CN218907419U - 一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱，其解决了现有应用于高原地区的增压方舱仓板结构还未公开的技术问题，车载增压方舱舱板设有外表层、中间层及内表层；外表层由外至内依次连接碳纤维斜纹布、碳纤维平纹布、±45°玻璃纤维布、0°及90°碳纤维双轴向布、碳纤维斜纹布；中间层设有型材骨架、泡沫芯材，泡沫芯材填充于型材骨架、外表层、内表层之间；内表层由内至外依次连接0°及90°碳纤维双轴向布、碳纤维平纹布、0°及90°碳纤维双轴向布、碳纤维平纹布、±45°玻璃纤维布、碳纤维平纹布、碳纤维平纹布；外表层、中间层、内表层由外至内利用树脂固化成型为一体；可广泛应用于方舱结构技术领域。

Description

一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱

技术领域

本申请涉及方舱结构技术领域，特别涉及一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱。

背景技术

高原缺氧会导致人体不适甚至威胁到人的生命安全，因此，在高原工程及救援现场，必须对缺氧人群及时进行高压氧治疗，以缓解病情。为进一步的救治争取时间，授权公告号为CN 217145784U的中国专利公开了一种移动方舱式高原供氧保障医疗车，其结构巧妙、安装方便、密封舱整个空间可供氧、供氧稳定、使用成本低、过渡舱设施完善，满足缺氧人群及时进行高压氧治疗，缓解病情的需要。

在缺氧人群进行高压氧治疗的过程中，方舱内需要增压至高压工作压力状态，这就要求方舱的仓板结构不同于普通方舱，目前应用于高原地区的增压方舱仓板结构还未公开。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱，以满足高原工程及救援时，方舱内高压工作状态的要求。

为此，本实用新型提供一种车载增压方舱舱板，车载增压方舱舱板设有外表层、中间层及内表层；其中：

外表层由外至内依次连接设有第一碳纤维斜纹布、第一碳纤维平纹布、±45°第一玻璃纤维布、0°及90°第一碳纤维双轴向布、第二碳纤维斜纹布；

中间层设有型材骨架、泡沫芯材，型材骨架外内两侧分别与外表层的最内层、内表层的最外侧相连接，泡沫芯材填充于型材骨架、外表层的最内层、内表层的最外侧之间；

内表层由内至外依次连接设有0°及90°第二碳纤维双轴向布、第二碳纤维平纹布、0°及90°第三碳纤维双轴向布、第三碳纤维平纹布、±45°第二玻璃纤维布、第四碳纤维平纹布、第五碳纤维平纹布；

外表层、中间层、内表层由外至内利用树脂固化成型为一体。

优选的，所述型材骨架为铝合金型材骨架，所述泡沫芯材为PVC泡沫。

优选的，型材骨架的外壁缠绕包裹连接设有第三碳纤维斜纹布。

优选的，外表层的第一碳纤维斜纹布为3K 200g碳纤维斜纹布；第一碳纤维平纹布为12K 400g碳纤维平纹布；第一玻璃纤维布为±45°800g玻璃纤维布；0°及90°第一碳纤维双轴向布为12K 400g碳纤维双轴向布；第二碳纤维斜纹布为3K 200g碳纤维斜纹布。

优选的，内表层的0°及90°第二碳纤维双轴向布为12K 400g碳纤维双轴向布；第二碳纤维平纹布为12K 400g碳纤维平纹布；0°及90°第三碳纤维双轴向布为12K 400g碳纤维双轴向布；第三碳纤维平纹布为12K 400g碳纤维平纹布；第二玻璃纤维布为±45°800g玻纤布；第四碳纤维平纹布为12K 400g碳纤维平纹布；第五碳纤维平纹布为12K 400g碳纤维平纹布。

优选的，第三碳纤维斜纹布为3K 200g碳纤维斜纹布。

一种车载增压方舱，其设有上述任一项所述的一种车载增压方舱舱板。

优选的，车载增压方舱为立体方舱，其方舱顶部的边缘处设有过渡沿，过渡沿向下倾斜，且与其相邻的方舱侧壁相连接。

优选的，车载增压方舱的方舱顶部设有抗冲击逃生窗；方舱侧壁分别安装设有舱门、观察窗和递物筒窗口。

优选的，型材骨架设有框架、以及在框架内相连接的横竖交连的支撑梁。

优选的，设置在方舱顶部内的铝合金型材骨架设有逃生窗框；设置在方舱侧壁的铝合金型材骨架分别安装设有舱门框、观察窗框和递物筒窗口框。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱，初创性的将碳纤维布和玻璃纤维布组成的复合材料、型材骨架以及泡沫芯材通过树脂固化成型结合为一体结构，环氧树脂胶分别流入外表层、内表层，外表层、内表层内的多层碳纤维布、玻璃纤维布经环氧树脂胶粘合固化，使车载增压方舱舱板结构强度高，耐腐蚀性好，且重量轻；环氧树脂胶流入中间层，可提高PVC泡沫与铝合金型材骨架、外表层的最内层、内表层的最外侧四者之间的结构强度，保证较高的成形质量及成形件强度；外表层、内表层中的0°及90°碳纤维双轴向布、±45°玻璃纤维布涉及相应纤维布的铺设形成“米”字形，在整体上大大提高了车载增压方舱舱板的结构强度。本实用新型通过中间层补强，且与外表层、内表层协同增强车载增压方舱舱板的刚性，大幅度提高车载增压方舱舱板的力学性能，从而满足高原工程及救援时，方舱内高压工作状态的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型车载增压方舱舱板的结构示意图；

图2为图1所示的A部放大图的结构示意图；

图3为图1所示的B部放大图的结构示意图；

图4为本实用新型车载增压方舱的立体图的结构示意图；

图5为图4所示的另一个视角的结构示意图；

图6为图4所示的其内部型材骨架的立体图的结构示意图。

图中标记：

1.外表层，11.第一碳纤维斜纹布，12.第一碳纤维平纹布，13.第一玻璃纤维布，14.0°及90°第一碳纤维双轴向布，15.第二碳纤维斜纹布；

2.中间层，21.铝合金型材骨架，22.PVC泡沫，23.第三碳纤维斜纹布，211.框架，212.支撑梁，213.逃生窗框，214.舱门框，215.观察窗框，216.递物筒窗口框；

3.内表层，31.0°及90°第二碳纤维双轴向布，32.第二碳纤维平纹布，33.0°及90°第三碳纤维双轴向布，34.第三碳纤维平纹布，35.第二玻璃纤维布，36.第四碳纤维平纹布，37.第五碳纤维平纹布；

41.方舱顶部，42.方舱侧壁，411.过渡沿，412.抗冲击逃生窗，421.舱门，422.观察窗，423.递物筒窗口。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1所示，本实用新型提供一种车载增压方舱舱板，车载增压方舱舱板设有外表层1、中间层2及内表层3；其中：

由图1、图2所示，外表层1由外至内依次连接设有第一碳纤维斜纹布11、第一碳纤维平纹布12、±45°第一玻璃纤维布13、0°及90°第一碳纤维双轴向布14、第二碳纤维斜纹布15。

其中，第一碳纤维斜纹布11的作用是适应车载增压方舱多曲面的结构形状，易于铺覆；第一碳纤维平纹布12起到两方面作用，一方面提升产品的拉伸强度，另一方面起到了承上启下的过渡作用；±45°第一玻璃纤维布13的作用是提升车载增压方舱舱板在45°和-45°方向上的剪切强度和冲击强度；0°及90°第一碳纤维双轴向布14的作用是提升车载增压方舱舱板在0°和90°方向上的结构的力学性能的刚性；第二碳纤维斜纹布15的作用是适应车载增压方舱多曲面的结构形状，易于铺覆。

由图1、图3所示，内表层3由内至外依次连接设有0°及90°第二碳纤维双轴向布31、第二碳纤维平纹布32、0°及90°第三碳纤维双轴向布33、第三碳纤维平纹布34、±45°第二玻璃纤维布35、第四碳纤维平纹布36、第五碳纤维平纹布37。

其中，0°及90°第二碳纤维双轴向布31、第三碳纤维双轴向布33的作用均是提升车载增压方舱舱板在0°和90°方向上的结构的力学性能的刚性；第二碳纤维平纹布32、第三碳纤维平纹布34、第四碳纤维平纹布36、第五碳纤维平纹布37均起到两方面作用，一方面提升产品的拉伸强度，另一方面起到了承上启下的过渡作用；±45°第二玻璃纤维布35的作用是提升车载增压方舱舱板在45°和-45°方向上的剪切强度和冲击强度。

外表层1、内表层3中的0°及90°碳纤维双轴向布、±45°玻璃纤维布涉及相应纤维布的铺设，其铺设方向、角度与车载增压方舱舱板设置方向相对应，例如以车载增压方舱舱板的水平横向设置为0°，则相应纤维布的铺设方向以车载增压方舱舱板的水平横向为各自的起始0°位置。从而0°及90°碳纤维双轴向布、±45°玻璃纤维布形成“米”字形，在整体上大大提高了车载增压方舱舱板的结构强度。

由图1-图3所示，中间层2设有型材骨架、泡沫芯材，其中型材骨架为铝合金型材骨架21，泡沫芯材为PVC泡沫22，铝合金型材骨架21外内两侧分别与外表层1的最内层第二碳纤维斜纹布15、内表层3的最外侧第五碳纤维平纹布37相连接，PVC泡沫22填充于铝合金型材骨架21、外表层1的最内层第二碳纤维斜纹布15、内表层3的最外侧第五碳纤维平纹布37之间。铝合金型材骨架21作为车载增压方舱舱板的主要支撑件；PVC泡沫22作为车载增压方舱舱板的的芯材，起到辅助加强的作用。

外表层1、中间层2、内表层3由外至内利用树脂固化成型为一体，树脂固化成型工艺为现有技术，按照图1所示将车载增压方舱舱板外表层1、中间层2、内表层3的层结构放置好，环氧树脂胶流入外表层1、中间层2、内表层3内，其中环氧树脂胶分别流入外表层1、内表层3，外表层1、内表层3内的多层碳纤维布、玻璃纤维布经环氧树脂胶粘合固化，使车载增压方舱舱板结构强度高，耐腐蚀性好，且重量轻；环氧树脂胶流入中间层2，可提高PVC泡沫22与铝合金型材骨架21、外表层1的最内层、内表层3的最外侧四者之间的结构强度，从而在整体上大大提高了车载增压方舱舱板的结构强度。为进一步提高树脂固化成型效果，可采用例如公布号为CN112318894A、CN115056509A等专利所公开的真空袋压成型工艺。

由图1-图3所示，铝合金型材骨架21的外壁最好缠绕包裹连接设有第三碳纤维斜纹布23。第三碳纤维斜纹布23有利于提升铝合金型材骨架21分别与PVC泡沫22与铝合金型材骨架21、外表层1的最内层第二碳纤维斜纹布15、内表层3的最外侧第五碳纤维平纹布37之间的结构强度，进一步提高了车载增压方舱舱板的结构强度。

作为优选的实施例，外表层1的第一碳纤维斜纹布11为3K 200g碳纤维斜纹布；第一碳纤维平纹布12为12K 400g碳纤维平纹布；第一玻璃纤维布13为±45°800g玻璃纤维布；0°及90°第一碳纤维双轴向布14为12K 400g碳纤维双轴向布；第二碳纤维斜纹布15为3K200g碳纤维斜纹布。

作为优选的实施例，内表层3的0°及90°第二碳纤维双轴向布31为12K400g碳纤维双轴向布；第二碳纤维平纹布32为12K 400g碳纤维平纹布；0°及90°第三碳纤维双轴向布33为12K 400g碳纤维双轴向布；第三碳纤维平纹布34为12K 400g碳纤维平纹布；第二玻璃纤维布35为±45°800g玻纤布；第三碳纤维平纹布34为12K 400g碳纤维平纹布；第四碳纤维平纹布36为12K400g碳纤维平纹布。

作为优选的实施例，第三碳纤维斜纹布23为3K 200g碳纤维斜纹布。

作为更优选的实施例：

外表层1的第一碳纤维斜纹布11的厚度为0.2mm；第一碳纤维平纹布12的厚度为0.4mm；第一玻璃纤维布13的厚度为0.8mm；0°及90°第一碳纤维双轴向布14的厚度为0.4mm；第二碳纤维斜纹布15的厚度为0.2mm。

内表层3的0°及90°第二碳纤维双轴向布31的厚度为0.4mm；第二碳纤维平纹布32的厚度为0.4mm；0°及90°第三碳纤维双轴向布33的厚度为0.4mm；第三碳纤维平纹布34的厚度为0.4mm；第二玻璃纤维布35的厚度为0.8mm；第四碳纤维平纹布36的厚度为0.4mm；第五碳纤维平纹布37的厚度为0.4mm。

缠绕包裹连接在铝合金型材骨架21的外壁的第三碳纤维斜纹布23的厚度为0.2mm。填充于铝合金型材骨架21、外表层1的最内层、内表层3的最外侧之间的PVC泡沫22厚度为71mm。

铝合金型材骨架21最好为铝材6001-T6。

由图4、图5所示，一种车载增压方舱，其设有上述任一项所述的一种车载增压方舱舱板。

车载增压方舱为立体方舱，其方舱顶部41的边缘处最好设有过渡沿411，过渡沿411向下倾斜，且与其相邻的方舱侧壁42相连接。最大限度的避免方舱顶部41与其相邻的方舱侧壁42产生压力集中区域，提升车载增压方舱的抗压能力。

车载增压方舱的方舱顶部41最好设有抗冲击逃生窗412，主要用于各类危险如火灾、危险品化学品燃烧等发生后的逃生窗口。方舱侧壁42最好分别安装设有舱门421、观察窗422和递物筒窗口423，其中，舱门421用于各类人员及相关仪器设备的进出；观察窗422用于在外部观察车载增压方舱内的情况；递物筒窗口423的结构与抗冲击逃生窗412的结构相同，用于在不方便打开舱门421的情况下，各类危险如传染病、危险品化学品的发生而设计的物料传递窗口。

由图5、图6所示，铝合金型材骨架21设有框架211、以及在框架211内相连接的横竖交连的支撑梁212，增强车载增压方舱舱板的支撑强度。设置在方舱顶部41内的铝合金型材骨架21最好设有逃生窗框213；设置在方舱侧壁42的铝合金型材骨架21最好分别安装设有舱门框214、观察窗框215和递物筒窗口框216。

经测试，本实用新型制备的车载增压方舱密闭后，在施加55KPa最大工作压力下，最大变形量未超过10mm，且最大工作压力状态下升压、降压过程未发出异响；35kPa的工作压力下增压循环次数≥10000，泄漏量≤1％；在-41℃～70℃气候温度环境下，舱体未发生开裂、气泡、分层、变形等质量问题。

另外，采用上述铝合金型材骨架21、碳纤维布、玻璃纤维布等复合材料制成的车载增压方舱，其重量为1117KG，而同样的金属方舱的重量为1.9吨，本实用新型比金属方舱减重约为41％，从而减少了的运输工具的使用能耗，降低了使用成本。

本实用新型提供一种车载增压方舱舱板及车载增压方舱，初创性的将碳纤维布、玻璃纤维布组成的复合材料、铝合金型材骨架21以及PVC泡沫22通过树脂固化成型结合为一体结构，环氧树脂胶分别流入外表层1、内表层3，外表层1、内表层3内的多层碳纤维布、玻璃纤维布经环氧树脂胶粘合固化，使车载增压方舱舱板结构强度高，耐腐蚀性好，且重量轻；环氧树脂胶流入中间层2，可提高PVC泡沫22与铝合金型材骨架21、外表层1的最内层、内表层3的最外侧四者之间的结构强度，保证较高的成形质量及成形件强度；外表层1、内表层3中的0°及90°碳纤维双轴向布、±45°玻璃纤维布涉及相应纤维布的铺设形成“米”字形，在整体上大大提高了车载增压方舱舱板的结构强度。本实用新型通过中间层2补强，且与外表层1、内表层3协同增强车载增压方舱舱板的刚性，大幅度提高车载增压方舱舱板的力学性能，从而满足高原工程及救援时，方舱内高压工作状态的要求。

需要说明的是：

(1)在实际生产过程中，可根据实际情况，选择外表层1、中间层2、内表层3内的碳纤维布、玻璃纤维布等纤维布的型号、厚度等。

(2)PVC泡沫22还可以为PET泡沫等。

(3)铝合金型材骨架21还可以为碳纤维拉挤型材骨架、玻璃钢拉挤型材骨架等，若不考虑重量，则铝合金型材骨架21还可以为碳钢型材骨架、不锈钢型材骨架。

(4)0°及90°碳纤维双轴向布还可以采用0度及90度角双轴向碳纤维经编布。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，在上述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”和“第五”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述车载增压方舱舱板设有外表层(1)、中间层(2)及内表层(3)；其中：

所述外表层(1)由外至内依次连接设有第一碳纤维斜纹布(11)、第一碳纤维平纹布(12)、±45°第一玻璃纤维布(13)、0°及90°第一碳纤维双轴向布(14)、第二碳纤维斜纹布(15)；

所述中间层(2)设有型材骨架、泡沫芯材，所述型材骨架外内两侧分别与所述外表层(1)的最内层、所述内表层(3)的最外侧相连接，所述泡沫芯材填充于所述型材骨架、所述外表层(1)的最内层、所述内表层(3)的最外侧之间；

所述内表层(3)由内至外依次连接设有0°及90°第二碳纤维双轴向布(31)、第二碳纤维平纹布(32)、0°及90°第三碳纤维双轴向布(33)、第三碳纤维平纹布(34)、±45°第二玻璃纤维布(35)、第四碳纤维平纹布(36)、第五碳纤维平纹布(37)；

所述外表层(1)、所述中间层(2)、所述内表层(3)由外至内利用树脂固化成型为一体。

2.根据权利要求1所述的一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述型材骨架为铝合金型材骨架(21)，所述泡沫芯材为PVC泡沫(22)。

3.根据权利要求1所述的一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述型材骨架的外壁缠绕包裹连接设有第三碳纤维斜纹布(23)。

4.根据权利要求1所述的一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述外表层(1)的所述第一碳纤维斜纹布(11)为3K 200g碳纤维斜纹布；所述第一碳纤维平纹布(12)为12K 400g碳纤维平纹布；所述第一玻璃纤维布(13)为±45°800g玻璃纤维布；所述0°及90°第一碳纤维双轴向布(14)为12K 400g碳纤维双轴向布；所述第二碳纤维斜纹布(15)为3K 200g碳纤维斜纹布。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述内表层(3)的所述0°及90°第二碳纤维双轴向布(31)为12K 400g碳纤维双轴向布；所述第二碳纤维平纹布(32)为12K 400g碳纤维平纹布；所述0°及90°第三碳纤维双轴向布(33)为12K 400g碳纤维双轴向布；所述第三碳纤维平纹布(34)为12K 400g碳纤维平纹布；所述第二玻璃纤维布(35)为±45°800g玻纤布；所述第四碳纤维平纹布(36)为12K 400g碳纤维平纹布；所述第五碳纤维平纹布(37)为12K 400g碳纤维平纹布。

6.根据权利要求3所述的一种车载增压方舱舱板，其特征在于，所述第三碳纤维斜纹布(23)为3K 200g碳纤维斜纹布。

7.一种车载增压方舱，其特征在于，其设有如权利要求1-6任一项所述的一种车载增压方舱舱板。

8.根据权利要求7所述的一种车载增压方舱，其特征在于，所述车载增压方舱为立体方舱，其方舱顶部(41)的边缘处设有过渡沿(411)，所述过渡沿(411)向下倾斜，且与其相邻的方舱侧壁(42)相连接。

9.根据权利要求8所述的一种车载增压方舱，其特征在于，所述车载增压方舱的方舱顶部(41)设有抗冲击逃生窗(412)；方舱侧壁(42)分别安装设有舱门(421)、观察窗(422)和递物筒窗口(423)。

10.根据权利要求9所述的一种车载增压方舱，其特征在于，所述型材骨架设有框架(211)、以及在所述框架(211)内相连接的横竖交连的支撑梁(212)。

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