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：
本發(fā)明涉及一種礦業(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(wú)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(guó)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(huì)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
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種安全可靠、方便實(shí)用、無(wú)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，本發(fā)明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(dòng)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(dòng)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(dòng)氣動(dòng)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(duì)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(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)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(wú)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(cāng) 內(nèi)氧氣過量時(shí)，可以打開球閥，向倉(cāng)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是本發(fā)明的原理示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明的具體實(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(dòng)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(dòng)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(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)5旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)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(cāng)內(nèi)氧氣過量時(shí)，可以打開旁通球閥8，向倉(cāng)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)，都是基于本發(fā)明技術(shù)方案的精神顯而易見的，落入本發(fā)明的保護(hù)方案 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(dòng)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(dòng)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(dòng)氣動(dòng)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。
全文摘要
本發(fā)明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(dòng)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(dòng)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(dòng)氣動(dòng)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(wú)能耗。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102135303SQ20111000761
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:華夏防爆電氣有限公司