專利名稱：礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井救生設(shè)備，尤其是一種可用于礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置。
背景技術(shù)：
礦井救生艙是一種重要的井下應(yīng)急救援裝備，用于在礦井事故發(fā)生后保護(hù)被困礦工、以待救援的短期緊急避難設(shè)備。救生艙在失去外界支持的條件下需支持96小時(shí)以上， 甚至168小時(shí)，在此期間，救生艙內(nèi)部的氧氣供應(yīng)、雜質(zhì)氣體凈化、通訊、空調(diào)、照明、電子控制以及相應(yīng)的監(jiān)視防護(hù)裝置等都要依靠電力來維持。因此救生艙電源系統(tǒng)，不僅需要為救生艙設(shè)備提供足夠的電力，并維持其長時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)本身也應(yīng)具有較高的安全性。通常對于救生艙電源系統(tǒng)的要求是能量密度大、維護(hù)周期長、安全可靠?，F(xiàn)在普遍使用的鉛酸蓄電池盡管技術(shù)成熟，價(jià)格較低，但其能量密度小，循環(huán)壽命短，需要良好維護(hù)， 且放電時(shí)產(chǎn)生有害氣體，破壞救生艙內(nèi)環(huán)境，因此有必要開發(fā)一種新型的救生艙電源系統(tǒng)。直接甲醇燃料電池(DMFC)技術(shù)，將甲醇中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?它具有高效、環(huán)境友好、低噪聲、工作可靠性高等特點(diǎn)。直接甲醇燃料電池的化學(xué)反應(yīng)式為陰極反應(yīng)3/2氧氣 +3H20+6e- — 60F陽極反應(yīng)CH40+60F— C 氧氣 +5H20+6e-總反應(yīng)式CH40+3/2氧氣一C氧氣+2H20作為燃料的甲醇能量密度高，價(jià)廉易得，運(yùn)輸及儲存方便，與傳統(tǒng)的蓄電池相比具有諸多優(yōu)勢。因此DMFC系統(tǒng)可以作為礦井救生艙電源系統(tǒng)的一種選擇，合理的設(shè)計(jì)可以提高DMFC的性能及系統(tǒng)的效率。已有的文獻(xiàn)資料提出了多種利用甲醇作為燃料電池的技術(shù)設(shè)計(jì)，但在技術(shù)方案提出的直接甲醇燃料電池系統(tǒng)，均未涉甲醇蒸汽及電堆生成物質(zhì)(即碳、氧氣和水)的處理。 試想，如果碳、氧氣及甲醇蒸汽直接排出電堆，則可能對救生艙內(nèi)的人員產(chǎn)生危害。更重要的是在利用甲醇作為燃料電池的技術(shù)方案中，需要提供氧氣，沒有氧氣再生裝置，則不可能使直接甲醇燃料電池系統(tǒng)處于連續(xù)可行的工作狀態(tài)中。因此，為密閉環(huán)境中使用的礦井救生艙電源提供可行的氧氣再生裝置是保證礦井救生艙全封閉電源系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)重要技術(shù)保障條件之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有礦井救生艙電源系統(tǒng)存在的問題，提供一種礦井救生艙全封閉電源系統(tǒng)專用的空氣再生裝置。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的解決方案如下這種礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，包括箱體1、空氣再生藥粒 4、導(dǎo)氣管6，所述的箱體1經(jīng)支架2分割成上下兩分空間，并由多層帶孔的隔板5間隔箱體內(nèi)的上部空間、形成堆置空氣再生藥粒4的層狀空間，并在箱體內(nèi)的下部空間設(shè)有一導(dǎo)氣管6，所述導(dǎo)氣管的輸出口設(shè)有一空氣通斷控制閥9。所述的導(dǎo)氣管6伸入箱體內(nèi)的部分?jǐn)R置在導(dǎo)管支架8上，導(dǎo)氣管6的末端設(shè)有開口向下的導(dǎo)氣支管6. 1，所述導(dǎo)管支架8下部的箱體內(nèi)設(shè)有一儲水盒7。所述的支架2為“十”形支架，尤其將箱體1上部空間分割成兩個(gè)或四個(gè)子空間， 所述的子空間之間互為貫通。所述的空氣通斷控制閥9由閥體9. 1、閥桿9. 6、設(shè)于閥腔內(nèi)閥桿端部的活塞體9. 4 構(gòu)成，所述的活塞體9. 4為一空心塞體，封堵在閥體9. 1的閥體進(jìn)口 9. 3與閥體出口 9. 2之間的流道內(nèi)；所述活塞體9. 4的塞腔內(nèi)灌有感溫液體9. 5。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種礦井救生艙的全封閉式電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、空氣再生子系統(tǒng)采用化學(xué)藥劑制氧裝置，電堆反應(yīng)生成的碳、氧氣可作為制取氧氣的原料，從而消除了碳、氧氣的排放，實(shí)現(xiàn)了陰極氣體的閉路循環(huán)，利于在救生艙的密閉環(huán)境下應(yīng)用；2、熱管理子系統(tǒng)與救生艙外部冷卻水箱相結(jié)合，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時(shí)使救生艙內(nèi)部溫度不致升高，保持相對恒定的狀態(tài)；3、系統(tǒng)采用全封閉式，所有部件位于防爆箱內(nèi)，并包含斷氧裝置，微量甲醇吸收裝置與可燃?xì)怏w報(bào)警器，這提高了救生艙內(nèi)人員及電源系統(tǒng)的安全性。

圖1空氣再生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2圖1的AA向剖面圖；圖3為隔板的示意圖；圖4為隔板的剖面圖；圖5為空氣通斷控制閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-箱體 2-十字形支架 3-空氣再生裝置 4-空氣再生藥粒5-隔板 6-導(dǎo)氣管 7-儲水盒 8-導(dǎo)管支架 9-空氣通斷控制閥 9.1-閥體 9. 2-閥體出口 9. 3-閥體進(jìn)口 9. 4-活塞體9. 5-感溫液體9. 6-閥桿9. 7-溫度調(diào)節(jié)旋鈕。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖1 圖5給出的是礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。這種礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，包括箱體1、空氣再生藥粒 4、導(dǎo)氣管6，所述的箱體1經(jīng)支架2分割成上下兩分空間，并由多層帶孔的隔板5間隔箱體內(nèi)的上部空間、形成堆置空氣再生藥粒4的層狀空間，并在箱體內(nèi)的下部空間設(shè)有一導(dǎo)氣管6，所述導(dǎo)氣管的輸出口設(shè)有一空氣通斷控制閥9。所述的導(dǎo)氣管6伸入箱體內(nèi)的部分?jǐn)R置在導(dǎo)管支架8上，導(dǎo)氣管6的末端設(shè)有開口向下的導(dǎo)氣支管6. 1，所述導(dǎo)管支架8下部的箱體內(nèi)設(shè)有一儲水盒7。[0031]所述的支架2為“十”形支架，尤其將箱體1上部空間分割成兩個(gè)或四個(gè)子空間， 所述的子空間之間互為貫通。所述的空氣通斷控制閥9由閥體9. 1、閥桿9. 6、設(shè)于閥腔內(nèi)閥桿端部的活塞體 9. 4構(gòu)成，所述的活塞體9. 4為一空心塞體，封堵在閥體9. 1的閥體進(jìn)口 9. 3與閥體出口 9. 2 之間的流道內(nèi)；所述活塞體9. 4的塞腔內(nèi)灌有感溫液體9. 5。該空氣再生裝置工作時(shí)通過安放在多層隔板5上的空氣再生藥粒4 (直徑在5mm 左右、含氧量30%的超氧化鉀藥粒)，通過吸收水蒸氣和二氧化碳產(chǎn)生含氧空氣，該含氧空氣通過設(shè)于空氣再生裝置箱體內(nèi)下部的導(dǎo)氣支管6. 1、導(dǎo)氣管6，以及設(shè)置在導(dǎo)氣管6出口部位的空氣通斷控制閥9連接到直接甲醇燃料電池電堆使用。上述的對實(shí)施實(shí)例的說明是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易對該實(shí)例做出各種修改或應(yīng)用于其他實(shí)例。因此，本實(shí)用新型不限于此處所述的具體細(xì)節(jié)和典型實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和變更都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。該系統(tǒng)以直接甲醇燃料電池為能量轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)現(xiàn)了完全無毒、無排放，是一種高效、環(huán)保、安全可靠的電源，可以解決礦井救生艙急需解決的封閉環(huán)境下的電源問題；對于推廣礦井求生艙，保護(hù)礦工的生命安全具有重要意義。
權(quán)利要求1.一種礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，包括箱體(1)、空氣再生藥粒G)、導(dǎo)氣管(6)，所述的箱體(1)經(jīng)支架(2)分割成上下兩分空間，并由多層帶孔的隔板 (5)間隔箱體內(nèi)的上部空間、形成堆置空氣再生藥粒的層狀空間；同時(shí)，在箱體內(nèi)的下部空間設(shè)有一導(dǎo)氣管(6)，所述導(dǎo)氣管的輸出口設(shè)有一空氣通斷控制閥(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，其特征在于所述的導(dǎo)氣管(6)伸入箱體內(nèi)的部分?jǐn)R置在導(dǎo)管支架(8)上，導(dǎo)氣管(6)的末端設(shè)有開口向下的導(dǎo)氣支管(6. 1)，所述導(dǎo)管支架(8)下部的箱體內(nèi)設(shè)有一儲水盒(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，其特征在于所述的支架O)為“十”形支架，尤其將箱體(1)上部空間分割成兩個(gè)或四個(gè)子空間，所述的子空間之間互為貫通。
4.如權(quán)利要求1所述的一種礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，其特征在于所述的空氣通斷控制閥(9)由閥體(9. 1)、閥桿(9. 6)、設(shè)于閥腔內(nèi)閥桿端部的活塞體 (9.4)構(gòu)成，所述的活塞體(9.4)為一空心塞體，封堵在閥體(9. 1)的閥體進(jìn)口(9.3)與閥體出口(9. 2)之間的流道內(nèi)；所述活塞體(9. 4)的塞腔內(nèi)灌有感溫液體(9. 5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦井救生艙的全封閉電源系統(tǒng)專用空氣再生裝置，包括箱體(1)、空氣再生藥粒(4)、導(dǎo)氣管(6)，所述的箱體(1)經(jīng)支架(2)分割成上下兩分空間，并由多層帶孔的隔板(5)間隔箱體內(nèi)的上部空間、形成堆置空氣再生藥粒(4)的層狀空間；同時(shí)，在箱體內(nèi)的下部空間設(shè)有一導(dǎo)氣管(6)，所述導(dǎo)氣管的輸出口設(shè)有一空氣通斷控制閥(9)。
文檔編號E21F3/00GK202250172SQ20112030019
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者尹奔 申請人:上海中垚科技發(fā)展有限公司