一种温度可控式制冷安全帽
【技术领域】
本实用新型涉及一种安全帽，特别是一种温度可控式制冷安全帽。
【背景技术】
电力施工、电力抢修等大多数是在酷热的高温、露天下进行，在炎热的夏季，极其强烈的阳光照射工人头部，造成工人颅内温度增高，从而引起中暑。中暑者可能出现剧烈头疼、头晕、恶心、呕吐、耳鸣、眼花、烦躁不安、神志障碍，重者发生昏迷，将会造成重大安全隐患。因此，对于野外露天工作的电力工程人员来说，做好防暑降温工作是意义重大。
电力工人在露天现场施工时要求必须带安全帽，但现有的安全帽一般质量大、不通风、不透气，而且都不带制冷系统，原因是制冷系统体积庞大，增加了安全帽的重量，现有技术中一些可以制冷的安全帽，有的由于安全帽体积受限制制冷效果不佳；有的虽然能够制冷但是温度可不控制，需要人工进行感知是否需要开启或者关闭制冷，操作繁琐，不利于施工工人实际应用。
【实用新型内容】
为解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的就是提供一种温度可控式制冷安全帽，通过全新设计，在安全帽内部形成制冷面，在安全帽外部形成散热面，可以根据安全帽内部温度进行自动开启或关闭制冷系统，在高温环境中工作人员佩戴安全、舒适、凉爽，能起到明显的防暑降温效果。
为达到上述目的，本实用新型通过如下的技术方案予以实现：
一种温度可控式制冷安全帽，包括帽壳和设置在帽壳上的PLC；所述的帽壳内部设置有多个与PLC连接的温度采集装置，所述的帽壳一侧设置有微型压缩机和微型直流电机，微型直tttt流电机的输出轴与微型压缩机的输入轴通过联轴器连接；帽壳另一侧设置有给微型直流电机供电的蓄电池，蓄电池与PLC和微型直流电机连接，蓄电池与微型直流电机之间设置电源控制开关；所述的PLC通过电磁继电器与电源控制开关连接；冷凝器在帽壳上形成散热面；蒸发器在帽壳内壁形成多个制冷面；所述的微型压缩机输出的冷媒依次经冷凝器、蒸发器后流回到微型压缩机形成制冷循环。
所述的冷凝器由前散热管和后散热管首尾端连通构成；前散热管和后散热管分别通过管卡和螺钉固定在帽壳的前表面和后表面。
所述的前散热管和后散热管均采用内径0.5毫米的散热管制作而成，分别在帽壳前后表面分两部分盘绕；冷凝器的散热管的总长为2m。
所述的蒸发器由设置在帽壳内壁的多个制冷单元首尾连接形成；制冷单元是由细铜管盘绕形成，蒸发器在帽壳内壁分布按人体头部穴位布局，人体头部穴位包括头部两侧太阳穴和头顶的位置。
所述的蒸发器的铜管内径0.8毫米，每处盘绕铜管的展开长度0.5-0.7米。
帽壳顶部和两侧分别设置有顶部通气窗和侧部通气窗；所述顶部通气窗和侧部通气窗均为百叶窗结构。
还包括节流阀或者设置毛细管，蒸发器的进口通过节流阀或者毛细管与冷凝器的出口相连。
所述的电源控制开关设置在帽壳前面中下部；电源控制开关选用调压分档式开关；
所述的微型压缩机和微型电机的机壳通过连接板连为一体，连接板通过螺钉固定连接在帽壳上；
所述的微型压缩机为微型球形压缩机；
所述的冷媒为R600制冷剂；
所述的帽壳的材料为塑料复合绝缘材料。
所述的帽壳设置有报警指示灯，报警指示灯15与PLC连接，报警指示灯，靠近帽檐一侧设置。
帽壳内侧固定四点式颚带形成安全帽的悬挂系统。
相对于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：
本实用新型一种温度可控式制冷安全帽，通过全新设计，在安全帽上设置多个温度采集装置，并通过PLC进行控制，根据实时采集温度进行开启或关闭制冷系统，制冷系统由安装在安全帽上微型压缩机和微电机组成，通过蓄电池带动微电机工作，使用环保冷媒在安全帽内形成压缩机空调制冷系统，在安全帽内部形成制冷面，在安全帽外部形成散热面，在高温环境中工作人员佩戴安全、舒适、凉爽，能起到明显的防暑降温效果。整个压缩机制冷空调系统的总重量不超过350克，完全可以满足安全帽的要求。该带制冷系统的工作安全帽，能够根据安全帽内温度进行实时开启或关闭制冷系统、控制准确，能够起到防暑降温、清脑提神、提高佩戴者工作效率，还能一定程度上防治高血压，具有无噪音污染的优质特点；适用于电力、化工、石油、建筑、林业、港口、市政等各种高温工作的行业。
进一步，压缩机空调制冷系统的蒸发器即制冷面在帽壳内按头部相关穴位分布，符合人体生物特征，能最大限度的发挥制冷系统的功用；帽壳两侧设置有侧部透气窗，帽壳的顶部设有顶部透气窗，以使帽内空气形成最大的对流；从而增强了防护性，实用性和舒适性，提高了制冷量的利用率。
进一步，侧部透气窗和顶部透气窗采用百叶窗的形式，可以防止灰尘进入，设置三点透气窗可以形成帽壳内部空气的有效对流，增加舒适感。
进一步，球形压缩机可以做成尺寸极小的压缩机即微型化特征明显、噪音低、效率高，重量可以降低到100克左右，体积可以减小到只有5号电池大小，对于制冷量40瓦的制冷空调tttt系统其微型球形压缩机和微型直流电机的总重可以不超过200克。
进一步，电源控制开关选用一种调压分档开关，根据制冷量的不同设置三档电压，电源控制开关不但可以通断微型直流电机的电源，还可以为微型直流电机提供不同大小的电压，从而通过调节微型直流电机的转速调整微型球形压缩机形成的制冷空调的制冷量，适合于不同的工况。
【附图说明】
图1为本实用新型结构主视示意图；
图2为本实用新型结构左视示意图；
图3为本实用新型结构仰视示意图；
图4为本实用新型压缩机制冷空调系统示意图。
图中：1-帽舌；2-电源控制开关；3-冷凝器；4-帽壳；5-微型压缩机；6-顶部透气窗；7-微型直流电机；8-侧部透气窗；9-蓄电池；10-蒸发器；11-四点额带；12-节流阀；13-温度采集装置；14-PLC；15-报警指示灯；电磁继电器16。
【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进行详细阐述，但在本实用新型的描述中，需要理解的是，本实用新型所描述的实施例是示例性的，描述中所出现的具体参数仅是为了便于描述本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1、图2及图3所示，本实用新型一种温度可控式制冷安全帽，包括帽壳4和帽舌1，帽壳4和帽舌1采用塑料复合绝缘材料，重量轻、强度高、绝缘性能好；在帽壳4的一侧固定微型球形压缩机5和微型直流电机7，微型直流电机7的输出轴与微型球形压缩机5的输入轴通过联轴器机械连接后为微型球形压缩机5的旋转提供动力，微型球形压缩机5和微型直流电机7的机壳通过连接板连为一体，连接板通过螺钉固定连接在帽壳4上。压缩机空调制冷系统tttt由微型球形压缩机5、微型直流电机7、冷空调的冷凝器3和蒸发器10组成。
球形压缩机特点是可以做成尺寸极小的压缩机即微型化特征明显、噪音低、效率高，所以球形压缩机作为制冷压缩机有很多优势，特别是可以做成结构很小的压缩机即微型球形压缩机，近年来微型球形压缩机技术取得了长足的发展，其重量可以降低到100克左右，体积可以减小到只有5号电池大小，对于制冷量40瓦的制冷空调系统其微型球形压缩机5和微型直流电机7的总重可以不超过200克。
为了实时观测安全帽内的温度情况，在安全帽内壁上设置多个温度采集装置13，用于采集安全帽内部不同位置的实时温度数据。
如图2所示，帽壳4的另一侧固定一蓄电池9，所用蓄电池9为12伏，容量为6000mAh；蓄电池9给微型直流电机7供电，在蓄电池9与微型直流电机7连接导线上接入电源控制开关2。电源控制开关2固定安装在帽壳4的前方中下部，便于操作。电源控制开关2选用一种调压分档开关，根据制冷量的不同设置三档电压，微型直流电机7为直流调压电机，电源控制开关2不但可以通断微型直流电机7的电源，还可以为微型直流电机7提供不同大小的电压，从而通过调节微型直流电机7的转速调整微型球形压缩机5形成的制冷空调的制冷量，适合于不同的工况。
帽壳4表面上的前部和后部分别设置有前散热管和后散热管，在帽壳4的前后表面上形成散热面，通过空气对流带走热量，前散热管和后散热管分别通过管卡和螺钉固定在帽壳的前表面和后表面，前散热管的尾端和后散热管的首端连通构成制冷空调的冷凝器3；前散热管和后散热管采用管用导热性能好的绝缘材料制作，由于制冷量小，可以选用内径0.5毫米的散热管制作，在帽壳4前后表面分两部分盘绕，两部分相互连通为一体。冷凝器3的散热面积根据要求的制冷量确定，对本实用新型，如果按40瓦的制冷量，冷凝器3的散热管的总长两米即可满足。
如图3所示，帽壳4内壁形成多个由铜毛细管构成的制冷单元，每个制冷单元首尾连接形成制冷空调的蒸发器10；蒸发器10是由细铜管盘绕形成制冷单元，制冷单元可分多处分散设置。为了节约能源、提高制冷利用率，最大限度的利用制冷系统形成的低温效果，根据人体生物学理论，在人体头部穴位附近产生局部制冷区对人体最佳，利用效率最高；所以用以产生局部制冷区的蒸发器10可以分成几部分分散布置，分散布置的蒸发器10的各部分依次连通，本实用新型实施例蒸发器10分散布置在两侧太阳穴处各一处、头顶部一处。本实用新型实施例蒸发器10的铜管内径可以做成0.8毫米，每处盘绕铜管的展开长度约0.5-0.7米。这样可在帽壳4内壁上形成多个制冷面。
当安全帽内部温度过高时，通过报警指示灯15进行报警提示工作环境高温，进行开启制冷系统降温。PLC(微型处理器)14设置在安全帽后部，通过电磁继电器16与电源控制开关2连接。PLC 14由蓄电池9供电。
帽壳4外表面顶部和两侧分别设置有顶部通气窗6和侧部透气窗8，顶部透气窗6设置在帽壳4的顶部中心，侧部透气窗8分别设置在帽壳4两侧靠下的位置，侧部透气窗8和顶部透气窗6采用百叶窗的形式，可以防止灰尘进入，设置三点透气窗可以形成帽壳4内部空气的有效对流，增加舒适感。
帽壳4内设置四点额带11形成的悬挂系统，四个悬挂点设置在帽壳4内部下部，悬挂带长短可调，从而可以根据不同的头型调整悬挂系统的尺寸，起到舒适、保护和减震的效果。
如图4所示，所述压缩机制冷空调系统的组成及系统原理如下：
温度控制系统包括温度采集系统13、PLC 14和电磁继电器16；温度采集系统13用于采集安全帽内部温度，当实时采集的温度反馈给PLC 14计算平均值，当平均值大于报警温度时，PLC 14控制报警指示灯15进行报警指示。同时，PLC 14控制电磁继电器16开启电源控制开关2，压缩机空调制冷系统开始工作。当采集温度低于温度下限时，PLC 14控制电磁继电器tttt16关闭电源控制开关2，压缩机空调制冷系统自动停止工作。给佩戴安全帽的工人提供舒适的工作环境。
由蓄电池9给微型直流电机7供电，微型直流电机7驱动微型球形压缩机5工作，压缩冷谋，产生的高压高温冷媒气体从微型球形压缩机5的高压输出端输出进入冷凝器3，经过冷凝器3散热，气体温度和压力降低而液化，再经过节流阀12或者毛细管后进入蒸发器10，在蒸发器10中，气体压力变小，液化的冷媒汽化，吸收大量的热，从而使蒸发器10周围的温度急剧降低，产生制冷区域形成制冷面。本实用新型实施例中，采用R600环保制冷剂，冷凝器3的散热绝缘管的进口与微型球形压缩机5的高压端(排气口)连接，冷凝器3的散热绝缘管的出口与蒸发器10的进口连接，在冷凝器3和蒸发器10连接处设置节流阀12或者设置毛细管，蒸发器10的进口通过节流阀12或者毛细管与冷凝器3的出口相连，蒸发器10的出口与微型压缩机5的低压端(进气口)相连，从而形成闭环的制冷空调循环系统。如果用节流阀12，节流阀可以固定在帽壳4表面上。
本实用新型实施例中，按40瓦的制冷量设计，整个压缩机制冷空调系统的总重量不超过350克，完全可以满足安全帽的要求。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，并非仅限于本实用新型的实施范围，凡依本实用新型范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
