CN205779023U - 一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道施工救援配套设备相关领域，并公开了一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其包括供氧单元、电磁球阀、空气质量净化系统、电控箱、电控箱、二氧化碳监测装置和氧气监测装置，其中供氧单元依次连接所述电磁球阀、电控箱、电控箱和空气净化系统；所述电控箱上分别连接所述二氧化碳监测装置和氧气监测装置。本实用新型可以实时监测舱内外的环境主要参数，实现舱内密闭环境的动态调整，自动化程度高，使用便捷、设计简单合理、可靠性高，实用性强。

Description

一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统

技术领域

本实用新型属于隧道施工救援配套设备技术领域，更具体地，涉及一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统。

背景技术

随着我国交通建设的快速发展，地下工程建设越来越普遍，目前在建隧道中软弱围岩隧道占有相当大的比例。在软弱围岩隧道施工中，由于地质条件差、埋深浅、下穿公路或建筑物等不利因素，施工中极易发生变形和塌方灾害，尤其近年来软弱围岩隧道施工事故频发，造成设备、人员损失惨重，社会影响极大。

根据灾后事故调查发现，70％的软弱围岩坍塌发生在掌子面后方，塌方发生后，掌子面人员被困，由于抢救不及时或塌方范围慢慢波及至掌子面，极易导致被困人员受伤或遇难，而目前并没有有效的隧道施工救生舱的监测系统。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其结合隧道施工救生舱结构特点和工作要求，在事故发生施工人员进入舱内后，解决舱内二氧化碳、氧气浓度，温湿度等主要生存环境参数监测等问题，便于舱内人员实施调整可行方案，为下一步自救或等待救援提供实时数据。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其特征在于，其包括供氧单元、空气净化单元、第一电控箱、第二电控箱、二氧化碳监测装置和氧气监测装置，其中：

所述供氧单元经由电磁球阀依次连接至所述第一电控箱、第二电控箱和空气净化单元；

所述第二电控箱上分别连接所述二氧化碳监测装置和氧气监测装置，其中该二氧化碳监测装置用于检测救生舱内的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度信号依次传递给所述第一电控箱和所述第二电控箱，从而通过所述第二电控箱来调节所述空气净化单元的运转，进而控制救生舱内的二氧化碳浓度；该氧气监测装置用于检测救生舱内的氧气浓度，并将氧气浓度信号通过所述第一电控箱传递给所述电磁球阀，由此通过该电磁球阀来调节所述供氧单元的运转，进而控制救生舱内的氧气浓度。

作为进一步优选地，所述第二电控箱上还连接有温湿度计，以用于检测救生舱内的温度和湿度。

作为进一步优选地，所述供氧单元包括氧气供应组件、氧气汇流排和氧气控制组件，其中该氧气供应组件包括多个压缩氧气瓶，每个压缩氧气瓶上分别设置有气瓶减压器；该氧气汇流排通过金属软管与每个压缩氧气瓶相连，并且此氧气汇流排上设置有截止阀；此外，该氧气控制组件包括氧气控制箱，其通过紫铜管与所述汇流排相连，所述紫铜管上设置有减压阀。

作为进一步优选地，供氧单元的人均供氧量优选设定为不低于0.5L/min，供氧流速不超过30m/s。

作为进一步优选地，所述空气净化单元呈现为自上到下三层分布的箱体结构，其中未净化处理的空气被导入最下层，然后经由配置在中间层的过滤元件执行多层过滤，最后经由配置在最上层的风扇予以排出，由此为舱内人员提供无有毒成分和粉尘、并且CO₂浓度<1.0％的净化后空气。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型可以实时监测舱内外的环境主要参数，实现舱内密闭环 境的动态调整，自动化程度高，使用便捷、设计简单合理、可靠性高，实用性强，适宜运用于一定密闭环境的环境监测，对于地下工程建设等类似救生舱系统优势尤为突出。

2)本实用新型可显著提高此类应用于隧道等地下工程建设救生舱总体设计效率，便于后期救生舱的规范化、模块化设计和生产制造，市场应用前景好。

附图说明

图1是按照本实用新型所构建的环境监测系统的整体构造示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，一种隧道施工救生舱环境监测系统，包括供氧单元1、电磁球阀2、空气净化单元3、第一电控箱5、第二电控箱4、二氧化碳监测装置6和氧气监测装置7，所述供氧单元1经由所述电磁球阀2依次连接至第一电控箱5、第二电控箱4和空气净化单元3；所述第一电控箱5上分别连接所述二氧化碳监测装置6、氧气监测装置7和温湿度计8。

在发生事故后，避难人员进入施工救生舱，环境监测调整系统开始工作，实时监测舱内外的二氧化碳浓度、氧气浓度、温湿度等参数。

当舱内的二氧化碳监测装置6监测到二氧化碳浓度超过正常设定范围值时，二氧化碳监测装置6将信号传递给第一电控箱5，第一电控箱5接着将信号传递给空气质量净化系统3的第二电控箱4，第二电控箱4将启动空气净化单元3，空气净化单元3将加快舱内二氧化碳吸收循环处理能力，降低舱内的二氧化碳浓度，当舱内二氧化碳浓度达到正常的浓度范围时，二 氧化碳监测装置6将信号传递给第一电控箱5，第一电控箱5将信号传递给空气净化单元3的第二电控箱4，关闭空气净化单元3。

当舱内的氧气监测装置7监测到舱内氧气浓度低于正常设定范围值时，氧气监测装置7将信号传递给第一电控箱5，第一电控箱5将信号传递给供氧单元的电磁球阀2，电磁球阀2接到信号后启动供氧单元1，供氧单元系统1将加快释放氧气，提升舱内氧气浓度，当舱内氧气浓度达到正常的浓度范围时，氧气监测装置7的传感器将信号传递给第一电控箱5，第一电控箱5将信号传递给供氧单元的电磁球阀2，关闭供氧单元1。

按照本实用新型的一个优选实施例，所述供氧单元包括氧气供应组件、氧气汇流排和氧气控制组件，其中：所述氧气供应组件包括多个压缩氧气瓶，每个压缩氧气瓶上分别设置有气瓶减压器；所述氧气汇流排的数量为多个，它们分别通过金属软管与每个压缩氧气瓶相连，其上设置有截止阀；此外，所述氧气控制组件包括氧气控制箱，其通过紫铜管与所述汇流排相连，所述紫铜管上设置有减压阀，所述氧气控制箱上设置有流量计、压力表和开关。此外，本实用新型的上述供氧单元的人均供氧量优选设定为不低于0.5L/min，供氧流速不超过30m/s。

按照本实用新型的另一优选实施例，所述空气净化单元设置在救生舱的内部，并呈现为自上到下三层分布的箱体结构，其中未净化处理的空气被导入最下层，然后经由配置在中间层的过滤元件执行多层过滤，最后经由配置在最上层的风扇予以排出，由此为舱内人员提供无有毒成分和粉尘、并且CO₂浓度<1.0％的净化后空气。

此外，按照本实用新型的又一优选实施例，对于作为测试本体的隧道施工救生舱而言，其优选包括小型舱、中型舱、大型舱和特大型舱四种类型，其中：所述小型舱的外形尺寸规格为长2700mm×宽1700×高2200mm或者3000mm×宽1700×高2200mm，额定容纳人数≤7人，额定保障时间为72小时或者120小时；所述中型舱的外形尺寸规格为长3200mm×宽2000 ×高2500mm或者3500mm×宽2000×高2500mm，额定容纳人数8～10人，额定保障时间为72小时或者120小时；所述大型舱的外形尺寸规格为长4000mm×宽2000×高2500mm或者4400mm×宽2000×高2500mm，额定容纳人数11～15人，额定保障时间为72小时或者120小时；所述超大型舱的外形尺寸规格为长4000mm×宽2500×高2500mm或者4400mm×宽2500×高2500mm，额定容纳人数16～20人，额定保障时间为72小时或者120小时。

本环境监测系统具有以下特点：

1)自动化、节约、安全：本发明提出的隧道施工救生舱环境监测系统可与氧气供给、空气质量净化系统之间协同工作，环境监测系统通过仪器仪表实时监测救生舱内的环境参数(氧气、二氧化碳浓度值等)，当环境监测数值超过或低于人体生存所需的设定范围值时，电气控制系统通过信号的收、发来控制氧气供给、空气质量净化系统的启动/关闭，实现舱内环境的实时动态监测和调整。智能控制，自动化程度高，使用便捷、可靠性高，实用性强，可有效避免舱内避险人员因人为因素(身体健康异常、注意力不集中等)造成的误操作，同时可大大提高压缩氧气及二氧化碳吸附剂的使用效率，安全、经济。

2)参数：氧气供给系统参数：舱内氧气浓度在18.5％～23.0％之间，标准大气压下在额定保障时间内人均供氧量不低于0.5L/min·人。氧气供给管路内的流速应不超过30m/s。0.5h的保压试验，无泄漏，压力无明显下降(压力表读数下降不应超过5％)；空气质量净化系统参数：救生舱空气质量净化系统应保证标准大气压下在额定保障时间内舱内CO2浓度<1.0％。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其特征在于，其包括供氧单元(1)、空气净化单元(3)、第一电控箱(5)、第二电控箱(4)、二氧化碳监测装置(6)和氧气监测装置(7)，其中：

所述供氧单元(1)经由电磁球阀(2)依次连接至所述第一电控箱(5)、第二电控箱(4)和空气净化单元(3)；

所述第二电控箱(4)上分别连接所述二氧化碳监测装置(6)和氧气监测装置(7)，其中该二氧化碳监测装置用于检测救生舱内的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度信号依次传递给所述第一电控箱和所述第二电控箱，从而通过所述第二电控箱来调节所述空气净化单元(3)的运转，进而控制救生舱内的二氧化碳浓度；该氧气监测装置用于检测救生舱内的氧气浓度，并将氧气浓度信号通过所述第一电控箱传递给所述电磁球阀，由此通过该电磁球阀来调节所述供氧单元(1)的运转，进而控制救生舱内的氧气浓度。

2.根据权利要求1所述的适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其特征在于，所述第二电控箱上还连接有温湿度计(8)，以用于检测救生舱内的温度和湿度。

3.如权利要求1所述的适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其特征在于，所述供氧单元包括氧气供应组件、氧气汇流排和氧气控制组件，其中该氧气供应组件包括多个压缩氧气瓶，每个压缩氧气瓶上分别设置有气瓶减压器；该氧气汇流排通过金属软管与每个压缩氧气瓶相连，并且此氧气汇流排上设置有截止阀；此外，该氧气控制组件包括氧气控制箱，其通过紫铜管与所述汇流排相连，所述紫铜管上设置有减压阀。

4.如权利要求3所述的适用于隧道施工救生舱的环境监测系统，其特征在于，所述空气净化单元呈现为自上到下三层分布的箱体结构，其中未净化处理的空气被导入最下层，然后经由配置在中间层的过滤元件执行多 层过滤，最后经由配置在最上层的风扇予以排出，由此为舱内人员提供无有毒成分和粉尘、并且CO₂浓度<1.0％的净化后空气。