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申请/专利权人：西安科技大学

摘要：本发明提供了一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，包括伞翼式刚性支架、密闭卷帘、充填气囊、各类锁扣以及灾变信息感知传感器；所述伞翼式刚性支架由多根伞翼状分布的刚性支柱组成，所述多根刚性支柱固定预设在通道顶部，当突发灾害性事故时，由灾变信息感知传感器反馈灾变信息后，预设伞翼式刚性支架聚合的一端降落并固定在通道底部；通道顶部位于所述刚性支柱聚合一端的旁侧设置有所述充填气囊，所述密闭卷帘在灾害事故未发生前卷起固定在通道顶部，突发灾害性事故后，跟随伞翼式刚性支架展开落地并固定在通道地面上。本发明结构简单合理，密闭速度快，密闭效果好，可有效隔断事故的链式反应，能够防止突发性灾害的进一步扩大，可推广使用。

主权项：1.一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，包括当通道内发生灾害事故时用于密闭通道的密闭卷帘（5）、用于支撑所述密闭卷帘（5）的伞翼式支架和用于密封通道并增强密闭卷帘（5）抗冲击强度的充填气囊（6），所述伞翼式支架由多根呈伞翼状分布的刚性支柱（1）组成，所述多根刚性支柱（1）的一端聚合且活动连接在通道顶壁，多根刚性支柱（1）的另一端分开且固定在通道顶部，所述密闭卷帘（5）的一端固定在通道顶壁，所述密闭卷帘（5）的另一端卷绕在一起并搭设在多根刚性支柱（1）分开的一端，所述充填气囊（6）固定安装在多根刚性支柱（1）聚合的一端旁侧的通道顶壁；所述多根刚性支柱（1）分开的一端和所述密闭卷帘（5）的一端均通过固定式铰接锁扣（2）固定在通道顶壁上，所述多根刚性支柱（1）聚合的一端通过液压电磁阀式铰连锁（3）固定在通道顶部，所述液压电磁阀式铰连锁（3）由液压电磁阀（4）和自动插销锁扣（13）组成，所述自动插销锁扣（13）固定安装在所述液压电磁阀（4）上，通过液压电磁阀（4）控制自动插销锁扣（13）的启闭；所述充填气囊（6）包括气囊外层（11）、气囊内层（12）和三通泄压阀，所述气囊外层（11）和气囊内层（12）之间形成充气腔（14），所述三通泄压阀上开设有充填进口（10）、充气口（15）和材料充填口（16），所述充填进口（10）设置在气囊外层（11）上，所述充气口（15）设置在充气腔（14）内，所述材料充填口（16）伸入所述气囊内层（12），所述充气口（15）上安装有泄压阀，所述气囊外层（11）和气囊内层（12）的材质均为阻燃、耐高温、耐压的弹性橡胶。

全文数据：一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置及密闭方法技术领域本发明属于隧道、矿井等区域突发灾害事故预防的技术领域，具体涉及一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置及密闭方法。背景技术隧道、矿井等区域发生火灾、爆炸、毒气泄漏及透水等突发性灾害事故时，若不采取有效应急措施，将会造成不可挽回的后果。在应对突发事故方面，目前已经出现的一系列应急技术装备及方法普遍存在装备应力强度不足，密闭性能差，应急反应时间偏长、智能化控制程度不高等缺点。因此，有必要发明一种针对灾变区域的快速密闭装置及方法，实现在隧道、矿井等场所局部区域发生灾变时，能快速、高效隔断灾害传播，避免灾害事故对人、机、环境造成损失。发明内容本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置及密闭方法，该密闭装置结构简单，使用方便，密闭隔断效果好，易于安装回收，可推广应用，密闭方法操作简单，密闭通道快速，且快速、高效隔断灾害传播，避免灾害事故对人、机、环境造成损失。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，包括当通道内发生灾害事故时用于密闭通道的密闭卷帘、用于支撑所述密闭卷帘的伞翼式支架和用于密封通道并增强密闭卷帘抗冲击强度的充填气囊，所述伞翼式支架由多根呈伞翼状分布的刚性支柱组成，所述多根刚性支柱的一端聚合且活动连接在通道顶壁，多根刚性支柱的另一端分开且固定在通道顶壁，所述密闭卷帘的一端固定在通道顶壁，所述密闭卷帘的另一端卷绕在一起并搭设在多根刚性支柱分开的一端，所述密闭卷帘的固定所述充填气囊固定安装在多根刚性支柱的聚合一端旁侧的通道顶壁。优选地，所述刚性支柱选用外径60.0mm、内径20.0mm的Q345E无缝钢管，且为了防止灾变时伞翼式支架传热损伤密闭卷帘和充填气囊，造成密闭区域泄漏，在刚性支柱外层包裹纳米阻燃隔热材料。优选地，所述多根刚性支柱分开的一端和所述密闭卷帘的一端均通过固定式铰接锁扣固定在通道顶壁上，所述多根刚性支柱聚合的一端通过液压电磁阀式铰连锁固定在通道顶部，所述液压电磁阀式铰连锁由液压电磁阀和自动插销锁扣组成，所述自动插销锁扣固定安装在所述液压电磁阀上，通过液压电磁阀控制自动插销锁扣的启闭。优选地，在通道内的顶部安装有灾变信息感知传感器，所述灾变信息感知传感器包括风速传感器、烟雾传感器、温度传感器和气体监测传感器，所述灾变信息感知传感器与液压电磁阀连接，所述气体监测传感器主要用于监测通道内的瓦斯、一氧化碳、二氧化硫等易燃易爆气体和有毒有害气体。所述充填气囊包括气囊外层、气囊内层和三通泄压阀，所述气囊外层和气囊内层之间形成充气腔，所述三通泄压阀上开设有充填进口、充气口和材料充填口，所述充填进口设置在气囊外层上，所述充气口设置在充气腔内，所述材料充填口伸入所述气囊内层，所述充气口上安装有泄压阀，所述气囊外层和气囊内层的材质均为阻燃、耐高温、耐压的弹性橡胶。优选地，所述密闭卷帘由支护铁丝网和设置在支护铁丝网两面的具有阻燃、耐高温的橡胶材料组成。优选地，所述充填气囊的充填进口通过高压胶管连接充填材料发生器，所述充填材料发生器上设置有风压管接口。另外，本发明还提供了上述灾变区域预设伞翼式快速密闭装置用于快速密闭隔断通道的方法，该密闭方法为：当通道内发生突发性灾害事故时，灾变信息感知传感器将灾变信息传递液压电磁阀，通过液压电磁阀对灾变信息的反馈，控制液压电磁阀式铰连锁打开，从而使伞翼式支架聚合的一端降落并固定在通道地面上，同时卷绕的密闭卷帘跟随所述伞翼式支架一同落地展开，并与地面固定，形成灾变区域快速密闭卷帘帷幕；然后打开充填材料发生器，先通过高压胶管向充填气囊的气囊内层内腔充填充填材料，此时充气口关闭，待气囊内层内腔压力与风压管接口提供的风压压力持平时，三通泄压阀自动关闭材料充填口并自动打开充气口，同时关闭充填材料发生器，使风压管接口进入的风压直接进入充气腔内，使充填气囊体积增大，堵塞封闭通道，从而完成对灾变区域的快速密闭。优选地，所述充填材料为泡沫或水凝胶。本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明结构简单，使用方便，制造成本低廉，密封隔断效果好，易于安装回收，可推广应用。2、本发明的伞翼式支架由多根呈伞翼状分布的刚性支柱组成，多根刚性支柱的一端聚合且活动连接在通道顶壁，多根刚性支柱的另一端分开且固定在通道顶壁，密闭卷帘的一端固定在通道顶壁，密闭卷帘的另一端卷绕在一起并搭设在多根刚性支柱分开的一端，在无灾害发生时，伞翼式支架能够稳稳地支撑密闭卷帘，当灾害发生时，伞翼式支架聚合的一端落下，而密闭卷帘跟随伞翼式支架落地并展开形成灾变区域快速密闭卷帘帷幕，该设计巧妙，支撑效果好，易于收起放下，操作简便。3、本发明还设置充填气囊，充填气囊中可充填泡沫或水凝胶，能增加密闭卷帘帷幕的抗冲击强度，并向充填气囊的充气腔充填空气，进一步膨胀充填气囊的体积，保证泡沫充填结束后，使充填气囊和通道内壁无泄漏缝隙，进一步提高气密性。4、本发明设计使用的液压电磁阀式铰连锁，既安全可靠，又操作简便，大大减小装置工作时的故障率，保证密闭效果。5、本发明采用了灾变信息感知传感器，能敏感、快速地检测通道内是否发生灾害，当发生灾害时，第一时间传出指令信号，达到快速封闭灾变区域和控制灾害链式反应的目的，大大减小人员伤亡和财产损失。下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。附图说明图1是本发明密闭装置处于预设状态时的立体结构示意图。图2是本发明密闭装置用于密闭通道时的立体结构示意图。图3是本发明液压电磁阀式铰连锁结构示意图。图4是本发明充填气囊和充填材料发生器的连接结构示意图。附图标记说明：1—伞翼式支架；2—固定式铰接锁扣；3—液压电磁阀式铰连锁；4—液压电磁阀；5—密闭卷帘；6—充填气囊；7—高压胶管；8—充填材料发生器；9—通道地面；10—充填进口；11—气囊外层；12—气囊内层；13—自动插销锁扣；14—充气腔；15—充气口；16—材料充填口；17—风压管接口。具体实施方式如图1～4所示，一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置包括当通道内发生灾害事故时用于密闭通道的密闭卷帘5、用于支撑所述密闭卷帘5的伞翼式支架和用于密封通道并增强密闭卷帘5抗冲击强度的充填气囊6，所述密闭卷帘5和伞翼式支架均沿通道布设，所述伞翼式支架由三根呈伞翼状分布的刚性支柱1组成，所述三根刚性支柱1的一端聚合且活动连接在通道顶壁，三根刚性支柱1的另一端分开且固定在通道顶壁，所述密闭卷帘5的一端固定在通道顶壁，所述密闭卷帘5的另一端卷绕在一起并搭设在三根刚性支柱1分开的一端，所述密闭卷帘5的固定所述充填气囊6固定安装在三根刚性支柱1的聚合一端旁侧的通道顶壁。本实施例中，所述通道可为隧道、煤矿巷道等容易发生火灾、爆炸、毒气泄漏以及局部透水等突发性灾害事故的通道。本实施例中，所述刚性支柱1选用外径60.0mm、内径20.0mm的Q345E无缝钢管，且为了防止灾变时刚性支柱1传热损伤密闭卷帘和充填气囊，造成密闭区域泄漏，从而在刚性支柱1外层包裹纳米阻燃隔热材料。本实施例中，所述多根刚性支柱1分开的一端和所述密闭卷帘5的一端均通过固定式铰接锁扣2固定在通道顶壁上，所述固定式铰接锁扣2采用工业用常规插销式铰接锁扣，所述三根刚性支柱1聚合的一端通过液压电磁阀式铰连锁3固定在通道顶部，所述液压电磁阀式铰连锁3由液压电磁阀4和自动插销锁扣13组成，所述自动插销锁扣13固定安装在所述液压电磁阀4上，通过液压电磁阀4控制自动插销锁扣13启闭。本实施例中，通道内的顶部安装有灾变信息感知传感器，所述灾变信息感知传感器位于通道顶部上固定密闭卷帘5内侧的位置，所述灾变信息感知传感器包括风速传感器、烟雾传感器、温度传感器和气体监测传感器，所述灾变信息感知传感器与液压电磁阀4连接，所述气体监测传感器主要用于监测通道内的瓦斯、一氧化碳、二氧化硫等易燃易爆气体和有毒有害气体。本实施例中，所述充填气囊6包括气囊外层11、气囊内层12和三通泄压阀，所述气囊外层11和气囊内层12之间形成充气腔14，所述三通泄压阀上开设有充填进口10、充气口15和材料充填口16，所述充填进口10设置在气囊外层11上，所述充气口15设置在充气腔14内，所述材料充填口16伸入所述气囊内层11，所述充气口15上安装有泄压阀，所述充填气囊6的充填进口10通过高压胶管7连接充填材料发生器8，所述充填材料发生器8上设置有风压管接口17，所述风压管接口17连接空压机或通道自然风压管。其中充填气囊6的充填过程为：打开充填材料发生器8，先通过高压胶管7向充填气囊6的气囊内层12内腔充填水凝胶，此时充气口15关闭，待气囊内层12内腔压力与风压管接口17提供的风压压力持平时，三通泄压阀自动关闭材料充填口16并打开充气口15，同时关闭充填材料发生器8，使风压管接口进入的风压直接进入充气腔14内，使充填气囊6体积增大，此时膨胀后充填气囊6与通道内壁紧紧贴合不留缝隙，堵塞封闭通道，并且膨胀后的充填气囊6对展开的密闭卷帘5具有一定的顶压作用，从而完成对灾变区域的快速密闭。本实施例中，所述充填材料选用水凝胶。本实施例中，所述气囊外层11和气囊内层12的材质均为阻燃、耐高温、耐压的弹性橡胶。本实施例中，所述密闭卷帘5由支护铁丝网和设置在支护铁丝网两面的具有阻燃、耐高温的橡胶材料组成，所述密闭卷帘5其主要作用在于突发性灾害事故发生时，快速将密闭卷帘展开，实现灾变区域的快速隔绝。上述灾变区域预设伞翼式快速密闭装置用于快速密闭隔断隧道矿井巷道内的灾变区域的方法为：当隧道矿井巷道内发生突发性灾害事故时，灾变信息感知传感器将灾变信息灾变信息为异常的温度、瓦斯、一氧化碳、二氧化硫等易燃易爆气体和有毒有害气体的信息传递液压电磁阀4，通过液压电磁阀4对灾变信息的反馈，控制液压电磁阀式铰连锁3打开，从而使伞翼式支架聚合的一端降落并固定在通道地面上，同时卷绕的密闭卷帘5跟随所述伞翼式支架一同落地展开并与地面固定，形成灾变区域快速密闭卷帘帷幕；然后打开充填材料发生器8，先通过高压胶管7向气囊内层12内腔填充水凝胶，此时充气口15关闭，待填充水凝胶至气囊内层12的内腔压力与风压管接口17提供的风压压力持平一般风压管内压强为2MPa时，三通泄压阀自动关闭材料充填口16并自动打开充气口15，同时关闭充填材料发生器8，使风压管接口进入的风压直接进入充气腔14内，使充填气囊6体积增大，堵塞封闭通道，从而完成对灾变区域的快速密闭。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

权利要求：1.一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，包括当通道内发生灾害事故时用于密闭通道的密闭卷帘5、用于支撑所述密闭卷帘5的伞翼式支架和用于密封通道并增强密闭卷帘5抗冲击强度的充填气囊6，所述伞翼式支架由多根呈伞翼状分布的刚性支柱1组成，所述多根刚性支柱1的一端聚合且活动连接在通道顶壁，多根刚性支柱1的另一端分开且固定在通道顶部，所述密闭卷帘5的一端固定在通道顶壁，所述密闭卷帘5的另一端卷绕在一起并搭设在多根刚性支柱1分开的一端，所述充填气囊6固定安装在多根刚性支柱1聚合的一端旁侧的通道顶壁。2.根据权利要求1所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，所述多根刚性支柱1分开的一端和所述密闭卷帘5的一端均通过固定式铰接锁扣2固定在通道顶壁上，所述多根刚性支柱1聚合的一端通过液压电磁阀式铰连锁3固定在通道顶部，所述液压电磁阀式铰连锁3由液压电磁阀4和自动插销锁扣13组成，所述自动插销锁扣13固定安装在所述液压电磁阀4上，通过液压电磁阀4控制自动插销锁扣13的启闭。3.根据权利要求2所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，还包括安装在通道内顶部的灾变信息感知传感器，所述灾变信息感知传感器包括风速传感器、烟雾传感器、温度传感器和气体监测传感器，所述灾变信息感知传感器与液压电磁阀4连接。4.根据权利要求3所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，所述充填气囊6包括气囊外层11、气囊内层12和三通泄压阀，所述气囊外层11和气囊内层12之间形成充气腔14，所述三通泄压阀上开设有充填进口10、充气口15和材料充填口16，所述充填进口10设置在气囊外层11上，所述充气口15设置在充气腔14内，所述材料充填口16伸入所述气囊内层11，所述充气口15上安装有泄压阀，所述气囊外层11和气囊内层12的材质均为阻燃、耐高温、耐压的弹性橡胶。5.根据权利要求4所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，所述充填气囊6的充填进口10通过高压胶管7连接充填材料发生器8，所述充填材料发生器8上设置有风压管接口17。6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，所述密闭卷帘5由支护铁丝网和设置在支护铁丝网两面的具有阻燃、耐高温的橡胶材料组成。7.根据权利要求1或2所述的一种灾变区域预设伞翼式快速密闭装置，其特征在于，所述刚性支柱1的外壁上包裹有纳米阻燃隔热材料。8.一种利用权利要求6所述的灾变区域预设伞翼式快速密闭装置用于快速密闭隔断通道内的灾变区域，其特征在于，所述密闭隔断通道的方法为：当通道内发生突发性灾害事故时，灾变信息感知传感器将灾变信息传递给液压电磁阀4，通过液压电磁阀4对灾变信息的反馈，控制液压电磁阀式铰连锁3打开，从而使伞翼式支架聚合的一端降落并固定在通道地面上，同时卷绕的密闭卷帘5跟随所述伞翼式支架一同落地展开，并与通道地面9固定，形成灾变区域快速密闭卷帘帷幕；然后打开充填材料发生器8，先通过高压胶管7向充填气囊6的气囊内层12的内腔充填充填材料，此时充气口15关闭，待气囊内层12内腔压力与风压管接口17提供的风压压力持平时，三通泄压阀自动关闭材料充填口16并自动打开充气口15，同时关闭充填材料发生器8，使风压管接口进入的风压直接进入充气腔14内，使充填气囊6体积增大，堵塞封闭通道，从而完成对灾变区域的快速密闭。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述充填材料为泡沫或者水凝胶。

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