專利名稱：壓風(fēng)供氣下的快速泄壓系統(tǒng)及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速泄壓系統(tǒng)及方法，特別是一種針對(duì)密閉空間中壓風(fēng)大流量供氣狀態(tài)下的快速泄壓系統(tǒng)，屬安全救生領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為避難硐室和救生艙的重要組成部分，壓風(fēng)系統(tǒng)的作用是提供具有適宜溫濕度的新鮮空氣至避難硐室或救生艙等有限密封空間，為緊急避險(xiǎn)人員提供必要的生存保障，它具有同步實(shí)現(xiàn)降溫除濕和滿足空氣凈化的功能，是緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的重要生命保障屏障。壓風(fēng)供氣方式的主要特點(diǎn)是空氣壓力較高，可達(dá)0. 3^0. 5MPa,空氣流量大，人均為 0. 3^0. 5kg/min,送入艙內(nèi)的氣體可在外進(jìn)行處理后，再以一定的溫濕度供入艙內(nèi)。由于人體對(duì)壓力大小和壓力變化速率的耐受性有限，對(duì)于救生艙和避難硐室等密閉空間，規(guī)范要求內(nèi)外正壓值一般不超過(guò)500Pa。為維持密閉空間內(nèi)適宜的正壓值，防止外部有毒有害氣體的侵入，保護(hù)人體的生存環(huán)境，需要特定的泄壓系統(tǒng)對(duì)密閉空間內(nèi)及時(shí)進(jìn)行泄壓，將艙內(nèi)外壓差始終維持在500Pa以內(nèi)。而目前煤礦救生行業(yè)中大量適用的常規(guī)泄壓排氣裝置由于泄壓量小、排氣時(shí)間慢、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、可靠性不足等缺點(diǎn)無(wú)法應(yīng)用于壓風(fēng)供氣等大流量供氣狀態(tài)下的井下密閉空間。因此急需一種壓風(fēng)供氣下的快速泄壓系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明專利的目的是提供一種排氣量大、操作簡(jiǎn)單、可調(diào)性強(qiáng)的泄壓系統(tǒng)及方法，滿足壓風(fēng)供氣狀態(tài)下井下密閉空間中的快速排氣需要，維持艙內(nèi)正壓值不超過(guò) 500Pa，保障礦用救生艙、避難硐室等避難所內(nèi)的正常生存環(huán)境。一種壓風(fēng)大流量供氣下的快速泄壓系統(tǒng)，其特征在于包括與壓風(fēng)進(jìn)口相連的第一截止閥；第一截止閥并聯(lián)有兩條支路，分別為壓風(fēng)供氣支路、快速泄壓支路；所述壓風(fēng)供氣支路依次包括第二截止閥、流量調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)；所述快速泄壓支路依次包括空氣減壓閥、過(guò)濾器、消聲器；上述氣動(dòng)風(fēng)機(jī)具有氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口 ；所述流量調(diào)節(jié)閥與氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口相連；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口與消聲器的出口匯聚后通過(guò)壓風(fēng)供氣口與密閉空間相連；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口與艙外大氣相通；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口與密閉空間內(nèi)相通。
所述的壓風(fēng)大流量供氣下的快速泄壓系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過(guò)程壓風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，第一截止閥打開，從壓風(fēng)進(jìn)口流入的高壓空氣首先通過(guò)空氣減壓閥減壓成為低壓空氣；低壓空氣由過(guò)濾器過(guò)濾出有害雜質(zhì)，并通過(guò)消聲器消聲后經(jīng)壓風(fēng)供氣口送入井下密閉空間內(nèi)；當(dāng)密閉空間內(nèi)壓力與外界壓力之差高于設(shè)定值ΔΡ時(shí)，高壓空氣除上述過(guò)程外，通過(guò)打開第二截止閥啟動(dòng)快速泄壓支路；通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入快速泄壓系統(tǒng)的高壓空氣流量，進(jìn)入該支路的高壓空氣通過(guò)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口進(jìn)入氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，氣動(dòng)風(fēng)機(jī)由回風(fēng)口引入空氣并通過(guò)排風(fēng)口排出艙外；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的高壓空氣在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中減壓，經(jīng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出氣口流入壓風(fēng)供氣支路，經(jīng)壓風(fēng)供氣口輸入井下密閉空間內(nèi)。有益效果第一截止閥可控制壓風(fēng)供氣系統(tǒng)的開閉。第二截止閥可控制快速泄壓系統(tǒng)的開閉。本發(fā)明專利所述的快速泄壓系統(tǒng)及方法將快速泄壓系統(tǒng)集成在壓風(fēng)供氣管路中，利用大流量壓風(fēng)空氣作為泄壓系統(tǒng)的動(dòng)力，該設(shè)計(jì)節(jié)省了安裝空間，且滿足了井下密閉空間的大流量下的正壓維持需求。一般供氣狀態(tài)下，第二截止閥關(guān)閉，壓風(fēng)空氣通過(guò)減壓器減壓至設(shè)定值后經(jīng)消聲處理送入密閉空間內(nèi)；當(dāng)密閉空間內(nèi)壓力與外界壓力之差高于設(shè)定值ΔΡ時(shí)，可通過(guò)打開截止閥開啟快速泄壓系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門開度，使用部分高壓空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，將避難所內(nèi)多余氣體排出艙外。與現(xiàn)有的井下密閉空間泄壓方式相比，本發(fā)明專利所提供的泄壓系統(tǒng)及方法具有操作簡(jiǎn)單、泄壓流量大、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。


圖示為壓風(fēng)供氣下的快速泄壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖中的標(biāo)號(hào)名稱1.壓風(fēng)進(jìn)口，2.第一截止閥，3.第二截止閥，4.流量調(diào)節(jié)閥，5.氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，6.氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口，7.氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口，8.空氣減壓閥，9.過(guò)濾器，10.消聲器， 11.壓風(fēng)供氣口，12.氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口，13.氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，本發(fā)明中所述的壓風(fēng)供氣下的快速泄壓系統(tǒng)，包括壓風(fēng)供氣系統(tǒng)和快速泄壓系統(tǒng)。壓風(fēng)供氣系統(tǒng)包括空氣減壓閥8，在空氣減壓閥8的前部設(shè)有第一截止閥2，在空氣減壓閥8的后部設(shè)有空氣過(guò)濾器9和消聲器10?？焖傩箟合到y(tǒng)包括空氣流量調(diào)節(jié)閥4和氣動(dòng)風(fēng)機(jī)5，，在流量調(diào)節(jié)閥4前設(shè)有第二截止閥3。其特征包括壓風(fēng)供氣過(guò)程和快速泄壓過(guò)程。壓風(fēng)供氣過(guò)程概述如下壓力達(dá)到 0. 3^0. 5MPa的高壓空氣通過(guò)減壓閥8的減壓作用變?yōu)樗惋L(fēng)壓力較低的低壓空氣；低壓空氣由過(guò)濾器9過(guò)濾并經(jīng)消聲器10的消聲處理后輸入艙內(nèi)以滿足人員降溫除濕和制冷凈化的需要?？焖傩箟哼^(guò)程概述如下通過(guò)空氣流量調(diào)節(jié)閥4調(diào)節(jié)進(jìn)入快速泄壓系統(tǒng)的高壓空氣流量，進(jìn)入該系統(tǒng)的高壓空氣通過(guò)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口 12進(jìn)入氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，氣動(dòng)風(fēng)機(jī)5在壓風(fēng)空氣驅(qū)動(dòng)下，由氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口 7吸入艙內(nèi)空氣并快速排出艙外，以實(shí)現(xiàn)維持正壓的目的。本系統(tǒng)的具體運(yùn)行過(guò)程為密閉空間與外界壓差小于ΔΡ時(shí)，壓風(fēng)供氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，快速泄壓系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。壓風(fēng)管路提供的高壓空氣由空氣減壓閥8減壓后再通過(guò)過(guò)濾器9過(guò)濾出有害雜質(zhì)，過(guò)濾后再經(jīng)消聲器10消聲后送入井下密閉空間內(nèi)，滿足密閉空間內(nèi)降溫除濕和空氣凈化的作用。當(dāng)密閉空間與外界壓差大于Δ P時(shí)，打開第二截止閥3 開啟快速泄壓系統(tǒng)，利用大流量壓風(fēng)空氣作為快速泄壓系統(tǒng)的動(dòng)力。通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥 4控制進(jìn)入該系統(tǒng)的高壓空氣流量，進(jìn)入該系統(tǒng)的高壓空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)5，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī) 5后此部分空氣壓力降低，同樣由壓風(fēng)供氣口 11排入密閉空間內(nèi)以滿足人員需要；此時(shí)，由于氣動(dòng)風(fēng)機(jī)5抽吸引起的負(fù)壓作用，密閉空間內(nèi)空氣由回風(fēng)口 7流入氣動(dòng)風(fēng)機(jī)5并由氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口 6排出艙外，從而達(dá)到減小艙內(nèi)外壓差的效果。當(dāng)泄壓至ΔΡ以下時(shí)，關(guān)閉第二截止閥3，關(guān)閉泄壓系統(tǒng)。泄壓過(guò)程中泄壓速率由流量調(diào)節(jié)閥4控制，可根據(jù)的ΔΡ的大小調(diào)節(jié)其開度。流量調(diào)節(jié)閥4的流量調(diào)大時(shí)，氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速加快，從而加快泄壓速率、縮短泄壓時(shí)間。整個(gè)泄壓過(guò)程可調(diào)性高，配合正壓顯示儀表可靈敏可靠的控制避難所內(nèi)正壓。此外，與常用的泄壓方式相比，本發(fā)明專利提供的壓風(fēng)泄壓系統(tǒng)及方法將泄壓系統(tǒng)結(jié)合在井下密閉空間壓風(fēng)供氣系統(tǒng)中，以壓風(fēng)空氣作為密閉空間泄壓動(dòng)力，既節(jié)省了安裝空間，又保證了泄壓流量和調(diào)節(jié)能力，為我國(guó)安全救生行業(yè)正壓維持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有益的參考。以上所述僅是本發(fā)明專利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專利原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓風(fēng)大流量供氣下的快速泄壓系統(tǒng)，其特征在于包括與壓風(fēng)進(jìn)口(1)相連的第一截止閥(2)；第一截止閥(2)并聯(lián)有兩條支路，分別為壓風(fēng)供氣支路、快速泄壓支路；所述壓風(fēng)供氣支路依次包括第二截止閥(3)、流量調(diào)節(jié)閥(4)、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)； 所述快速泄壓支路依次包括空氣減壓閥(8 )、過(guò)濾器(9 )、消聲器(10 )； 上述氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)具有氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口(12)、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口(13)、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口(6)、 氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口(7);所述流量調(diào)節(jié)閥(4)與氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口( 12)相連；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口(13) 與消聲器(10)的出口匯聚后通過(guò)壓風(fēng)供氣口(11)與密閉空間相連；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)口(6)與艙外大氣相通；氣動(dòng)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口(7)與密閉空間內(nèi)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓風(fēng)大流量供氣下的快速泄壓系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過(guò)程壓風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，第一截止閥(2)打開，從壓風(fēng)進(jìn)口(1)流入的高壓空氣首先通過(guò)空氣減壓閥(8)減壓成為低壓空氣；低壓空氣由過(guò)濾器(9)過(guò)濾出有害雜質(zhì)，并通過(guò)消聲器 (10)消聲后經(jīng)壓風(fēng)供氣口(11)送入井下密閉空間內(nèi)；當(dāng)密閉空間內(nèi)壓力與外界壓力之差高于設(shè)定值ΔΡ時(shí)，高壓空氣除上述過(guò)程外，通過(guò)打開第二截止閥(3)啟動(dòng)快速泄壓支路；通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥(4)調(diào)節(jié)進(jìn)入快速泄壓系統(tǒng)的高壓空氣流量，進(jìn)入該支路的高壓空氣通過(guò)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口( 12)進(jìn)入氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)，氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)由回風(fēng)口(7)引入空氣并通過(guò)排風(fēng)口(6)排出艙外；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)的高壓空氣在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中減壓，經(jīng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出氣口(13)流入壓風(fēng)供氣支路，經(jīng)壓風(fēng)供氣口( 11)輸入井下密閉空間內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓風(fēng)供氣下的快速泄壓系統(tǒng)及方法，屬于安全救生領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括與壓風(fēng)進(jìn)口(1)相連的第一截止閥(2)；第一截止閥(2)并聯(lián)有兩條支路，分別為壓風(fēng)供氣支路、快速泄壓支路；所述壓風(fēng)供氣支路依次包括第二截止閥(3)、流量調(diào)節(jié)閥(4)、氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)；所述快速泄壓支路依次包括空氣減壓閥(8)、過(guò)濾器(9)、消聲器(10)；上述氣動(dòng)風(fēng)機(jī)(5)的氣動(dòng)風(fēng)機(jī)出口(13)與消聲器(10)的出口匯聚后通過(guò)壓風(fēng)供氣口(11)與密閉空間相連；與現(xiàn)有的井下密閉空間泄壓方式相比，本發(fā)明專利所提供的泄壓系統(tǒng)及方法具有操作簡(jiǎn)單、泄壓流量大、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F11/00GK102562135SQ20121000405
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉志麗, 周年勇, 康娜, 徐雷, 李俊, 王瑜, 蔣彥龍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)