CN101988391A - 一种矿用救生舱应急制冷***及实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿用救生舱应急制冷***，包括储冷罐、节流装置、温度调节阀、放冷装置、救生舱和连接管路，救生舱内设有节流装置、温度调节阀和放冷装置并通过连接管路相互连接，所述节流装置通过连接管路连通储冷罐，放冷装置上还通过连接管路连通到救生舱外。其实施方法为：温度调节阀打开后，储冷罐内制冷剂沿连接管路、节流装置、温度调节阀进入放冷装置，通过放冷装置与救生舱内部的空气进行热交换，实现降温目的。本发明有益效果为：整体结构设计简单、体积小，成本低，安装简单、方便，使用过程中不消耗额外的能量，实施救生限制少，不需电能及外部提供的其它能量，更安全，效果更好。

Description

一种矿用救生舱应急制冷***及实施方法

技术领域

本发明涉及制冷领域，特别是适合于应急救生用的一种矿用救生舱应急制冷***及实施方法。

背景技术

长期以来，矿井内部经常出现各类事故，其中有不少事故引起重大的人员伤亡。分析这些人员伤亡的原因，大多是因为人员不能及时逃离又得不到及时的救援及及时的防护所造成。如果能够有一种方法，在人员不能得到及时救援的情况下，能有一个暂时的避难地方的话，将可以大幅度地降低人员的伤亡数量。

一般情况下，矿难最初发生在矿井的局部地点，但会很快扩散到整个矿井。矿井内部的人员，难以及时逃离到井上。所以，已经有人设想在井下多处设置临时避难所。这种避难所的具体实施方案是：在井下不同位置设置小型的密闭箱体，当发生矿难时，人员发现如果不能及时逃离了，就躲井这个箱体内部等待救援。该箱体在人员进入后，将门关闭就完全密闭了，内部贮存有食物、饮用水、氧气发生器等各种应急救生用的工具、物品，这样就不必担心矿井巷道中的瓦斯气体或其它气体或是地下水了，只需等待外部救援人员排除各种安全因素外，将人员救出。这种救生舱里面，一般设计成可以躲进10个人左右。

矿井内部在异常情况下，空气温度会达到35-45℃以上，还可能更高。而躲进内部的人员本身也会散发热量，因此必须为密闭箱内部提供制冷装置。

实际上，制冷方法有多种，只是应用于矿井内部受到很多的限制。例如：采用电制冷时，各电气设备必须是高等级防爆类型的。此外，一旦遇到矿难，电制冷实际上不能使用了，所以要求冷量必须储存起来，以备应急之需。有的场合，使用外部压缩空气供冷的方案，但由于实施方案复杂、投资大，不是良好的方案；还有人采用制冰/蓄冰的方式来实现应急供冷，即平时采用压缩式制冷***持续制冰并将其储存起来，在矿难时，利用融化储存起来的冰来实现供冷。这种方法平时耗电的累积耗电量巨大，整个装置体积相对较大，***技术实施复杂、可靠性相对较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿用救生舱应急制冷***及实施方法，克服了上述产品使用效果差、投资大，实施困难的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种矿用救生舱应急制冷***，包括储冷罐、节流装置、温度调节阀、放冷装置、连接管路和救生舱(***的服务主体)，所述储冷罐内充灌液态制冷剂，储冷罐及开关阀门安装在救生舱外侧或内侧，所述节流装置、温度调节阀、放冷装置安装在救生舱的内侧，所述储冷罐和开关阀门、节流装置、温度调节阀、放冷装置之间用连接管路连接。

所述储冷罐安装在救生舱的外侧时，储冷罐与节流装置之间的连接管路上设置管路连接器。

所述放冷装置设置在救生舱上部，节流装置和温度调节阀设置在救生舱上部，所述节流装置和温度调节阀也可设置在救生舱下部靠近侧壁处。

所述救生舱内设有若干放冷装置，每个放冷装置相应连接一个温度调节阀。

所述储冷罐内的制冷剂采用液态氨水，所述放冷装置为制冷剂/空气热交换器。

所述矿用救生舱应急制冷***的实施方法为：当储冷罐设置在救生舱外时，开关阀门始终保持打开状态，人员进入救生舱后，在温度过高时，打开温度调节阀，储冷罐内制冷剂沿连接管路流经至节流装置，在节流装置的作用下，连接管路内的制冷剂膨胀降温，并继续流动，经温度调节阀进入放冷装置，放冷装置内流经的低温制冷剂与放冷装置外救生舱内部的空气进行热交换，使救生舱内部的空气温度降低，实现制冷目的；同时，放冷装置内的制冷剂吸收热量后升温，并蒸发为气体，并沿连通救生舱外的连接管路排出。

所述当储冷罐设置在救生舱内时，人员进入救生舱后，再打开开关阀门并根据温度打开并控制温度调节阀，进行制冷。

所述流经温度调节阀的制冷剂的流量可通过温度调节阀进行调控。

所述救生舱内空气的对流方式为：救生舱内高位空气吸收放冷装置中的冷量降温并在自重作用下自然往下沉，救生舱内低位空气吸收人员或救生舱舱体的热量空气升温并自然往上升，并到达救生舱内部高位的放冷装置附近，与放冷装置内低温制冷剂进行换热再次降温下沉，如此不断对流循环使得救生舱内温度持续降低或保持在一定低温范围内。

本发明所述的矿用救生舱应急制冷***及实施方法的有益效果为：整体结构设计简单、体积小，成本低，安装简单、方便，使用过程中不消耗额外的能量，实施救生限制少，不需电能及外部提供的其它能量，更安全，效果更好。

附图说明

图1是本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的制冷示意图；

图3是本发明另一实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的结构示意图；

图4是本发明另一实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的制冷示意图；

图5是本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的工作原理图；

图6是本发明第三实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的结构示意图；

图7是本发明第三实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的制冷示意图。

图中：1、储冷罐；2、开关阀门；3、管路连接器；4、节流装置；5(51、52、53)、温度调节阀门；6(61、62、63)、放冷装置；7、救生舱；8、连接管路；9、制冷剂。

具体实施方式

如图1和2所示，本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***，包括储冷罐1、开关阀门2、管路连接器3、节流装置4、温度调节阀5、放冷装置6、救生舱7和连接管路8，所述救生舱7放置在地面上，救生舱7关闭舱门后为密闭结构，救生舱7左侧设有放置在地面上的储冷罐1，所述储冷罐1内充灌制冷剂9，制冷剂9通过连接管路8连通到储冷罐1外；所述救生舱7内设有节液态流装置4、温度调节阀5和放冷装置6，节流装置4和温度调节阀5通过连接管路8连接，节流装置4通过连接管路8连通到救生舱7外，所述连接到节流装置4上的救生舱7外的连接管路8与连通到制冷剂9的储冷罐1外的连接管路8通过管路连接器3连通，所述储冷罐1与管路连接器3之间的连接管路8上设置开关阀门2，所述开关阀门2为集成在储冷罐1上的一体结构；所述温度调节阀5和放冷装置6通过连接管路8连接，放冷装置6上还通过连接管路8连通到便于制冷剂排放的位置(如：救生舱7外空气相对容易流动的位置)。

所述放冷装置6设置在救生舱7上部，节流装置4和温度调节阀5设置在救生舱7上部，所述节流装置4和温度调节阀5也可设置在救生舱7下部靠近侧壁处。

如图3和4所示，本发明另一实施例所述的矿用救生舱应急制冷***，包括储冷罐1、开关阀2、节流装置4、温度调节阀5、放冷装置6、救生舱7和连接管路8，所述储冷罐1、节流装置4、温度调节阀5和放冷装置6均设置在救生舱7内部，储冷罐1和节流装置4通过连接管路8连通，储冷罐1和节流装置4的连接管路8上设有开关阀门2，所述开关阀门2为集成在储冷罐1上的一体结构；所述节流装置4和温度调节阀5通过连接管路8连通，所述温度调节阀5和放冷装置6通过连接管路8连通，所述放冷装置6通过连接管路8连通到救生舱7外部。

如图6和7所示，本发明第三实施例所述的矿用救生舱应急制冷***，所述救生舱7内设有三个放冷装置61(62、63)，每个放冷装置61(62、63)相对连接一个温度调节阀51(52、53)，在使用时，避免出现放冷装置61(62、63)表面凝露甚至结冰的情况，防止消耗更多的制冷剂，缩短所贮存的制冷剂的供冷时间(设计不好时，会减少一半甚至更多的时间)。

如图1、3和6所示，本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***，所述储冷罐1内的制冷剂9采用液态氨水，所述当储冷罐1中储存的制冷剂9不多(即总储冷量不要求很高)时，制冷剂9也可以采用其它物质，例如氟里昂(R22，R134a，R410a或高压氮气、二氧化碳等等)；所述放冷装置6为一个制冷剂/空气热交换器。

如图2、4、5所示，本发明实施例所述的矿用救生舱应急制冷***的实施方式为：储冷罐1安装后，开关阀门2始终保持打开状态，当人员躲进救生舱7后，在温度过高时，打开温度调节阀5，储冷罐1内液态氨水沿连接管路8流经至节流装置4，在节流装置4的作用下，连接管路8内的液态氨水膨胀降温，并继续流动，经温度调节阀5进入放冷装置6，放冷装置6内流经的低温液态氨水与放冷装置8外救生舱7内部的空气进行热交换，使救生舱7内部的空气温度降低，实现制冷目的；同时，放冷装置6内的液态氨水吸收热量后升温，并蒸发为气体，氨气沿连通救生舱7外的连接管路8排出。

所述制冷过程中流经温度调节阀5的液态氨水的流量可通过温度调节阀5进行调控。

所述放冷装置6安装在救生舱7内部的高位，使得救生舱7内的空气更容易进行自然对流，救生舱7内空气的对流方式为：救生舱7内高位空气吸收放冷装置6中的冷量降温并在自重作用下自然往下沉，而救生舱7内低位空气吸收人员或救生舱7舱体热量的空气升温并自然往上升，并到达救生舱7内部高位的放冷装置6附近进行换热再次降温下沉，如此不断对流循环使得救生舱7内温度持续降低或保持在一定低温范围内。

所述可在救生舱7内安装温度计，使用时可以根据温度计上的读数或自身的感觉随时调节温度调节阀5的开度，以保持救生舱7内的温度在适合温度。

实际应用中，可根据救生舱7内部人员的数量、救生时间的长短、救生舱7外温度的高低综合计算出所需要的冷量，选配适当大小的储冷罐1及放冷装置6、温度调节阀5及连接管路8。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换，例如：不采用氨，而采用R22，R134a，R410a或高压氮气、二氧化碳等其它物质；从操作方便起见或从更加安全的角度考虑增加若干阀门；救生舱7内加入其它应急救生设备，只要制冷***该专利中技术方案相同或相似，其在该领域的技术，都应包含在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种矿用救生舱应急制冷***，包括储冷罐、节流装置、温度调节阀、放冷装置、救生舱和连接管路，其特征在于：制冷***设有节流装置、温度调节阀和放冷装置，节流装置和温度调节阀通过连接管路连接，所述节流装置通过连接管路连通储冷罐，所述储冷罐与管路连接器之间的连接管路上设置开关阀门；所述温度调节阀和放冷装置通过连接管路连接，放冷装置上还通过连接管路连通到救生舱外；通过储冷罐内制冷剂液体储存冷量，采用储存的液体通过节流装置节流膨胀降温并在放冷装置中自然蒸发释放潜热来实现应急制冷。

2.根据权利要求1所述的矿用救生舱应急制冷***，其特征在于：所述救生舱内设有若干放冷装置，每个放冷装置相应连接一个温度调节阀。

3.根据权利要求1所述的矿用救生舱应急制冷***，其特征在于：放冷装置设置在救生舱上部。

4.根据权利要求1所述的矿用救生舱应急制冷***，其特征在于：储冷罐设置在救生舱内，所述储冷罐充灌液态制冷剂。

5.根据权利要求1所述的矿用救生舱应急制冷***，其特征在于：储冷罐设置在救生舱外侧，所述储冷罐内充灌液态制冷剂；所述连接节流装置与储冷罐的连接管路上设有管路连接器。

6.一种矿用救生舱应急制冷***的实施方法，其特征在于：开关阀门始终保持打开状态，人员进入救生舱后，在温度过高时，打开温度调节阀，储冷罐内制冷剂沿连接管路流经至节流装置，在节流装置的作用下，连接管路内的制冷剂膨胀降温，并继续流动，经温度调节阀进入放冷装置，放冷装置内流经的低温制冷剂与放冷装置外救生舱内部的空气进行热交换，使救生舱内部的空气温度降低，实现制冷目的；同时，放冷装置内的制冷剂吸收热量后升温，并蒸发为气体，并沿连通救生舱外的连接管路排出。

7.根据权利要求6所述的矿用救生舱应急制冷***的实施方法，其特征在于：流经温度调节阀的制冷剂的流量可通过温度调节阀进行调控。

8.根据权利要求6所述的矿用救生舱应急制冷***的实施方法，其特征在于：救生舱内空气的对流方式为：救生舱内高位空气吸收放冷装置中的冷量降温并在自重作用下自然往下沉，救生舱内低位空气吸收人员或救生舱舱体的热量空气升温并自然往上升，并到达救生舱内部高位的放冷装置附近，与放冷装置内低温制冷剂进行换热再次降温下沉，如此不断对流循环使得救生舱内温度持续降低或保持在一定低温范围内。

Images