专利名称：隧道用多功能生命管系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种防灾技术，具体涉及到在隧道内预先埋设专用维系生命的管 道系统装置。
背景技术：
由于矿难、隧道坍塌等事故，造成里面人员被困的情况频发，事故发生后救援人员 首先确定被困人员位置，往往采用向矿下或隧道里面直接打孔输送空气和营养物质的方法 来拯救生命。但是这种施救的方法存在问题较多，关键是施救的时间无法预测，特别是遇到 坍塌的位置较深，打孔难以准确到位，无法将营养物质及时输送，耽误了宝贵的救援时间。 2010年3月的王家岭矿难就发生了 280多袋营养液没有一袋送至被困人员手中的悲剧。 为了解决上述问题，本实用新型提出了一种专用的多功能生命管道系统，主要作用是为隧 道内被困人员提供延续生命所必须的水、营养液、空气，并且具有通讯、照明、提供药品等功 能。当事故发生后，救援人员通过多功能隧道用生命管道系统中的通讯功能，迅速确定被困 人员确切位置及处境，以便迅速展开救援。
发明内容本实用新型的目的是，提供一种在矿井以及隧道内预先设置多功能生命管道系统 的装置，旨在减少由于坍塌事故造成人员伤亡等问题。
以下结合附图对本实用新型的结构组成以及原理进行说明。隧道用多功能生命管 系统，具有空气管道、输液管道、换向阀、管接头、呼叫通讯器、电磁铁、齿条、齿轮、照明装 置以及控制电路板等。输气管道和输液管道并行与第一个中继箱连接，该中继箱作为一个 节点再分出若干个中继箱形成树状生命管道网络(如图1和图5)。每个中继箱的三个壁面 各设有一个输气管接头和输液管接头(如图4)，每个接头均可方便拆卸，带有驱动旋转式二 位三通换向阀转向的装置固定于每个中继箱的箱底，旋转式二位三通换向阀的三条通路分 别于与中继箱上的三个输气管接头和输液管接头相接，控制电路板设有三个航空插头，控 制电路板固定在中继箱的底部。为了方便寻找中继箱和对外联络，在每个中继箱的顶部装 有照明装置和呼叫通讯器，照明装置的电源线和呼叫通讯器的信号输出线通过航空插头接 于控制电路板(如图2)。驱动旋转式二位三通换向阀转向的装置由电磁箱、齿条、齿轮以及 挡板组成(如图3)，齿轮与旋转式二位三通换向阀的阀芯键连接，齿条与齿轮啮合，电磁箱 内的磁铁通过铰链与齿条连接，电磁铁的吸合或断开使齿条产生水平位移，驱动齿轮带动 旋转式二位三通换向阀的阀芯转动90°，实现输气管道和输液管道中的流体换向。为使齿 条移动不产生偏移，在齿条上方设有限位挡板，电磁箱的电源线通过航空插头也接于控制 电路板。照明装置为一组发光二极管，为方便透光，在发光二极管的旁边开有一透光孔方 阵，透光孔方阵下方设置一块有机玻璃板与中继箱上顶板固定。中继箱上顶板可以开启，中 继箱上顶板内侧设有专用扳手架，专用扳手由于拆卸输气管接头和输液管接头。控制电路 板输出的照明装置和电磁箱的电源线以及呼叫通讯器的信号输出线合为一股，置于输气管道中延伸至隧道外界。
图1是本实用新型结构系统图。图2是电路部分结构示意图。图3是二位三通换向阀驱动装置结构示意图。图4是中继箱立体结构示意图。图5是生命管道系统树形结构图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。 隧道用多功能生命管系统，其具体结构组成输气管道1和输液管道2两管并行与 第一个中继箱3-1连接，该中继箱作为一个节点再分出若干个中继箱3-2，3-3……，3-N形 成树状生命管道网络。每个中继箱的三个壁面各设有一个输气管接头4和一个输液管接头 5，每个接头均可拆卸。带有驱动旋转式二位三通换向阀6转向的装置固定于每个中继箱的 箱底。旋转式二位三通换向阀6的三条通路分别于与中继箱上的三个输气管接头4和输液 管接头5相接，控制电路板7设有三个航空插头8，控制电路板7固定在中继箱的底部。在 每个中继箱的顶部装有照明装置9和呼叫通讯器10，照明装置的电源线和呼叫通讯器的信 号输出线通过航空插头8接于控制电路板7。驱动旋转式二位三通换向阀6转向的装置由 电磁箱11、齿条12、齿轮13以及挡板14组成，齿轮13与旋转式二位三通换向阀6的阀芯 键连接，齿条12与齿轮13啮合，电磁箱11内的电磁铁通过铰链与齿条12连接。电磁铁的 吸合或断开使得齿条12产生水平位移，驱动齿轮13带动旋转式二位三通换向阀6的阀芯 转动90°，实现输气管道1和输液管道2中的流体换向。齿条12上方设有挡板14，电磁 箱11的电源线通过航空插头8接于控制电路板7。照明装置9为一组发光二极管，在发光 二极管的旁边开有一透光孔方阵，透光孔方阵下方设置一块有机玻璃板与中继箱上顶板固 定，中继箱上顶板可以开启，上顶板内侧设有专用扳手架15。控制电路板7输出的照明装置 9的电源线和电磁箱11的电源线以及呼叫通讯器8的信号输出线合为一股，置于输气管道 1中延伸至隧道外界。 本实用新型系统预先安装在隧道之中，输气管道和液体管道采用带有内钢丝的特 殊塑料管材。中继箱安装在隧道的每个分支处，管道的长度虽隧道的长度而变化，中继箱整 个系统预先不通电，呼叫通讯器的原理与住宅门铃对讲机相同，即电源采用电池。如果隧道 发生坍塌事故，隧道内则无照明，此时外界控制系统将启动所有中继箱的照明装置。此时被 困人员尽可能向最近的隧道分支处集结，借助光线寻找尚未被破坏的中继箱。对本实施例 而言，假设被困人员集中在第五个中继箱3-5的位置(如图5)，被困人员可打开中继箱，按 动呼叫通讯器上的呼叫开关。由于每个中继箱均有编号并存于指挥控制系统的计算机中， 地面救援人员根据电脑上显示的位置信号便可确定被困者具体位置。此时可以通过呼叫通 讯器与之联系，取得有关被困人员的情况，外界救援人员通过指挥控制系统对生命管道网 络进行切换，首先采用高压空气压缩机通过预先埋设的空气管道向内送风；其次对输液管 道中中继箱的旋转式二位三通换向阀进行逻辑切换。例如关闭第一个中继箱3-1通往第三
4个中继箱3-3的一路，同时关闭第二个中继箱3-2通往第四个中继箱3-4的一路，保证食用 液体的输送通过输液管道干管送至第五个中继箱3-5。此时被困人员利用中继箱内扳手架 上的专用扳手，拆掉输液通道接头，获取营养液和空气。本装置需预先埋设在矿井或隧道内的专用通道位置，如墙壁深处等。如果发生坍 塌事故，外界会立即启动各中继箱的电源、通信系统以及驱动打开二位三通换向阀。此时中 继箱照明装置可引导被困人员向设有中继箱的位置集中，本实用新型的特点及有益效果是，在矿井或隧道内预先埋设维系生命的管道系 统，只要被困人员找到一个中继箱能够发挥作用，(无需讲话)只要按下通讯装置中的呼叫 开关，施救人员就可以非常准确地实施救援，可以有效降低事故灾难损失。
权利要求隧道用多功能生命管系统，具有管道、换向阀、管接头、呼叫通讯器、电磁铁、齿条、齿轮、照明装置以及控制电路板，其特征是由输气管道(1)和输液管道(2)两管并行与第一个中继箱(3 1)连接，该中继箱作为一个节点再分出若干个中继箱(3 2~3 N)形成树状生命管道网络，每个中继箱的三个壁面各设有一个输气管接头(4)和一个输液管接头(5)，每个接头均可拆卸，带有驱动旋转式二位三通换向阀(6)转向的装置固定于每个中继箱的箱底，旋转式二位三通换向阀(6)的三条通路分别与中继箱上的三个输气管接头(4)和输液管接头(5)相接，控制电路板(7)设有三个航空插头(8)，控制电路板(7)亦固定在每个中继箱的底部，在每个中继箱的顶部装有照明装置(9)和呼叫通讯器(10)，照明装置(9)的电源线和呼叫通讯器(10)的信号输出线通过航空插头(8)接于控制电路板(7)。
2.按照权利要求1所述的隧道用多功能生命管系统，其特征是所述驱动旋转式二位 三通换向阀(6 )转向的装置由电磁箱(11)、齿条(12 )、齿轮(13 )以及挡板(14)组成，齿轮 (13)与旋转式二位三通换向阀(6)的阀芯键连接，齿条(12)与齿轮(13)啮合，电磁箱(11) 内的电磁铁通过铰链与齿条(12)连接，电磁铁的吸合或断开使齿条(12)产生水平位移，驱 动齿轮(13)带动旋转式二位三通换向阀(6)的阀芯转动90°，实现所述输气管道(1)和输 液管道(2 )中的流体换向，齿条(12 )上方设有挡板(14 )，电磁箱(11)的电源线通过航空插 头(8)接于控制电路板(7)。
3.按照权利要求1所述的隧道用多功能生命管系统，其特征是所述照明装置(9)为一 组发光二极管，在发光二极管的旁边开有一透光孔方阵，透光孔方阵下方设置一块有机玻 璃板与所述中继箱上顶板固定，中继箱上顶板可以开启，中继箱上顶板内侧设有专用扳手 架(15)。
4.按照权利要求1或2所述的隧道用多功能生命管系统，其特征是从所述控制电路板 (7)输出的照明装置(9)的电源线和电磁箱(11)的电源线以及呼叫通讯器(8)的信号输出 线合为一股置于输气管道(1)中延伸至隧道外界。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道用多功能生命管系统。由输气管道和输液管道两管并行与第一个中继箱连接，该中继箱作为一个节点再分出若干个形成树状生命管道网络。每个中继箱设有三对管道接头，旋转式二位三通换向阀分别与三对接头相接。该三通阀通过电磁铁的吸合或断开使齿条产生水平位移，齿条驱动齿轮带动阀芯转动90°，实现输气管道和输液管道中的流体换向。中继箱的顶部装有照明装置和呼叫通讯器，照明装置的电源线和呼叫通讯器的信号输出线通过航空插头接于控制电路板。本实用新型预先埋设在矿井或隧道内，只要被困人员找到一个中继箱能够发挥作用，只要按下通讯装置中的呼叫开关，施救人员就可以非常准确地实施救援，可以有效降低事故灾难损失。
文档编号E21F11/00GK201650353SQ20102018438
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者王建超, 范胜波, 邱鹏 申请人:天津大学