救生艙內(nèi)仿生仿真裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置包括主機(jī)，變頻電機(jī)，變頻電機(jī)通過傳動裝置與曲軸連接，曲軸上設(shè)有兩個軸頸，相鄰兩軸頸上下呈180度相反方向設(shè)置，兩曲軸軸頸上設(shè)有軸瓦，兩軸瓦通過傳動桿分別與進(jìn)氣活塞和出氣活塞連接，進(jìn)氣活塞上設(shè)有進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥和進(jìn)氣活塞出氣閥，出氣活塞上設(shè)有出氣活塞進(jìn)氣閥和出氣活塞出氣閥，進(jìn)氣活塞出氣閥和出氣活塞進(jìn)氣閥通過換向閥連接，換向閥上還并聯(lián)有泄氣管路與補(bǔ)氣管路，補(bǔ)氣管路通過換向閥與出氣活塞進(jìn)氣閥連接，泄氣管路直通救生艙體外，出氣活塞出氣閥連接加熱管路、增濕器，最終連接至救生艙內(nèi)。本發(fā)明裝置真實模擬人體代謝過程，受外界干擾小，可控性好，仿真度高，也避免了真人試驗中的風(fēng)險因素。
【專利說明】救生艙內(nèi)仿生仿真裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安全設(shè)備及環(huán)境工程領(lǐng)域，尤其涉及用于模擬人體基本生存代謝狀況的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置。該裝置模擬人體基本生存代謝狀況，呼吸過程吸收氧氣釋放二氧化碳，散發(fā)熱量。該裝置能真實反映人體生存條件下，與周圍環(huán)境的關(guān)系。在救生艙試驗中真實模擬實際生存狀況，準(zhǔn)確反映出被測設(shè)備的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]救生艙是當(dāng)井下發(fā)生突發(fā)災(zāi)害事故時，為無法安全撤至地面的遇險人員提供等待救援、能夠生存的緊急避險場所。其主要功能為對外能夠抵御爆炸沖擊、高溫?zé)煔?，冒頂坍塌，隔絕有毒有害氣體侵入，艙體保持絕對密閉；對內(nèi)能為被困礦工提供氧氣、食物、水等維持生命的保障，為外部救援贏得時間。救生艙是生命工程，人在艙室內(nèi)生存所需的各類環(huán)境參數(shù)都必須嚴(yán)格控制在人體正常生活的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，整機(jī)型式試驗是至關(guān)重要的過程。之前的試驗分為兩個過程:首先根據(jù)人體代謝與環(huán)境關(guān)系的理論數(shù)值，向艙內(nèi)加入定量二氧化碳與熱量，進(jìn)行初步試驗驗證；然后逐步延長時間進(jìn)行真人試驗。但是上述試驗過程耗費(fèi)大量人力物力，從事真人試驗的試驗者存在風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明提供一種完全取代真人試驗，準(zhǔn)確反映出救生艙真實生存狀況的一種救生艙仿真仿生裝置。
[0004]本發(fā)明的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置包括主機(jī)，變頻電機(jī)，變頻電機(jī)通過傳動裝置與曲軸連接，曲軸上設(shè)有兩個軸頸，相鄰兩軸頸上下呈180度相反方向設(shè)置,兩曲軸軸頸上設(shè)有軸瓦，兩軸瓦通過傳動桿分別與進(jìn)氣活塞和出氣活塞連接，進(jìn)氣活塞上設(shè)有進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥和進(jìn)氣活塞出氣閥，出氣活塞上設(shè)有出氣活塞進(jìn)氣閥和出氣活塞出氣閥，進(jìn)氣活塞出氣閥和出氣活塞進(jìn)氣閥通過換向閥連接，換向閥上還并聯(lián)有泄氣管路與補(bǔ)氣管路，補(bǔ)氣管路通過換向閥與出氣活塞進(jìn)氣閥連接，泄氣管路直通救生艙體外，出氣活塞出氣閥連接加熱管路、增濕器，最終連接至救生艙內(nèi)。
[0005]作為優(yōu)選方案，進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥、進(jìn)氣活塞出氣閥、出氣活塞進(jìn)氣閥和出氣活塞出氣閥為單向閥。
[0006]作為優(yōu)選方案，補(bǔ)氣管路一端通過二氧化碳流量計連接二氧化碳?xì)馄浚硪欢送ㄟ^氮?dú)饬髁坑嬤B接氮?dú)馄俊?br> [0007]作為優(yōu)選方案，所述的加熱管路與增濕器上連接有熱量濕度傳感器。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述的換向閥為電磁換向閥。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:裝置本體通過主機(jī)設(shè)置，真實模擬人體代謝過程，受外界干擾小，可控性好，可靠性高，并能實現(xiàn)人體代謝多參數(shù)的模擬，能根據(jù)環(huán)境的變化實時應(yīng)變?nèi)梭w代謝過程，根據(jù)時間變化模擬人體清醒狀態(tài)、睡眠狀態(tài)等參數(shù)值，仿真度高。同時，也避免了真人試驗中的風(fēng)險因素?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1、變頻電機(jī)；2、傳動裝置；3、曲軸；4、傳動桿；5、進(jìn)氣活塞；6、出氣活塞；7、進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥；8、進(jìn)氣活塞出氣閥；9、出氣活塞進(jìn)氣閥；10、出氣活塞出氣閥；11、換向閥；12、泄氣管路；13、補(bǔ)氣管路；14、二氧化碳?xì)馄浚?5、氮?dú)馄浚?6、二氧化碳流量計；17、氮?dú)饬髁坑嫞?8、加熱管路；19、增濕器；20、熱量濕度傳感器；21、控制主機(jī)；22、軸頸；23、軸瓦。
【具體實施方式】
[0012]如圖所示:一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置包括主機(jī)21，變頻電機(jī)1，變頻電機(jī)I通過傳動裝置2與曲軸3連接，曲軸3上設(shè)有兩個軸頸22，相鄰兩軸頸22上下呈180度且相反方向設(shè)置，兩曲軸軸頸22上設(shè)有軸瓦23，兩軸瓦23通過傳動桿4分別與進(jìn)氣活塞5和出氣活塞6連接，進(jìn)氣活塞5上設(shè)有進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥7和進(jìn)氣活塞出氣閥8，出氣活塞6上設(shè)有出氣活塞進(jìn)氣閥9和出氣活塞出氣閥IO，進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥7、進(jìn)氣活塞出氣閥8、出氣活塞進(jìn)氣閥9、出氣活塞出氣閥10均為單向閥。進(jìn)氣活塞出氣閥8和出氣活塞進(jìn)氣閥9通過換向閥11連接，換向閥11上還并聯(lián)有泄氣管路12與補(bǔ)氣管路13，補(bǔ)氣管路13通過換向閥11與出氣活塞進(jìn)氣閥9連接，換向閥11為電磁換向閥，補(bǔ)氣管路13通過二氧化碳流量計16連接二氧化碳?xì)馄?4，還通過氮?dú)饬髁坑?7連接氮?dú)馄?5，泄氣管路12直通救生艙體外，出氣活塞出氣閥10連接加熱管路19、增濕器20，最終連接至救生艙內(nèi)。
[0013]該裝置的具體工作方式:首先在主機(jī)21上設(shè)定測試人員數(shù)量，系統(tǒng)啟動控制變頻電機(jī)I轉(zhuǎn)速。變頻電機(jī)I通過傳動裝置2傳遞扭矩至曲軸3。曲軸3上兩軸頸上下呈180度相反方向設(shè)置，使得曲軸3的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為進(jìn)氣活塞5和出氣活塞6的往復(fù)運(yùn)動，并且兩活塞呈相反的運(yùn)動狀態(tài)，模擬真人吸氣和呼氣的過程?；钊鶑?fù)運(yùn)動實現(xiàn)氣體的定向流動。進(jìn)氣活塞5將艙內(nèi)氣體通過進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥7吸入腔體后，通過換向閥11流經(jīng)出氣活塞進(jìn)氣閥9進(jìn)入出氣活塞6的腔體。此時泄氣管路12和補(bǔ)氣管路13均處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)氣活塞5和出氣活塞6運(yùn)動達(dá)到主機(jī)21設(shè)置的預(yù)訂位置，換向閥11開始工作。進(jìn)氣活塞出氣閥8與出氣活塞進(jìn)氣閥10管路斷開。進(jìn)氣活塞出氣閥8與泄氣管路12連通，補(bǔ)氣管路13與出氣活塞進(jìn)氣閥9連通。進(jìn)氣活塞5腔體內(nèi)多余氣體排到救生艙體外，二氧化碳與氮?dú)鈿怏w經(jīng)流量計控制流量，在補(bǔ)氣管路13中混合填充至出氣活塞腔6體內(nèi)，實現(xiàn)氧氣的定量損耗，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w?；旌蠚怏w的填充量由主機(jī)21控制，當(dāng)模擬夜間狀態(tài)時，換向閥11延遲開啟，救生艙體內(nèi)填充的二氧化碳含量減少。出氣活塞6腔體內(nèi)氣體通過出氣活塞出氣閥10進(jìn)入加熱管路18加熱氣體，然后經(jīng)增濕器19排放至救生艙內(nèi)。熱量濕度傳感器20監(jiān)測此過程，并監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋給主機(jī)21，由主機(jī)21控制溫度和濕度，從而模擬人體代謝過程產(chǎn)生的熱量和濕度。
【權(quán)利要求】
1.一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置，包括主機(jī)，變頻電機(jī)，其特征在于:變頻電機(jī)通過傳動裝置與曲軸連接，曲軸上設(shè)有兩個軸頸，相鄰兩軸頸上下呈180度且相反方向設(shè)置，兩曲軸軸頸上設(shè)有軸瓦，兩軸瓦通過傳動桿分別與進(jìn)氣活塞和出氣活塞連接，進(jìn)氣活塞上設(shè)有進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥和進(jìn)氣活塞出氣閥，出氣活塞上設(shè)有出氣活塞進(jìn)氣閥和出氣活塞出氣閥，進(jìn)氣活塞出氣閥和出氣活塞進(jìn)氣閥通過換向閥連接，換向閥上還并聯(lián)有泄氣管路與補(bǔ)氣管路，補(bǔ)氣管路通過換向閥與出氣活塞進(jìn)氣閥連接，泄氣管路直通救生艙體外，出氣活塞出氣閥連接加熱管路、增濕器，最終連接至救生艙內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置，其特征在于進(jìn)氣活塞進(jìn)氣閥、進(jìn)氣活塞出氣閥、出氣活塞進(jìn)氣閥、出氣活塞出氣閥均為單向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置，其特征在于:補(bǔ)氣管路一端通過二氧化碳流量計連接二氧化碳?xì)馄?，另一端通過氮?dú)饬髁坑嬤B接氮?dú)馄俊?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置，其特征在于:所述的加熱管路與增濕器上連接有熱量濕度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種救生艙內(nèi)仿生仿真裝置，其特征在于:所述的換向閥為電磁換向閥。
【文檔編號】G01M99/00GK103728151SQ201410021253
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】熊文祥, 俞成森, 祝華軍 申請人:浙江杭鉆機(jī)械制造股份有限公司