一种隧道施工救生舱的空气净化系统的制作方法

本实用新型属于隧道救生救援配套设备相关领域，更具体地，涉及一种隧道施工救生舱的空气净化系统。

背景技术：

随着我国交通建设的快速发展，隧道工程的建设数量、规模及穿越地质的复杂程度均发生了质的变化，由于各种原因，隧道施工过程中关门坍塌事故时有发生。隧道施工救生舱为隧道施工行业应急救援设备，坍塌事故发生后，为幸存人员提供安全避难空间，帮助避难人员顺利逃生，减少灾害带来的损失。

当隧道施工救生舱通风设施失去作用时，密闭的舱内就会充斥各种设备及人员不断产生的有害气体及粉尘，这些有害气体及粉尘不及时清除的话，极易造成被困人员头晕、恐惧、焦躁、乏力、中毒昏厥甚至生命危险。利用空气净化系统可有效解决上述问题，然而传统的空气净化系统主要通过吸附过滤空气中的固体颗粒物来达到净化空气的目的，对空气的气体成分并没有进行有效改良。而由于隧道施工救生舱内空间密闭，舱内最主要污浊物是人体呼吸产生的二氧化碳、水蒸气、恶臭气以及隧道爆破开挖产生的有毒气体和粉尘，因此传统的空气净化系统并不适用于隧道施工救生舱。

技术实现要素：

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空气净化系统，其中结合隧道施工救生舱的特点，相应设计了隧道施工救生舱的空气净化系统，并对其关键组件如空气净化箱、空气吸附单元和进排气单 元的结构、及其相互布置方式进行研究和设计，可有效改善隧道内被困施工人员的生存环境、延长生存时间，具有成本低廉、安全可靠等优点。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种隧道施工救生舱的空气净化系统，该空气净化系统包括空气净化箱、空气吸附单元和进排气单元，其中：

所述空气净化箱包括从上至下依次分布的排气层、过滤层和进气层，各层之间分别由托架隔开，并且这些托架上分别设置有网状结构的托盘；

所述排气层中设置有多个风扇，这些风扇交替使用；所述空气吸附单元配套设置有CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭，其可替换性放置于托盘上；所述进排气单元包括进气孔和排气孔，其中该进气孔设置于所述排气层处，该排气孔设置于所述进气层处。

作为进一步优选的，所述进气孔设于空气净化箱背面的下方，所述排气孔设于空气净化箱正面的上方。

作为进一步优选的，所述进气层中同样放置有CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭。

作为进一步优选的，所述进气孔采用百叶状风口，所述排气孔的排气流量由排气阀调节。

作为进一步优选的，所述风扇为涡轮风扇，其由电机驱动旋转。

作为进一步优选的，所述风扇和电机通过开孔隔板安装在排气层中。

作为进一步优选的，所述空气净化箱还设置有箱门。

作为进一步优选的，所述空气净化系统处理CO₂的性能不低于0.5L/min·人，并且一个标准大气压下在额定保障时间内CO₂浓度小于1.0％

作为进一步优选的，所述空气吸附单元使用过程中产生的粉尘率不大于2％。

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，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型通过设置分层的空气净化箱并结合空气吸附单元和进排气单元，可实现隧道救生舱中空气的分层过滤，不仅能过滤空气中的有毒物质，而且还能稀释空气中的二氧化碳浓度，能有效改善隧道施工救生舱内空气质量，使避难人员始终保持清醒的头脑和健康的生活状态，为外界救援争取足够时间，同时可有效过滤密闭空间的有毒粉尘以及空气的湿度，且能长时间有效运转。

2.本实用新型可根据空气改良的需要选择不同的吸附剂，且通过设置托盘使得吸附剂更换操作简单，具有持久净化空气的优势，能给隧道施工救生舱内避难人员提供长时间的新鲜空气，为外界救援提供充足时间；并且设置了两台交替使用的风扇，可实现在额定防护时间内不间断工作，保证空气质量净化需要。

3.本实用新型通过设置网状结构的托盘，一方面可便于CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭的一次性放入或取出，另一方便可便于各层空气的流通；此外，本实用新型不仅在过滤层和排气层放置空气吸附剂，其还在进气层放置空气吸附剂，以实现救生舱中污浊空气的三级过滤，进一步提升空气质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的空气净化系统的正面结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的空气净化系统的背面结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的空气净化系统的内部空间图。

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。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种隧道施工救生舱的空气净化系统，该空气净化系统主要包括空气净化箱、空气吸附单元和进排气单元，其中空气净化箱为隧道施工救生舱中污浊空气的处理提供净化场所与空间，空气吸附单元用于对污浊空气中的二氧化碳、水蒸气、恶臭气以及隧道爆破开挖产生的有毒气体和粉尘进行有效过滤和处理，进排气单元用于将隧道施工救生舱中的污浊空气吸入，以及将净化后的空气排出，为空气的流动和循环提供的动力，通过空气净化箱、空气吸附单元和进排气单元的相互配合，可实现密闭空间中粉尘的有效过滤，并可有效控制舱内二氧化碳浓度及空气的湿度，且能长时间有效的运转。

下面将分别对系统中的各个部件进行详细的说明。

空气净化箱主要为空气的净化提供一个可操作的场所，其可以为长方体、正方体等一切可以实现上述功能的形状，其主要包括排气层5、过滤层6和进气层7，如图1所示，排气层5、过滤层6和进气层7由上至下依次分布，各层之间分别由托架10隔开，即排气层5和过滤层6之间设置有托架，过滤层6和进气层7之间设置有托架，托架10上设置有托盘11，该托盘11为网状结构，通过设置网状结构的托盘，一方面通过放入或取出托盘11，即可将托盘11上的CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭一次性放入或取出，便于实际操作，另一方便可便于各层的空气流通。

其中，进气层7用于容纳从隧道施工救生舱中吸入进来的未净化处理的空气，过滤层6用于过滤从进气层7过来的未净化处理的空气，排气层5用于进一步过滤从过滤层6过来的已部分净化处理的空气，并且用于容纳已净化处理的空气，同时排气层5还为风扇提供安装场所。

该风扇用于将道施工救生舱中的污浊空气吸入空气净化箱的底层(即进气层7)，然后使空气从下往上流通，依次经过过滤层6和排气层5，使得污浊空气经过层层过滤，进而获得无污浊、适于被困人员生存的净化空气。具体的，本实用新型的风扇为涡轮风扇，其设有两个，其分别由电机8 驱动旋转，两个风扇交替使用，可实现在额定防护时间内不间断工作，保证空气质量净化需要。风扇和电机8通过开孔隔板9安装在排气层5中。此外，空气净化箱的箱体上设置有控制电机8开启与关闭的旋转开关1。

空气吸附单元主要用于对污浊空气进行处理，其包括CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭，并且放置于托盘11上。其中，CO₂吸附剂用于吸附救生舱空气中的被困人员呼吸产生的二氧化碳，具体的选用以氢氧化锂为主料的吸附剂作为二氧化碳吸附剂，其较之氢氧化钙吸附剂等有如下优势：氢氧化锂吸附剂吸附效率约65％，高于氢氧化钙吸附剂吸附效率20％；由于氢氧化锂吸附效率高，在用量上可以大大减少。由于救生舱的舱内空间有限，故选用吸附效率高，用量少的氢氧化锂吸附剂更适用于救生舱的使用情况，实际应用时，氢氧化锂吸附剂在为使用前显示为粉红色球状颗粒，发生反映后(用完失效后)变为白色，便于区分和观察吸附剂使用情况，且氢氧化锂粉尘率低于2％。吸湿剂用于吸附空气中的水分，以调节空气的湿度，活性炭用于吸附空气中的恶臭气以及隧道爆破开挖产生的有毒气体。通过将CO₂吸附剂、吸湿剂和活性放置于网状结构的托盘11上，空气中的粉尘难以随空气往上流通，其被托盘上的CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭阻挡并过滤，由此通过托盘和CO₂吸附剂、吸湿剂及活性的配合，实现了空气中粉尘的处理。

具体的，为了便于CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭的保存，CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭均采用真空包装。

进排气单元用于实现空气的进出，其主要包括进气孔4和排气孔2，其中，进气孔4用于将隧道施工救生舱中的污浊空气吸入空气净化系统中，而排气孔2则用于将净化后的空气从空气净化系统排出至隧道施工救生舱中。

具体的，进气孔4设于空气净化箱背面的下方(即设于进气层处)，排气孔2设于空气净化箱正面的上方(即设于排气层处)。

更进一步的，进气孔设有一个，其采用百叶状风口，便于空气的送入；排气孔2设有两个，其排气流量由排气阀调节。

为了增强空气的过滤及处理效果，可在进气层7中也放置CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭，使得进入空气净化箱的空气在进气层中就可实现一次过滤，然后通过过滤层实现二次过滤，再通过排气层实现三次过滤，由此实现三级过滤，可进一步提高空气的质量。并且可根据隧道中设置的环境监测系统所提供的环境参数，来更换吸附效率下降的二氧化碳吸附剂，将未曾使用过的吸附剂放在最下层，将吸附效率下降的放在中、上层，这种布置方式可使的在不影响二氧化碳净化效果的情况下，让每袋吸附剂充分反映，大大提高吸附效率，不造成浪费。

此外，为了保护空气净化箱内的各个部件不被污浊与侵蚀，在空气净化箱上设置一箱门3。

下面对本实用新型的使用过程进行详细说明。

如图1-3所示，打开空气净化箱的箱门将二氧化碳吸附剂、吸湿剂及活性炭的真空包装拆封并放置于两个托盘上，关闭箱门后开启电机开关带动涡轮风扇将救生舱内污浊空气由进气层向上经过滤层净化，滤出有毒粉尘、高浓度的二氧化碳、水蒸气及恶臭气，然后循环至上层的排气层将净化后的新鲜空气由排气孔排入救生舱内。当吸附剂逐渐失效出现明显的颜色变化时，将托盘上失效的吸附剂取出，并重新换上新拆封的吸附剂。

通过利用本实用新型的通风系统可有效控制救生舱空气中的粉尘率不大于2％，处理二氧化碳的能力不低于0.5L/min·人，且能保证标准大气压下在额定保障时间内二氧化碳浓度小于1.0％，能有效改善隧道施工救生舱内空气的质量，使避难人员始终保持清醒的头脑和健康的生活状态，为外界救援争取足够时间。

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。