[实用新型]矿井紧急避险救生系统用二氧化碳制冷装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井应急设备，具体为矿井紧急避险救生系统用二氧化碳制冷装置。

背景技术

煤矿、非煤矿山在生产过程中，不断发生灾害，在灾害发生时，由于井下人员来不及升井逃生或暂时无法逃生，造成大量人员伤亡。国务院在2010年7月19日下发了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发【2010】23号）文件，在该文件中明确指出：“强制推行先进适用的技术装备。煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，紧急避险系统等技术装备”，而作为紧急避难系统中的的制冷、除湿降温、供氧、压风系统，对受困避难人员的生存环境提供保障的要求，显得尤为重要。

目前国内外在此领域中所使用的制冷、除湿、供氧、通风设施方案，均设计复杂、一次性投入的成本与维护运行相加成本巨高。

例如：

（一）、在制冷除湿方面普遍采用蓄冰空调解决方案，是利用热泵原理的制冷机将一定体积的水，经过制冷设备降温冷冻成为一定体积固体的冰块，当事故发生时，避难人员可利用冰的融化焓，即冰在融化过程中的相变吸热现象原理，对周围的环境进行降温，但是此项技术应用在避难系统中的缺点诸多：

1、单位体积内热熔焓值低，水的溶解焓为：3.53*10^5 J/kg；

2、耗电大、成本高；

3、功能少、噪音高；

4、体积大；

5、制冰过程中冷凝器排出大量的热量影响环境；

6、诸多的用电设备及部件易产生火花，存在引起可燃气体爆炸危险隐患，存在不安全因素等。

（二）、在呼吸供氧、压风自救和吸附剂循环系统、降低有害气体含量方面，普遍采用压风供氧系统和高压气瓶供氧系统，以及利用吸附剂实现降低有害气体浓度，例如：采用一氧化碳，二氧化碳吸附剂等方法降低有害气体的浓度。

此项技术同样存在诸多缺陷：

1、设施复杂管路多、易损坏；使用较多数量的高压气体瓶等、因此成本高、体积大，储存的气态氧摩尔数小，供氧时间短；

2、由于排出的气体摩尔数较少，体积较小，满足不了降低有害气体含量的要求； 

3、压风供气需要外部管道供气系统，系统管道路径较长，事故过程中一旦损坏将失去作用。

发明内容

本实用新型针对以上问题，提供一种矿井紧急避险救生系统用二氧化碳制冷装置，本实用新型制冷迅速，具有占地面积小、耗能低、设备以一次性投入成本低的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

一种矿井紧急避险救生系统用二氧化碳制冷装置，其特征在于：包括液态二氧化碳存储设备，与此存储设备顺次连接有液体阀、节流阀、位于室内的蒸发器以及膨胀器；膨胀器的出口连接有风机调节阀以及吹向蒸发器的气动风机，气动风机的出口端连接有气管，气管尾端伸出室外且在室内部分上设有室外排气阀。

进一步的，所述的风机调速阀前设有过滤器。

进一步的，设有热增压热交换器，热增压热交换器内后设有节流阀或毛细管，蒸发器前管以及气动风机后管。

进一步的，所述的液态二氧化碳存储设备的包括由内到外的金属壳体内层、真空层、金属壳体外层以及外保温层组成。

进一步的，所述液态二氧化碳存储设备上设有注液阀门和泄压阀。

本实用新型的工作原理及工作过程如下：

本实用新型提供了一种用于井下紧急避险设施内，利用液态二氧化碳作为工作介质在蒸发器内蒸发吸热、膨胀，膨胀的动力带动风机循环降低室内温度的一次性蒸发制冷的一项新技术。

当事故发生时，在有限空间内，且无外部电力供应的情况下，给予避难人员提供制冷降温、除湿，其主要是利用液态二氧化碳的蒸发吸热原理，在蒸发装置内蒸发从而对环境吸热，使该设施对环境直接进行制冷降温、除湿，可以满足人体在有限的局部空间环境内对温度、湿度的生存需要，并且可实现节约空间，具体地说本发明是一种集制冷降温、除湿、缩小设备体积等作用于一体的动功能系统。当事故放生后，预先避难场所形成一个封闭的空间且与外界失去联系，温度、湿度较高，对避难人员生存形成危害的情况下，使用该设施，可为避难人员提供较长自救保护时间，给外部人员的营救赢得宝贵的时间。

将液态二氧化碳存放在由金属壳体内层、真空层、金属壳体外层以及外保温层组成的真空绝热储存装置中，真空绝热装置可以是市场上普通的低温气体保温容器，例如：杜瓦瓶，保温罐等，但其保温的性能高低，直接影响液体储存的时间长短，因此尽可能选用保温较好的容器，降低储备时的损耗成本。