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一種用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5410768閱讀:233來源:國知局
專利名稱:一種用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種礦業(yè)安全保護(hù)設(shè)備中避難艙的空氣制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)
煤礦井下環(huán)境條件惡劣,在發(fā)生瓦斯突出、瓦斯爆炸和冒頂塌方等災(zāi)害性事故時(shí), 由于外部救援措施無法及時(shí)展開,礦工必須趕緊躲進(jìn)避難艙,為礦工提供維持生命的安全 環(huán)境,而避難艙內(nèi)的環(huán)境溫度成為礦工維持生命力的必要因素。目前,我國煤礦井下避難艙剛剛處于起步階段,在用的避難艙空氣制冷系統(tǒng)主要 是采用制冷壓縮機(jī)的防爆空調(diào)系統(tǒng),該制冷系統(tǒng)配用防爆空調(diào)主機(jī)、防爆風(fēng)機(jī)和防爆電控 箱,這種制冷系統(tǒng)雖然制冷效果能滿足礦工需求的環(huán)境溫度,但需要有足夠的外部電力或 內(nèi)部容量較大的蓄能電源,井下一旦突發(fā)事故,外部電力將可能被切斷,此時(shí)要保證艙體內(nèi) 部35°C以下的環(huán)境溫度至少超過96小時(shí),只有配置容量很大的蓄電池,而配備蓄電池存在 的以下缺陷1、這種大蓄電池組將會占用很大艙體空間,給避難艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)輸安裝以 及使用帶來不便;2、由于煤礦井下發(fā)生事故時(shí),經(jīng)常伴有瓦斯等易燃性氣體泄漏,而蓄電池 組屬于電源設(shè)備,在使用過程中難免意外產(chǎn)生火花,由此將造成災(zāi)難性后果,因此,用蓄電 池組還存在著避難艙爆炸的隱患;3、蓄電池組的使用,必然導(dǎo)致環(huán)境的污染,比如二氧化碳 的產(chǎn)生,廢棄電池的不可再生污染等,極大的影響了環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種安全可靠、方便實(shí)用、無能 耗的用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用一種用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),包 括多個(gè)盛裝有液體冷媒液氮介質(zhì)的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設(shè)置有觸媒的氣化 換熱器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、可調(diào)式浮子流量計(jì)、飛輪組件和球閥,其中所述的杜瓦罐通 過承壓管路依次經(jīng)由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、飛輪組件與可調(diào) 式浮子流量計(jì)的一端連接,所述可調(diào)式浮子流量計(jì)的另一端分兩路,即通過驅(qū)動氣動馬達(dá) 后的氮?dú)馄渲幸宦吠ㄟ^承壓管路直接向外界排出,另一路由承壓管路經(jīng)由控制該管路啟閉 的旁通球閥接入艙體空間。所述每個(gè)杜瓦罐與開啟閥之間的承壓管路上設(shè)置有壓力表,用以顯示杜瓦罐的壓 力值。所述杜瓦罐內(nèi)的液體冷媒介質(zhì)為液態(tài)氮。所述氣化換熱器內(nèi)的觸媒為氫氧化鈣和一氧化碳。所述承壓管路選用不銹鋼材料。所述交換器的形狀結(jié)構(gòu)為板式蛇形交換器。通過對現(xiàn)有技術(shù)的上述改進(jìn),由于利用液體冷媒液氮介子作為能量轉(zhuǎn)化這一全新 構(gòu)思,在打開杜瓦罐開啟閥后,液氮以液相通過不銹鋼承壓管路進(jìn)入板式板式蛇形交換器,在板式板式蛇形交換器的出口形成低溫的氣體進(jìn)入氣化換熱器,在氣化換熱器中與氫氧化 鈣、一氧化碳觸媒釋放的熱量交換,吸收熱量得到充分膨脹的氮?dú)獯偈箟毫刂崎y打開,從 而驅(qū)動氣動馬達(dá)旋轉(zhuǎn),并帶動葉輪組件旋轉(zhuǎn)吹出冷風(fēng),使避難艙內(nèi)環(huán)境溫度得到調(diào)節(jié)和降 低,達(dá)到了艙體內(nèi)制冷的作用并使避難艙內(nèi)環(huán)境溫度維持在35°C以下,基本滿足礦工生存 要求,方便實(shí)用;由于此結(jié)構(gòu)的空氣制冷系統(tǒng)是能量轉(zhuǎn)化的一種循環(huán)系統(tǒng),不需要蓄電池 組,不存在產(chǎn)生電火花的可能性,極大的提高了安全可靠性,并進(jìn)而起到了無能耗的作用; 另外,由于在可調(diào)式浮子流量計(jì)的一端還設(shè)置了經(jīng)由球閥接入艙體空間的管路,當(dāng)避難倉 內(nèi)氧氣過量時(shí),可以打開球閥,向倉內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?,同時(shí)起著除濕、過濾二氧化碳和一氧化碳 的作用。

圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1和圖2所示,本實(shí)用新型的具體實(shí)施例是一種用于煤礦井下避難艙的空 氣制冷系統(tǒng),包括4個(gè)盛裝有以液態(tài)氮為液體冷媒介質(zhì)的杜瓦罐1、開啟閥10、不銹鋼承壓 管路12、板式蛇形交換器2、設(shè)置有以氫氧化鈣和一氧化碳為觸媒的氣化換熱器3、壓力控 制閥4、氣動馬達(dá)5、可調(diào)式浮子流量計(jì)7、飛輪組件6和旁通球閥8,本實(shí)施例中,所述的杜 瓦罐1通過不銹鋼承壓管路12依次經(jīng)由開啟閥10、板式蛇形交換器2、氣化換熱器3、壓力 控制閥4、氣動馬達(dá)5、飛輪組件6與可調(diào)式浮子流量計(jì)7的一端連接,所述可調(diào)式浮子流量 計(jì)7的另一端分兩路,其中一路通過不銹鋼承壓管路12直接向外界排出,另一路由不銹鋼 承壓管路12經(jīng)由控制該管路啟閉的旁通球閥8接入艙體空間9 ;從圖2中還明顯可知,所述 每個(gè)杜瓦罐1與開啟閥10的連接線路上還設(shè)置有壓力表11,用以顯示杜瓦罐1的壓力值。上述實(shí)施例的工作原理如下打開杜瓦罐1處的開啟閥10,液氮以液相通過不銹鋼承壓管路12進(jìn)入板式板式蛇 形交換器2,在板式板式蛇形交換器2的出口形成低溫的氣體進(jìn)入氣化換熱器3,在氣化換 熱器3中與氫氧化鈣、一氧化碳觸媒釋放的熱量交換,吸收熱量得到充分膨脹的氮?dú)獯蜷_ 壓力控制閥4,并進(jìn)而驅(qū)動氣動馬達(dá)5旋轉(zhuǎn),并帶動飛輪組件6旋轉(zhuǎn)吹出冷風(fēng),使避難艙內(nèi) 環(huán)境溫度得到調(diào)節(jié)和降低,達(dá)到了艙體內(nèi)制冷的作用并使避難艙內(nèi)環(huán)境溫度維持在35°C以 下,基本滿足礦工生存要求;另外,由于在可調(diào)式浮子流量計(jì)7的一端還設(shè)置了經(jīng)由旁通球 閥8接入艙體空間9的管路,當(dāng)避難倉內(nèi)氧氣過量時(shí),可以打開旁通球閥8,向倉內(nèi)補(bǔ)充氮 氣,同時(shí)起著除濕、過濾二氧化碳和一氧化碳的作用。顯然,用其它液體冷媒介質(zhì)代替本實(shí)施例中的液態(tài)氮,或者改變本實(shí)施例中的板 式蛇形交換器的結(jié)構(gòu)形狀,又或者用其它觸媒替代本實(shí)施例中的氣化換熱器中的氫氧化鈣 和一氧化碳等改進(jìn),都是基于本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神顯而易見的,落入本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),其特征在于所述空氣制冷系統(tǒng)包括多 個(gè)盛裝有液體冷媒液氮介質(zhì)的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設(shè)置有觸媒的氣化換熱 器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、可調(diào)式浮子流量計(jì)、飛輪組件和球閥,其中所述的杜瓦罐通過承 壓管路依次經(jīng)由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、飛輪組件與可調(diào)式浮 子流量計(jì)的一端連接,所述可調(diào)式浮子流量計(jì)的另一端分兩路,通過驅(qū)動氣動馬達(dá)后的氮 氣其中一路通過承壓管路直接向外界排出,另一路由承壓管路經(jīng)由控制該管路啟閉的旁通 球閥接入艙體空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),其特征在于所述每 個(gè)杜瓦罐與開啟閥之間的承壓管路上設(shè)置有壓力表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),其特征在于所 述氣化換熱器內(nèi)的觸媒為氫氧化鈣和一氧化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),其特征在于所 述承壓管路選用不銹鋼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),其特征在于所 述交換器的形狀結(jié)構(gòu)為板式蛇形交換器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于煤礦井下避難艙的空氣制冷系統(tǒng),所述空氣制冷系統(tǒng)包括多個(gè)盛裝有液體冷媒液氮介質(zhì)的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設(shè)置有觸媒的氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、可調(diào)式浮子流量計(jì)、飛輪組件和球閥,其中所述的杜瓦罐通過承壓管路依次經(jīng)由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達(dá)、飛輪組件與可調(diào)式浮子流量計(jì)的一端連接,所述可調(diào)式浮子流量計(jì)的另一端分兩路,即通過驅(qū)動氣動馬達(dá)后氮?dú)馄渲幸宦吠ㄟ^承壓管路直接向外界排出,另一路由承壓管路經(jīng)由控制該管路啟閉的旁通球閥接入艙體空間;此種結(jié)構(gòu)的空氣制冷系統(tǒng)在避難艙的應(yīng)用中,安全可靠、方便實(shí)用并且無能耗。
文檔編號E21F3/00GK201924954SQ20112001086
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者倪鴻偉, 楊敏 申請人:華夏防爆電氣有限公司
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