专利名称：一种多用途救生设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多用途救生设备。
背景技术：
中国是一个产煤大国，同时也是矿难大国。至2005年6月份止，中国矿山安全事故已达2014起，其中死亡3393人。通过分析各大矿难发现，矿难发生主要有两种原因其一，瓦斯爆炸导致矿工被炸死或者被瓦斯爆炸的冲击波炸伤，更多的(85％以上)是由于瓦斯爆炸引起煤矿巷道塌方，矿工被掩埋在矿洞内，没有及时救出，氧气消耗完后窒息而死；其二，矿内透水，矿工被水淹没或是被水围困，最终也由于救援不及时，洞内氧气消耗完窒息而死。不单单是在矿难中，在很多事故中也同样存在该现象。
发明内容
为了解决上述背景技术所存在的技术问题，本发明提供一种多用途救生设备，该救生设备在发生事故时可最大保证被困人员的生命安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种多用途救生设备，该救生设备为一硬质空心体，该空心体上设有可供人员进出的进出口，并匹配有可关闭该进出口的门盖，硬质空心体内壁上由外到里依次固体有隔热层及防震层，固定定位该硬质空心体；另还设有通气管道、饮料管道及防塌方排气管道，其中，通气管道、饮料管道及防塌方排气管道固定定位，且使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。
所述硬质空心体下部为埋设部，其埋设固定；且所述进出口开设于硬质空心体的上部；其中，通气管道、饮料管道、防塌方排气管道的一端部穿过救生设备埋设部进入救生设备内，并埋设固定通气管道、饮料管道及防塌方排气管道。
所述硬质空心体为钢制成的球体，其由上半球壳和下半球壳拼接而成。
所述隔热层由海蛎壳灰、面粉、煮熟的桐油、糯米制成；所述防震层由塑料毛地毯或海绵制成。
所述设备内设有应急照明设置、报警装置、水、食品、安全帽。
所述设备上可挂设有指示灯。
所述救生设备内固设有座椅，其为多个椅子整体连座式或多个椅子单独座式。
所述座椅的椅面和救生设备内底部之间距离为(250-350)mm。
所述下半球壳埋设部占整个设备高度(2/5-1/2)，球底部与球周围用沙土回填以防止明火靠近。
还包括两台以上高压冲气装置，通过高压冲气装置使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。
所述上述管道和硬质空心体之间的连接处与埋设部上端之间的距离为15-20cm；且还包括一保护管，其保护套接通气管道、饮料管道及防塌方排气管道。
还包括一个埋设于地面的固定架，救生设备固定于固定架。
所述设备的门盖上设有扶手。
所述通气管道、饮料管道及防塌方排气管道内外都设计开关。
救生球中部连接处焊有一个钢圈。
本发明的有益效果是其一，在发生事故时人可以安全地躲避在救生设备内以等待救援，则该救生设备可最大保证被困人员的生命安全；其二，在矿难发生后，矿工可以安全地躲避在救生设备内以等待救援；此时矿井和外界隔绝，空气流通中止，但救生设备通过通气管道、饮料管道及排气管道与外界保持联系，使得救生设备成为一个和矿井外地面连通的小环境，该小环境可以维持矿工生命，以让矿工从容等待救援的到来，则该救生设备起到救生的作用，能极大减少被矿难围困的矿工的伤亡；同理，在别的事故中，本救生设备也可起到救生的作用；其三，在救援时，重型机械可以无所顾虑地进行挖掘，则可以大大加快救援速度；其四，只要在瓦斯爆炸之后，矿工能够安全进入救生设备内，并且在救援时间不是特别长的情况下，他们获救的可能是很高的；根据推断矿工在得到充足的氧气和饮料的情况下，存活时间可达到(15天-60天)；其五，硬质空心体为钢制成的球体，球形结构的优点，抗撞击、抗冲击波的能力强，耐腐蚀性强，耐重压性强，冲击波的冲击面与重压下的载重面都比较小，而且冲击波容易从两边滑走；其六，隔热层由海蛎壳灰、面粉、煮熟的桐油、糯米制成，外钢层做好后，直接将隔热层制作在其内表面上，由于粘性好隔热层不易从钢板上脱落，且可抗虫害；其七，防震层由塑料毛地毯或海绵制成，其压缩性好，能起到反弹作用，可有效减轻各种震动对人员身体的伤害；其八，救生设备内固设有座椅，被困人员可舒适坐在座椅等待救援；其九，多个椅子整体连座式或多个椅子单独座式，节省救生设备内部空间。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例一救生设备的平面图。
图2是本发明的实施例一救生设备的纵剖面图。
图3是本发明的实施例一救生设备的横剖面图。
图4是本发明的实施例三救生设备的纵剖面图。
具体实施例方式
实施例一本实施例的救生设备用于矿难时使用。一种多用途救生设备，如图1、2、3所示，其包括上下半球壳，上下半球壳用螺栓螺母连接，且在上下半球壳中间加上密封圈，以防漏气。球壳由外到内由钢层1、隔热层2及防震层3固定而成。
其中，钢层直径为(1334-1318)mm、隔热层直径为(1318-1308)mm、防震层直径为(1308-1300)mm，则其内形成直径为1300mm球体的有效空间，经过实验，五名矿工在该有效空间内基本能够坐得下。
钢层采用A3钢制造而成，焊接性能好，价格低。钢层1的上半部分的顶部正上中方开一个直径25mm的排气孔11。通过螺栓螺母固定连接钢层1的上半部分和下半部分。其中，钢层1的上半部分上开设有一可供人员进出的进出口4，并匹配有可关闭该进出口4的门盖5，该门盖5的结构也由钢层、隔热层及防震层组成。该进出口4为直径为500mm的类圆形门，其作为矿工进出救生设备的通道；该门盖5上方安装一个圆管扶手51，便于矿工进入救生设备。钢层1的下半部分上开三个安装孔，其用于安装通气管道、饮料管道及防塌方排气管道。
隔热层2由海蛎壳灰、面粉、煮熟的桐油、糯米制成；防震层3由塑料毛地毯制成。
在各零部件有连接的地方可考虑加上密封垫，防止救生设备内气体向外泄漏。
考虑到矿工在救生设备内待的时间长，则救生设备内还设有座椅、简单救生设施、控制模块等其他设备以满足矿工的基本需要，如应急照明设置、报警装置、水、哨子、食品、安全帽。根据需要在救生设备的扶手上可挂设有指示灯52，如红绿灯，绿灯用于指引人员找到该救生设备并表示该救生设备内人员未满，红灯用于表示该救生设备内人员已满。该救生设备内部设置的配置也可根据具体情况具体来分析配置。
座椅6可用塑料等材料制作，其具有质量轻、成本低等优点。该座椅安装在离球体内部底部最低处300mm的位置上，经过试验，将座椅安装在这样的高度，则即使在球内矿工也可舒适地坐在座椅上。按一个救生设备可容纳5个人设计，座椅可以做成5个椅子整体连座式也可考虑单个椅式。
另还设有通气管道7、饮料管道8及防塌方排气管道9，外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。饮料管道输入的是葡萄糖水等饮料，由于其具有较大的自重，不用对其施加压力，只要管道壁厚足够即可。其中，三条管道分别用不同颜色代表以区分不同的管道，如，绿色管道为进气管道，红色管道为出气管道，黄色管道为饮料管道。三条管道的端部分别穿过钢层1下半部分的三个安装孔。另设有一保护管，其保护套接通气管道、饮料管道及防塌方排气管道，同时在设计三条主要管道时要考虑到该管道抗拉抗压等多种外部因素。另设一软管，其一端连通防塌方排气管道9，另一端设于钢层1的上半部分的顶部正上中方，安装于上半球壳中，以便于排除救生设备内的废气。
将上下半球壳装配好后，连接好三条管道并安装好各相关配套设备。从下半球壳上引出三条管道，该三条管道与铺设于煤矿巷道地面下20mm的三个主供应干道12相连接，以获取新鲜空气、饮料和排出废气。其中，三条管道分别连接于三个主供应干道12。
每个救生设备装配好以后，根据各个煤矿矿洞的具体情况，将救生设备安装在矿洞巷道较宽处或在专门挖掘的一个类似储藏室的洞内。救生设备安装根据矿洞内实际情况可以考虑单向安装和两边安装。其中下半球壳固定埋进洞内的定位为埋进部，该埋进部占整个救生设备高度1/2，且球底部与球周围用沙土回填以防止明火靠近。其中，三条管道埋进深度为20cm。
根据需要还设置有两台以上高压冲气装置，通过高压冲气装置使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。该设备还设有启动救生球的输气程序与供给饮料程序，该程序可根据实际情况进行设置。且该充气装置的电源独立，不能与矿区混合。
下面具体分析本救生设备的安全性能瓦斯爆炸对救生设备的影响主要是两个其一是，瓦斯爆炸引起煤矿局部塌方，煤块等压砸救生设备上方；其二是，瓦斯爆炸产生的冲击波和热浪对外钢层的冲击。
瓦斯爆炸引起矿洞塌方并且刚好将煤块压在救生设备正上方的概率比较小，即使该情况发生，压在救生设备正上方的煤块也不会太多，假设压在救生设备正上方的物体质量取较大一个值来分析，例如去10吨(而实际情况下可能最大只有1吨左右)。用软件模拟及受力分析，在一般的情况下，钢球的变形不会导致救生设备的损坏。
瓦斯爆炸冲击波的冲击气流冲向洞口要比冲向深处强，且洞口顶部所受的冲击气流比在80cm以下所受的冲击气流要强得多。救生设备外径为1334mm，1334*1/2＝667mm，地面到球顶部高度为1334/2＝667mm。因此将救生设备埋入地下1/2，这样可极大减少了瓦斯爆炸的冲击波对救生设备的冲击。通过受力分析瓦斯爆炸产生的冲击波对救生设备的冲击作用不会导致救生设备的损坏。
下面主要分析救生设备内的通气系统瓦斯爆炸矿难发生，矿工躲进救生设备内，并及时启用通气系统。通气系统包括通气管道、防塌方排气管道、设置于上半球壳的排气孔及高压冲气装置。
在正常情况下，进气和通气管道没有启动，排气孔也是关闭，用一螺纹塞子旋紧。矿工躲进救生设备内后，通过通讯系统向地面报警求救，地面接到报警后，启动输气系统的高压冲气装置，通过进气管道向救生设备内供气。进气管道和出气管道都带有阀门，以控制进气出气的量，根据需要进行调节。考虑到坐在救生设备内时，呼吸主要是在上半球，因此在球内进气管道还应用软管引到球的上部。同时，进行日常维护时让进气管道和排气管道连通，输入高压气体后，可以随时检查管道的畅通性。
在没有塌方的情况下，通气系统由进气管道进气，排气孔11出气，在排气孔11上装有一块海绵，使排气孔成为单向通道，防止毒气进入。若发生塌方排气孔被掩埋，则启动防塌方排气管道，由进气管道进气，由防塌方排气管道出气。但进气出气的气体的速度和压强需要经过计算，才能得出具体的数值来保证维持矿工正常呼吸的需要，并且由此确定进气出气管道的管径的大小。考虑成本和安装难度等各种因素，从救生设备引出的管道管径为20mm。根据选择的管径计算出主管道壁厚和流速。其中壁厚为3mm，流速0.63m/s。
矿工进入救生设备内，要确保救生设备能和地面控制中心取得联系，让地面人员了解救生设备内情况，采取正确的措施，维持矿工生命。考虑成本，安全等原因，可采用类似生活小区门禁系统的通讯方式。通讯线路可随防塌方出气管道走，可防止线路被意外破坏。
根据需要，必要时还可以设置固定架，其在球周围钉入的三根钢筋以及另再横的三根钢筋加以固定，以防止瓦斯爆炸冲动本救生设备。
实施例二发生透水事故时，则可采用另一设计思路，救生设备最好在救生球中部连接处焊接一个钢圈，潜水员可以带绳子，从洞口放长线把救生设备拉出洞口，洞口必须有几个人帮忙，在水底下物体的重量比陆地上轻，容易把救生设备拉出洞口。
连接救生设备的通气管道、饮料管道及防塌方排气管道内外都设计开关。
实施例三本实施例的救生设备用于房屋倒塌时使用。一种多用途救生设备，如图4所示，其包括上下半球壳，上下半球壳用螺栓螺母连接，且在上下半球壳中间加上密封圈，以防漏气。球壳由外到内由钢层1、隔热层2及防震层3固定而成。
其中，钢层直径为(1334-1318)mm、隔热层直径为(1318-1308)mm、防震层直径为(1308-1300)mm，则其内形成直径为1300mm球体的有效空间，经过实验，五名人员在该有效空间内基本能够坐得下。
钢层采用A3钢制造而成，焊接性能好，价格低。钢层1的上半部分的顶部正上中方开一个直径25mm的排气孔11。通过螺栓螺母固定连接钢层1的上半部分和下半部分。其中，钢层1的上半部分上开设有一可供人员进出的进出口4，并匹配有可关闭该进出口4的门盖5，该门盖5的结构也由钢层、隔热层及防震层组成。该进出口4为直径为500mm的类圆形门，其作为矿工进出救生设备的通道；该门盖5上方安装一个圆管扶手51，便于矿工进入救生设备。钢层1的下半部分还开设有多个通气孔。
隔热层2由海蛎壳灰、面粉、煮熟的桐油、糯米制成；防震层3由塑料毛地毯制成。
救生设备内还设有座椅、简单救生设施、控制模块等其他设备以满足人员的基本需要，如氧气瓶10、应急照明设置、报警装置、水、哨子、食品。根据需要在救生设备上还设有窥视窗，该窥视窗上设有指示灯52，如红绿灯，绿灯用于指引人员找到该救生设备并表出该救生设备内人员未满，红灯用于表示救生设备内人员已满。该救生设备内部设置的配置也可根据具体情况具体来分析配置。
座椅6可用塑料等材料制作，其具有质量轻、成本低等优点。该座椅安装在离球体内部底部最低处300mm的位置上，经过试验，将座椅安装在这样的高度，则即使在球内人员也可舒适地坐在座椅上。按一个救生设备可容纳5个人设计，座椅可以做成5个椅子整体连座式也可考虑单个椅式。
本发明的救生设备可以应用于在恐怖活动、海啸、地震、战争、火灾、飓风、龙卷风、大冰雹、山体滑坡等，防楼房倒塌时使用。
其中，在煤矿中运用过够的救生设备经过简单改装后用于房屋倒塌时使用。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种多用途救生设备，该救生设备为一硬质空心体，该空心体上设有可供人员进出的进出口，并匹配有可关闭该进出口的门盖，硬质空心体内壁上由外到里依次固体有隔热层及防震层，其特征是固定定位该硬质空心体；另还设有通气管道、饮料管道及防塌方排气管道，其中，通气管道、饮料管道及防塌方排气管道固定定位，且使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。
2.根据权利要求1所述的救生设备，其特征是所述硬质空心体下部为埋设部，其埋设固定；且所述进出口开设于硬质空心体的上部；其中，通气管道、饮料管道、防塌方排气管道的一端部穿过救生设备埋设部进入救生设备内，并埋设固定通气管道、饮料管道及防塌方排气管道。
3.根据权利要求2所述的救生设备，其特征是所述硬质空心体为钢制成的球体，其由上半球壳和下半球壳拼接而成。
4.根据权利要求1或2或3所述的救生设备，其特征是所述隔热层由海蛎壳灰、面粉、煮熟的桐油、糯米制成；所述防震层由塑料毛地毯或海绵制成。
5.根据权利要求1或2或3所述的救生设备，其特征是所述设备内设有应急照明设置、报警装置、水、食品、安全帽；另，所述设备上可挂设有指示灯。
6.根据权利要求1或2或3所述的救生设备，其特征是所述救生设备内固设有座椅，其为多个椅子整体连座式或多个椅子单独座式。
7.根据权利要求3所述的救生设备，其特征是所述下半球壳埋设部占整个设备高度(2/5-1/2)，球底部与球周围用沙土回填以防止明火靠近。
8.根据权利要求1或2或3所述的救生设备，其特征是还包括两台以上高压冲气装置，通过高压冲气装置使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。
9.根据权利要求1所述的救生设备，其特征是所述管道埋进深度为(15-20)cm。
全文摘要
本发明公开了一种多用途救生设备，该救生设备为一硬质空心体，该空心体上设有可供人员进出的进出口，并匹配有可关闭该进出口的门盖，硬质空心体内壁上由外到里依次固体有隔热层及防震层；固定定位该硬质空心体；另还设有通气管道、饮料管道及防塌方排气管道，其中，通气管道、饮料管道及防塌方排气管道固定定位，且使得外界通过上述管道可向救生设备内输送饮料和空气。在发生事故时人可以安全地躲避在救生设备内以等待救援，则该救生设备可最大保证被困人员的生命安全。
文档编号A62B31/00GK1830501SQ20061004245
公开日2006年9月13日 申请日期2006年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者蒋国仙 申请人:蒋国仙