适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法

摘要

本发明公开了一种适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，包括：步骤S1、高压空气瓶组内的压缩空气的气压为P0，压缩空气经过一级减压机构后，气压减小至P1；步骤S2、从一级减压机构输出的空气再经过二级减压机构后，气压减小至P2；步骤S3、从二级减压机构输出的空气通过输出机构释放到环境中，供人员呼吸使用。本发明通过一级减压机构、二级减压机构和输出机构之间的配合，可以使得最终输出的气体流量稳定在480立方米/小时，可供庇护所内多人、长时间同时使用，在救援达到之前，保证人员的生命安全，为救援争取时间。

说明书

技术领域

本发明涉及空气减压技术领域，尤其涉及一种适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法。

背景技术

通常，在化工厂、石油厂、天然气厂等工厂，一般会设有临时庇护所，当工厂内发生事故，导致有毒有害气体泄露时，工作人员只能进入庇护所中进行躲避防护，等待救援。然而，庇护所一般处于有毒有害易燃易爆的危险环境中，需要将外部的有毒有害气体隔绝在庇护所外，以保证内部避险人员和设备的安全，因此，需要在庇护所内安装呼吸减压系统，提供清洁的空气供庇护所内人员的正常呼吸以及保证内部环境的安全。

但是，现有的呼吸减压系统大多应用于单人，例如，消防员在救援时，需要依靠呼吸减压系统提供清洁的空气维持呼吸，这种单人使用的呼吸减压系统输出的空气一般只能供一个人应急使用15分钟左右，不仅输出的空气量小且使用时间短，无法适用于多人、长时间同时使用的场景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中空气呼吸减压系统无法适用于多人长时间同时使用，且无法提供正压安全庇护空间的技术问题，本发明提供一种适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，能够长时间持续输出清洁的空气，可供几十人同时使用，并为庇护所内提供微正压的安全空间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，采用呼吸空气减压系统，所述呼吸空气减压系统包括：一级减压机构、二级减压机构及输出机构，所述一级减压机构与高压空气瓶组连接，所述高压空气瓶组内存储有压缩空气，所述二级减压机构与所述一级减压机构相连通，所述输出机构与所述二级减压机构相连通；所述工作方法包括以下步骤：步骤S1、所述高压空气瓶组内的压缩空气的气压为P0，压缩空气经过所述一级减压机构后，气压减小至P1；步骤S2、从所述一级减压机构输出的空气再经过所述二级减压机构后，气压减小至P2；步骤S3、从所述二级减压机构输出的空气通过输出机构释放到环境中，供人员呼吸使用。由此，压缩空气依次经过一级减压机构和二级减压机构后，能够变为常压空气从输出机构稳定地输出至庇护所中，保证庇护所内的人员能够正常呼吸。

进一步地，所述呼吸空气减压系统还包括：散冷机构，所述散冷机构一端与所述一级减压机构连接，所述散冷机构的另一端与所述二级减压机构连接。散冷机构能够减少系统管路表明结霜，提高系统运行的稳定性。

进一步地，所述一级减压机构包括：第一进气管路、第二进气管路及一级减压阀，所述第一进气管路的一端与所述高压空气瓶组连接，所述第一进气管路的另一端与所述一级减压阀连接；所述第二进气管路的一端与所述高压空气瓶组连接，所述第二进气管路的另一端与所述一级减压阀连接，所述一级减压阀与所述散冷机构连接。由此，第一进气管路和第二进气管路之一可以作为备用进气管路，以防突发、紧急状况。

进一步地，所述一级减压机构还包括：手动应急进气管路，所述手动应急进气管路的一端与所述高压空气瓶组连接，所述手动应急进气管路的另一端与所述一级减压阀连接。由此，当第一进气管路和第二进气管路都失效时，可以启用手动应急进气管路，保证系统的稳定运行。

进一步地，所述二级减压机构包括：二级减压阀及二级输出管路，所述二级减压阀的一端与所述散冷机构连接，所述二级减压阀的另一端与所述二级输出管路连接，所述二级输出管路与所述输出机构连接。二级减压机构能够进一步减小气体的气压，并且增大气体流量。

进一步地，所述输出机构包括：第一输出管道、第一汇流盒、多个支路管道、第二汇流盒及第二输出管道，所述第一输出管道的一端与所述二级输出管路连接，所述第一输出管道的另一端与所述第一汇流盒连接，多个所述支路管道的一端均安装在所述第一汇流盒上，多个所述支路管道的另一端均安装在所述第二汇流盒上，其中一根所述支路管道与所述第二输出管道连接。由此，可以进一步提高气体输出的稳定性，减小流量波动。

进一步地，所述支路管道的数量为三根，所述第一汇流盒包括第一分隔腔和第二分隔腔，所述第一分隔腔和第二分隔腔之间不连通，所述第二汇流盒包括第三分隔腔；所述第一输出管道的另一端以及第一根所述支路管道的一端均与所述第一分隔腔相连通，第一根所述支路管道的另一端以及第二根所述支路管道的另一端均与所述第三分隔腔相连通，第二根所述支路管道的一端以及第三根所述支路管道的一端均与所述第二分隔腔相连通，第三根所述支路管道的另一端与所述第二输出管道连接。

进一步地，所述支路管道的外部包裹有吸音棉。吸引棉可以起到降低噪声和保温的作用。

进一步地，所述散冷机构包括第一散冷管和第二散冷管，所述第一散冷管和第二散冷管上均设有若干散冷片，所述第一散冷管的一端与所述一级减压机构连接，所述第一散冷管的另一端与所述第二散冷管的另一端相连通，所述第二散冷管的一端与所述二级减压机构连接。由此，可以提高散冷机构的散冷效率。

进一步地，所述呼吸空气减压系统还包括：安全阀，所述安全阀与所述散冷机构连接。

本发明的有益效果是，本发明的适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，通过一级减压机构、二级减压机构和输出机构之间的配合，可以使得大流量气体稳定输出，可供庇护所内多人、长时间同时使用，在救援达到之前，保证人员的生命安全，为救援争取时间；通过散冷机构可以减少系统管路表面凝霜，提高系统运行的稳定性。通过在第一输出管道和第二输出管道之间设置第一汇流盒、多个支路管道及第二汇流盒，能够更进一步提高大流量气体输出的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法的流程图；

图2是本发明的呼吸空气减压系统的平面示意图；

图3是本发明的呼吸空气减压系统的正面立体示意图；

图4是本发明的呼吸空气减压系统的背面立体示意图；

图5是本发明的四通接头的结构示意图；

图6是本发明的二级减压机构的结构示意图；

图7是本发明的输出机构的结构示意图；

图8是本发明的输出机构的剖视图；

图9是本发明的第一汇流盒的结构示意图；

图10是本发明的第二汇流盒的结构示意图。

图中：10、呼吸空气减压系统；11、一级减压机构；12、高压空气瓶组；13、二级减压机构；14、输出机构；15、散冷机构；16、安全阀；111、第一进气管路；112、第二进气管路；113、一级减压阀；1111、第一进气支路；1112、第二进气支路；1113、第一电动调节阀；1114、第一手动调节阀；1121、第三进气支路；1122、第四进气支路；1123、第二电动调节阀；1124、第二手动调节阀；115、四通接头；1151、第一接口；1152、第二接口；1153、第三接口；1154、第四接口；114、手动应急进气管路；1141、第三手动调节阀；1142、应急进气管道；131、二级减压阀；132、二级输出管路；1311、二级减压阀本体；1312、减压管路；133、第四手动调节阀；141、第一输出管道；142、第一汇流盒；143、支路管道；144、第二汇流盒；145、第二输出管道；146、固定环；1421、第一分隔腔；1422、第二分隔腔；1441、第三分隔腔；1423、第一盒体；1424、分隔板；1425、第一安装口；1442、第二盒体；1443、安装板；1444、第二安装口；1431、吸音棉；151、第一散冷管；152、第二散冷管；153、散冷片。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，采用呼吸空气减压系统10，呼吸空气减压系统10包括：一级减压机构11、二级减压机构13及输出机构14，一级减压机构11与高压空气瓶组12连接，高压空气瓶组12内存储有压缩空气，二级减压机构13与一级减压机构11相连通，输出机构14与二级减压机构13相连通。

如图2所示，本发明的工作方法包括：步骤S1、高压空气瓶组12内的压缩空气的气压为P0，压缩空气经过一级减压机构11后，气压减小至P1；步骤S2、从一级减压机构11输出的空气再经过二级减压机构13后，气压减小至P2；步骤S3、从二级减压机构13输出的空气通过输出机构14释放到环境中，供人员呼吸使用。

换言之，本发明的呼吸空气减压系统10安装在庇护所内部，高压空气瓶组12内存储有干净的压缩空气，压缩空气依次经过一级减压机构11和二级减压机构13后，能够从输出机构14输出至庇护所中，保证庇护所内的人员能够正常呼吸，等待救援。由于庇护所内的人员至少有几十人，因此，需要输出稳定的大流量的气体才能保证这么多人能够同时使用。具体输出的气体流量的大小可以根据实际应用的场地进行设置，例如可以设置为480立方米/小时。

例如，压缩空气的初始气压P0为300公斤(将常压空气的体积压缩到原来的1/300)，经过一级减压机构11后，气压可以减至10～16公斤左右(即P1可以为10～16公斤左右)，然后再经过二级减压机构13后，气压可以继续减至更小，例如是0.1公斤(即P2可以为0.1公斤，接近大气压)。以一人呼吸的流量为7.2立方米/小时为例，输出机构14输出的气体流量可以稳定在480立方米/小时，可供50～60人正常呼吸1～2小时，保证庇护所内的人员在救援达到之前的生命安全。由于庇护所内的人员较多，小流量气体无法满足使用需求，但是如果采用现有技术中只有一级减压机构的减压系统，由于一级减压后的气压有明显骤降，会导致输出的气体流量波动较大，无法稳定输出，给庇护所人员的使用造成不便。本发明通过一级、二级减压及输出机构14的配合，可以使得最终输出的气流稳定、持续地输送给庇护所内。

如图3至图10所示，在本实施例中，呼吸空气减压系统10还包括：散冷机构15，散冷机构15一端与一级减压机构11连接，散冷机构15的另一端与二级减压机构13连接。具体的，散冷机构15包括第一散冷管151和第二散冷管152，第一散冷管151和第二散冷管152上均设有若干散冷片153，第一散冷管151的一端与一级减压机构11连接，第一散冷管151的另一端与第二散冷管152的另一端相连通，第二散冷管152的一端与二级减压机构13连接。由于压缩空气经过一级减压机构11后，气压衰减了将近三十倍，一级减压机构11工作时会吸收周围环境的热量，导致周围环境的温度骤降，进而导致管路外表面结霜、结冰，管路如果结霜、结冰太严重会导致整个系统工作不稳定，本发明通过设置散冷机构15可以及时将冷气散发到管路外部环境中，散冷片153可以增大散冷面积，提高散冷效率，防止呼吸减压系统10因低温而无法正常工作。

在本实施例中，一级减压机构11包括：第一进气管路111、第二进气管路112及一级减压阀113，第一进气管路111的一端与高压空气瓶组12连接，第一进气管路111的另一端与一级减压阀113连接；第二进气管路112的一端与高压空气瓶组12连接，第二进气管路112的另一端与一级减压阀113连接，一级减压阀113与散冷机构15连接。第一进气管路111和第二进气管路112是两条独立控制的回路，两条回路均可以与散冷机构15连通。在实际使用时，可以选择任意一条回路进气，或者两条回路同时打开，本发明双进气回路的设计可以防止因某条回路失效而出现无法使用的情况，提高呼吸空气减压系统整体的稳定性。

具体的，第一进气管路111包括第一进气支路1111和第二进气支路1112，第一进气支路1111上安装有第一电动调节阀1113，第二进气支路1112上安装有第一手动调节阀1114，第一进气支路1111和第二进气支路1112通过连接头相连通。第二进气管路112包括第三进气支路1121和第四进气支路1122，第三进气支路1121上安装有第二电动调节阀1123，第四进气支路1122上安装有第二手动调节阀1124，第三进气支路1121和第四进气支路1122通过连接头相连通。第一电动调节阀1113可以控制第一进气支路1111的通断，第一手动调节阀1114可以控制第二进气支路1112的通断，第二电动调节阀1123可以控制第三进气支路1121的通断，第二手动调节阀1124可以控制第四进气支路1122的通断。换言之，打开任意一条进气支路均可以使压缩空气进入一级减压阀113内，本实施例中的所用的一级减压阀113是根据需求已经提前调试好的。

进一步地，一级减压机构11包括一四通接头115，该四通接头115包括第一接口1151、第二接口1152、第三接口1153及第四接口1154，四个接口之间相互连通，第一进气支路1111与第一接口1151连接，第二进气支路1112与第二接口1152连接，第三进气支路1121和第四进气支路1122均与第四接口1154连接，第三接口1153与一级减压阀113连接。四通接头115可以将第一进气管路111和第二进气管路112同时与一级减压阀113连通。

呼吸空气减压系统10工作时，可以打开第一电动调节阀1113和/或第二电动调节阀1123，使得压缩空气可以从第一进气支路1111和/或第三进气支路1121进入一级减压阀113进行减压。当电动调节阀无法使用时，这时，可以手动打开第一手动调节阀1114和/或第二手动调节阀1124，将压缩空气输入一级减压阀113内，保证在突发情况下，呼吸空气减压系统10仍然能够正常工作，保证庇护所内人员的生命安全。

换言之，本发明通过设置第一进气管路111和第二进气管路112，能够提供第一级保护措施，第一进气管路111和第二进气管路112内又分别设有电动和手动两种调节方式，能够提供第二级保护措施，通过第一级和第二级保护措施，能够更进一步提高呼吸空气减压系统10工作的稳定性，在出现突发情况时，保证整个系统的稳定、正常运行。

在本实施例中，一级减压机构11还包括：手动应急进气管路114，手动应急进气管路114的一端与高压空气瓶组12连接，手动应急进气管路114的另一端与一级减压阀113连接。具体的，手动应急进气管路114包括第三手动调节阀1141及应急进气管道1142，第三手动调节阀1141安装在应急进气管道1142上，应急进气管道1142与第四接口1154相连通，即应急进气管道1142与一级减压阀113相连通。当第一进气管路111和第二进气管路112全部失效的情况下，工作人员可以手动打开第三手动调节阀1141，使得压缩空气可以继续输入，能够提供第三级保护措施。换言之，本发明通过第一级、第二级和第三级保护措施，可以对呼吸空气减压系统10进行全方位的保护，可以应对各种突发情况，更加保证系统的稳定运行，保证庇护所内人员的生命安全。

在本实施例中，二级减压机构13包括：二级减压阀131及二级输出管路132，二级减压阀131的一端与散冷机构15连接，二级减压阀131的另一端与二级输出管路132连接，二级输出管路132与输出机构14连接。具体的，二级减压阀131包括二级减压阀本体1311和减压管路1312，二级减压阀本体1311安装在减压管路1312上，减压管路1312的一端与第二散冷管152的一端固定连接，减压管路1312的另一端与二级输出管路132固定连接。二级输出管路132上还可以安装第四手动调节阀133，工作时，第四手动调节阀133为常开状态，第四手动调节阀133可以用于测试整个系统是否正常工作。在本实施例中，二级减压阀本体1311的体积要比一级减压阀113大很多，二级减压管路1312的管径比一级减压机构11中管路的管径要大很多，这是由于压缩空气经过一级减压机构11和二级减压机构13后，气体压缩比会明显减小，气体的体积会增大，如果此时二级减压输出管径与一级减压输出管径相同，那么会导致气体流量衰减。因此，为了保证经过二级减压机构13后输出的气体流量不会衰减，本发明的二级减压阀本体1311的体积、管路的管径均比一级减压阀113要大，例如，二级减压管路1312的管径可以设置为一级减压机构11中管路的管径的四倍。另外，本发明采用的二级减压机构13自带有先导阀，具有稳定输出的功能。

在本实施例中，输出机构14包括：第一输出管道141、第一汇流盒142、多个支路管道143、第二汇流盒144及第二输出管道145，第一输出管道141的一端与二级输出管路132连接，第一输出管道141的另一端与第一汇流盒142连接，多个支路管道143的一端均安装在第一汇流盒142上，多个支路管道143的另一端均安装在第二汇流盒144上，其中一根支路管道143与第二输出管道145连接。具体的，第一输出管道141的一端与二级减压管路1312的另一端固定连接，第一输出管道141和第二输出管道145的管径比二级输出管路132有了进一步的扩大，可以进一步稳定气体流量；多个支路管道143可以实现对气体的分流和汇流，由于输出的气体流速很快，流量较大，如果将这个气体直接输出到庇护所内，会造成流量不稳定，因此，本发明通过第一汇流盒142、多个支路管道143及第二汇流盒144，可以将气体流量按照480立方米/小时稳定地从第二输出管道145输出。在本实施例中，二级减压阀131也是经过提前调试好的。

具体的，支路管道143的数量为三根，第一汇流盒142包括第一分隔腔1421和第二分隔腔1422，第一分隔腔1421和第二分隔腔1422之间不连通，第二汇流盒144包括第三分隔腔1441；第一输出管道141的另一端以及第一根支路管道143的一端均与第一分隔腔1421相连通，第一根支路管道143的另一端以及第二根支路管道143的另一端均与第三分隔腔1441相连通，第二根支路管道143的一端以及第三根支路管道143的一端均与第二分隔腔1422相连通，第三根支路管道143的另一端与第二输出管道145连接。第一汇流盒142包括第一盒体1423，第一盒体1423内设有分隔板1424将第一盒体1423内部空间分成第一分隔腔1421和第二分隔腔1422，第一分隔腔1421和第二分隔腔1422之间相互隔绝，第一盒体1423上表面开设有四个第一安装口1425，第一输出管道141和第一根支路管道143分别安装在第一个第一安装口1425和第二第一安装口1425上，第一个第一安装口1425和第二第一安装口1425对应第一分隔腔1421，第二根支路管道143和第三根支路管道143分别安装在第三个第一安装口1425和第四个第一安装口1425上，第三个第一安装口1425和第四个第一安装口1425对应第二分隔腔1422。第二汇流盒144包括第二盒体1442，第二盒体1442内部空间形成第三分隔腔1441，并且第二盒体1442的下表面的一侧向外延伸有安装板1443，第二盒体1442的下表面开设有两个第二安装口1444，第一根支路管道143和第二根支路管道143分别安装在两个第二安装口1444上，两个第二安装口1444对应第三分隔腔1441，安装板1443上开设有第三个第二安装口1444，第三根支路管道143安装在第三个第二安装口1444上，第三个第二安装口1444位于第三分隔腔1441外部，第二输出管道145与第三根支路管道143上端连接。需要说明的是，第一安装口1425和第二安装口1444上均设有固定环146，支路管道143的两端均与嵌入固定环146内，以实现和第一汇流盒142、第二汇流盒144之间的固定，固定环146的内径与支路管道143的外径相匹配，以实现连接处的密封。

也就是说，从二级减压机构13输出的气体通过第一输出管道141可以进入第一分隔腔1421内，通过第一根支路管道143进入第三分隔腔1441内，通过第二根支路管道143进入第二分隔腔1422内，再通过第三根支路管道143进入第二输出管道145中。支路管道143的长度例如是6米，输出机构14设计成多个回管结构，可以保证输出机构14有足够长的路径，一方面具有稳流的作用，另一方面可以更好地降噪。本发明在第一输出管道141和第二输出管道145之间设置了第一汇流盒142、多个支路管道143及第二汇流盒144，能够提高气流输出的稳定性。

在本实施例中，支路管道143的外部包裹有吸音棉1431。由于从二级减压机构13输出的气体流速较快，会产生高分贝噪音和啸叫的现象，而高分贝噪音和啸叫会导致庇护所内人员的听觉产生不适，通过吸音棉1431可以降低噪声分贝，提高庇护所内环境的舒适度。另外，吸音棉1431还可以起到保温作用，减少出风口出现凝霜的现象。

在本实施例中，呼吸空气减压系统10还包括：安全阀16，安全阀16与散冷机构15连接。具体的，呼吸空气减压系统10可以安装在庇护所内单独的设备室中，第二输出管道145的出口可以和庇护所内的空间连通。安全阀16可以通过管道与第一散冷管151和第二散冷管152相连通，即，安全阀16与一级减压机构11相连通，当庇护所内的气压过高，人员感到不适时，工作人员可以打开安全阀16释放多余的气体。需要说明的是，呼吸空气减压系统10还可以包括一保温箱，一级减压机构11、二级减压机构13及输出机构14均安装在该保温箱内，便于整体安装和运输。

本发明的适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，具体工作流程包括：

打开第一电动调节阀1113和/或第二电动调节阀1123，使得压缩空气可以从第一进气支路1111和/或第三进气支路1121进入一级减压阀113进行一级减压，此时，散冷机构15可以进行散冷，减少管路表面结霜的产生；经过一级减压后的气体气压可以明显减小；然后气体可以进入二级减压机构13进行二级减压，二级减压后，气体气压可以减至常压，且保持流量稳定，最后，气体再经过第一输出管道141、第一汇流盒142、多个支路管道143和第二汇流盒144，可以从第二输出管道145输出给庇护所内的人员呼吸使用。

本发明的适用于庇护所的紧急庇护用呼吸空气减压系统的工作方法，通过一级减压机构11、二级减压机构13和输出机构14之间的配合，可以使得最终输出的气体流量稳定在480立方米/小时，可供庇护所内多人、长时间同时使用，在救援达到之前，保证人员的生命安全，为救援争取时间。通过散冷机构15可以减少系统管路表面凝霜，提高系统运行的稳定性。通过在第一输出管道141和第二输出管道145之间设置第一汇流盒142、多个支路管道143及第二汇流盒144，能够更进一步提高大流量气体输出的稳定性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。