[发明专利]一种矿井井口防冻加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及加热设备领域，特别是涉及一种矿井井口防冻加热装置。

背景技术

井口防冻是煤矿冬季安全生产的一个重要保证，井口结冰会影响矿井生产设备的正常运行，严重的甚至会造成卡罐、矿井停产等重大事故，罐笼和井壁结冰后掉落的冰渣也可能导致井下人员的伤亡。因此，井口防冻是保证矿井安全生产的必要措施，我国《煤矿安全规程》第一百零二条规定，进风井口以下的温度必须在2℃以上。矿井井口防冻需要耗费大量的能源，受地域限制以及环境气候等诸多因素影响，很多地区的矿井需要保温的时间长达三、四个月，占全年时间的四分之一甚至更多，毫无疑问长时间的矿井井口保温需要产生大量的费用，提高了煤矿的生产成本。

矿井井口防冻是煤矿安全生产的重要组成部分，传统井口防冻换热装置，是通过蒸汽(高温热水)加热空气，再通过风机将加热的热空气送入井下，即蒸汽(高温热水)与空气之间进行热量交换的加热模式，当热源、循环水泵、控制阀门出现问题时，停留在换热器中的水不能及时排出，遇到极端天气，特别容易结冰，一旦换热器中没有及时排出的水出现结冰现象，就会将换热器的铜管崩裂，给工作人员的人身和财产安全都带来了极大伤害，然而，因换热器中的水结冰而发生换热器管路崩裂引发的安全事故每年都会发生。

因此，如何改变现有技术中，矿井井口防冻换热器中的水结冰造成换热器损坏的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿井井口防冻加热装置，以解决上述现有技术存在的问题，避免矿井井口防冻换热器中的水因结冰造成换热器损坏的现象发生，提高矿井作业的安全系数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种矿井井口防冻加热装置，包括壳体，所述壳体包括蒸发腔和冷凝腔，所述冷凝腔设置于所述蒸发腔的上部，所述冷凝腔与矿井井口相连通，所述蒸发腔内设置水套管，所述水套管与供热水源相连，所述水套管内部套设热管，所述水套管与所述热管之间具有间隙，所述热管自所述蒸发腔延伸至所述冷凝腔。

优选地，所述蒸发腔和所述冷凝腔之间设置隔热结构层。

优选地，所述蒸发腔还包括供水管和回水管，所述水套管通过所述供水管与供热水源相连，所述水套管还通过回水管与外界相连通。

优选地，所述水套管的顶部与所述供水管相连通，所述水套管的底部与所述回水管相连通，所述水套管与所述回水管之间设置变径管。

优选地，所述水套管的轴线与所述热管的轴线重合。

优选地，矿井井口防冻加热装置还包括风机，所述冷凝腔通过所述风机与外界相连通。

优选地，所述风机设置于所述冷凝腔的侧壁上，所述风机与矿井井口的连通口、所述冷凝腔与矿井井口的连通口分别位于所述冷凝腔相对的两侧壁上。

优选地，伸入所述冷凝腔的所述热管上设置翅片，所述翅片均布于所述热管的外壁上。

优选地，所述壳体为分体式结构，所述壳体包括壳身和壳盖，所述壳身与所述壳盖通过合页连接，所述壳身与所述壳盖上还设置锁紧扣，所述壳身与所述壳盖之间加装密封垫圈。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的矿井井口防冻加热装置，包括壳体，壳体包括蒸发腔和冷凝腔，冷凝腔设置于蒸发腔的上部，冷凝腔与矿井井口相连通，蒸发腔内设置水套管，水套管与供热水源相连，水套管内部套设热管，水套管与热管之间具有间隙，热管自蒸发腔延伸至冷凝腔。加热装置工作时，热水进入水套管中，水套管中的热水与热管中的介质进行热交换，介质吸热发生相变，由液态变为气态，沿热管上升至冷凝腔中，高温气态的介质通过热管管壁与冷凝腔内的空气进行热量交换，加热后的空气用于矿井井口保温加热，完成热量交换的介质放热后，由气态变为液态，沿着热管管壁在重力作用下回流，位于冷凝腔内的热管内没有液体，因此，不存在结冰的危险，为矿井的安全生产提供了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的矿井井口防冻加热装置的结构示意图；

图2为本发明的矿井井口防冻加热装置的侧视方向的结构示意图；

图3为图1中A处的放大结构示意图；