CN114856251A - 一种防砸安全舱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防砸安全舱，包括舱顶和与所述舱顶连接的舱体；所述舱顶包括舱顶护罩、舱顶吸能层和舱顶保护层；所述舱顶吸能层设置于所述舱顶保护层上方；所述舱顶护罩覆盖于所述舱顶吸能层和舱顶保护层外部。本发明中的舱顶吸能层设置于舱顶保护层上方，当防砸安全舱上方有重物坠落时，先击中舱顶吸能层，使舱顶吸能层吸收冲击能后发生变形，进一步对重物实现缓冲、减速，而舱顶保护层则能在此基础上进一步对抗重物坠落带来的冲击能，实现对舱内空间的保护，保证舱体的完整性；舱顶护罩覆盖于舱顶吸能层和舱顶保护层外部，使三者连接成一个整体，增强舱顶的结构强度。
Description
技术领域
本发明涉及安全设备技术领域，具体涉及一种防砸安全舱。
背景技术
由于竖井具有断面小、深度大等特点；当需要从地面往竖井底部起吊运进或者从竖井底部往地面起吊运出施工设备、施工物料时，由于竖井内部无开阔的躲避场所，为防止施工设备、施工物料在起吊过程中出现意外坠落，给井底工作人员造成严重伤害甚至死亡，现有做法通常是提前通知井底工作人员安全撤离至地面后再进行起吊工作，这给井底工作人员带来诸多不便，也浪费非常多的时间，导致工作效率较低。
通常竖井起吊的施工设备、施工物料重量都在几百千克至数吨，竖井深度一般在百米左右，大重量的物体从高处坠落砸向地面的冲击力非常惊人，例如1吨的物体从60米高空坠落到地面产生的瞬时冲击力可以达到约200吨，如果重物尖锐部分着地造成的损伤更大。现有矿井和煤矿用的安全舱和救生舱的舱顶不具备抵御瞬时几百吨的冲击力并保证舱体内人员安全的性能，更不具备重物尖角部分砸向舱顶时保证舱体的完整性的功能。
综上所述，急需一种防砸安全舱以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种防砸安全舱，以解决现有安全舱结构无法承受较大冲击力的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种防砸安全舱，包括舱顶和与所述舱顶连接的舱体；所述舱顶包括舱顶护罩、舱顶吸能层和舱顶保护层；所述舱顶吸能层设置于所述舱顶保护层上方；所述舱顶护罩覆盖于所述舱顶吸能层和舱顶保护层外部。
优选的，所述舱顶吸能层和舱顶保护层均包括防护罩总成和设置于防护罩总成内部的吸能材料；
所述防护罩总成包括内防护罩和外防护罩，所述内防护罩和外防护罩之间设有支撑骨架；
所述防护罩总成还包括与内防护罩、外防护罩和支撑骨架连接的底板；所述内防护罩与底板之间形成用于填充吸能材料的腔体。
优选的，所述舱顶保护层还包括沿竖直方向设置的至少一层加强层，所述加强层贯穿所述吸能材料设置；所述加强层包括多根平行设置的加强管；相邻加强层之间的加强管的轴线交错设置。
优选的，所述舱顶保护层的内防护罩和外防护罩上均设有用于插入加强管的安装孔。
优选的，所述舱顶、舱顶护罩、舱顶吸能层和舱顶保护层均为棱台结构；所述舱顶护罩的材质为橡胶材料。
优选的，所述舱体包括由内向外设置的内舱体、舱体骨架和外舱体；所述内舱体、舱体骨架和外舱体上均设有用于安装舱门的出入口。
优选的，所述舱门上设有观察窗和门锁。
优选的，所述舱体侧壁上设有通风装置；所述通风装置包括贯穿内舱体和外舱体设置的通风管，所述通风管的两端均设有过滤组件。
优选的，所述过滤组件包括可拆卸式连接的滤网和安装环；所述通风管两端设有与安装环相匹配的限位台阶；所述安装环包括可拆卸式连接的内环和外环。
优选的，所述舱体内壁铺设有隔音材料；所述舱体内部还设有应急物资；所述舱体外壁上设有吊耳，用于实现防砸安全舱在竖井内的吊运。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明中，舱顶包括舱顶护罩、舱顶吸能层和舱顶保护层；舱顶吸能层设置于舱顶保护层上方，当防砸安全舱上方有重物坠落时，先击中舱顶吸能层，使舱顶吸能层吸收冲击能后发生变形，进一步对重物实现缓冲、减速，而舱顶保护层则能在此基础上进一步对抗重物坠落带来的冲击能，实现对舱内空间的保护，保证舱体的完整性；舱顶护罩覆盖于舱顶吸能层和舱顶保护层外部，使三者连接成一个整体，增强舱顶的结构强度。
(2)本发明中，舱顶护罩采用橡胶材料制成，其硬度为邵氏硬度A60～A70，用以缓冲吸能并降低重物砸向舱顶时的噪音。
(3)本发明中，舱顶吸能层和舱顶保护层均包括防护罩总成和设置于防护罩总成内部的吸能材料；防护罩总成具有抗冲击的作用，而吸能材料具有缓冲吸能以及降噪的作用。
(4)本发明中，舱顶保护层还包括沿竖直方向设置的至少一层加强层，加强层贯穿吸能材料设置，通过将加强层和吸能材料二叠加设置，可进一步增强舱顶保护层的结构强度，起到对舱体顶部的保护作用，避免舱顶和舱体顶部发生凹陷或严重变形，影响舱内人员的安全。
(5)本发明中，舱顶保护层的内防护罩和外防护罩上均设有用于插入加强管的安装孔，用于实现各部件之间的固定连接，保证舱顶保护层的结构强度。
(6)本发明中，当重物的尖锐部分直接冲击舱顶时，先通过舱顶吸能层对重物进行缓冲和减速，通过舱顶吸能层的变形吸收大部分的冲击能；在此情况下，重物对舱顶保护层的损害很小，且舱顶保护层的结构强度比舱顶吸能层的结构强度大，所以可避免舱顶保护层发生较大凹陷或变形，从而避免对舱顶顶部造成损害。
(7)本发明中，舱顶、舱顶护罩、舱顶吸能层和舱顶保护层均为棱台结构，该棱台结构能改善舱顶的受力情况，舱顶的各个面均可承受较大的冲击力；且重物坠落在舱顶上时，可顺着舱顶四周的斜面滑落。
(8)本发明中，通过内舱体、舱体骨架和外舱体的组合，实现对舱体内部空间的保护，具备一定的抗冲击和防砸性能。
(9)本发明中，通风装置包括贯穿内舱体和外舱体设置的通风管，通风管的两端均设有过滤组件，避免竖井内部的灰尘和污染物进入舱体内部；通风装置还包括设在舱体侧壁上的排气口，用于实现空气流通。
(10)本发明中，过滤组件包括可拆卸式连接的滤网和安装环，便于实现安装环上滤网的更换，降低设备的制造成本；通风管两端设有与安装环相匹配的限位台阶，用于实现安装环的固定和限位，安装环与通风管之间为过盈配合，使得安装环可以卡紧在通风管内部；外环远离滤网的一侧还设有手柄，便于实现过滤组件在通风管内部的插拔。
(11)本发明中，舱体内壁铺设有隔音材料，可进一步降低舱体内部的噪音，并增加舱体内部的舒适性；舱体内部还设有折叠座椅、手电筒、供氧装置、工具箱、灭火器、蓄电池和食物等应急物资，当出现紧急情况时，可维持舱内人员的基本生活需求，直至实现救援；舱体外壁上设有吊耳，用于实现防砸安全舱在生产、运输、使用期间的吊装工作。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本申请实施例中一种防砸安全舱的结构示意图；
图2是本申请实施例图1中舱顶护罩的爆炸图；
图3是本申请实施例图1中舱顶的剖视图；
图4是本申请实施例图3中舱顶吸能层的爆炸图；
图5是本申请实施例图3中舱顶保护层的爆炸图；
图6是本申请实施例图1中舱体的结构示意图；
图7是本申请实施例中通风管和过滤组件的安装示意图；
图8是本申请过滤组件的爆炸图；
图9是本申请实施例中一种防砸安全舱的剖视图(未示意吸能材料)；
图10是本申请实施例中一种防砸安全舱在竖井中的使用示意图；
其中，1、舱顶，1.1、舱顶护罩，1.1.1、顶板，1.1.2、侧板，1.2、舱顶吸能层，1.2.1、内防护罩一，1.2.2、支撑骨架一，1.2.3、外防护罩一，1.2.4、吸能材料一，1.2.5、底板一，1.3、舱顶保护层，1.3.1、内防护罩二，1.3.2、支撑骨架二，1.3.3、外防护罩二，1.3.4、吸能材料二，1.3.5、底板二，1.3.6、加强管，1.4、紧固螺栓，2、舱体，2.1、内舱体，2.2、舱体骨架，2.3、外舱体，2.4、舱门，2.4.1、观察窗，2.4.2、门锁，2.5、隔音材料，2.6、应急物资，2.7、吊耳，2.8、铰接座，2.9、门闩，3、通风装置，3.1、通风管，3.1.1、限位台阶，3.2、过滤组件，3.2.1、滤网，3.2.2、内环，3.2.21、凹齿，3.2.3、外环，3.2.31、凸齿，3.2.32、手柄，3.3、排气口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例：
参见图1至图10，一种防砸安全舱，本实施例应用于竖井中的安全防护。
一种防砸安全舱，参见图1，包括舱顶1和与所述舱顶1连接的舱体2，舱顶1和舱体2之间可通过高强螺栓进行可拆卸式连接，如图9所示，当防砸安全舱由于受重物冲击导致舱顶1损坏时，只需更换舱顶1即可再次投入使用，能降低设备制造成本；除此之外，舱顶1和舱体2之间也可通过焊接实现固定连接；参见图3，所述舱顶1包括舱顶护罩1.1、舱顶吸能层1.2和舱顶保护层1.3；所述舱顶吸能层1.2设置于所述舱顶保护层1.3上方，当防砸安全舱上方有重物坠落时，先击中舱顶吸能层1.2，使舱顶吸能层1.2吸收冲击能后发生变形，进一步对重物实现缓冲、减速，而舱顶保护层1.3则能在此基础上进一步对抗重物坠落带来的冲击能，实现对舱内空间的保护；所述舱顶护罩1.1覆盖于所述舱顶吸能层1.2和舱顶保护层1.3外部，使三者连接成一个整体，增强舱顶1的结构强度。
舱顶护罩1.1包括顶板1.1.1和侧板1.1.2，如图2所示，舱顶护罩1.1的顶板1.1.1和侧板1.1.2均通过紧固螺栓1.4与舱顶吸能层1.2和/或舱顶保护层1.3实现连接；舱顶护罩1.1的材质为橡胶材料，其硬度为邵氏硬度A60～A70，用以缓冲吸能并降低重物砸向舱顶1时的噪音；舱顶护罩1.1的硬度过高时，当重物砸在舱顶1时舱顶护罩1.1的缓冲性能降低，会给舱体2造成巨大的振动从而导致舱体2内人员受伤；舱顶护罩1.1的硬度过低时，当重物砸在舱顶1时，由于舱顶护罩1.1太软，无法起到缓冲减震作用，且在重物冲击下容易发生破损。本实施例中，舱顶护罩1.1的顶板1.1.1和侧板1.1.2的材质均为聚氨酯橡胶板。
参见图3，所述舱顶吸能层1.2和舱顶保护层1.3均包括防护罩总成和设置于防护罩总成内部的吸能材料；防护罩总成具有抗冲击的作用，而吸能材料具有缓冲吸能以及降噪的作用。
所述防护罩总成包括内防护罩和外防护罩，所述内防护罩和外防护罩之间设有支撑骨架；
所述防护罩总成还包括与内防护罩、外防护罩和支撑骨架连接的底板；所述内防护罩与底板之间形成用于填充吸能材料的腔体。
参见图3和图4，舱顶吸能层1.2包括内防护罩一1.2.1、支撑骨架一1.2.2、外防护罩一1.2.3、吸能材料一1.2.4和底板一1.2.5；其中内防护罩一1.2.1、外防护罩一1.2.3和底板一1.2.5均采用钢板制成；而支撑骨架一1.2.2采用方形钢梁折弯后进行焊接，形成网状框架结构，具有缓冲性能；钢板和方形钢梁的尺寸根据实际受力要求进行选取；吸能材料一1.2.4采用泡沫铝，通过泡沫铝实现缓冲吸能和降噪。
参见图3和图5，舱顶缓冲层1.3包括内防护罩二1.3.1、支撑骨架二1.3.2、外防护罩二1.3.3、吸能材料二1.3.4和底板二1.3.5，上述部件的设置方式与舱顶吸能层1.2相似，不再进行赘述。不同之处在于，所述舱顶保护层1.3还包括沿竖直方向设置的至少一层加强层，所述加强层贯穿所述吸能材料(即吸能材料二1.3.4)设置；所述加强层包括多根平行设置的加强管1.3.6，加强管1.3.6采用空心钢管制成；相邻加强层之间的加强管1.3.6的轴线交错设置。通过将加强层和吸能材料二1.3.4叠加设置，可进一步增强舱顶保护层1.3的结构强度，起到对舱体2顶部的保护作用，避免舱顶1和舱体2顶部发生凹陷或严重变形，影响舱内人员的安全。
本实施例中，沿高度方向共设有两层吸能材料二1.3.4和两层加强层，吸能材料二和加强层交叉设置，相邻加强层之间的加强管1.3.6的轴线互相垂直，吸能材料二1.3.4、加强层与底板二1.3.5共同作用，实现对舱体2顶部的保护效果。
所述舱顶保护层1.3的内防护罩(即内防护罩二1.3.1)和外防护罩(即外防护罩二1.3.3)上均设有用于插入加强管1.3.6的安装孔，用于实现各部件之间的固定连接，保证舱顶保护层1.3的结构强度。
当重物的尖锐部分直接冲击舱顶1时，先通过舱顶吸能层1.2对重物进行缓冲和减速，通过舱顶吸能层1.2的变形吸收大部分的冲击能；在此情况下，重物对舱顶保护层1.3的损害很小，且舱顶保护层1.3的结构强度比舱顶吸能层1.2的结构强度大，所以可避免舱顶保护层1.3发生较大凹陷或变形，从而避免对舱顶2顶部造成损害。
参见图3，所述舱顶1、舱顶护罩1.1、舱顶吸能层1.2和舱顶保护层1.3均为棱台结构；舱顶吸能层1.2的底部规格与舱顶保护层1.3的顶部规格相同；该棱台结构能改善舱顶1的受力情况，舱顶1的各个面均可承受较大的冲击力；且重物坠落在舱顶1上时，可顺着舱顶1四周的斜面滑落，如图10所示(箭头指示重物坠落方向)。
参见图6，所述舱体2包括由内向外设置的内舱体2.1、舱体骨架2.2和外舱体2.3；所述内舱体2.1、舱体骨架2.2和外舱体2.3上均设有用于安装舱门2.4的出入口。本实施例中，内舱体2.1和外舱体2.3均采用钢板焊接而成，舱体骨架2.2通过方形钢梁焊接而成，形成长方体框架结构，通过内舱体2.1、舱体骨架2.2和外舱体2.3的组合，实现对舱体2内部空间的保护，使舱体2具备一定的抗冲击和防砸性能。
舱门2.4可选用防爆舱门，避免舱门2.4在重击下发生变形，导致舱门2.4无法打开。所述舱门2.4上设有观察窗2.4.1和门锁2.4.2，舱内人员可通过观察窗查看竖井内的施工情况，便于在恰当时机走出安全舱；内舱体2.1或外舱体2.3上设有与门锁2.4.2配合的门闩2.9，通过旋转门锁2.4.2的把手，即可实现舱门2.4的开闭。本实施例中，外舱体2.3上还设有用于安装舱门2.4的铰接座2.8，舱门2.4的内侧和外侧均设有门把手。
所述舱体2侧壁上设有通风装置3，用于保障舱体2内部的空气流通；所述通风装置3包括贯穿内舱体2.1和外舱体2.3设置的通风管3.1，所述通风管3.1的两端均设有过滤组件3.2，避免竖井内部的灰尘和污染物进入舱体内部，如图7所示。
参见图8，所述过滤组件3.2包括可拆卸式连接的滤网3.2.1和安装环，便于实现安装环上滤网3.2.1的更换，降低设备的制造成本；所述通风管3.1两端设有与安装环相匹配的限位台阶3.1.1，用于实现安装环的固定和限位，安装环与通风管3.1之间为过盈配合，使得安装环可以卡紧在通风管3.1内部。
所述安装环包括可拆卸式连接的内环3.2.2和外环3.2.3，滤网3.2.1夹紧于内环3.2.2和外环3.2.3之间。本实施例中，内环3.2.2上沿圆周方向设有多个凹齿3.2.21，外环3.2.3上对应设有多个凸齿3.2.31，通过凹齿3.2.21和凸齿3.2.31之间的配合实现内环3.2.2和外环3.2.3之间的可拆卸式连接。外环3.2.3远离滤网3.2.1的一侧还设有手柄3.2.32，便于实现过滤组件3.2在通风管3.1内部的插拔。
通风装置3还包括设在舱体2侧壁上的排气口3.3，用于实现空气流通。
参见图1，所述舱体2内壁铺设有隔音材料2.5，可进一步降低舱体2内部的噪音，并增加舱体2内部的舒适性，本实施例中，隔音材料2.5选用隔音棉；所述舱体2内部还设有应急物资2.6，应急物资2.6包括折叠座椅、手电筒、供氧装置、工具箱、灭火器、蓄电池和食物等，当出现紧急情况时(如舱门2.4毁损，无法打开时)，可维持舱内人员的基本生活需求，直至实现救援；所述舱体2外壁上设有吊耳2.7，用于实现防砸安全舱在生产、运输、使用期间的吊装工作，本实施例中，舱体2外壁上设置有两组四个吊耳2.7。
上述的一种防砸安全舱的使用方法如下：将起吊装置的吊钩钩在舱体2外部的吊耳2.7上，将防砸安全舱放入竖井中靠近竖井壁的位置。当需要在竖井内部吊运大重量设备及施工物料时，工作人员提前进入舱体2内部躲避，躲避期间保持舱门2.4关闭，工作人员可通过观察窗2.4.1观察外部施工状况。当有重物从高处坠落时，重物会砸在舱顶1的舱顶护罩1.1上，先通过舱顶吸能层1.2通过变形吸收重物带来的冲击能，对重物起到缓冲减速的作用；再通过舱顶保护层1.3对舱体2顶部进行保护，避免舱顶1凹陷使舱体2顶部发生严重变形，危及舱内的工作人员；重物在坠落过程中会顺着棱台结构的舱顶1滑落至地面。工作人员在舱体2内部时，若发生紧急情况，可通过通风装置3实现舱体2内部的空气流通，舱体2内部的应急物资2.6可维持舱内工作人员的基本生活，直至救援结束。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防砸安全舱，其特征在于，包括舱顶(1)和与所述舱顶(1)连接的舱体(2)；所述舱顶(1)包括舱顶护罩(1.1)、舱顶吸能层(1.2)和舱顶保护层(1.3)；所述舱顶吸能层(1.2)设置于所述舱顶保护层(1.3)上方；所述舱顶护罩(1.1)覆盖于所述舱顶吸能层(1.2)和舱顶保护层(1.3)外部。
2.根据权利要求1所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱顶吸能层(1.2)和舱顶保护层(1.3)均包括防护罩总成和设置于防护罩总成内部的吸能材料；
所述防护罩总成包括内防护罩和外防护罩，所述内防护罩和外防护罩之间设有支撑骨架；
所述防护罩总成还包括与内防护罩、外防护罩和支撑骨架连接的底板；所述内防护罩与底板之间形成用于填充吸能材料的腔体。
3.根据权利要求2所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱顶保护层(1.3)还包括沿竖直方向设置的至少一层加强层，所述加强层贯穿所述吸能材料设置；所述加强层包括多根平行设置的加强管(1.3.6)；相邻加强层之间的加强管(1.3.6)的轴线交错设置。
4.根据权利要求3所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱顶保护层(1.3)的内防护罩和外防护罩上均设有用于插入加强管(1.3.6)的安装孔。
5.根据权利要求1所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱顶(1)、舱顶护罩(1.1)、舱顶吸能层(1.2)和舱顶保护层(1.3)均为棱台结构；所述舱顶护罩(1.1)的材质为橡胶材料。
6.根据权利要求1所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱体(2)包括由内向外设置的内舱体(2.1)、舱体骨架(2.2)和外舱体(2.3)；所述内舱体(2.1)、舱体骨架(2.2)和外舱体(2.3)上均设有用于安装舱门(2.4)的出入口。
7.根据权利要求6所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱门(2.4)上设有观察窗(2.4.1)和门锁(2.4.2)。
8.根据权利要求6所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱体(2)侧壁上设有通风装置(3)；所述通风装置(3)包括贯穿内舱体(2.1)和外舱体(2.3)设置的通风管(3.1)，所述通风管(3.1)的两端均设有过滤组件(3.2)。
9.根据权利要求8所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述过滤组件(3.2)包括可拆卸式连接的滤网(3.2.1)和安装环；所述通风管(3.1)两端设有与安装环相匹配的限位台阶(3.1.1)；所述安装环包括可拆卸式连接的内环(3.2.2)和外环(3.2.3)。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种防砸安全舱，其特征在于，所述舱体(2)内壁铺设有隔音材料(2.5)；所述舱体(2)内部还设有应急物资(2.6)；所述舱体(2)外壁上设有吊耳(2.7)，用于实现防砸安全舱在竖井内的吊运。
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