低压舱的制作方法

本实用新型涉及，具体涉及一种能够有效调节舱内压力的低压舱。

背景技术：

低压舱是一种能够形成低压缺氧环境的装置，其依靠抽气设备造成舱内的低压缺氧状态，并可按照需要调节舱内气压，模拟不同的高海拔环境，测试人在不同海拔高度的缺氧耐力，尤其是针对登山爱好者和军人，能够让其在低海拔高度下体验高海拔环境。

随着科技水平的提高和研究方向的转变，研究者发现，低压舱不仅能够模拟高海拔环境，同时经常使用低压舱对人体也有诸多好处，例如提高血管组织的氧气搬运功能，提高心肺功能等，低压舱的民用价值前景广阔，小型化、低成本化是低压舱民用化的趋势。现有低压舱在舱内气压调节方面还需要不断改进和完善。

技术实现要素：

本实用新型的目的至少在于提供一种能够有效调节低压舱舱内压力变化的低压舱。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型的一个实施方式提供一种低压舱，包括舱体、舱门、抽气管路、抽气设备、气压检测装置和控制器，所述气压检测装置与所述控制器连接，检测舱内压力变化；所述抽气管路包括主抽气管、第一抽气管和辅助抽气管；所述第一抽气管一端连接在所述舱体上，用于从舱内向外抽气，另一端与所述主抽气管的一端连接，所述主抽气管的另一端与所述抽气设备连接；所述辅助抽气管一端同时与所述主抽气管和所述第一抽气管连接，另一端向舱外空气敞开；所述辅助抽气管上连接有辅助抽气管开关阀，所述辅助抽气管开关阀与所述控制器连接；所述低压舱包括与所述抽气设备连接的变频器，所述变频器与所述控制器连接，控制所述抽气设备的启停和输出功率。

在一个实施方式中，所述抽气设备为真空泵。

在一个实施方式中，所述开关阀为电磁阀。

在一个实施方式中，所述气压检测装置为压力传感器。

在一个实施方式中，所述低压舱包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气管为常开进气管，所述第二进气管设置有与所述控制器连接的进气管开关阀。

本实用新型实施方式提供的上述技术方案，能够有效调节低压舱舱内的压力变化，且压力变化更为平稳。

附图说明

图1显示为本实用新型一个实施例中低压舱的结构示意图。

元件标号说明

1 舱体

10 舱门

11 自动泄压阀

21 第一进气管

212 空气净化装置

213 消音装置

22 第二进气管

221 电磁阀

222 空气净化装置

223 消音装置

23 第三进气管

231 电磁阀

24 第一抽气管

241 三通

242 过滤装置

25 辅助抽气管

251 电磁阀

252 过滤装置

26 主抽气管

261 逆止阀

3 真空泵

31 变频器

311 舱内急停按钮

312 舱外急停按钮

4 主控制板

411 舱内操作控制台

412 舱外操作控制台

421 舱内显示屏

422 舱外显示屏

5 第一压力传感器

51 第二压力传感器

6 照明系统

7 负氧离子发生器

8 电缆束

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供的低压舱包括舱体、舱门、进气管路、抽气管路、抽气设备、气压检测装置和控制器，至少部分进气管路和抽气管路上设置有开关阀或流量调节阀等流量控制阀，用以进气和/或抽气的控制。

图1示出本实用新型低压舱的一个具体实施例。该低压舱包括舱体1，舱体1上设置有舱门10。

舱体1上设置有进气管，本实施例中为三个，分别是第一进气管21、第二进气管22、第三进气管23，其中第一进气管21为常开进气管。本领域技术人员能够理解，所谓进气管不局限于具有一定长度的管状形式，也可以是进气口形式，采用管状形式更便于电磁阀、比例阀、空气净化装置、消音装置等装置的连接安装。如图1所示，本实施例中，第一进气管21的一端连接有空气净化装置212，另一端，即与舱体1相连一端的舱内侧连接消音装置213；第二进气管22的一端与电磁阀221、空气净化装置222连接，另一端，即与舱体1连接一端的舱内侧连接消音装置223；第三进气管23一端连接有电磁阀231。

舱体1上设置有第一抽气管24，在第一抽气管24与舱体1连接一端的舱内侧连接有过滤装置242。第一抽气管24的另一端通过三通241与主抽气管26、辅助抽气管25相互连通。主抽气管26另一端与真空泵3相连，二者之间还可连接有逆止阀261。辅助抽气管25另一端向舱外空气敞开，该端连接有电磁阀251，还可连接有过滤装置252。变频器31与真空泵3电连接，用于控制真空泵3的启停及输出功率。

本实用新型为低压舱提供的辅助抽气管既可以起到抽气调节的作用，还具有向舱内补气的功能。在抽气过程中，通过打开电磁阀251，使辅助抽气管25与大气连通，真空泵3同时通过第一抽气管24和辅助抽气管25抽气，使得第一抽气管24抽出的气量减少，从而降低从舱内向外抽气的速率。而在真空泵3停止运转的情况下，打开电磁阀251，辅助抽气管25与大气连通，则可起到通过第一抽气管24向舱内补气的作用。当舱内容积较小时，还可以将电磁阀251替换为比例阀等流量调节阀，以代替变频器31对抽气量进行调节。

本实施例中控制器具体为设置在舱体1内的主控制板4，舱内还设置有与主控制板4连接的舱内操作控制台411和舱内显示屏421。为便于操作，也可同时设置与主控制板4连接的舱外操作控制台412和舱外显示屏422。虽然本实施例中主控制板4设置在舱内，但在实际应用中，主控制板4可以根据设备大小、应用场景选择置于舱内或者舱外。

舱体1内设置有第一压力传感器5和第二压力传感器51，低压舱工作时，可只通过一个压力传感器对舱内气压进行实时检测，也可通过这两个压力传感器实时检测舱内气压，根据两个压力传感器检测值的平均值作为实际检测值，或者也可以利用第二压力传感器51对压力传感器5进行验真处理：主控制板4同时采集压力传感器5及第二压力传感器51的电信号进行比对，当数据误差在设定阈值内，则判定压力传感器5工作正常，数据可信，设备可正常工作；当数据误差超过设定阈值，则报错维修。当主控制板4位于舱内时，第二压力传感器51可集成在主控制板4上。

本实施例中，舱内还设置有照明系统6、负氧离子发生器7。舱体1上设置用以连接内外电路的电缆束8，主控制板4通过电缆束8分别与电磁阀221、电磁阀231、电磁阀251、变频器31、控制台411、控制台412、显示屏421、显示屏422、压力传感器5、第二压力传感器51、照明系统6、负氧离子发生器7电连接。

为安全起见，舱体1上设置自动泄压阀11，当舱内外气压差大于自动泄压阀11的定装压力后，自动泄压阀11自动开启，向舱内补充新鲜空气，保障载员安全。安装自动泄压阀11是在极限情况下，对舱内载员的物理安全防护措施，自动泄压阀11的定装压力应根据舱体1安装的实际海拔高度设置，以确保舱内氧分压在最高工作负荷情况下处于安全阈值内。

为了在遇到特殊情况的时候能够快速消除安全隐患，本实用新型在舱内和舱外分别设置急停开关，本实施例中分别是舱内急停按钮311和舱外急停按钮312，变频器31与舱内急停按钮311、舱外急停按钮312三者通过电路串联连接。舱内或舱外人员均可通过急停按钮，快速手动停止真空泵3的运转，避免特殊情况的继续发展，例如当舱内人员感觉不适时。在未使用变频器控制真空泵的实施例中，则可由真空泵3与舱内急停按钮311、舱外急停按钮312三者通过电路串联连接。

本实用新型提供的低压舱在使用过程中包括舱内气压的下降、平稳、上升、恢复等四个基本阶段，针对不同的使用对象及需求可采用不同的工作模式，不同工作模式均可由此四个基本阶段根据一定的规律组合而成。

其中，以图1所示实施例为例，舱内气压下降阶段的气压下降控制方式如下：

该阶段，变频器31控制真空泵3开启，向舱外抽气，同时仅通过第一进气管21向舱内进气，即电磁阀221、电磁阀231和电磁阀251均处于关闭状态。本领域技术人员能够理解，第一进气管21进气量应相对较小，以实现气压的下降。在气压下降的过程中，通过压力传感器5检测舱内压力变化，当检测到压力变化速率超过设定值时，通过主控制板4调节变频器31，降低真空泵3的输出功率，减少抽气量直至舱内压力变化速率符合设定要求，而当检测到压力变化速率低于设定值时，通过主控制板4调节变频器31，提高真空泵3的输出功率，增加抽气量直至舱内压力变化速率符合设定要求。此处，设定值可以是一个点值，也可以包括上限值和下限值。

变频器31可能存在调节能力有限，不足以达到要求的情况，则可结合对电磁阀221的开闭控制进行压力变化速率的调节。例如，在抽气过程中，主控制板4根据压力传感器5检测到的舱内压力变化，调节变频器31，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到下限而压力变化速率仍高于设定值时，则开启电磁阀221，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到上限而压力变化速率仍低于设定值时，则关闭电磁阀221。或者，在抽气过程中，先开启电磁阀221，使第二进气管22与第一进气管21同时向舱内进气，然后由主控制板4根据压力传感器5检测到的舱内压力变化，调节变频器31，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到上限而压力变化速率仍低于设定值时，则关闭电磁阀221，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到下限而压力变化速率仍高于设定值时，则重新开启电磁阀221。也可结合对电磁阀251的开闭控制进行压力变化速率的调节。例如，在抽气过程中，主控制板4根据压力传感器5检测到的舱内压力变化，调节变频器31，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到下限而压力变化速率仍高于设定值时，则开启电磁阀251，同时通过变频器31调节真空泵3的输出功率，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到上限而压力变化速率仍低于设定值时，则关闭电磁阀251。

当舱内容积较小时，可将电磁阀221替换为比例阀等流量调节阀，通过对第二进气管22进气量的控制进行压力变化速率的调节。这种情况下可以取消变频器31。例如，在抽气过程中，主控制板4根据压力传感器5检测到的舱内压力变化，控制第二进气管22上设置的比例阀调节进气量，当该比例阀调节的进气量达到上限而压力变化速率仍高于设定值时，则进一步开启电磁阀251。

以图1所示实施例为例，舱内气压平稳阶段的气压维持控制方式如下：

先由变频器31控制真空泵3保持稳定的输出功率，稳定抽气量，然后开启电磁阀221，电磁阀231和电磁阀251处于关闭状态。压力传感器5检测舱内气压变化，若舱内气压开始上升则由主控制板4通过控制变频器31增加真空泵3的输出功率，直至舱内气压稳定在设定值上；反之，若舱内气压开始下降则由主控制板4通过控制变频器31减少真空泵3的输出功率，直至舱内气压稳定在设定值上。当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到下限而气压仍低于设定值时，则开启电磁阀251进行辅助抽气调节。此处，设定值可以是一个点值，也可以包括上限值和下限值。

以图1所示实施例为例，舱内气压上升阶段的气压上升控制方式如下：

方法1：不关闭真空泵3的控制方法。电磁阀221处于开启状态，电磁阀231和电磁阀251处于关闭状态，通过变频器31降低真空泵3的输出功率，降低抽气量，通过压力传感器5检测舱内气压，当通过变频器31控制的真空泵3的输出功率达到下限而气压上升速率仍低于设定值时，开启电磁阀251，同时通过变频器31调节真空泵3输出功率，直至舱内气压上升速率达到设定值。

方法2：关闭真空泵3的控制方法。停止真空泵3的运转，电磁阀231和电磁阀251处于关闭状态。开启电磁阀221，压力传感器5检测舱内气压，若舱内气压上升速率大于设定值，则关闭电磁阀221；若舱内气压上升速率小于设定值，则进一步开启电磁阀251，利用辅助抽气管25进行补气。此处，设定值可以是一个点值，也可以包括上限值和下限值。

以图1所示实施例为例，舱内气压恢复阶段的气压平衡控制方式如下：

停止真空泵3的运转，开启全部电磁阀，舱外空气通过第一进气管21、第二进气管22、第三进气管23、第一抽气管24同时向舱内补气，使得舱内外的气压快速达到平衡状态，特别是在紧急情况下用于气压的快速平衡。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。