本實(shí)用新型屬于隧道施工救援配套設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于隧道施工救生艙的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)交通建設(shè)的快速發(fā)展，地下工程建設(shè)越來越普遍，目前在建隧道中軟弱圍巖隧道占有相當(dāng)大的比例。在軟弱圍巖隧道施工中，由于地質(zhì)條件差、埋深淺、下穿公路或建筑物等不利因素，施工中極易發(fā)生變形和塌方災(zāi)害，尤其近年來軟弱圍巖隧道施工事故頻發(fā)，造成設(shè)備、人員損失慘重，社會(huì)影響極大。
根據(jù)災(zāi)后事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70％的軟弱圍巖坍塌發(fā)生在掌子面后方，塌方發(fā)生后，掌子面人員被困，由于搶救不及時(shí)或塌方范圍慢慢波及至掌子面，極易導(dǎo)致被困人員受傷或遇難，而目前并沒有有效的隧道施工救生艙的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種適用于隧道施工救生艙的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)合隧道施工救生艙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作要求，在事故發(fā)生施工人員進(jìn)入艙內(nèi)后，解決艙內(nèi)二氧化碳、氧氣濃度，溫濕度等主要生存環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)等問題，便于艙內(nèi)人員實(shí)施調(diào)整可行方案，為下一步自救或等待救援提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種一種適用于隧道施工救生艙的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，其包括供氧單元、空氣凈化單元、第一電控箱、第二電控箱、二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置和氧氣監(jiān)測(cè)裝置，其中：
所述供氧單元經(jīng)由電磁球閥依次連接至所述第一電控箱、第二電控箱和空氣凈化單元；
所述第二電控箱上分別連接所述二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置和氧氣監(jiān)測(cè)裝置，其中該二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置用于檢測(cè)救生艙內(nèi)的二氧化碳濃度，并將二氧化碳濃度信號(hào)依次傳遞給所述第一電控箱和所述第二電控箱，從而通過所述第二電控箱來調(diào)節(jié)所述空氣凈化單元的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制救生艙內(nèi)的二氧化碳濃度；該氧氣監(jiān)測(cè)裝置用于檢測(cè)救生艙內(nèi)的氧氣濃度，并將氧氣濃度信號(hào)通過所述第一電控箱傳遞給所述電磁球閥，由此通過該電磁球閥來調(diào)節(jié)所述供氧單元的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制救生艙內(nèi)的氧氣濃度。
作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第二電控箱上還連接有溫濕度計(jì)，以用于檢測(cè)救生艙內(nèi)的溫度和濕度。
作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述供氧單元包括氧氣供應(yīng)組件、氧氣匯流排和氧氣控制組件，其中該氧氣供應(yīng)組件包括多個(gè)壓縮氧氣瓶，每個(gè)壓縮氧氣瓶上分別設(shè)置有氣瓶減壓器；該氧氣匯流排通過金屬軟管與每個(gè)壓縮氧氣瓶相連，并且此氧氣匯流排上設(shè)置有截止閥；此外，該氧氣控制組件包括氧氣控制箱，其通過紫銅管與所述匯流排相連，所述紫銅管上設(shè)置有減壓閥。
作為進(jìn)一步優(yōu)選地，供氧單元的人均供氧量?jī)?yōu)選設(shè)定為不低于0.5L/min，供氧流速不超過30m/s。
作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述空氣凈化單元呈現(xiàn)為自上到下三層分布的箱體結(jié)構(gòu)，其中未凈化處理的空氣被導(dǎo)入最下層，然后經(jīng)由配置在中間層的過濾元件執(zhí)行多層過濾，最后經(jīng)由配置在最上層的風(fēng)扇予以排出，由此為艙內(nèi)人員提供無有毒成分和粉塵、并且CO2濃度<1.0％的凈化后空氣。
總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：
1)本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)外的環(huán)境主要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)密閉環(huán) 境的動(dòng)態(tài)調(diào)整，自動(dòng)化程度高，使用便捷、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)，適宜運(yùn)用于一定密閉環(huán)境的環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)于地下工程建設(shè)等類似救生艙系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)尤為突出。
2)本實(shí)用新型可顯著提高此類應(yīng)用于隧道等地下工程建設(shè)救生艙總體設(shè)計(jì)效率，便于后期救生艙的規(guī)范化、模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造，市場(chǎng)應(yīng)用前景好。
附圖說明
圖1是按照本實(shí)用新型所構(gòu)建的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
參照?qǐng)D1，一種隧道施工救生艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括供氧單元1、電磁球閥2、空氣凈化單元3、第一電控箱5、第二電控箱4、二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置6和氧氣監(jiān)測(cè)裝置7，所述供氧單元1經(jīng)由所述電磁球閥2依次連接至第一電控箱5、第二電控箱4和空氣凈化單元3；所述第一電控箱5上分別連接所述二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置6、氧氣監(jiān)測(cè)裝置7和溫濕度計(jì)8。
在發(fā)生事故后，避難人員進(jìn)入施工救生艙，環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)整系統(tǒng)開始工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)外的二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫濕度等參數(shù)。
當(dāng)艙內(nèi)的二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置6監(jiān)測(cè)到二氧化碳濃度超過正常設(shè)定范圍值時(shí)，二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置6將信號(hào)傳遞給第一電控箱5，第一電控箱5接著將信號(hào)傳遞給空氣質(zhì)量?jī)艋到y(tǒng)3的第二電控箱4，第二電控箱4將啟動(dòng)空氣凈化單元3，空氣凈化單元3將加快艙內(nèi)二氧化碳吸收循環(huán)處理能力，降低艙內(nèi)的二氧化碳濃度，當(dāng)艙內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到正常的濃度范圍時(shí)，二 氧化碳監(jiān)測(cè)裝置6將信號(hào)傳遞給第一電控箱5，第一電控箱5將信號(hào)傳遞給空氣凈化單元3的第二電控箱4，關(guān)閉空氣凈化單元3。
當(dāng)艙內(nèi)的氧氣監(jiān)測(cè)裝置7監(jiān)測(cè)到艙內(nèi)氧氣濃度低于正常設(shè)定范圍值時(shí)，氧氣監(jiān)測(cè)裝置7將信號(hào)傳遞給第一電控箱5，第一電控箱5將信號(hào)傳遞給供氧單元的電磁球閥2，電磁球閥2接到信號(hào)后啟動(dòng)供氧單元1，供氧單元系統(tǒng)1將加快釋放氧氣，提升艙內(nèi)氧氣濃度，當(dāng)艙內(nèi)氧氣濃度達(dá)到正常的濃度范圍時(shí)，氧氣監(jiān)測(cè)裝置7的傳感器將信號(hào)傳遞給第一電控箱5，第一電控箱5將信號(hào)傳遞給供氧單元的電磁球閥2，關(guān)閉供氧單元1。
按照本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述供氧單元包括氧氣供應(yīng)組件、氧氣匯流排和氧氣控制組件，其中：所述氧氣供應(yīng)組件包括多個(gè)壓縮氧氣瓶，每個(gè)壓縮氧氣瓶上分別設(shè)置有氣瓶減壓器；所述氧氣匯流排的數(shù)量為多個(gè)，它們分別通過金屬軟管與每個(gè)壓縮氧氣瓶相連，其上設(shè)置有截止閥；此外，所述氧氣控制組件包括氧氣控制箱，其通過紫銅管與所述匯流排相連，所述紫銅管上設(shè)置有減壓閥，所述氧氣控制箱上設(shè)置有流量計(jì)、壓力表和開關(guān)。此外，本實(shí)用新型的上述供氧單元的人均供氧量?jī)?yōu)選設(shè)定為不低于0.5L/min，供氧流速不超過30m/s。
按照本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述空氣凈化單元設(shè)置在救生艙的內(nèi)部，并呈現(xiàn)為自上到下三層分布的箱體結(jié)構(gòu)，其中未凈化處理的空氣被導(dǎo)入最下層，然后經(jīng)由配置在中間層的過濾元件執(zhí)行多層過濾，最后經(jīng)由配置在最上層的風(fēng)扇予以排出，由此為艙內(nèi)人員提供無有毒成分和粉塵、并且CO2濃度<1.0％的凈化后空氣。
此外，按照本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于作為測(cè)試本體的隧道施工救生艙而言，其優(yōu)選包括小型艙、中型艙、大型艙和特大型艙四種類型，其中：所述小型艙的外形尺寸規(guī)格為長(zhǎng)2700mm×寬1700×高2200mm或者3000mm×寬1700×高2200mm，額定容納人數(shù)≤7人，額定保障時(shí)間為72小時(shí)或者120小時(shí)；所述中型艙的外形尺寸規(guī)格為長(zhǎng)3200mm×寬2000 ×高2500mm或者3500mm×寬2000×高2500mm，額定容納人數(shù)8～10人，額定保障時(shí)間為72小時(shí)或者120小時(shí)；所述大型艙的外形尺寸規(guī)格為長(zhǎng)4000mm×寬2000×高2500mm或者4400mm×寬2000×高2500mm，額定容納人數(shù)11～15人，額定保障時(shí)間為72小時(shí)或者120小時(shí)；所述超大型艙的外形尺寸規(guī)格為長(zhǎng)4000mm×寬2500×高2500mm或者4400mm×寬2500×高2500mm，額定容納人數(shù)16～20人，額定保障時(shí)間為72小時(shí)或者120小時(shí)。
本環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
1)自動(dòng)化、節(jié)約、安全：本發(fā)明提出的隧道施工救生艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可與氧氣供給、空氣質(zhì)量?jī)艋到y(tǒng)之間協(xié)同工作，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過儀器儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)救生艙內(nèi)的環(huán)境參數(shù)(氧氣、二氧化碳濃度值等)，當(dāng)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)值超過或低于人體生存所需的設(shè)定范圍值時(shí)，電氣控制系統(tǒng)通過信號(hào)的收、發(fā)來控制氧氣供給、空氣質(zhì)量?jī)艋到y(tǒng)的啟動(dòng)/關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。智能控制，自動(dòng)化程度高，使用便捷、可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)，可有效避免艙內(nèi)避險(xiǎn)人員因人為因素(身體健康異常、注意力不集中等)造成的誤操作，同時(shí)可大大提高壓縮氧氣及二氧化碳吸附劑的使用效率，安全、經(jīng)濟(jì)。
2)參數(shù)：氧氣供給系統(tǒng)參數(shù)：艙內(nèi)氧氣濃度在18.5％～23.0％之間，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下在額定保障時(shí)間內(nèi)人均供氧量不低于0.5L/min·人。氧氣供給管路內(nèi)的流速應(yīng)不超過30m/s。0.5h的保壓試驗(yàn)，無泄漏，壓力無明顯下降(壓力表讀數(shù)下降不應(yīng)超過5％)；空氣質(zhì)量?jī)艋到y(tǒng)參數(shù)：救生艙空氣質(zhì)量?jī)艋到y(tǒng)應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下在額定保障時(shí)間內(nèi)艙內(nèi)CO2濃度<1.0％。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。