一種用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統的製作方法
2023-10-23 17:17:02 2
專利名稱：一種用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦業安全保護設備中避難艙的空氣製冷系統。
背景技術：
煤礦井下環境條件惡劣，在發生瓦斯突出、瓦斯爆炸和冒頂塌方等災害性事故時， 由於外部救援措施無法及時展開，礦工必須趕緊躲進避難艙，為礦工提供維持生命的安全 環境，而避難艙內的環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於起步階段，在用的避難艙空氣製冷系統主要 是採用製冷壓縮機的防爆空調系統，該製冷系統配用防爆空調主機、防爆風機和防爆電控 箱，這種製冷系統雖然製冷效果能滿足礦工需求的環境溫度，但需要有足夠的外部電力或 內部容量較大的蓄能電源，井下一旦突發事故，外部電力將可能被切斷，此時要保證艙體內 部35°C以下的環境溫度至少超過96小時，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佔用很大艙體空間，給避難艙結構設計和運輸安裝以 及使用帶來不便；2、由於煤礦井下發生事故時，經常伴有瓦斯等易燃性氣體洩漏，而蓄電池 組屬於電源設備，在使用過程中難免意外產生火花，由此將造成災難性後果，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，必然導致環境的汙染，比如二氧化碳 的產生，廢棄電池的不可再生汙染等，極大的影響了環境。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種安全可靠、方便實用、無能 耗的用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統。為實現上述目的，本實用新型採用一種用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，包 括多個盛裝有液體冷媒液氮介質的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設置有觸媒的氣化 換熱器、壓力控制閥、氣動馬達、可調式浮子流量計、飛輪組件和球閥，其中所述的杜瓦罐通 過承壓管路依次經由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達、飛輪組件與可調 式浮子流量計的一端連接，所述可調式浮子流量計的另一端分兩路，即通過驅動氣動馬達 後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由控制該管路啟閉 的旁通球閥接入艙體空間。所述每個杜瓦罐與開啟閥之間的承壓管路上設置有壓力表，用以顯示杜瓦罐的壓 力值。所述杜瓦罐內的液體冷媒介質為液態氮。所述氣化換熱器內的觸媒為氫氧化鈣和一氧化碳。所述承壓管路選用不鏽鋼材料。所述交換器的形狀結構為板式蛇形交換器。通過對現有技術的上述改進，由於利用液體冷媒液氮介子作為能量轉化這一全新 構思，在打開杜瓦罐開啟閥後，液氮以液相通過不鏽鋼承壓管路進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氣促使壓力控制閥打開，從 而驅動氣動馬達旋轉，並帶動葉輪組件旋轉吹出冷風，使避難艙內環境溫度得到調節和降 低，達到了艙體內製冷的作用並使避難艙內環境溫度維持在35°C以下，基本滿足礦工生存 要求，方便實用；由於此結構的空氣製冷系統是能量轉化的一種循環系統，不需要蓄電池 組，不存在產生電火花的可能性，極大的提高了安全可靠性，並進而起到了無能耗的作用； 另外，由於在可調式浮子流量計的一端還設置了經由球閥接入艙體空間的管路，當避難倉 內氧氣過量時，可以打開球閥，向倉內補充氮氣，同時起著除溼、過濾二氧化碳和一氧化碳 的作用。
圖1是本實用新型的原理示意圖。圖2是本實用新型實施例的連接示意圖。
具體實施方式
結合圖1和圖2所示，本實用新型的具體實施例是一種用於煤礦井下避難艙的空 氣製冷系統，包括4個盛裝有以液態氮為液體冷媒介質的杜瓦罐1、開啟閥10、不鏽鋼承壓 管路12、板式蛇形交換器2、設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5、可調式浮子流量計7、飛輪組件6和旁通球閥8，本實施例中，所述的杜 瓦罐1通過不鏽鋼承壓管路12依次經由開啟閥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5、飛輪組件6與可調式浮子流量計7的一端連接，所述可調式浮子流量 計7的另一端分兩路，其中一路通過不鏽鋼承壓管路12直接向外界排出，另一路由不鏽鋼 承壓管路12經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 每個杜瓦罐1與開啟閥10的連接線路上還設置有壓力表11，用以顯示杜瓦罐1的壓力值。上述實施例的工作原理如下打開杜瓦罐1處的開啟閥10，液氮以液相通過不鏽鋼承壓管路12進入板式板式蛇 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氣打開 壓力控制閥4，並進而驅動氣動馬達5旋轉，並帶動飛輪組件6旋轉吹出冷風，使避難艙內 環境溫度得到調節和降低，達到了艙體內製冷的作用並使避難艙內環境溫度維持在35°C以 下，基本滿足礦工生存要求；另外，由於在可調式浮子流量計7的一端還設置了經由旁通球 閥8接入艙體空間9的管路，當避難倉內氧氣過量時，可以打開旁通球閥8，向倉內補充氮 氣，同時起著除溼、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代替本實施例中的液態氮，或者改變本實施例中的板 式蛇形交換器的結構形狀，又或者用其它觸媒替代本實施例中的氣化換熱器中的氫氧化鈣 和一氧化碳等改進，都是基於本實用新型技術方案的精神顯而易見的，落入本實用新型的 保護範圍之中。
權利要求1.一種用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，其特徵在於所述空氣製冷系統包括多 個盛裝有液體冷媒液氮介質的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設置有觸媒的氣化換熱 器、壓力控制閥、氣動馬達、可調式浮子流量計、飛輪組件和球閥，其中所述的杜瓦罐通過承 壓管路依次經由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達、飛輪組件與可調式浮 子流量計的一端連接，所述可調式浮子流量計的另一端分兩路，通過驅動氣動馬達後的氮 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由控制該管路啟閉的旁通 球閥接入艙體空間。
2.根據權利要求1所述的用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，其特徵在於所述每 個杜瓦罐與開啟閥之間的承壓管路上設置有壓力表。
3.根據權利要求1或2所述的用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，其特徵在於所 述氣化換熱器內的觸媒為氫氧化鈣和一氧化碳。
4.根據權利要求1或2所述的用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，其特徵在於所 述承壓管路選用不鏽鋼材料。
5.根據權利要求1或2所述的用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，其特徵在於所 述交換器的形狀結構為板式蛇形交換器。
專利摘要本實用新型涉及一種用於煤礦井下避難艙的空氣製冷系統，所述空氣製冷系統包括多個盛裝有液體冷媒液氮介質的杜瓦罐、開啟閥、承壓管路、交換器、設置有觸媒的氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達、可調式浮子流量計、飛輪組件和球閥，其中所述的杜瓦罐通過承壓管路依次經由開啟閥、交換器、氣化換熱器、壓力控制閥、氣動馬達、飛輪組件與可調式浮子流量計的一端連接，所述可調式浮子流量計的另一端分兩路，即通過驅動氣動馬達後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由控制該管路啟閉的旁通球閥接入艙體空間；此種結構的空氣製冷系統在避難艙的應用中，安全可靠、方便實用並且無能耗。
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 優先權日2011年1月11日
發明者倪鴻偉, 楊敏 申請人:華夏防爆電氣有限公司