本實(shí)用新型屬于隧道救生救援配套設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種隧道施工救生艙的空氣凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國交通建設(shè)的快速發(fā)展，隧道工程的建設(shè)數(shù)量、規(guī)模及穿越地質(zhì)的復(fù)雜程度均發(fā)生了質(zhì)的變化，由于各種原因，隧道施工過程中關(guān)門坍塌事故時(shí)有發(fā)生。隧道施工救生艙為隧道施工行業(yè)應(yīng)急救援設(shè)備，坍塌事故發(fā)生后，為幸存人員提供安全避難空間，幫助避難人員順利逃生，減少災(zāi)害帶來的損失。

當(dāng)隧道施工救生艙通風(fēng)設(shè)施失去作用時(shí)，密閉的艙內(nèi)就會充斥各種設(shè)備及人員不斷產(chǎn)生的有害氣體及粉塵，這些有害氣體及粉塵不及時(shí)清除的話，極易造成被困人員頭暈、恐懼、焦躁、乏力、中毒昏厥甚至生命危險(xiǎn)。利用空氣凈化系統(tǒng)可有效解決上述問題，然而傳統(tǒng)的空氣凈化系統(tǒng)主要通過吸附過濾空氣中的固體顆粒物來達(dá)到凈化空氣的目的，對空氣的氣體成分并沒有進(jìn)行有效改良。而由于隧道施工救生艙內(nèi)空間密閉，艙內(nèi)最主要污濁物是人體呼吸產(chǎn)生的二氧化碳、水蒸氣、惡臭氣以及隧道爆破開挖產(chǎn)生的有毒氣體和粉塵，因此傳統(tǒng)的空氣凈化系統(tǒng)并不適用于隧道施工救生艙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種空氣凈化系統(tǒng)，其中結(jié)合隧道施工救生艙的特點(diǎn)，相應(yīng)設(shè)計(jì)了隧道施工救生艙的空氣凈化系統(tǒng)，并對其關(guān)鍵組件如空氣凈化箱、空氣吸附單元和進(jìn)排氣單 元的結(jié)構(gòu)、及其相互布置方式進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，可有效改善隧道內(nèi)被困施工人員的生存環(huán)境、延長生存時(shí)間，具有成本低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種隧道施工救生艙的空氣凈化系統(tǒng)，該空氣凈化系統(tǒng)包括空氣凈化箱、空氣吸附單元和進(jìn)排氣單元，其中：

所述空氣凈化箱包括從上至下依次分布的排氣層、過濾層和進(jìn)氣層，各層之間分別由托架隔開，并且這些托架上分別設(shè)置有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的托盤；

所述排氣層中設(shè)置有多個(gè)風(fēng)扇，這些風(fēng)扇交替使用；所述空氣吸附單元配套設(shè)置有CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭，其可替換性放置于托盤上；所述進(jìn)排氣單元包括進(jìn)氣孔和排氣孔，其中該進(jìn)氣孔設(shè)置于所述排氣層處，該排氣孔設(shè)置于所述進(jìn)氣層處。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述進(jìn)氣孔設(shè)于空氣凈化箱背面的下方，所述排氣孔設(shè)于空氣凈化箱正面的上方。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述進(jìn)氣層中同樣放置有CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述進(jìn)氣孔采用百葉狀風(fēng)口，所述排氣孔的排氣流量由排氣閥調(diào)節(jié)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述風(fēng)扇為渦輪風(fēng)扇，其由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述風(fēng)扇和電機(jī)通過開孔隔板安裝在排氣層中。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空氣凈化箱還設(shè)置有箱門。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空氣凈化系統(tǒng)處理CO₂的性能不低于0.5L/min·人，并且一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下在額定保障時(shí)間內(nèi)CO₂濃度小于1.0％

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空氣吸附單元使用過程中產(chǎn)生的粉塵率不大于2％。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型通過設(shè)置分層的空氣凈化箱并結(jié)合空氣吸附單元和進(jìn)排氣單元，可實(shí)現(xiàn)隧道救生艙中空氣的分層過濾，不僅能過濾空氣中的有毒物質(zhì)，而且還能稀釋空氣中的二氧化碳濃度，能有效改善隧道施工救生艙內(nèi)空氣質(zhì)量，使避難人員始終保持清醒的頭腦和健康的生活狀態(tài)，為外界救援爭取足夠時(shí)間，同時(shí)可有效過濾密閉空間的有毒粉塵以及空氣的濕度，且能長時(shí)間有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.本實(shí)用新型可根據(jù)空氣改良的需要選擇不同的吸附劑，且通過設(shè)置托盤使得吸附劑更換操作簡單，具有持久凈化空氣的優(yōu)勢，能給隧道施工救生艙內(nèi)避難人員提供長時(shí)間的新鮮空氣，為外界救援提供充足時(shí)間；并且設(shè)置了兩臺交替使用的風(fēng)扇，可實(shí)現(xiàn)在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)不間斷工作，保證空氣質(zhì)量凈化需要。

3.本實(shí)用新型通過設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的托盤，一方面可便于CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭的一次性放入或取出，另一方便可便于各層空氣的流通；此外，本實(shí)用新型不僅在過濾層和排氣層放置空氣吸附劑，其還在進(jìn)氣層放置空氣吸附劑，以實(shí)現(xiàn)救生艙中污濁空氣的三級過濾，進(jìn)一步提升空氣質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的空氣凈化系統(tǒng)的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的空氣凈化系統(tǒng)的背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的空氣凈化系統(tǒng)的內(nèi)部空間圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種隧道施工救生艙的空氣凈化系統(tǒng)，該空氣凈化系統(tǒng)主要包括空氣凈化箱、空氣吸附單元和進(jìn)排氣單元，其中空氣凈化箱為隧道施工救生艙中污濁空氣的處理提供凈化場所與空間，空氣吸附單元用于對污濁空氣中的二氧化碳、水蒸氣、惡臭氣以及隧道爆破開挖產(chǎn)生的有毒氣體和粉塵進(jìn)行有效過濾和處理，進(jìn)排氣單元用于將隧道施工救生艙中的污濁空氣吸入，以及將凈化后的空氣排出，為空氣的流動(dòng)和循環(huán)提供的動(dòng)力，通過空氣凈化箱、空氣吸附單元和進(jìn)排氣單元的相互配合，可實(shí)現(xiàn)密閉空間中粉塵的有效過濾，并可有效控制艙內(nèi)二氧化碳濃度及空氣的濕度，且能長時(shí)間有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

下面將分別對系統(tǒng)中的各個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)的說明。

空氣凈化箱主要為空氣的凈化提供一個(gè)可操作的場所，其可以為長方體、正方體等一切可以實(shí)現(xiàn)上述功能的形狀，其主要包括排氣層5、過濾層6和進(jìn)氣層7，如圖1所示，排氣層5、過濾層6和進(jìn)氣層7由上至下依次分布，各層之間分別由托架10隔開，即排氣層5和過濾層6之間設(shè)置有托架，過濾層6和進(jìn)氣層7之間設(shè)置有托架，托架10上設(shè)置有托盤11，該托盤11為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的托盤，一方面通過放入或取出托盤11，即可將托盤11上的CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭一次性放入或取出，便于實(shí)際操作，另一方便可便于各層的空氣流通。

其中，進(jìn)氣層7用于容納從隧道施工救生艙中吸入進(jìn)來的未凈化處理的空氣，過濾層6用于過濾從進(jìn)氣層7過來的未凈化處理的空氣，排氣層5用于進(jìn)一步過濾從過濾層6過來的已部分凈化處理的空氣，并且用于容納已凈化處理的空氣，同時(shí)排氣層5還為風(fēng)扇提供安裝場所。

該風(fēng)扇用于將道施工救生艙中的污濁空氣吸入空氣凈化箱的底層(即進(jìn)氣層7)，然后使空氣從下往上流通，依次經(jīng)過過濾層6和排氣層5，使得污濁空氣經(jīng)過層層過濾，進(jìn)而獲得無污濁、適于被困人員生存的凈化空氣。具體的，本實(shí)用新型的風(fēng)扇為渦輪風(fēng)扇，其設(shè)有兩個(gè)，其分別由電機(jī)8 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)風(fēng)扇交替使用，可實(shí)現(xiàn)在額定防護(hù)時(shí)間內(nèi)不間斷工作，保證空氣質(zhì)量凈化需要。風(fēng)扇和電機(jī)8通過開孔隔板9安裝在排氣層5中。此外，空氣凈化箱的箱體上設(shè)置有控制電機(jī)8開啟與關(guān)閉的旋轉(zhuǎn)開關(guān)1。

空氣吸附單元主要用于對污濁空氣進(jìn)行處理，其包括CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭，并且放置于托盤11上。其中，CO₂吸附劑用于吸附救生艙空氣中的被困人員呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，具體的選用以氫氧化鋰為主料的吸附劑作為二氧化碳吸附劑，其較之氫氧化鈣吸附劑等有如下優(yōu)勢：氫氧化鋰吸附劑吸附效率約65％，高于氫氧化鈣吸附劑吸附效率20％；由于氫氧化鋰吸附效率高，在用量上可以大大減少。由于救生艙的艙內(nèi)空間有限，故選用吸附效率高，用量少的氫氧化鋰吸附劑更適用于救生艙的使用情況，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，氫氧化鋰吸附劑在為使用前顯示為粉紅色球狀顆粒，發(fā)生反映后(用完失效后)變?yōu)榘咨?，便于區(qū)分和觀察吸附劑使用情況，且氫氧化鋰粉塵率低于2％。吸濕劑用于吸附空氣中的水分，以調(diào)節(jié)空氣的濕度，活性炭用于吸附空氣中的惡臭氣以及隧道爆破開挖產(chǎn)生的有毒氣體。通過將CO₂吸附劑、吸濕劑和活性放置于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的托盤11上，空氣中的粉塵難以隨空氣往上流通，其被托盤上的CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭阻擋并過濾，由此通過托盤和CO₂吸附劑、吸濕劑及活性的配合，實(shí)現(xiàn)了空氣中粉塵的處理。

具體的，為了便于CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭的保存，CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭均采用真空包裝。

進(jìn)排氣單元用于實(shí)現(xiàn)空氣的進(jìn)出，其主要包括進(jìn)氣孔4和排氣孔2，其中，進(jìn)氣孔4用于將隧道施工救生艙中的污濁空氣吸入空氣凈化系統(tǒng)中，而排氣孔2則用于將凈化后的空氣從空氣凈化系統(tǒng)排出至隧道施工救生艙中。

具體的，進(jìn)氣孔4設(shè)于空氣凈化箱背面的下方(即設(shè)于進(jìn)氣層處)，排氣孔2設(shè)于空氣凈化箱正面的上方(即設(shè)于排氣層處)。

更進(jìn)一步的，進(jìn)氣孔設(shè)有一個(gè)，其采用百葉狀風(fēng)口，便于空氣的送入；排氣孔2設(shè)有兩個(gè)，其排氣流量由排氣閥調(diào)節(jié)。

為了增強(qiáng)空氣的過濾及處理效果，可在進(jìn)氣層7中也放置CO₂吸附劑、吸濕劑和活性炭，使得進(jìn)入空氣凈化箱的空氣在進(jìn)氣層中就可實(shí)現(xiàn)一次過濾，然后通過過濾層實(shí)現(xiàn)二次過濾，再通過排氣層實(shí)現(xiàn)三次過濾，由此實(shí)現(xiàn)三級過濾，可進(jìn)一步提高空氣的質(zhì)量。并且可根據(jù)隧道中設(shè)置的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)所提供的環(huán)境參數(shù)，來更換吸附效率下降的二氧化碳吸附劑，將未曾使用過的吸附劑放在最下層，將吸附效率下降的放在中、上層，這種布置方式可使的在不影響二氧化碳凈化效果的情況下，讓每袋吸附劑充分反映，大大提高吸附效率，不造成浪費(fèi)。

此外，為了保護(hù)空氣凈化箱內(nèi)的各個(gè)部件不被污濁與侵蝕，在空氣凈化箱上設(shè)置一箱門3。

下面對本實(shí)用新型的使用過程進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1-3所示，打開空氣凈化箱的箱門將二氧化碳吸附劑、吸濕劑及活性炭的真空包裝拆封并放置于兩個(gè)托盤上，關(guān)閉箱門后開啟電機(jī)開關(guān)帶動(dòng)渦輪風(fēng)扇將救生艙內(nèi)污濁空氣由進(jìn)氣層向上經(jīng)過濾層凈化，濾出有毒粉塵、高濃度的二氧化碳、水蒸氣及惡臭氣，然后循環(huán)至上層的排氣層將凈化后的新鮮空氣由排氣孔排入救生艙內(nèi)。當(dāng)吸附劑逐漸失效出現(xiàn)明顯的顏色變化時(shí)，將托盤上失效的吸附劑取出，并重新?lián)Q上新拆封的吸附劑。

通過利用本實(shí)用新型的通風(fēng)系統(tǒng)可有效控制救生艙空氣中的粉塵率不大于2％，處理二氧化碳的能力不低于0.5L/min·人，且能保證標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下在額定保障時(shí)間內(nèi)二氧化碳濃度小于1.0％，能有效改善隧道施工救生艙內(nèi)空氣的質(zhì)量，使避難人員始終保持清醒的頭腦和健康的生活狀態(tài)，為外界救援爭取足夠時(shí)間。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作 的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。