CN108583602A - 一种用于密闭环境的环控生保系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种用于密闭环境的环控生保系统，以解决真空环境下维持列车内生命活动的技术问题。一种用于密闭环境的环控生保系统，包括舱体系统、总压和氧压调节系统、控制箱，控制箱与所述的氧压调节系统电连接；舱体系统包括前舱、后舱、客舱和底舱，前舱和后舱分别为密闭的机舱空间，客舱与底舱组成一个连通的密闭空间；总压和氧压调节系统包括主氮气储罐、主氧气储罐、总压传感器和氧压传感器。发明内容有益效果：工程造价较低，方案新颖独创，可操作性强，制作难度小，适应性强，组合灵活，既能满足真空高速列车交通运输的实际需要，填补相关技术空白，又能产生较大的社会效益和经济效益。

Description

一种用于密闭环境的环控生保系统

技术领域

本发明涉及交通运输设备领域，特别的说是一种用于密闭环境的环控生保系统。

背景技术

高速真空列车具有高速和能耗低等众多优点，具有非常广阔的发展空间，在不久的将来可在海基和路基的交通运输中发挥重要作用。真空高速列车即在密闭的真空管道中行驶的高速列车，一般选用磁悬浮列车，不受空气阻力、摩擦力及天气影响，其理论时速可达1000～20000公里，超越飞机数倍，能耗也远远低于飞机，这种交通工具可能成为21世纪人类最快的出行方式。

目前环控生保技术在载人航天和载人潜水器领域应用比较广泛。真空列车与现有技术相比，具有空间大、载客多、运行频繁、运行周期短、无需提供能量补给、无需水和排泄物的处理的特点，以及无需考虑微重力和太空辐射的影响等。现有技术中，缺少对真空列车环控生保技术的有效研究，限制了真空列车的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于密闭环境的环控生保系统，以解决真空环境下维持列车内生命活动的技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种用于密闭环境的环控生保系统，包括舱体系统、总压和氧压调节系统、控制箱，控制箱与所述的氧压调节系统电连接；

所述的舱体系统包括前舱、后舱、客舱和底舱，前舱和后舱分别为密闭的机舱空间，客舱与底舱组成一个连通的密闭空间；

总压和氧压调节系统包括主氮气储罐、主氧气储罐、总压传感器和氧压传感器，总压传感器和氧压传感器分别安装在客舱内，主氮气储罐通过2#减压比例阀以及2#风机与客舱进风端连通，主氧气储罐通过3#减压比例阀以及2#风机与客舱进风端连通；客舱出风端通过1#风机与二氧化碳吸附床的进风端连通。

进一步的，包括备用氮气储罐和备用氧气储罐，备用氮气储罐通过4#减压比例阀以及4#风机与客舱的进风端连通，备用氧气储罐通过6#减压比例阀以及4#风机与客舱的进风端连通。

进一步的，所述二氧化碳吸附床的出风端通过4#电控阀与所述2#风机的进风端连通。

进一步的，包括活性炭吸附床，活性炭吸附床安装在1#风机和2#风机之间。

进一步的，包括一氧化碳吸附床，一氧化碳吸附床安装在活性炭吸附床和二氧化碳吸附床之间。

进一步的，包括1#电加热器和，1#电加热器安装在活性炭吸附床和1#风机之间。

进一步的，包括2#电加热器，2#电加热器安装在3#风机和4#风机之间。

进一步的，包括冷凝干燥器、冷媒和循环泵，冷凝干燥器、冷媒和循环泵连接后安装在1#风机和2#风机之间。

进一步的，包括1#烟感报警器、前舱泄压阀和1#减压比例阀，1#减压比例阀安装在所述主氮气储罐的出风口上，1#烟感报警器和前舱泄压阀安装在前舱上。

进一步的，包括3#烟感报警器、后舱泄压阀和5#减压比例阀，5#减压比例阀安装在所述氮气储罐的出风口上，3#烟感报警器和后舱泄压阀安装在后舱上。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明能够保证客舱内总压和氧气压力的平衡，并设置有备用设施。

2、本发明能够保证客舱内的温度和湿度适宜，提高承载人员的舒适度。

3、本发明设置有一氧化碳处理装置和二氧化碳处理装置，保证了空气的清洁。

4、本发明设置有火情监控装置以及相应的灭火措施。

5、本发明工程造价较低，方案新颖独创，可操作性强，制作难度小，适应性强，组合灵活，既能满足真空高速列车交通运输的实际需要，填补相关技术空白，又能产生较大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例中所述装置的前半部分结构示意图；

图2为本发明实施例中所述装置的后半部分结构示意图；

图中：1、空气过滤器；2、1#单向阀；3、1#风机；4、1#电加热器；5、活性炭吸附床；6、1#电控阀；7、一氧化碳吸附床；8、2#电控阀；9、3#电控阀；10、二氧化碳吸附床；11、4#电控阀；12、冷凝干燥器；13、冷媒；14、循环泵；15、2#单向阀；16、2#风机；17、主氮气储罐；18、1#减压比例阀；19、2#减压比例阀；20、主氧气储罐；21、3#减压比例阀；22、1#烟感报警器；23、2#烟感报警器；24、1#风量调节器；25、2#风量调节器；26、3#风量调节器；27、4#风量调节器；28、总压传感器；29、氧压传感器；30、温度传感器；31、湿度传感器；32、3#单向阀；33、3#风机；34、2#电加热器；35、4#单向阀；36、4#风机；37、备用氮气储罐；38、4#减压比例阀；39、5#减压比例阀；40、备用氧气储罐；41、6#减压比例阀；42、3#烟感报警器；43、后舱泄压阀；44、客舱泄压阀；45、前舱泄压阀；46、一氧化碳传感器；47、二氧化碳传感器；48、控制箱；49、前舱；50、客舱；51、后舱；52、底舱。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和技术描述以避免不必要地限制本发明。

如图1至2所示，一种用于密闭环境的环控生保系统，包括舱体系统、控制箱48，以及与控制箱48电连接的总压和氧压调节系统、一氧化碳吸附系统、二氧化碳调节系统、温湿调节系统和灭火系统。

所述的舱体系统包括前舱49、后舱51、客舱50和底舱52，前舱49和后舱51分别为密闭的机舱空间，客舱50与底舱52组成一个连通的密闭空间。所述前舱49内设有2#风机16，所述后舱51内设有4#风机36，底舱52内设有1#风机3、3#风机33和空气过滤器1。客舱50的前端进风口通过2#风机1与前舱51内的相应设备出风管路连通，前端进风口上分别设有1#风量调节器24和2#风量调节器25；客舱50的前端出风口通过1#风机3以及空气过滤器1与前舱51内的相应设备进风管路连通，1#风机3和空气过滤器1之间设有1#单向阀2。客舱50的后端进风口通过4#风机36与后舱52内的相应设备出风管路连通，后端进风口上分别设有3#风量调节器26、4#风量调节器27；客舱50的后端出风口通过空气过滤器1以及3#风机33与后舱52内的相应设备进风管路连通，空气过滤器1和3#风机33之间设有3#单向阀32，以推动循环并调节客舱50内的空气流速。

所述总压和氧压调节系统包括主氮气储罐17、2#减压比例阀19、主氧气储罐20、3#减压比例阀21、总压传感器28、氧压传感器29，主氮气储罐17、2#减压比例阀19、主氧气储罐20、3#减压比例阀21安装在所述前舱49内；主氮气储罐17通过2#减压比例阀19与2#风机16的进风端连通，主氧气储罐20通过3#减压比例阀21与2#风机16的进风端连通；所述的总压传感器28、氧压传感器29安装在客舱50内，与所述控制箱48连通。当客舱50内氧压和总压均处于下限时，先打开3#减压比例阀21调节氧压到压力上限，然后关闭。再打开2#减压比例阀19调节客舱50内总压到中限，然后关闭。客舱50内总压超过上限时，打开客舱泄压阀44进行泄压。

本装置中还设有备用氮气储罐37和备用氧气储罐40，备用氮气储罐37和备用氧气储罐40分别设置在所述后舱51内；备用氮气储罐37通过4#减压比例阀38与4#风机36的进风端连通，备用氧气储罐40通过6#减压比例阀41与4#风机36的进风端连通。当前舱49内的设备主氮气储罐17和主氧气储罐20及2#减压比例阀19和3#减压比例阀21故障时，即客舱50内总压和氧压到达下限一段时间而不能上升时，控制箱48控制打开备用氮气储罐37和备用氧气储罐40，进行客舱50内总压和氧压调节。

所述一氧化碳吸附系统包括一氧化碳吸附床7、1#电控阀6和2#电控阀8、一氧化碳传感器46；一氧化碳吸附床7、1#电控阀6和2#电控阀8分别安装在前舱49内，一氧化碳吸附床7的进风端通过1#电控阀6与活性炭吸附床5的出风口连通，一氧化碳吸附床7的出风端通过2#电控阀8与二氧化碳吸附床10的进风端连通；一氧化碳传感器46安装在客舱50内，与控制箱48电连接。当客舱50内一氧化碳浓度超上限时，打开1#电控阀6和2#电控阀8，一氧化碳吸附床7工作。当一氧化碳浓度到达下限时，关闭1#电控阀6和2#电控阀8。

所述的二氧化碳调节系统包括二氧化碳吸附床10、3#电控阀9、4#电控阀11和二氧化碳传感器47；二氧化碳吸附床10、3#电控阀9、4#电控阀11安装在前舱49内，二氧化碳吸附床10的进风端通过3#电控阀9与所述的2#电控阀8连通，二氧化碳吸附床10的出风端与所述温湿调节系统的进风端连通；二氧化碳传感器47安装在客舱50内，与控制箱48电连接。当客舱50内二氧化碳浓度超过上限时，打开3#电控阀9，关闭4#电控阀11，二氧化碳吸附床10工作。当二氧化碳浓度到达下限时，关闭3#电控阀9，打开4#电控阀11。

所述的温湿调节系统包括冷媒13、循环泵14、1#电加热器4、2#电加热器34、冷凝干燥器12、温度传感器30和湿度传感器31，所述的冷媒13和循环泵14安装在前舱49内，1#电加热器4和2#电加热器34安装在底舱52内，传感器30和湿度传感器31安装在客舱50内。1#电加热器4的进风端通过管路与所述1#风机3连通，1#电加热器4的出风端通过管路与活性炭吸附床5的进风端连通，活性炭吸附床5的出风端分别与1#电控阀6和3#电控阀9连通，活性炭吸附床5的出风端与冷凝干燥器12的进风端之间设有4#电控阀11。2#电加热器34的进风端通过管路与所述3#风机连通，2#电加热器34的出风端通过4#单向阀35与所述4#风机36的进风端连通。当客舱50内温度超过上限时，打开循环泵14进行制冷；当客舱50内温度到达中限时，关闭循环泵14。当客舱50内温度到达下限时，打开1#电加热器4和2#电加热器34进行加热，当客舱50内温度到达温度中限时，关闭1#加热器4和2#加热器34。当客舱50内湿度到达上限时，打开循环泵14，冷凝干燥器12工作，然后打开1#电加热器4和2#电加热器34；冷凝干燥器12的出风端与2#风机16的进风口之间设有2#单向阀15。当客舱50内湿度到达中限时，关闭循环泵14、关闭1#电加热器4和2#电加热器34。

所述灭火系统包括1#减压比例阀18、1#烟感报警器22、2#烟感报警器23、前舱泄压阀45、5#减压比例阀39、3#烟感报警器42和后舱泄压阀43，1#减压比例阀18安装在所述主氮气储罐17的出风口上，1#烟感报警器22和前舱泄压阀45安装在前舱49内；3#烟感报警器42安装在后舱52内，5#减压比例阀39安装在备用氮气储罐37的出风口上，2#烟感报警器23安装在客舱50内。当前舱49内1#烟感报警器22报警时，传递信号到控制箱48，控制箱48通过1#减压比例阀18控制打开主氮气储罐17释放氮气灭火，同时打开前舱泄压阀45排出烟气。当后舱51内3#烟感报警器42报警时，传递信号到控制箱48，控制箱48通过5#减压比例阀39控制打开备用氮气储罐37释放氮气灭火，同时打开后舱泄压阀43排出烟气。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括舱体系统、总压和氧压调节系统、控制箱，控制箱与所述的氧压调节系统电连接；

所述的舱体系统包括前舱、后舱、客舱和底舱，前舱和后舱分别为密闭的机舱空间，客舱与底舱组成一个连通的密闭空间；

总压和氧压调节系统包括主氮气储罐、主氧气储罐、总压传感器和氧压传感器，总压传感器和氧压传感器分别安装在客舱内，主氮气储罐通过2#减压比例阀以及2#风机与客舱进风端连通，主氧气储罐通过3#减压比例阀以及2#风机与客舱进风端连通；客舱出风端通过1#风机与二氧化碳吸附床的进风端连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括备用氮气储罐和备用氧气储罐，备用氮气储罐通过4#减压比例阀以及4#风机与客舱的进风端连通，备用氧气储罐通过6#减压比例阀以及4#风机与客舱的进风端连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，所述二氧化碳吸附床的出风端通过4#电控阀与所述2#风机的进风端连通。

4.根据权利要求3所述的种用于密闭环境的环控生保装置，其特征是，包括活性炭吸附床，活性炭吸附床安装在1#风机和2#风机之间。

5.根据权利要求4所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括一氧化碳吸附床，一氧化碳吸附床安装在活性炭吸附床和二氧化碳吸附床之间。

6.根据权利要求4所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括1#电加热器和，1#电加热器安装在活性炭吸附床和1#风机之间。

7.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括2#电加热器，2#电加热器安装在3#风机和4#风机之间。

8.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括冷凝干燥器、冷媒和循环泵，冷凝干燥器、冷媒和循环泵连接后安装在1#风机和2#风机之间。

9.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括1#烟感报警器、前舱泄压阀和1#减压比例阀，1#减压比例阀安装在所述主氮气储罐的出风口上，1#烟感报警器和前舱泄压阀安装在前舱上。

10.根据权利要求1所述的一种用于密闭环境的环控生保系统，其特征是，包括3#烟感报警器、后舱泄压阀和5#减压比例阀，5#减压比例阀安装在所述氮气储罐的出风口上，3#烟感报警器和后舱泄压阀安装在后舱上。