一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，包括供氧凈化柜，所述供氧凈化柜固定于底座上，供氧凈化柜頂端裝有冷卻器，冷卻器上裝有通風(fēng)罩，所述供氧凈化柜的正面裝有門，背面裝有連接冷卻器的若干進出水管，所述供氧凈化柜的內(nèi)壁上豎直平行布置有若干對承重組合式擱板，形成用于放置供氧凈化器的插位，所述底座設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)器，用以控制進風(fēng)量。本實用新型具有供氧及凈化CO2的雙重功能，藥板受熱變形可控，空氣流道通暢，在低濃度CO2環(huán)境中藥板利用率顯著提高；無需動力，操作簡單，儲存安全，適應(yīng)礦用緊急避險系統(tǒng)的供氧、凈化的環(huán)境。
【專利說明】一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于礦用急避險系統(tǒng)中的供氧凈化裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)世界各國對礦井事故的調(diào)查，在火災(zāi)、爆炸等事故發(fā)生現(xiàn)場瞬間受到傷害死亡的礦工只占事故傷亡總?cè)藬?shù)的很少一部分，絕大多數(shù)礦工都是因為在火災(zāi)、爆炸后不能及時升井或逃離濃度有毒有害氣體現(xiàn)場，導(dǎo)致窒息或中毒死亡的。如何在礦難發(fā)生后為井下被困的幸存人員提供躲避有毒氣體環(huán)境及其它傷害的密閉空間，為其提供必須的生存條件，延長其生存時間，直至救援人員到達，成為礦井救援的一個重要課題。這種當(dāng)井下發(fā)生災(zāi)難事故時，為無法及時撤離的遇險人員提供生命保障的密閉空間被稱為井下緊急避險設(shè)備。該設(shè)施對外能夠抵御高溫?zé)煔猓綦x有毒有害氣體，對內(nèi)提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創(chuàng)造自下而上基本條件，為應(yīng)急救援創(chuàng)造條件、贏得時間。
[0003]緊急避險系統(tǒng)的核心就是供氧技術(shù)，現(xiàn)行礦井緊急避險系統(tǒng)供氧技術(shù)主要有外部送風(fēng)式及自備式，外部送風(fēng)(如鉆孔、專用管路)式依靠外部壓縮機及輸送管路將新鮮空氣送入系統(tǒng)內(nèi)，一次投資非常高，且發(fā)生災(zāi)變時管路系統(tǒng)有破壞風(fēng)險；而自備式供氧方式不依靠外部送風(fēng)，采用獨立氧源備存于避險設(shè)施內(nèi)，發(fā)生災(zāi)變時立即啟用即可，獨立可靠，是理想的避險系統(tǒng)供氧方式。超氧化鉀藥板供氧技術(shù)就是一種自備式供氧凈化技術(shù)。
[0004]不過，現(xiàn)有超氧化鉀空氣再生裝置的供氧反應(yīng)受環(huán)境溫濕度、CO2濃度影響較大，且與人體呼吸商匹配不佳，而在礦井避險設(shè)施內(nèi)，環(huán)境非?？量?，溫濕度高，且對CO2濃度要求嚴格，不得超過1%，若仍使用一般超氧化鉀空氣再生技術(shù)，將導(dǎo)致以下問題:1.由于藥板超氧化鉀含量高，環(huán)境溫濕度高，藥板產(chǎn)氧速率快、產(chǎn)氧量大，而吸收CO2速率慢、容量小，與人體呼吸商不匹配，當(dāng)避險設(shè)施內(nèi)CO2超過1%時O2仍有大量富余，不得不進行更換，從而造成極大浪費；2.礦井避險設(shè)施內(nèi)溫濕度高，超氧化鉀副反應(yīng)多，反應(yīng)選擇性低，吸潮后膨脹糊化現(xiàn)象很嚴重，并且藥板受熱變形幅度很大，上述藥板及裝置不能有效抑制這些現(xiàn)象，不僅給操作帶來困難，而且容易堵塞空氣通道，導(dǎo)致藥板部分區(qū)域未反應(yīng)或反應(yīng)不完全，藥板利用率低。3.超氧化鉀再生反應(yīng)放熱量很大，若不加以控制，將增加避險系統(tǒng)的制冷量及費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，具有吸收CO2釋放出O2的雙重功能，無需其它CO2吸收劑及設(shè)備，簡化空氣再生流程，節(jié)約投資；不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，對環(huán)境無二次污染，且能凈化h2s、SO2酸性有害氣體，還能吸收部分濕氣，減輕避險系統(tǒng)濕負荷。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，包括供氧凈化柜，所述供氧凈化柜固定于底座上，供氧凈化柜頂端裝有冷卻器，冷卻器上裝有通風(fēng)罩，所述供氧凈化柜的正面裝有門，背面裝有連接冷卻器的若干進出水管，所述供氧凈化柜的內(nèi)壁上豎直平行布置有若干對承重組合式擱板，形成用于放置供氧凈化器的插位，所述底座設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)器，用以控制進風(fēng)量。
[0007]所述供氧凈化器由供氧藥板和支架構(gòu)成，所述支架包括兩個平行相對布置的方形固定支座，所述兩個固定支座側(cè)面之間連接有固定桿，位于同一側(cè)面的2根固定桿之間連接有載藥板架，所述兩個固定支座側(cè)面的中間和底面之間分別裝有若干加強桿和若干連接桿，所述固定支座上部裝有橫向桿。
[0008]所述載藥板架由若干根內(nèi)凹的梯形輻條等距離平行排列組成，相鄰輻條間距10-20mm，兩個固定支座相對側(cè)面的載藥板架兩兩相對布置，容納15-30個供氧藥板。
[0009]所述供氧藥板由超氧化鉀67-82%，過氧化鉀6-12%，氧化鉀5_11%，硫酸鈷
0.5-1.5%，硅藻土 1-2%, CuOCl0.5-1.5%，玻璃纖維 5% 組成。
[0010]所述供氧凈化器未使用時裝入配有箱蓋的儲存箱內(nèi)。
[0011]所述冷卻器為銅質(zhì)盤管。
[0012]所述冷卻器的頂端裝有通風(fēng)罩，通風(fēng)罩水平排風(fēng)。
[0013]所述進出水管上裝有球閥開關(guān)。
[0014]所述供氧凈化柜內(nèi)部的插位數(shù)量為3個，由上至下分為上插位、中插位和下插位。
[0015]所述供氧凈化柜、底座、冷卻器及通風(fēng)罩組成裝置柜體，所述裝置柜體、供氧凈化器及儲存箱組成供氧凈化裝置，所述裝置柜體高1400?1620mm，前后深300?400mm，左右寬 350 ?560mm。
[0016]有益效果
[0017]由于采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0018]1.本裝置具有吸收CO2釋放出O2的雙重功能，無需其它CO2吸收劑及設(shè)備，簡化空氣再生流程，節(jié)約投資。
[0019]2.本裝置不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，對環(huán)境無二次污染，且能凈化H2S、S02酸性有害氣體，還能吸收部分濕氣，減輕避險系統(tǒng)濕負荷。
[0020]3.本裝置供氧藥板上的超氧化鉀含量低、孔隙高，CO2吸收速率快、容量大，再生系數(shù)與人體呼吸商匹配，能顯著提高在低CO2濃度環(huán)境中的利用率，吸潮后糊化膨脹程度低，適應(yīng)高溫高濕環(huán)境。
[0021]4.本裝置供氧凈化器結(jié)構(gòu)合理，可使藥板排列均勻，限制藥板受熱后的變形程度，保證空氣通道均勻流暢，解決藥板因受熱變形相互靠近，從而堵塞風(fēng)道形成未反應(yīng)區(qū)的問題，提高藥板的利用率。
[0022]5.本裝置通過采取增加裝置高度、選擇最優(yōu)的藥板間距、控制風(fēng)量等技術(shù)措施降低產(chǎn)氧速率，提高吸收CO2速率，使研制出的超氧化鉀供氧裝置具有可控性，與人體呼吸商更加匹配，可提高超氧化鉀反應(yīng)選擇性，能為密閉空間持續(xù)穩(wěn)定供氧。
[0023]6.本裝置無高壓部件,無電動或氣動部件,本質(zhì)安全可靠；采用自然對流方式,無需任何動力，綠色節(jié)能，非常適應(yīng)災(zāi)變時避險系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用特點。
[0024]7.本裝置通過采取對出風(fēng)氣體降溫的方法，解決了供氧裝置工作時的放熱問題，幾乎不增加緊急避險設(shè)施熱負荷。[0025]8.本裝置將藥板模塊化，存儲安全密封，操作簡單方便，完全免維護，既解決了藥板操作、儲存難題，又極大地減少了儲存期間的維護保養(yǎng)工作量及費用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型自備式化學(xué)供氧凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實用新型裝置柜體背面圖；
[0028]圖3為供氧凈化器儲存箱示意圖；
[0029]圖4為供氧凈化器與供氧藥板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0031]如圖1-4所示，一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，包括供氧凈化柜I，所述供氧凈化柜I固定于底座2上，供氧凈化柜I頂端裝有冷卻器4，冷卻器4上裝有通風(fēng)罩3，所述供氧凈化柜I的正面裝有門，背面裝有連接冷卻器4的若干進出水管，所述供氧凈化柜I的內(nèi)壁上豎直平行布置有若干對承重組合式擱板18，形成用于放置供氧凈化器的插位，所述底座2設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)器9，用以控制進風(fēng)量。
[0032]所述供氧凈化器由供氧藥板18和支架構(gòu)成，所述支架包括兩個平行相對布置的方形固定支座12，所述兩個固定支座12側(cè)面之間連接有固定桿16，位于同一側(cè)面的2根固定桿16之間連接有載藥板架17，所述兩個固定支座12側(cè)面的中間和底面之間分別裝有若干加強桿14和若干連接桿15，所述固定支座12上部裝有橫向桿13。
[0033]所述載藥板架17由若干根內(nèi)凹的梯形輻條等距離平行排列組成，相鄰輻條間距10-20mm，兩個固定支座12相對側(cè)面的載藥板架17兩兩相對布置，容納15-30個供氧藥板18。
[0034]所述供氧藥板18由超氧化鉀67-82%，過氧化鉀6_12%，氧化鉀5_11%，硫酸鈷
0.5-1.5%，硅藻土 1-2%, CuOCl0.5-1.5%，玻璃纖維 5% 組成。
[0035]所述供氧凈化器未使用時裝入配有箱蓋10的儲存箱11內(nèi)。
[0036]所述冷卻器4為銅質(zhì)盤管。
[0037]所述冷卻器4的頂端裝有通風(fēng)罩3，通風(fēng)罩3水平排風(fēng)。
[0038]所述進出水管上裝有球閥開關(guān)5。
[0039]所述供氧凈化柜I內(nèi)部的插位數(shù)量為3個，由上至下依次為上插位6、中插位7和下插位8。
[0040]所述供氧凈化柜1、底座2、冷卻器4及通風(fēng)罩3組成裝置柜體，所述裝置柜體、供氧凈化器及儲存箱11組成供氧凈化裝置，所述裝置柜體高1400?1620mm，前后深300?400mm,左右寬 350 ?560mm。
[0041]實施例1
[0042]本實用新型提供一種適用于具有高溫高濕，人員集中、低CO2允許濃度應(yīng)用特點礦井緊急避險系統(tǒng)的自備式化學(xué)供氧凈化裝置。
[0043]A.裝置包括裝置柜體、供氧凈化器及儲存箱。裝置柜體由底座、供氧凈化柜、冷卻器及通風(fēng)罩組成:供氧凈化柜設(shè)有上、中、下三個插位，能插入不多于三個供氧凈化器，柜體正面設(shè)置一密封門；底座固定于地面，底座與供氧凈化柜之間設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)器以控制進風(fēng)量；冷卻器置于供氧凈化柜上方，熱空氣被冷卻從通風(fēng)罩流出。
[0044]B.供氧凈化柜設(shè)置兩個或三個插位，優(yōu)選三個，插位與插位之間沒有阻隔，最多可放入三個供氧凈化器，一方面可以增加空氣自然對流高度，加強對流；另一方面可以延長供氧凈化器的使用時間，提高供氧藥板利用率。
[0045]C.底座與供氧凈化柜之間設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)器，可以手動控制進風(fēng)量。
[0046]D.供氧凈化柜上部設(shè)置冷卻器，冷卻器為Φ 12 X 1.5的銅質(zhì)盤管，換熱面積大，管內(nèi)走冷水，熱空氣走管外被冷卻至室溫。
[0047]E.裝置柜體頂部為通風(fēng)罩，通風(fēng)罩出口朝后，經(jīng)冷卻后的再生空氣從通風(fēng)罩水平吹向避險設(shè)施墻壁，可被墻壁再次冷卻。
[0048]F.供氧凈化器由化學(xué)供氧藥板及藥板支架組成，藥板支架采用梯形輻條將藥板隔開，梯形輻條能將藥板隔開，并最大限度的限制藥板受熱變形程度，保持空氣流道的通暢，每個供氧凈化器能容納15-30片藥板，輻條間距為10-20mm。
[0049]G.化學(xué)供氧藥板，由供氧凈化藥劑、改性添加劑及粘結(jié)劑壓制而成，供氧凈化藥劑以超氧化鉀為主料，過氧化鈉、氫氧化鈣、過氧化鋇、過氧化鉀、氧化鉀等輔料，以調(diào)節(jié)其產(chǎn)氧量與吸收CO2容量比值，與人體呼吸相匹配；改性添加劑為硅藻土、珍珠巖、蒙脫石、硫酸鈷及氯氧化銅等，加入改性添加劑可增加藥板孔隙率，改善初期反應(yīng)速率；粘結(jié)劑為硅酸鹽類纖維，如玻璃纖維、復(fù)合硅酸鎂纖維等。經(jīng)反復(fù)試驗，確定供氧藥板組成:超氧化鉀67-82%，過氧化鉀 6-12%，氧化鉀 5-11%，硫酸鈷 0.5-1.5，硅藻土 1_2%，CuOCl0.5-1.5%，玻璃纖維5%。按以上配方混料、在控制溫濕度條件下使用油壓機壓制成型，再經(jīng)烘干，裁剪等工序可制得供氧藥板。
[0050]H.供氧凈化裝置包括儲存箱，可存儲兩個供氧凈化器，儲存箱外觀采用桔紅警示色系，材料具有阻燃防靜電功能，由箱體及箱蓋組成，箱體箱蓋密封嚴實，密封防水隔氣，內(nèi)部設(shè)置避振結(jié)構(gòu)，可保證運輸、裝卸環(huán)節(jié)藥板不損壞。儲存箱箱蓋設(shè)計凸塊，箱底箱對應(yīng)處有凹陷，可將儲存箱疊放堆積，節(jié)省儲存空間。
[0051]本裝置具體使用的工作原理如下:
[0052]本裝置包括裝置柜體、供氧凈化器及儲存箱。裝置柜體由底座、供氧凈化柜、冷卻器及通風(fēng)罩組成:供氧凈化柜設(shè)有上、中、下三個插位，能插入不多于三個供氧凈化器；底座固定于地面，底座與供氧凈化柜之間設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)器以控制進風(fēng)量；冷卻器置于供氧凈化柜上方，熱空氣被冷卻從通風(fēng)罩流出。
[0053]使用時，將供氧凈化器從儲存箱中拿出，置入裝置柜體插位內(nèi)，由于超氧化鉀在空氣中能自動吸收人體呼出的水汽及CO2并放出02，(見化學(xué)式1，2和總反應(yīng)式3)，導(dǎo)致供氧凈化器內(nèi)溫度高，外部溫度低，冷熱空氣密度差形成自然對流，污濁的空氣從裝置底座流入，流經(jīng)供氧凈化器超氧化鉀藥板表面，發(fā)生再生反應(yīng)，CO2被吸收，并產(chǎn)生新鮮的氧氣，反應(yīng)放出的熱量可加強裝置柜體內(nèi)部的對流，熱空氣繼續(xù)向上被裝置柜體頂部冷卻器冷卻后流出，從而實現(xiàn)避險系統(tǒng)內(nèi)空氣的生態(tài)型循環(huán)再生。[0054]4K02+2H20=4K0H+302+Q(I)
[0055]2K0H+C02=K2C03+H20+Q(2)
[0056]4K02+2C02=2K2C03+302+Q(3)
[0057]通過吸收密閉空間內(nèi)的CO2及濕氣，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生02，使空氣得以再生，并可根據(jù)需要控制密閉空間內(nèi)O2濃度處于18.5-23%之間，CO2濃度低于1%，同時還可吸收其它的酸性有毒氣體如&5、SO2等，從而為密閉空間內(nèi)的人員提供優(yōu)質(zhì)、安全、潔凈的空氣。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，包括供氧凈化柜(I)，其特征是:所述供氧凈化柜(I)固定于底座(2)上，供氧凈化柜(I)頂端裝有冷卻器(4)，冷卻器(4)上裝有通風(fēng)罩(3)，所述供氧凈化柜(I)的正面裝有門，背面裝有連接冷卻器(4)的若干進出水管，所述供氧凈化柜(I)的內(nèi)壁上豎直平行布置有若干對承重組合式擱板(18)，形成用于放置供氧凈化器的插位，所述底座(2)設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)器(9)，用以控制進風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述供氧凈化器由供氧藥板(18)和支架構(gòu)成，所述支架包括兩個平行相對布置的方形固定支座(12)，所述兩個固定支座(12)側(cè)面之間連接有固定桿(16)，位于同一側(cè)面的2根固定桿(16)之間連接有載藥板架(17)，所述兩個固定支座(12)側(cè)面的中間和底面之間分別裝有若干加強桿(14)和若干連接桿(15)，所述固定支座(12)上部裝有橫向桿(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述載藥板架(17)由若干根內(nèi)凹的梯形輻條等距離平行排列組成，相鄰輻條間距10-20mm，兩個固定支座(12)相對側(cè)面的載藥板架(17)兩兩相對布置，容納15-30個供氧藥板(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述供氧凈化器未使用時裝入配有箱蓋(10)的儲存箱(11)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述冷卻器(4)為銅質(zhì)盤管。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述冷卻器(4)的頂端裝有通風(fēng)罩(3)，通風(fēng)罩(3)水平排風(fēng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述進出水管上裝有球閥開關(guān)(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述供氧凈化柜(I)內(nèi)部的插位數(shù)量為3個，由上至下分為上插位(6)、中插位(7)和下插位⑶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用緊急避險系統(tǒng)自備式化學(xué)供氧凈化裝置，其特征是:所述供氧凈化柜(I)、底座(2)、冷卻器(4)及通風(fēng)罩(3)組成裝置柜體，所述裝置柜體、供氧凈化器及儲存箱(11)組成供氧凈化裝置，所述裝置柜體高1400~1620mm，前后深300~400mm，左右寬 350 ~560mm。
【文檔編號】E21F11/00GK203715275SQ201320884445
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王盤成, 林青松, 李伯仁, 蘇富源, 楊云 申請人:上海垚遠科技發(fā)展有限公司