一种矿用空冷式液氮降温装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用空冷式液氮降温装置，其目的是为了解决现阶段矿井降温技术装置复杂、成本过高、对环境噪音污染严重的问题而提出。本实用新型包括液氮空冷式换冷器主体、金属挠性管、锈钢阀、不锈钢过滤器、气相管道。液氮空冷式换冷器主体采用外铝合金多翼、耐低温、承压翅片管，换冷器主体下部开有入口孔与出口孔，入口孔与不锈钢过滤器连接，不锈钢过滤器的另一端与不锈钢阀连接，不锈钢阀的另一端与金属挠性管连接。出口孔与气相管道连接，气相管道上设置有低温专用长轴不锈钢专用阀、手动排放阀与安全阀，气相管道另一端出口处也安装有金属挠性管。入口孔与出口孔处都设置有压力仪表与温度仪表。
【专利说明】一种矿用空冷式液氮降温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿井或者隧道的通风降温装置，特别是涉及一种矿用空冷式液氮降温装置。
【背景技术】
[0002]现阶段，依据《煤矿安全规程》(2011版)第102条规定:生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°C，机电设备硐室空气温度不得超过30°C ;当采掘工作面的空气温度超过30°C，机电设备硐室空气温度超过34°C时，必须停止作业，新建改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。
[0003]采矿业中随着矿井采掘深度的日异加大和延深，煤矿矿井热害问题逐渐显现，根据现场实测，采煤工作面气温一般为31°C?34°C，达到地下800米时，工作面温度甚至可达到37°C，相对湿度95%以上，工作面潮湿闷热，容易诱发湿疹、皮肤溃烂等高温疾病，井下机电设备的正常运行也受到严重影响，既危害了职工身体健康，又影响矿井安全生产。为保护工人身心健康和提高矿井的生产效率，需要对工作面采取降温措施。
[0004]目前，国际、国内矿井降温采用的传统方式主要有:强制通风降温、制冷水降温、制冰降温、压气节流降温、空气透平膨胀降温、分离式热管降温。但是这些传统的矿井降温方式又都有着各自的缺点与不足。
[0005]强制通风降温:是最传统、最普遍的矿井降温方式，该方法是利用风机将低温度、低湿度空气通过送风管强制输送到作业空间，从而一定程度地改善了作业面环境，包括降低空气温度和湿度，增加空气含氧量。但是，此种方法对于深井长距离掘进面而言，因送风距离长，围岩温度高，有热水涌出或淋水时，往往难有有效的降温效果，难以满足大型深井矿的降温需求。
[0006]制冷水降温:这种利用冷水的降温方法，分为地面集中式、井下集中式、井下地面联合集中式、分散式。但井下集中式冷凝热排放困难，而如果要彻解冷凝热排放问题，工程投资成本急剧上升；而地面集中式、井下地面联合集中式虽然从经济上有相对优势，但是因为其必须配备高低压转换设备，而高低压转换设备在冷冻水转换过程中会产生3?4°C温度损失，导致实际运用中难以达到预期的降温效果。
[0007]制冰降温:就是利用地面制冰场制备的泥状或粒状冰，通过风力或水力输送到井下的融冰装置，与井下空调的回水直接冷交换，使空调回水的温度降低，从而达到给作业空间降温的目的。但是制冰降温方式，然而一部分冰粒、冰片或泥状冰在输送的过程中会附着在管道壁上，时间一长，会堵塞管道，影响正常降温。也正是因为此，制冰降温系统难以运行管理及控制、难以确保连续降温要求、进而影响煤矿正常生产作业。
[0008]压气节流降温:压气节流降温利用的是气体绝热节流产生冷效应的原理，通过一级或多级压缩，将处于环境状态的湿空气压缩到高压状态，经冷却后通过节流元件将其绝热节流后释放到空调区域，让其定压吸热，从而达到制冷的效果。但因其往往采用多级压缩机，造成工作环境中噪音污染大，且设备投资及耗能均很大，再加上工作面附近又难以固定设备，安装及运行均有诸多不便。
[0009]空气透平膨胀降温:是利用井下作业所用高压气源作为膨胀介质，通过透平膨胀机等熵膨胀降温，从而达到给矿井降温除湿的目的。但透平膨胀机的投资及运行成本高，发电复杂，如果再加上高压气源压缩所需的成本，运行费用更高。
[0010]分离式热管降温:分离式热管降温就是将中央制冷站设在地表，热管的冷凝热由中央制冷站排除，而热管的蒸气器设于井下，用于抽取井下降温所用的冷媒水，但分离式热管应用于矿井作业的特殊环境，目前还面临许多丞需解决的课题。
实用新型内容
[0011]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、节约资源、对环境污染小的一种矿用空冷式液氮降温装置。
[0012]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，包括换冷器主体、金属挠性管、过滤器、气相管道，其中换冷器主体采用液氮空冷式换冷器，换冷器主体下部开有入口孔与出口孔，入口孔与过滤器连接，过滤器的另一端与不锈钢阀连接，不锈钢阀的另一端与入口金属挠性管连接，出口孔与气相管道连接，气相管道另一端出口处安装有出口金属挠性管，气相管道上设置有低温专用长轴不锈钢专用阀、手动排放阀与安全阀。
[0013]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述金属挠性管采用的是不锈钢铠装不锈钢金属挠性管。
[0014]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述过滤器为超低温专用不锈钢过滤器。
[0015]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述不锈钢阀为长轴超低温不锈钢阀。
[0016]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述换冷器主体采用外铝合金多翼、耐低温、承压翅片管。
[0017]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述换冷器主体底部设置有高强度底撬。
[0018]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述换冷器主体四周设置有高强度护架。
[0019]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述换冷器主体顶部设置有格状保护网架。
[0020]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置，其中所述入口孔与出口孔处都设置有压力仪表与温度仪表，压力仪表采用充油防震型，万向表头，引伸式安装，安装附件采用全不锈钢材质；温度仪表为超低温专用数显式温度计。
[0021]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置与现有技术不同之处在于本实用新型利用矿井即有通风系统的设备将冷能直接送入采掘工作面，完全利用空气能量，无需额外动力、电力的消耗，降温装置在作业面产生的噪音降至10分贝以下。冷媒介采用液氮，它是煤化工生产中的附属产品，属于废弃物利用，不但具有降温功能，又兼备矿井防灭火功能。
[0022]下面结合附图对本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置作进一步说明。【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的外形结构正面示意图；
[0025]图3为本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的外形结构侧面示意图；
[0026]图4为本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的外形结构顶部示意图。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的结构，包括液氮空冷式换冷器主体1、不锈钢铠装不锈钢金属挠性管、长轴超低温不锈钢阀3、超低温专用不锈钢过滤器4、气相管道5。液氮空冷式换冷器主体I采用外铝合金多翼、耐低温、承压翅片管，换冷器主体I下部开有入口孔6与出口孔7，入口孔6与超低温专用不锈钢过滤器4连接，超低温专用不锈钢过滤器4的另一端与长轴超低温不锈钢阀3连接，长轴超低温不锈钢阀3的另一端与入口不锈钢铠装不锈钢金属挠性管2连接。出口孔7与气相管道5连接，气相管道5上设置有低温专用长轴不锈钢专用阀8、手动排放阀9与安全阀10，气相管道5另一端出口处也安装有出口不锈钢铠装不锈钢金属挠性管14。
[0028]结合图2至图4所示，液氮空冷式换冷器主体I下部的入口孔6与出口孔7处都设置有压力仪表与温度仪表，压力仪表采用充油防震型，万向表头，引伸式安装，安装附件与仪表阀都采用不锈钢材质，温度仪表采用超低温专用数显式温度计，耐温一 200°C以下。换冷器主体I底部设置有高强度底撬11，吊装或者离地支起时，纵向变形小于1°，防止换冷器变形造成损坏。换冷器主体I四周带高强度护架12、顶部带格状保护网架13，适应矿井作业及运输，避免换冷器遭受外界撞击力或者高空坠物而受到损坏。
[0029]矿用空冷式液氮降温装置工作时，将装置安装在矿井进风巷口，液氮经过入口孔6处的入口不锈钢铠装不锈钢金属挠性管2进入过滤器4，在过滤器4中过滤后进入换冷装置I的承压翅片管与气相管道5，在其中与环境空气进行热交换，从环境中吸收热量，最后氮气从出口不锈钢铠装不锈钢金属挠性管14出口处排出，利用进风巷风扇的通风能力把冷能带入工作面，达到降温的效果。
[0030]本实用新型一种矿用空冷式液氮降温装置的结构设计，有效的解决了现阶段矿井降温技术装置复杂、成本过高、对环境噪音污染严重的问题，本实用新型利用矿井即有通风系统的设备将冷能直接送入采掘工作面，完全利用空气能量，无需额外动力、电力的消耗，降温装置在作业面产生的噪音降至10分贝以下。冷媒介采用液氮，它是煤化工生产中的附属产品，属于废弃物利用，不但具有降温功能，又兼备矿井防灭火功能。
[0031]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种矿用空冷式液氮降温装置，包括换冷器主体、金属挠性管、过滤器、气相管道，其特征在于:换冷器主体采用液氮空冷式换冷器，换冷器主体下部开有入口孔与出口孔，入口孔与过滤器连接，过滤器的另一端与不锈钢阀连接，不锈钢阀的另一端与入口金属挠性管连接，出口孔与气相管道连接，气相管道另一端出口处安装有出口金属挠性管，气相管道上设置有低温专用长轴不锈钢专用阀、手动排放阀与安全阀。
2.根据权利要求1所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述金属挠性管采用的是不锈钢铠装不锈钢金属挠性管。
3.根据权利要求1所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述过滤器为超低温专用不锈钢过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述不锈钢阀为长轴超低温不锈钢阀。
5.根据权利要求1所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述换冷器主体采用外铝合金多翼、耐低温、承压翅片管。
6.根据权利要求5所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述换冷器主体底部设置有高强度底撬。
7.根据权利要求5所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述换冷器主体四周设置有高强度护架。
8.根据权利要求5所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述换冷器主体顶部设置有格状保护网架。
9.根据权利要求1所述的一种矿用空冷式液氮降温装置，其特征在于:所述入口孔与出口孔处都设置有压力仪表与温度仪表，压力仪表采用充油防震型，万向表头，引伸式安装，安装附件采用全不锈钢材质；温度仪表为超低温专用数显式温度计。
【文档编号】E21F3/00GK203499715SQ201320594591
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】万鹿贵, 韩铁玲, 王海利, 尚永江 申请人:欧科能源技术(天津)有限公司