子隔板和柜子门设置透气板，使柜子与房间内保证通风流畅。
进一步地，柜子设置电子锁，方便开关。
进一步地，更衣间外设置液晶显示屏，并设置防止运输时磕碰显示屏的防护面板。
其中，更衣间内还设置有照明紫外消毒组合灯。
进一步地，更衣间内还设置有备件柜。
其中，更衣间的各装置根据房间结构进行布置，相互不影响各自的功能。
本发明的控制装置，提供了万级洁净人员二次更衣环境，可以自动监控衣物使用时间、自动对更衣环境进行消毒、提供人员手部消毒，对微生物控制的效果进行预警和量化记录，同时兼顾更衣间随航天器运输快速转运的需求，可以避免空间站地面AIT阶段人员微生物对航天器的污染，具体达到以下效果：
1)满足二十人更衣要求；
2)集成了紫外、臭氧消毒、手部快速消毒、风淋等功能，实现自动定期的高效灭菌；
3)装置内集成环境参数自动监控、净化服使用时间统计的功能，对微生物控制的效果进行预警和量化记录；
4)利用集装箱进行改造，既满足厂房内使用，也能满足厂房外快速运输需求。
附图说明
图1是本发明的消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置的俯视布局图；
其中，1-集装箱主体、2-换鞋凳、3-空气粒子检查仪、4-温湿度检查仪、5-臭氧浓度监测仪、6-电动门、7-手动控制台、8-粘尘脚垫、9-进口门、10-手部消毒器、11-显示器、12-更衣镜、13-更衣柜、14-臭氧发生器、15-照明紫外消毒组合灯、16-备件柜、17-风淋室、18-出口门、19-通风系统内外循环开关、20-通风风机；
图2是在本发明的消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置俯视布局中人员进入进出流程图；
图3是在本发明的消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置俯视布局中各功能系统关系图。
具体实施方式
以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。
本发明的总体思路是利用20英尺集装箱进行改造，搭建一个用于空间站地面AIT阶段人员二次更衣的无菌环境，消除人体衣物上携带的微生物，消除人体手部的微生物，并实现对更衣间的环境实时监控。
参见图1，图1为本发明的消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置俯视布局图，其中，本发明的消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置，包括结构分系统、照明通风分系统和控制及灭菌分系统，结构分系统由集装箱主体1构成，集装箱主体1利用20英尺集装箱进行改造，设置两侧对称的男更衣间和女更衣间，男更衣间和女更衣中间设置通道部分且两者采用了相同的结构布置，通道部分一侧内设置位于男女更衣间两侧各一个的风淋缓冲区(即风淋室17)，以及手动控制台7和手部消毒器10，手动控制台7用于显示器的控制系统出现故障时，进行更衣间的应急操作，包括电源通断、照明系统开关、通风风机开关、紫外灯开关、臭氧发生器开关和通风系统内外循环切换开关。手部消毒器用于对更衣后人员进行手部消毒操作，集装箱进出中间通道部分的进口门9和出口门18均为手动平开门，男女更衣间的门设置为电动门6，集装箱主体1内部的四周和顶部均采用净化彩钢板维护，表面光滑；男女更衣间内具有相同的配置，设置有更衣柜13(衣物存放柜)、换鞋凳，感应式净手器，更衣镜12，其中，拖鞋区内设置换鞋凳2、旧鞋收集箱，更衣间门口设置粘尘脚垫8，每个更衣间内设置衣物存放柜和备件柜16；照明通风分系统包括普通照明系统和通风管道，照明采用照明紫外消毒组合灯15，通风管道内设置过滤装置和消毒装置，通风管道采用顶部送风，底部自然回风的方式进行通风换气；控制及灭菌分系统具有紫外消毒装置和臭氧杀菌装置即(臭氧发生器14)，任一消毒装置开启时集装箱上应有报警灯亮起，保证舱内空气存于循环状态，设置臭氧浓度监测仪5、温湿度检查仪4、空气粒子检查仪3对更衣间内的环境进行控制，
具体来说，在更衣区域内设置洁净服存放架，换鞋凳2，感应式净手器，落地镜12等物品。拖鞋区内设置换鞋凳、旧鞋收集箱，更衣间门口设置地胶。每个更衣间内设置衣物存放柜，柜子内部均分为三格，上层用于存放脱下的衣帽，中层用于存放进舱洁净服，下层用于存放进舱鞋、舞蹈鞋。柜子隔板和柜子门设置透气板，使柜子与房间内保证通风流畅。更衣柜设置电子锁，方便开关。更衣间外设置液晶显示屏，并设置防护面板，防止运输时磕碰。
照明通风分系统：使用220V电源进行供电设计，总用电功率不大于5KW，满足普通厂房内的供电去。更衣间内的噪音不大于60dB，为使用者提供一个舒适的更衣环境。通风管道内设置过滤装置和消毒装置。采用顶部送风，底部自然回风的方式进行通风换气。
控制及灭菌分系统：提供紫外消毒装置、臭氧杀菌装置的作为装置灭菌系统，任一消毒装置开启时集装箱上应有报警灯亮起，保证舱内空气存于循环状态。设置臭氧检测仪、温湿度传感器、尘埃粒子传感器对更衣间内的环境进行控制。设置工业计算机，与更衣间外显示屏组成控制系统，实时显示人员衣物使用时间、更衣间内环境参数、更衣间内通风、照明、消毒装置的控制以及总装期间所需的多媒体播放。
如图2所示，进舱人员穿着厂房内通用工作服进入二次更衣间，首先使用粘脚垫对净化鞋底进行多余物粘除。通过电动门后进入更衣区域，在更衣凳上脱鞋、脱衣帽，打开更衣柜，取出洁净的进舱服和进舱鞋帽，在更衣凳上更换进舱服、鞋、帽，将厂房内的工作服放置在更衣柜内，对着更衣镜整理着装。人员出更衣区后，先进行手部消毒后，然后经过风淋区域风淋，推开出口门，离开二次更衣间，进入航天器内进行总装操作。
如图3所示，人体微生物消除装置中集成了通风系统、紫外消毒灯、臭氧消毒灯、风淋系统、照明系统、空气质量监测系统等多项功能。所有功能均在装置外的液晶显示屏上可以控制，并在手动控制台上进行开关的备份。人员进入装置时，通风系统、照明系统、风淋系统开启，人员出装置后，可定时开启紫外消毒和臭氧消毒，并进行通风系统的内外循环转换。空气质量监测系统实时监控装置内的空气洁净度、温度、湿度和臭氧浓度。
更衣间定期开启消毒装置，对更衣间内的空气和物品进行消毒。控制系统记录人员使用衣物的时间，针对微生物检测结果调整进舱服、厂房内工作服的使用时间，以达到即有效控制微生物效果又避免频繁添置衣物增加成本的风险。
在装置开启消毒功能期间，房间的报警灯常亮，臭氧气体浓度实时监控数据显示在大屏幕上，提示使用人员避免受到伤害。
二次更衣间是载人航天器总装微生物控制的装置，随航天器的工位转运而转运。厂房内二次更衣间可使用吊车快速移动位置。厂房外转运时，安装集装箱的外侧铁皮门、显示器的铁质保护盖，即可作为标准集装箱进行吊装运输。
尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。
Claims (10)
1.消除载人航天器AIT期间人体微生物的控制装置，包括结构分系统、照明通风分系统和控制及灭菌分系统，结构分系统由集装箱主体构成，集装箱主体利用集装箱进行改造，设置对称的男更衣间和女更衣间以及中间的通道部分，通道部分内设置位于男女更衣间两侧的风淋缓冲区，以及手动控制台和手部消毒器，集装箱进出中间通道部分的进口门和出口门均为手动平开门，男女更衣间的门设置为电动推拉门，集装箱内四周和顶部均采用净化彩钢板维护，表面光滑；男女更衣间内具有相同的配置，设置有衣物存放柜、换鞋凳，感应式净手器，落地镜，其中，拖鞋区内设置换鞋凳、旧鞋收集箱，更衣间门口设置地胶，每个更衣间内设置衣物存放柜；照明通风分系统包括普通照明系统和通风管道，通风管道内设置过滤装置和消毒装置，通风管道采用顶部送风，底部自然回风的方式进行通风换气；控制及灭菌分系统具有紫外消毒装置和臭氧杀菌装置，任一消毒装置开启时集装箱上应有报警灯亮起，保证舱内空气存于循环状态，设置臭氧检测仪、温湿度传感器、尘埃粒子传感器对更衣间内的环境进行控制。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制装置设置有外部的工业控制器，与更衣间外显示屏组成控制系统，实时显示人员衣物使用时间、更衣间内环境参数、更衣间内通风、照明、消毒装置的控制以及总装期间所需的多媒体播放。
3.如权利要求1所述的控制装置，其中，集装箱进口门和出口门均设置密封圈，符合集装箱的密封要求。
4.如权利要求1-3任一项所述的控制装置，其中，更衣间内部采用50mm厚的净化彩钢板进行布置。
5.如权利要求1所述的控制装置，其中，柜子内部均分为三格，上层用于存放脱下的衣帽，中层用于存放进舱洁净服，下层用于存放进舱鞋或舞蹈鞋。
6.如权利要求5所述的控制装置，其中，柜子隔板和柜子门设置透气板，使柜子与房间内保证通风流畅。
7.如权利要求5所述的控制装置，其中，柜子设置电子锁，方便开关。
8.如权利要求1所述的控制装置，其中，更衣间外设置液晶显示屏，并设置防止运输时磕碰显示屏的防护面板。
9.如权利要求1所述的控制装置，其中，更衣间内还设置有照明紫外消毒组合灯。
10.如权利要求5所述的控制装置，其中，更衣间内还设置有备件柜，更衣间的各装置根据房间结构进行布置，相互不影响各自的功能。
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