專利名稱：無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備(例如救生艙、避難硐室)多為有源方案(即用電力作為動(dòng)力的設(shè)計(jì)方案)，有源方案易產(chǎn)生電火花，由于井下發(fā)生事故時(shí)，瓦斯?jié)舛瓤赡苓^高，采用有源方案增加了發(fā)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，從而對避災(zāi)人員的生命安全構(gòu)成威脅。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，用無源方案替代以電力為動(dòng)力的有源方案，提高了緊急避險(xiǎn)設(shè)備的可靠性和安全性。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，包括外殼，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有制冷裝置和空氣凈化裝置，所述制冷裝置包括壓縮空氣管道，所述壓縮空氣管道與礦井內(nèi)壓風(fēng)系統(tǒng)連接；渦流制冷管，所述渦流制冷管通過其進(jìn)風(fēng)口和冷風(fēng)排風(fēng)口連接到所述壓縮空氣管道上，所述渦流制冷管的熱風(fēng)排風(fēng)口通過管道連通外殼外部；所述空氣凈化裝置包括壓縮空氣瓶和壓縮氧氣瓶；氣體混合器，所述壓縮空氣瓶和所述壓縮氧氣瓶通過匯流排分別與所述氣體混合器的進(jìn)氣口連接，所述氣體混合器具有混合氣體出氣口 ；三通閥，所述三通閥具有一進(jìn)口和兩出口，所述三通閥的進(jìn)口與所述混合氣體出氣口連接； 凈化處理箱，所述凈化處理箱包括位于底部的動(dòng)力箱，所述動(dòng)力箱內(nèi)設(shè)置有第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)和第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，所述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)分別與所述三通閥的兩個(gè)出口連接，所述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連通所述動(dòng)力箱的外部；安裝于所述動(dòng)力箱頂部的C02處理箱，所述C02處理箱內(nèi)填有用于吸附C02的吸附劑，所述C02處理箱的底部具有透氣孔；安裝于所述C02處理箱頂部的CO處理箱，所述CO處理箱內(nèi)填有用于將CO轉(zhuǎn)化為 C02的轉(zhuǎn)化劑，所述CO處理箱的底部具有透氣孔，且所述CO處理箱的頂部安裝具有進(jìn)氣孔的蓋板。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述渦流制冷管的進(jìn)風(fēng)口和冷風(fēng)排風(fēng)口分別通過分支管連接到所述壓縮空氣管道上。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制冷裝置還包括安裝于所述外殼中的盛裝有相變材料的換熱箱，在所述換熱箱內(nèi)通有循環(huán)水管，所述循環(huán)水管的進(jìn)水口和出水口連接到礦井內(nèi)供水系統(tǒng)上，在所述進(jìn)水口和出水口上分別設(shè)置有閥門。[0017]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述換熱箱設(shè)置有若干個(gè)，其中一部分水平疊放在一起，另一部分貼靠外殼的內(nèi)側(cè)壁豎立放置，兩部分共同構(gòu)成座椅狀。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述三通閥安裝于所述動(dòng)力箱的箱壁上。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為lOL/min，所述第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為65L/min。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述外殼內(nèi)部空間通過隔墻分隔成過渡區(qū)和生存區(qū)。采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，在外殼內(nèi)設(shè)置有制冷裝置，包括渦流制冷管和換熱箱。發(fā)生災(zāi)變時(shí)，在礦井下的壓風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，利用渦流制冷管實(shí)現(xiàn)緊急避險(xiǎn)設(shè)備內(nèi)的制冷。礦井下的壓風(fēng)系統(tǒng)被破壞后，通過換熱箱內(nèi)的相變材料熔化吸熱達(dá)到制冷效果。2.本實(shí)用新型的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，在外殼內(nèi)設(shè)置有空氣凈化裝置，該空氣凈化裝置包括壓縮空氣瓶和壓縮氧氣瓶，兩者通過匯流排與氣體混合器連接，混合氣體出氣口通過三通閥與凈化處理箱中的兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)連接，凈化處理箱包括安裝有上述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的動(dòng)力箱，以及依次設(shè)置于動(dòng)力箱上方的C02處理箱和CO處理箱。發(fā)生災(zāi)變后，首先采用井下的壓風(fēng)系統(tǒng)對緊急避險(xiǎn)設(shè)備內(nèi)提供外部空氣，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)被破壞后，開啟壓縮空氣瓶和壓縮氧氣瓶，通過氣體混合器對兩種氣體進(jìn)行混合，使用混合后的壓縮空氣與壓縮氧氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來進(jìn)行空氣循環(huán)?？諝庠谘h(huán)過程中，氣體的流動(dòng)路線為CO處理箱一C02處理箱一動(dòng)力箱一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)一動(dòng)力箱外部，CO處理箱中的轉(zhuǎn)化劑將空氣中的CO轉(zhuǎn)化為C02，C02處理箱中的吸附劑去除空氣中的C02，最終實(shí)現(xiàn)凈化空氣的目的。綜上所述，本實(shí)用新型采用無源方案，就是利用壓縮空氣與壓縮氧氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來循環(huán)空氣；利用渦流制冷與相變材料制冷來實(shí)現(xiàn)避險(xiǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的制冷。無源方案不產(chǎn)生電火花，從而大大降低了產(chǎn)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，不會(huì)對避災(zāi)人員的生命安全構(gòu)成威脅。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中制冷裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中換熱箱部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中空氣凈化裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中凈化處理箱部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.外殼，2.壓縮空氣管道，21.分支管，3.渦流制冷管，31.進(jìn)風(fēng)口，32.冷風(fēng)排風(fēng)口，33.熱風(fēng)排風(fēng)口，4.換熱箱，41.水平疊放的換熱箱，42.豎立放置的換熱箱，43.循環(huán)水管的進(jìn)水口，44.循環(huán)水管的出水口，45.閥門，5.壓縮空氣瓶，6.壓縮氧氣瓶，7.匯流排，8.氣體混合器，9.三通閥，10.凈化處理箱，101.動(dòng)力箱，1011.第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，1012.第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，1013.出風(fēng)口，102. C02處理箱，1021.吸附劑，103. CO處理箱，1031.轉(zhuǎn)化劑， 104.蓋板，A.過渡區(qū)，B.生存區(qū)。
具體實(shí)施方式
[0031]如
圖1和圖3所示，一種無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備。其包括外殼1，在外殼1內(nèi)設(shè)置有制冷裝置和空氣凈化裝置。外殼1內(nèi)部空間通過隔墻分隔成過渡區(qū)A和生存區(qū)B。如
圖1所示，其中所述制冷裝置包括與礦井內(nèi)壓風(fēng)系統(tǒng)連接的壓縮空氣管道2以及安裝在壓縮空氣管道2上的渦流制冷管3。本實(shí)施過程中，渦流制冷管3安裝在過渡區(qū) A中的壓縮空氣管道段上。該渦流制冷管3通過其進(jìn)風(fēng)口 31和冷風(fēng)排風(fēng)口 32連接到壓縮空氣管道2上，具體的，渦流制冷管3的進(jìn)風(fēng)口 31和冷風(fēng)排風(fēng)口 32分別通過分支管21連接到壓縮空氣管道2上，僅對壓縮空氣管道2內(nèi)的一部分壓縮空氣進(jìn)行制冷，然后與另一部分未制冷的壓縮空氣匯流后送入到生存區(qū)B內(nèi)，經(jīng)過消音后供避災(zāi)人員使用。渦流制冷管 3的熱風(fēng)排風(fēng)口 33則通過管道連通外殼1外部，將產(chǎn)生的熱空氣排放到避險(xiǎn)設(shè)備外部。發(fā)生災(zāi)變時(shí)，避災(zāi)人員進(jìn)入緊急避險(xiǎn)設(shè)備，在礦井下的壓風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，通過渦流制冷管3達(dá)到制冷目的。本實(shí)用新型的制冷裝置還包括安裝于外殼1的生存區(qū)B中的盛裝有相變材料的換熱箱4，在換熱箱4內(nèi)通有循環(huán)水管，循環(huán)水管的進(jìn)水口 43和出水口 44連接到礦井內(nèi)供水系統(tǒng)上，在進(jìn)水口 43和出水口 44上分別設(shè)置有閥門45。如圖2所示，所述換熱箱4設(shè)置有若干個(gè)，其中一部分換熱箱41水平疊放在一起，另一部分換熱箱42貼靠外殼的內(nèi)側(cè)壁豎立放置，兩部分共同構(gòu)成座椅狀，可以供避險(xiǎn)人員靠坐。未發(fā)生災(zāi)變時(shí)，開啟循環(huán)水管的進(jìn)水口 43和出水口 44的閥門45，通入循環(huán)水后，降低換熱箱4內(nèi)相變材料的溫度保持相變材料為固態(tài)。當(dāng)發(fā)生災(zāi)變時(shí)，且礦井下的壓風(fēng)系統(tǒng)被破壞后，關(guān)閉閥門45關(guān)掉循環(huán)水后，隨著室內(nèi)溫度升高，換熱箱4內(nèi)的相變材料從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱量，達(dá)到制冷的效果。換熱箱4的排列設(shè)置，不僅合理利用了生存區(qū)B內(nèi)的空間，方便了避災(zāi)人員靠坐，且避災(zāi)人員與換熱箱4直接接觸，能夠更加迅速的達(dá)到制冷效果。本實(shí)用新型的制冷裝置，充分考慮到礦井內(nèi)的實(shí)際情況，利用煤礦井下現(xiàn)有的豐富的水資源和壓縮空氣資源，進(jìn)而采用相變材料制冷與渦流制冷相結(jié)合的制冷方式，該制冷系統(tǒng)可以免維護(hù)，同時(shí)節(jié)約資源，大大降低了運(yùn)行成本。如圖3所示，本實(shí)用新型的空氣凈化裝置安裝于生存區(qū)B內(nèi)，其包括壓縮空氣瓶5 和壓縮氧氣瓶6、匯流排7、氣體混合器8、三通閥9和凈化處理箱10。壓縮空氣瓶5和壓縮氧氣瓶6通過匯流排7分別與氣體混合器8的進(jìn)氣口連接， 在氣體混合器8上設(shè)置有分別控制壓縮空氣和壓縮氧氣的進(jìn)氣流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，可以按照實(shí)際需要調(diào)整壓縮空氣和壓縮氧氣的配比對兩種氣體進(jìn)行混合，然后通過混合氣體出氣口 81輸出。三通閥9具有一進(jìn)口和兩出口，該三通閥9的進(jìn)口與混合氣體出氣口 81連接。如圖4所示，凈化處理箱10包括動(dòng)力箱101、C02處理箱102和CO處理箱103。三通閥9安裝于凈化處理箱的動(dòng)力箱101的箱壁上。動(dòng)力箱101位于底部，動(dòng)力箱101內(nèi)設(shè)置有第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011和第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012，第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為IOL/ min，第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為65L/min。第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011和第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012分別與三通閥9的兩個(gè)出口連接，通過對三通閥9的控制，選擇開啟第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī) 1011或第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012。第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011和第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012的出風(fēng)口 1013連通動(dòng)力箱101的外部。C02處理箱102安裝于動(dòng)力箱101的頂部，C02處理箱102內(nèi)填有用于吸附C02的吸附劑1021，C02處理箱102的底部具有透氣孔。CO處理箱103安裝于C02處理箱102的頂部，CO處理箱103內(nèi)填有用于將CO轉(zhuǎn)化為C02的轉(zhuǎn)化劑1031，CO處理箱103的底部具有透氣孔，且CO處理箱103的頂部安裝具有進(jìn)氣孔的蓋板104。發(fā)生災(zāi)變后，首先采用井下的壓風(fēng)系統(tǒng)對緊急避險(xiǎn)設(shè)備內(nèi)提供外部空氣，當(dāng)壓風(fēng)系統(tǒng)被破壞后，開啟壓縮空氣瓶5和壓縮氧氣瓶6，調(diào)節(jié)氣體混合器8的流量計(jì)，使兩種氣體按照一定的流量進(jìn)行混合，使用混合后的壓縮空氣與壓縮氧氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來進(jìn)行空氣循環(huán)，不用電力驅(qū)動(dòng)，減少了爆炸危險(xiǎn)，不會(huì)對避災(zāi)人員的生命安全構(gòu)成威脅，而且壓縮空氣與壓縮氧氣的混合氣可以作為井下礦工的呼吸源，解決了井下避災(zāi)礦工的呼吸問題。在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)，通過控制三通閥9，首先開啟第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011，室內(nèi)空氣以較小的流量穿過CO處理箱103后進(jìn)入C02處理箱102，通過吸附劑1021去除空氣中的C02 ；當(dāng)檢測到空氣中CO超標(biāo)后，控制三通閥9，關(guān)閉第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011，開啟第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1012， 使室內(nèi)空氣以較大的流量首先進(jìn)入CO處理箱103，CO處理箱103內(nèi)的轉(zhuǎn)化劑1031將空氣中的CO轉(zhuǎn)化為C02，然后再進(jìn)入C02處理箱102，通過吸附劑1021去除空氣中的C02，直到 CO含量低于標(biāo)準(zhǔn)值后，恢復(fù)到由第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)1011啟動(dòng)狀態(tài)。上述過程中，空氣在循環(huán)流動(dòng)過程中穿過轉(zhuǎn)化劑1031和吸附劑1021去除CO和C02，提高了空氣與轉(zhuǎn)化劑和吸附劑的接觸率，達(dá)到了比較好的凈化效果。綜上所述，本實(shí)用新型采用無源方案，就是利用壓縮空氣與壓縮氧氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來循環(huán)空氣；利用渦流制冷與相變材料制冷來實(shí)現(xiàn)避險(xiǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的制冷。無源方案不產(chǎn)生電火花，從而大大降低了產(chǎn)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，不會(huì)對避災(zāi)人員的生命安全構(gòu)成威脅。本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下， 本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，包括外殼，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有制冷裝置和空氣凈化裝置，其特征在于，所述制冷裝置包括壓縮空氣管道，所述壓縮空氣管道與礦井內(nèi)壓風(fēng)系統(tǒng)連接；渦流制冷管，所述渦流制冷管通過其進(jìn)風(fēng)口和冷風(fēng)排風(fēng)口連接到所述壓縮空氣管道上，所述渦流制冷管的熱風(fēng)排風(fēng)口通過管道連通外殼外部；所述空氣凈化裝置包括壓縮空氣瓶和壓縮氧氣瓶；氣體混合器，所述壓縮空氣瓶和所述壓縮氧氣瓶通過匯流排分別與所述氣體混合器的進(jìn)氣口連接，所述氣體混合器具有混合氣體出氣口 ；三通閥，所述三通閥具有一進(jìn)口和兩出口，所述三通閥的進(jìn)口與所述混合氣體出氣口連接；凈化處理箱，所述凈化處理箱包括位于底部的動(dòng)力箱，所述動(dòng)力箱內(nèi)設(shè)置有第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)和第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)，所述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)分別與所述三通閥的兩個(gè)出口連接，所述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連通所述動(dòng)力箱的外部；安裝于所述動(dòng)力箱頂部的C02處理箱，所述C02處理箱內(nèi)填有用于吸附C02的吸附劑，所述C02處理箱的底部具有透氣孔；安裝于所述C02處理箱頂部的CO處理箱，所述CO處理箱內(nèi)填有用于將CO轉(zhuǎn)化為C02的轉(zhuǎn)化劑，所述CO處理箱的底部具有透氣孔，且所述CO處理箱的頂部安裝具有進(jìn)氣孔的蓋板。
2.如權(quán)利要求1所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述渦流制冷管的進(jìn)風(fēng)口和冷風(fēng)排風(fēng)口分別通過分支管連接到所述壓縮空氣管道上。
3.如權(quán)利要求1所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述制冷裝置還包括安裝于所述外殼中的盛裝有相變材料的換熱箱，在所述換熱箱內(nèi)通有循環(huán)水管，所述循環(huán)水管的進(jìn)水口和出水口連接到礦井內(nèi)供水系統(tǒng)上，在所述進(jìn)水口和出水口上分別設(shè)置有閥門。
4.如權(quán)利要求3所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述換熱箱設(shè)置有若干個(gè)，其中一部分水平疊放在一起，另一部分貼靠外殼的內(nèi)側(cè)壁豎立放置，兩部分共同構(gòu)成座椅狀。
5.如權(quán)利要求1所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述三通閥安裝于所述動(dòng)力箱的箱壁上。
6.如權(quán)利要求1所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述第一氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為lOL/min，所述第二氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)的規(guī)格為65L/min。
7.如權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，其特征在于所述外殼內(nèi)部空間通過隔墻分隔成過渡區(qū)和生存區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，包括外殼，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有制冷裝置和空氣凈化裝置，所述制冷裝置包括與礦井內(nèi)壓風(fēng)系統(tǒng)連接的壓縮空氣管道以及安裝在所述壓縮空氣管道上的渦流制冷管；所述空氣凈化裝置包括壓縮空氣瓶和壓縮氧氣瓶，兩者通過匯流排與氣體混合器連接，混合氣體出氣口通過三通閥與凈化處理箱中的兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)連接，凈化處理箱包括安裝有上述兩個(gè)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)的動(dòng)力箱，以及依次設(shè)置于動(dòng)力箱上方的CO2處理箱和CO處理箱。本實(shí)用新型的無源礦井緊急避險(xiǎn)設(shè)備，用無源方案替代以電力為動(dòng)力的有源方案，提高了緊急避險(xiǎn)設(shè)備的可靠性和安全性。
文檔編號E21F3/00GK202325645SQ20112046463
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉長茂, 白雪飛, 臧家海, 袁延章, 高邦華 申請人:山東堅(jiān)龍?zhí)胤N不銹鋼股份有限公司