基於化學製冷的礦井避難硐室壓風冷卻裝置的製作方法

2023-05-08 08:17:51 1

本實用新型屬於礦山安全和製冷領域，特別涉及一種基於化學製冷劑的礦井壓風冷卻裝置。

背景技術：

隨著科學技術的進步與發展以及對人生命權益意識的提高，作為在災難和意外事故發生後對人生命的保護緊急避險設施，礦井避難硐室在礦山井下災害事故後為遇險礦工的生存安全發揮重大作用，受到了國內外採礦行業的普遍關注。煤礦避難硐室降溫系統應滿足無大功率和大容量電源、無安全隱患、易於維護或免維護、經濟實用等要求。當煤礦井下發生災害事故時，被困於災區的遇險人員會進入密閉的礦井避難硐室內避險，由於人體代謝產熱將導致避難硐室內溫度逐漸上升。因此，必須對避難硐室內進行降溫，以滿足在無任何外界支持的條件下96小時額定防護時間內硐室環境溫度不大於35℃的防護要求。目前已有的避難硐室降溫方式包括空調降溫、蓄冰降溫、高壓二氧化碳膨脹降溫和相變降溫等，其中只有高壓液態二氧化碳膨脹降溫和相變降溫可在無電力條件下實現，但二氧化碳用量大，導致儲備容器體積大，存在洩漏可能，使用後降溫系統恢復難度大，且二氧化碳屬於溫室氣體，而相變降溫受相變材料相變溫度的影響，適用範圍受到一定限制。為滿足避難硐室內供氧與空氣淨化要求，有關規定還要求避難硐室內必需接入礦井壓風系統且供風量不小於0.3m3/(min.人)。然而，由於礦井壓風溫度與礦井環境溫度接近，難以滿足硐室內降溫的需要。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的上述問題，本實用新型的目的是提供一種基於化學製冷劑的礦井壓風冷卻裝置。

為實現上述實用新型目的，本實用新型技術方案如下：

一種基於化學製冷的礦井避難硐室壓風冷卻裝置，包括腔體，所述腔體內部分隔為3個密閉的腔室，依次為入口集氣腔室、中間的蓄冷箱、出口集氣腔室，所述蓄冷箱內部設有多根冷凝管，所述冷凝管的兩端分別延伸至所述入口集氣腔室和出口集氣腔室的內部，所述入口集氣腔室通過進氣管路與避難硐室的壓風管路連通，所述出口集氣腔室的腔體壁上開設有出風口，所述蓄冷箱內放置化學製冷劑。

作為優選方式，所述進氣管路包括與避難硐室的壓風管路連接的法蘭接口、一端與法蘭接口連接另一端延伸至所述入口集氣腔室內部的供氣管、位於所述供氣管上的供氣閥門。

作為優選方式，所述腔體上設有入水管路和出水管路，所述入水管路位於腔體外的一端 接入避難硐室的供水管路，另一端延伸至蓄冷箱內部；所述出水管路位於腔體外的一端通過單向放水閥接入避難硐室的排水溝槽，另一端延伸至蓄冷箱內部。

作為優選方式，所述腔體上設有排氣管，所述排氣管位於腔體外的一端與避難硐室排氣管道連接，另一端延伸至蓄冷箱內部。排氣管用於排除蓄冷箱中兩種化學製冷劑發生溶解反應後產生的氨氣。

作為優選方式，所述腔體頂部設有開合所述腔體的蓋板。

作為優選方式，所述腔體內部通過分隔板分隔為3個密閉的腔室。

本實用新型的有益效果為：本實用新型通過冷凝管將通過所述壓風冷卻裝置的礦井壓風冷卻到15℃以下後，送入礦井避難硐室生存室環境，達到在96小時內將避難硐室內環境溫度控制在35℃以下的目的。本實用新型充分利用礦井壓風提供的動力，實現了無需電源驅動的礦井避難硐室降溫，與現有的避難硐室採用的空調降溫、蓄冰降溫、高壓二氧化碳膨脹降溫和相變降溫相比，本裝置無需電力驅動、系統體積小、冷量存取簡單易得、適用環境溫度範圍廣、免於維護，方法實施簡單，無需電源供給，無安全隱患，在96小時能有效地控制避難硐室內溫度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

其中，1為法蘭接口，2為供氣閥門，3為供氣管，4為入口集氣腔室，5為蓄冷箱，6為冷凝管，7為出風口，8為單向放水閥，9為出水管路，10為出口集氣腔室，11為入水管路，12為排氣管，13為蓋板，14為腔體。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

一種基於化學製冷的礦井避難硐室壓風冷卻裝置，包括腔體14，所述腔體14內部通過分隔板分隔為3個密閉的腔室，依次為入口集氣腔室4、中間的蓄冷箱5、出口集氣腔室10，所述蓄冷箱內部設有多根冷凝管6，所述冷凝管的兩端分別延伸至所述入口集氣腔室和出口集氣腔室的內部，所述入口集氣腔室通過進氣管路與避難硐室的壓風管路連通，所述出口集氣腔室的腔體壁上開設有出風口7，所述蓄冷箱內放置化學製冷劑，所述化學製冷劑為相變溫度為30-35℃的結晶水合物溶劑鹽和易於溶解於水的無機溶質鹽的混合物，溶質鹽溶解過程中發生溶解吸熱反應。

設定相變溫度為30-35℃是因為這樣的化學製冷劑能滿足降溫裝置使用在35℃以下的煤礦避難硐室環境的本行業要求。

溶質鹽溶解過程中奪取相變材料的中的水分子，發生溶解吸熱反應。本裝置能使壓風溫度冷卻到15℃以下以便給硐室降溫。

所述進氣管路包括與避難硐室的壓風管路連接的法蘭接口1、一端與法蘭接口連接另一端延伸至所述入口集氣腔室內部的供氣管3、位於所述供氣管上的供氣閥門2。

所述腔體上設有入水管路11和出水管路9，所述入水管路11位於腔體外的一端接入避難硐室的供水管路，另一端延伸至蓄冷箱5內部；所述出水管路9位於腔體外的一端通過單向放水閥8接入避難硐室的排水溝槽，另一端延伸至蓄冷箱內部。本實施例中，入水管路11和出水管路9都位於出口集氣腔室的腔體上，在其他實施例中，入水管路11和出水管路9也可以都位於入口集氣腔室的腔體上，或者其中一個在入口集氣腔室的腔體上，另一個在出口集氣腔室的腔體上。所述入水管路11的另一個作用是反應完放出反應後的液體後，通過入水管路對蓄冷箱進行清洗。

所述腔體上設有排氣管12，所述排氣管12位於腔體外的一端與避難硐室排氣管道連接，另一端延伸至蓄冷箱內部。排氣管12用於排除蓄冷箱中兩種化學製冷劑發生溶解反應後產生的氨氣。本實施例中，排氣管12位於出口集氣腔室的腔體上，在其他實施例中，也可以位於入口集氣腔室的腔體上。

所述腔體頂部設有開合所述腔體的蓋板13。以便打開所述蓋板向蓄冷箱內加入化學製冷劑。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。