一种逃生系统
技术领域
本发明涉及一种民用逃生系统，尤其涉及一种辅助呼吸的逃生系统。
背景技术
近年来随着经济的发展，我国的城市化水平不断提高，城市人口增加与城市建设用地供给不足的矛盾突出，为了缓解这一矛盾，人民居住场所趋于高层化。此外，目前人民的居住条件也在不断提高。房屋内饰、家具用品和陈设物品都在不断丰富。居住条件的改善大大提高了人民居住的舒适性，但同时存在火灾安全隐患。主要原因是：1）房屋内饰、家具用品和陈设物品多为木材、塑料和织物等可燃物。当一旦发生着火，这些材料燃烧会释放有毒有害气体。2）人民居住场所处在高层。当着火时，人民需要一定的时间来逃离事故现场。
现实中很多火灾事故，事故人员不是被烧死，而是因有毒有害气体导致窒息死亡。因此像娱乐场所、门店和住宅等居住场所，配备民宅逃生系统将会非常重要。当发生火灾时，使用人员可以佩戴此系统不受有毒有害气体的危害而快速逃离现场。
目前市面上常见的逃生系统分为过滤式和供气式，两种工作原理不同。过滤式主要通过过滤周围环境空气中的有毒有害气体成分，从而实现使用人员呼吸安全空气。这种形式的种类有很多种，但结构均大同小异，过滤式主要采用铝箔头罩保护住头部，头罩上配有滤毒罐。危险环境中的空气经过滤毒罐过滤进入头罩，供逃生者呼吸使用。供气式主要通过自带安全气源，供使用人员呼吸用。供气式一般包括气瓶、瓶阀减压器、供气管路和头罩。气瓶内的高压气体，经过瓶阀减压器成中压，输出气体经过供气管路进入头罩，供使用人员呼吸用。呼出的混合气，经过头罩上的呼气阀排出。
目前的过滤式逃生系统均配有过滤罐，过滤罐内填充以活性炭为主要成分，并在活性炭的孔隙表面，浸渍了铜、银、铬金属氧化物等化学药剂。但是不同型号的过滤罐，过滤的有毒气体成分不同。但是，室内装修和陈设物品包括木材、塑料、纺织品和纤维等可燃物，这些材料燃烧会产生各种有害气体，目前市面上的过滤式逃生系统，不同型号的仅能过滤一定的有毒气体，均不能过滤全部的有毒有害气体，过滤效果差强人意，即使能辅助逃生，对人体还是具有一定的损伤。此外，当使用人员带上头罩后，吸气时头罩内气体体积减少，头罩内处于负压，使得头罩颈部密封不能实现100%密封，周围有害气体可不通过过滤罐而从颈部密封处进入头罩，从而危害使用人员的生命安全。
目前的供气式逃生系统自带供气源，且工作过程中头罩处于正压，能克服有毒气体危害使用人员生命安全的风险，但是现有的供气式逃生系统大多采用2.2L，气瓶工作压力20MPa的铝合金气瓶，体积大重量重，没有更好满足使用人员的使用性能。如果单纯地减小气瓶的公称容积，那么就会牺牲供气时间，这样会严重威胁使用人员的人身安全。由于目前的居住楼层普遍较高，为了保证人员高效逃离事故现场，急需一款体积小重量轻，且能保证足够的供气时间，从而保证使用人员安全离开的逃生系统。申请人之前提交的中国发明专利，专利号201711117997.9，提供了一种气瓶体积小，能保证供气时间，可以安全逃离的逃生系统，但是该逃生系统选用的头罩为软体材料制成，在复杂的火灾现场，头部发生碰撞时，软体材料保护作用不够强，如果头罩具有硬质外壳，那么保护作用就得到了加强。而且上述专利采用的软体头罩的体积较大，如果加上硬质外壳，不易佩戴且给使用人员造成负担，头罩整体使用性能不佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种逃生系统，包括气瓶、瓶阀减压器、供气管路和头罩，头罩上具有排气阀 ，气瓶与瓶阀减压器连接，所述供气管路与瓶阀减压器连接，供气管路与头罩连接，气瓶供气流量小于人体吸气流量，气瓶供气流量优选为15~40L/min。
优选地，头罩包括头罩外壳和头罩内衬，头罩外壳采用硬质材料 ，头罩内衬采用软质材料制成。
优选地，头罩外壳与头罩内衬连接，头罩内衬的体积小于或等于头罩外壳的内腔体积。
优选地，头罩内衬上设置排气阀，头罩外壳上设置排气安全阀。
优选地，头罩内腔体积为10~20L，且头罩内腔有效体积不小于3~8L，优选5L。
优选地，排气阀的开启压力为100~700Pa，优选600~700Pa。
优选地，气瓶为工作压力为20~30Mpa，公称容积为0.5~2L 。
优选地，瓶阀减压器的输出节气孔的孔径为0.5-1mm。
优选地，头罩上还包括视窗和颈部密封体，颈部密封体为充气式结构，充气后整体成圆环形状，所述圆环的外径为265~305mm，优选为285mm，圆环的线径为50-150mm，优选120mm。
优选地，颈部密封体具有压力阀，颈部密封体压力阀的开启压力为1000~2500Pa ，较佳地为1200~1500Pa。
本发明提供的逃生系统相比目前市面的逃生系统，体积更小、重量更轻，供气时间充足，使用效率大大提高。头罩外壳采用硬质材料聚碳酸酯，对头的保护性更好。同时头罩内衬采用软体材料，在保证头罩腔体内压力始终处于正压条件下，缩小了头罩的体积，增强了使用性能，高效保证使用人员安全逃离事故现场。
附图说明
图1为本发明的逃生系统结构示意图。
图2为本发明的瓶阀减压器的结构示意图。
图3为本发明的头罩结构示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
根据图1，本发明提供的逃生系统，包括气瓶1，瓶阀减压器2，供气管路3和头罩4。根据本发明的一实施方式，气瓶1与瓶阀减压器2通过螺纹连接，但不以此为限，可以根据实际需要，采用卡扣等连接方式。瓶阀减压器2与供气管路3通过螺纹连接，但不以此为限，可以根据实际需要，采用卡扣、锥配合或者过盈配合等方式连接。供气管路与3与头罩4通过快速连接接口连接，这种快速接口为现有技术中常用的快速接口，在此不做细节描述。该逃生系统供气流量为15~40L/min，可以保证使用人员使用10分钟以上。
根据本发明一具体实施方式，本发明气瓶1的工作压力为20~30Mpa，气瓶容积为0.5L~2L。作为本发明的一优选实施方式该气瓶的球形结构的外径为138mm，瓶口到球心的距离为85mm，瓶口为圆形开口，外径为32.5mm，但并不以此为限，气瓶的尺寸和形状可以根据实际需要进行改变，气瓶的体积由实际供气流量、工作压力和使用时间共同确定，它们之间的关系满足以下公式：使用时间＝ [气瓶公称容积（升）×气瓶工作压力（兆帕）] ／ [供气流量（升/分钟）×0.098（兆帕）]。作为优选，气瓶可采用碳纤维材料缠绕复合气瓶，也可采用铝合金气瓶，但不以此为限。
根据图2，本发明采用的瓶阀减压器2包括减压器本体21，安全阀22、供气管路连接接口23，压力表24、充气接口25和开关旋钮26。压力表24用于显示气瓶内压力，方便使用者观察；充气接口25用于给气瓶充气，开关旋钮26可以方便地实现供气和关闭。瓶阀减压器上具有气体输出孔，其上安装节气片形成节气孔，瓶阀减压器输出节气孔的孔径为0.5~1mm，优选为0.5mm，0.7mm、0.8mm和0.9mm，用于限制供气流量，以保证气瓶供气流量为15L/min~40L/min。本发明提供的瓶阀减压器，区别于传统的瓶阀和减压器单独设计，将两者整合为一体设计，能实现持续供气的同时，保证整个逃生系统的结构紧凑，在总体上减轻了系统的重量。
根据图3，作为本发明一实施方式，头罩4还包括头罩外壳41和头罩内衬42，头罩外壳与内衬彼此连接。头罩外壳采用硬质防火材料制成，优选为聚碳酸酯。头罩内衬采用软体材料制成，可以选用TPU、硅橡胶、聚乙烯塑料材质中的一种或几种，内衬的厚度为0.1mm-1mm。软体材料制成的内衬可以保证内衬发生一定弹性形变，由于供气流量小于人体所需的吸气流量，即使使用人员呼出的气体不完全从头罩排出，头罩内的压力也会相应减小，软体材料保证了供气流量小于人体吸气流量时头罩的形变，进而保证头罩内始终处于正压。头罩内衬42的体积可以与头罩外壳41的体积保持一致，即两者在头罩顶端或底端连接，内衬整体套在人的头部。作为优选，头罩内衬的体积也可以仅为外壳的一部分，小于头罩外壳内腔的体积，且罩于人体呼吸器官附近，以实现供气流量小于吸气流量时发生的体积变形。头罩上还包括视窗43，作为优选，视窗位于头罩外壳上，但不以此为限，也可以分别置于内衬和外壳上，视窗的作用主要为了观察外部环境，可以根据外壳或内衬材料的透明度，选择安放位置。作为本发明的一具体实施方式，头罩内衬上还设置排气阀44，防止头罩内部气压高于人体承受能力；头罩外壳上设置排气安全阀45，排气安全阀的开启压力与排气阀44保持一致，防止吸气时，头罩内衬变形，防止明火进入头罩内部，破坏内衬。头罩内腔的体积为10~20L，按照不同人头部的大小不同，可以保证头罩内内腔有效体积不小于3~8L，优选5L。内腔有效体积为使用人员刚戴上头罩时，头罩外壳内腔体积减去人体头部所占体积，作为优选，如果设置颈部密封体46，应再减去颈部密封体充气后的体积。该头罩相对于人体在横向方向上具有第一最大外形尺寸为265~305mm，作为优选，该第一最大外形尺寸为285mm，在相对最大于人体的纵向方向上具有第二最大外形尺寸为不小于270mm，作为优选，该第二最大外形尺寸为290mm。本领域的技术人员可以理解，这里所述的横向和纵向均指的是人体佩戴头罩时，头罩相对于人体面部具有横向和纵向方向的尺寸。为了保证头罩内始终处于正压状态，设置排气阀的开启压力为100-700Pa，优选600~700Pa，有效保证了在供气流量小于吸气流量时，头罩内依然处于正压状态。
作为本发明的另一优选实施方式，头罩下部（与顶部相对）还包括颈部密封体46，颈部密封体压力阀47、进气口48。颈部密封体46采用充气式结构，使用时，供气先从供气口进入密封体，密封体开始膨胀，当颈部实现密封后，颈部密封处的压力阀开启，对头罩内进行供气。颈部密封体设有压力阀，开启压力为1000pa~2500pa，优选为1200-1500Pa。所述颈部密封体为环绕颈部一周的大致圆环形结构，该圆环形密封体可套设在颈部上，颈部密封体圆环的外径为265~305mm，优选为285mm，圆环的线径为50-150mm，较佳地选择95-130mm，更佳地选择120mm，采用硅橡胶或TPU材料制成，有效保证颈部的密封效果。相对于传统的头罩，本发明提供的自动颈部密封体，使用人员在使用时，只需将头罩罩在头上，头罩的颈部密封体会自动完成颈部密封，使用性能更安全。此外，在头罩还连接有防火保护罩49，采用阻燃材料制成，防止内衬采用非阻燃材料时被火点燃。
实验例1
表一对本发明保护的供气流量范围内的不同供气流量、结合不同的头罩内腔体积进行了工况测试，主要测量头罩内氧浓度和压力情况，测试时间为10min，由表一可知，在本发明的供气流量下，头罩内氧气浓度均维持在18%以上，头罩内最小压力均处于正压状态。
表一 不同供气流量下的氧浓度和头罩内压力情况
本发明提供的逃生系统，在供气流量为10L/min~40L/min的情况下，经过测试，在10min的供气时间内，头罩内压力始终处于正压状态，且按实际参数及工况进行真人测试，头罩内的氧浓度始终在18%以上，满足人体呼吸需求。本发明提供的逃生系统，在头罩体积更小、重量更轻的情况下，有效保证了供氧时间和人体的呼吸需求，提高了使用效率，保证使用人员安全高效地逃离事故现场。
以上结合附图示例说明了本发明的一些优选实施例式。本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。
