城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备的制作方法

本实用新型涉及一种人防防护设备，特别是一种城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备，属于人防工程防护设备领域。

背景技术：

城市综合管廊即地下城市管道综合走廊，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”工程。根据国务院《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》第5条规定：地下综合管廊工程结构设计应满足抗震、人防和综合防灾等需要。我国管廊兼顾人防建设正处于起步阶段，目前尚无专门应用于综合管廊的系列化孔口防护设备，无法满足综合管廊设防要求。检修口又称逃生口，是综合管廊上开设的用于检修人员进出工程内部和应急逃生的洞口。综合管廊检修口防护密闭门是专门应用于城市综合管廊检修口的人防防护设备。该设备通常水平设置于检修口口部外侧，向外开启。检修口防护密闭门在战时主要起到阻挡冲击波和隔绝毒气的作用，平时用作检修人员进出管廊工程的出入口，在火灾等紧急状态用作工程内部人员的逃生口，并同时具备防淹、防盗、防侵入等功能。该设备能够同时实现手动与自动启闭，并设有在内部使用时易于人力开启，且在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置。

门扇选材与结构设计、闭锁、铰页设计以及实现设备自动控制的方案设计是人防防护设备设计工作的主要研究内容，决定着防护设备的防护效能和使用性能的优劣。门扇选材方面：目前广泛采用钢筋混凝土和钢材作为门扇基材，其优点在于强度可靠、施工便捷且原料易得。但由于钢筋混凝土和钢材密度较大、耐腐蚀性能差，故存在重量重、易腐蚀、操作费力、造价较高等不足之处；结构设计方面：目前防护设备的门扇结构多采用梁板型、拱板型和拱拉板型等；闭锁、铰页设计方面：目前闭锁机构多采用滑栓式和插销式，铰页机构则可分为通轴式和分体式等；自动控制方案设计方面：对于有自动化需求的防护设备需要对其自动化控制系统进行设计，目前较为成熟的产品有：一机两用、一机三用电控防护设备，立转式、升降式液控防护设备等，但由于存在传动机构复杂，控制方式单一等缺点，上述控制方法控制精度不高，可靠性较差。

技术实现要素：

基于现有防护设备技术基础，提出了一种满足战技要求、自动化程度高、轻质高强的城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备。可为综合管廊工程检修口提供高效可靠的孔口防护措施，提高综合管廊防灾抗毁能力，保障工程内部人员及设备安全。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备,所述人防防护设备包括设备门扇、设备门框、设备闭锁、设备铰页、液压驱动装置，设备门扇是承受载荷的主要部件，并用于将管廊内部与外界密闭隔离；设备门框用来支撑设备门扇和固定设备铰页，由角钢拼焊制成，通过锚固钩预埋于门框墙内；设备闭锁设置于设备门扇内侧，用于实现设备门扇与设备门框间的紧密固定；设备铰页连接设备门框和设备门扇，用于支撑设备门扇绕铰页轴翻转运动；液压驱动装置是设备的动力机构，其与设备闭锁以及设备门扇连接，由控制系统和执行机构组成；所述设备门扇内侧还设置有与设备闭锁配合的安全装置，安全装置能够保证设备闭锁在震动载荷作用下不自动复位。

进一步地，城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备安装于人行道路面上或绿化带处；当安装于人行道路面上时，设备门扇外表面与路面平齐，不影响人员和车辆通行；设备门扇平时处于关闭状态，当检修人员进出管廊工程或管廊内部人员应急逃生时，设备门扇在液压驱动装置的作用下快速打开。

进一步地，设备门扇为SMC复合材料门扇，采用SMC片状膜塑料经模压成型工艺制成。

进一步地，设备门扇上设置有链钩和拉手，链钩用于设备开启时通过链条固定设备门扇，拉手为便于操纵设备门扇设置，二者均预埋于设备门扇当中。

进一步地，设备铰页和设备闭锁与设备门扇间的固定通过螺栓与预埋件间的配合连接实现；预埋件由M12螺母制成，预埋件头部采用锥状。

进一步地，设备铰页主要由门框铰座、门扇铰座、铰链板、轴承、垫片、螺栓构成；门扇铰座通过预埋件与设备门扇连接，门扇铰座通过轴承与铰链板铰接，铰链板设置于门框铰座上，门框铰座通过垫片和螺栓设置于设备门框上。

进一步地，T型嵌压板预埋在设备门扇当中，用于实现设备门扇与设备门框间的密封；密封胶条、斜扁钢以及支撑板设置在设备门框的角钢上，斜扁钢设置在两个支撑板内侧，密封胶条设置在斜扁钢以及支撑板之间，并与T型嵌压板相对设置。

进一步地，控制系统主要由PLC可编程控制器、各类传感器构成；执行机构主要由液压泵、液压阀、液压缸、液压马达、蓄能器构成，液压阀包括三位四通换向阀、节流阀；液压泵与PLC可编程控制器连接。

进一步地，液压驱动装置中，设备门扇依次与一液压缸、三位四通换向阀连接，设备闭锁依次与一液压马达、节流阀以及另一三位四通换向阀连接，两个三位四通换向阀的进口油路同时连接一单向阀，单向阀进口分别连接一手动泵以及一液压泵；单向阀出口油路上还连接有蓄能器和溢流阀，三位四通换向阀上还设置有电磁铁和手动开关；手动泵以及液压泵油路上还设置有过滤器和压力表。

上述城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备的开启具体控制方法，其特征在于：控制流程如下：当接到设备门扇开启命令时，PLC可编程控制器发出电信号控制液压泵启动，同时控制设备闭锁液压马达支路的三位四通换向阀接通油路，液压马达开始工作，操纵设备闭锁由关闭状态转换为开启状态；待锁头位移传感器发出锁头到位信号时，PLC可编程控制器控制驱动液压缸支路的三位四通换向阀接通油路，驱动液压缸开始工作，操纵设备门扇绕铰页轴翻转打开；待设备门扇的位移传感器发出设备门扇开启到位信号时，PLC可编程控制器控制三位四通换向阀复位，控制系统呈保压状态；其中，对液压缸、液压马达的调速可通过控制单向节流阀实现；在断电条件下，整个过程所需的系统能量可通过蓄能器或手动泵手动操纵获得。

相对于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：

该设备能够为城市地下综合管廊检修口提供高效可靠的口部人防防护措施，提高综合管廊平时和战时的防灾抗毁能力，保障管廊工程内部人员和设备安全。本实用新型属于人防工程防护设备领域。其主要实用新型点在于：

1.首次提出一种基于SMC复合材料制成的智能化综合管廊检修口防护设备，该设备可用于人员检修和应急逃生。设备采用液压驱动控制，能够实现自动启闭，具备侵入报警功能，具有结构简单、外形美观、轻质高强、易于安装、操纵便捷等优点，能够很好地解决工程急需，具有重要的应用价值；

2.基于液压驱动和PLC控制技术，设计出一种综合管廊检修口防护设备自动控制系统，能够同时实现检修口防护设备的自动及手动启闭。该系统高效可靠，既能够防止无关人员侵入管廊工程内部，又能实现断电条件下设备的快速开启，从而帮助工程内部人员在紧急状态下迅速逃生。

附图说明

图1是本实用新型的城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备主视图；

图2为图1前视图；

图3为图1侧视图；

图4为设备门扇结构主视图；

图5为图4前视图；

图6为图4侧视图；

图7为设备门扇预埋件剖视图；

图8为图7横截面图；

图9为设备门扇预埋件与设备门扇连接示意图；

图10为设备闭锁示意图；

图11为设备铰页示意图；

图12为设备门扇密封形式图；

图13为设备液压控制系统简图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1-13所示，本实用新型的城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备,人防防护设备包括设备门扇100、设备门框200、设备闭锁300、设备铰页400、液压驱动装置500，设备门扇100是承受载荷的主要部件，并用于将管廊内部与外界密闭隔离。设备门框200用来支撑设备门扇100和固定设备铰页400，由角钢201拼焊制成，通过锚固钩预埋于门框墙内。设备闭锁300设置于设备门扇100内侧，用于实现设备门扇100与设备门框200间的紧密固定。设备铰页400连接设备门框200和设备门扇100，用于支撑设备门扇100绕铰页轴翻转运动。液压驱动装置500是设备的动力机构，其与设备闭锁300以及设备门扇100连接，由控制系统和执行机构组成。设备门扇100内侧还设置有与设备闭锁300配合的安全装置500，安全装置500能够保证设备闭锁300在震动载荷作用下不自动复位。

城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备安装于人行道路面上或绿化带处。当安装于人行道路面上时，设备门扇100外表面与路面平齐，不影响人员和车辆通行。设备门扇100平时处于关闭状态，当检修人员进出管廊工程或管廊内部人员应急逃生时，设备门扇100在液压驱动装置500的作用下快速打开。

设备门扇100为SMC复合材料门扇，采用SMC片状膜塑料经模压成型工艺制成SMC片状膜塑料是一种树脂基玻璃纤维增强复合材料，与传统钢筋混凝土、钢材等材料相比，该材料具备耐腐蚀、抗老化、便于加工、轻质高强的特点，用于制作防护设备门扇100能够显著降低门扇重量，提高设备耐候能力。本实用新型提出的某型综合管廊检修口复合材料防护设备.设备门扇100尺寸1200mm*1200mm，对应检修口孔口尺寸为1000mm*1000mm门扇结构图如图4-6所示。

为便于安装设置吊钩21，吊钩21通过预埋件22与设备门扇100连接，待设备安装完毕后可拆卸。设备门扇100上设置有链钩23和拉手24，链钩23用于设备开启时通过链条固定设备门扇100，拉手24为便于操纵门扇设置，二者均预埋于设备门扇100当中。为进一步降低防护设备重量，设备门扇100上设有空腔101和预埋孔位109，空腔101的具体位置和尺寸与预埋件位置相关，经过计算确定。

设备铰页400和设备闭锁300与设备门扇100间的固定通过螺栓与预埋件22间的配合连接实现。预埋件22由M12螺母制成，为确保其能与SMC材料紧密结合，预埋件22头部采用锥状，如图7-8所示。预埋在设备门扇100内的铰页预埋件22如图9所示。

由于检修口防护设备门扇尺寸较小1.2m*1.2m，安装空间有限，本着操纵方便、结构简单的原则，设计的设备闭锁形式如图10所示。为了保证强度和密闭性能可靠，设备闭锁300共设置4个锁头301，由液压马达12驱动，设置于设备闭锁300中心处。

本着结构简单，操纵方便的原则，检修口防护设备采用的设备铰页400如图11所示。设备铰页400主要由门框铰座401、门扇铰座402、铰链板403、轴承404、垫片、螺栓构成。门扇铰座402通过预埋件22与设备门扇100连接，门扇铰座402通过轴承404与铰链板403铰接，铰链板403设置于门框铰座402上，门框铰座402通过垫片和螺栓设置于设备门框200上。该设备铰页400安装方便、运转灵活，能够保证设备门扇的自由、平稳启闭。

综合管廊工程对于防水有着很高的要求，作为设置于管廊工程口部的设备，综合管廊检修口防护设备须满足防水要求。本实用新型采用嵌压板挤压密封胶条的方式，对门扇四周进行了密封设计，密封形式如图12所示。T型嵌压板20预埋在设备门扇100当中，用于实现设备门扇100与设备门框200间的密封。密封胶条30、斜扁钢31以及支撑板32设置在设备门框200的角钢201上，斜扁钢31设置在两个支撑板32内侧，密封胶条30设置在斜扁钢31以及支撑板32之间，并与T型嵌压板20相对设置。设备关闭后，密封通过T型嵌压板20模压时提前预埋在SMC复合材料门扇中挤压密封胶条30，采用耐老化海绵橡胶制成实现。图中斜扁钢31起到固定胶条的作用，支撑板32起到固定密封胶条30和支撑设备门扇100的作用，二者通过焊接固定在门框角钢201上。设备门扇100关闭后，密封胶条30在同一高度形成闭合回路，保证了防护设备密封的可靠性。

综合管廊是一项系统而复杂的工程。一方面，工程内部各类重要管线遍布，为了保证管线系统的安全、稳定运行，对于工程防灾、防侵入有着很高的要求。另一方面，管廊内部空间狭窄，紧急时刻的逃生时间极为有限，因此防护设备一般应满足自动化要求。综合管廊防护设备自动化控制系统设计基于液压驱动技术、传感器技术、PLC控制技术建立，能够实现口部防护设备的智能环境监测、自动安防报警、应急逃生指引等功能。针对管廊防护设备的自动化控制需求，本实用新型基于液压伺服控制系统提出了一种控制方案。液压伺服控制系统主要由液压泵-动力源、液压缸-执行机构、液压马达-执行机构、液压阀、蓄能器、PLC可编程控制器以及各类传感器组成。

控制系统主要由PLC可编程控制器、各类传感器构成。执行机构主要由液压泵3、液压阀、液压缸11、液压马达12、蓄能器6构成，液压阀包括三位四通换向阀8、节流阀13。液压泵3与PLC可编程控制器连接。液压驱动装置中，设备门扇100依次与一液压缸11、三位四通换向阀8连接，设备闭锁300依次与一液压马达12、节流阀13以及另一三位四通换向阀8连接，两个三位四通换向阀8的进口油路同时连接一单向阀5，单向阀5进口分别连接一手动泵2以及一液压泵3。单向阀5出口油路上还连接有蓄能器6和溢流阀7，三位四通换向阀8上还设置有电磁铁9和手动开关10。手动泵2以及液压泵3油路上还设置有过滤器1和压力表4。

为了实现对设备门扇以及闭锁的稳定、精确、快速控制，综合管廊复合材料检修口防护设备控制系统执行机构共包括液压缸11是1台，液压马达12为1台。其中：设备门扇100绕设备铰页轴翻转通过驱动液压缸11实现，设备闭锁300运转通过驱动液压马达12实现，具体的液压控制系统简图如图13所示。

上述城市地下综合管廊检修口复合材料人防防护设备的开启具体控制方法，流程如下：当接到设备门扇100开启命令时，PLC可编程控制器发出电信号控制液压泵3启动，同时控制设备闭锁300液压马达12支路的三位四通换向阀8接通油路，液压马达12开始工作，操纵设备闭锁300由关闭状态转换为开启状态。待锁头位移传感器发出锁头301到位信号时，PLC可编程控制器控制驱动液压缸11支路的三位四通换向阀8接通油路，驱动液压缸11开始工作，操纵设备门扇100绕铰页轴翻转打开。待设备门扇100的位移传感器发出设备门扇100开启到位信号时，PLC可编程控制器控制三位四通换向阀8复位，控制系统呈保压状态。对液压缸11、液压马达12的调速可通过控制单向节流阀13实现。断电条件下，整个过程所需的系统能量亦可通过蓄能器6(仅在逃生时启动，作为应急能源)或手动泵2手动操纵获得。设备关闭的控制流程与开启控制流程类似，不再赘述。设备的运动控制顺序为：开启-闭锁→门扇。关闭-门扇→闭锁。

上述实施例只是为了更清楚说明本实用新型的技术方案做出的列举，并非对本实用新型的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。