专利名称：一种井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全设备及空调制冷领域，具体为一种井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统。
背景技术：
我国是一个产煤大国，也是一个严重依赖煤炭能源的国家，同时也是空难大国。随着煤矿开采深度的不断加大，煤矿突出的危险性也越来越严重。据统计数据显示，我国煤炭产量占世界35 %，但是矿难死亡人数却占全球的80 %，我国每百万吨死亡率接近4 %，是美国的100倍，南非的30倍，我国煤矿安全形势日益严峻。当不可避免的矿井灾害发生时，特别需要一种能够起到避难、救生作用的设备用于维持并挽救矿工的生命，减小矿难造成的灾害，促进矿山安全生产。到目前为止，国家安全生产监督管理总局发布了关于《煤矿可移动式硬体救生舱通用技术条件》的报批稿，制定了可移动式硬体救生舱的建造标准暂行规定，促进了国内救生舱行业的发展，但是矿用救生舱及其空气调节装置在国内经检索相关信息可知，其产品以及相关技术尚存在不足，由于冰蓄冷技术的原因，均未能解决在额定防护时间段内恒冷量输出的问题，导致无法保证舱内人员舒适度的要求。国外此类产品主要用于矿井下应急避难硐室内，主要用于金属矿井事故发生后，并在应急避难硐室中为避难矿工创造舒适的生存条件，国外的应急避难硐室绝大多数采用的是普通空调来控制温度， 空调的主机置于舱内，压缩机置于舱外。目前，关于救生舱及避难硐室中用作空气调节的恒温输冷系统的相关信息尚没有记录。在当前的各种制冷除湿技术中，解决舱内以及硐室内的关于密闭空间环境中的湿度控制问题尚不完善。
针对目前矿用可移动式救生舱及避难硐室在矿难发生后，在整个额定防护时间段内，向救生舱的生活舱内或避难硐室中输出的冷量分布不均匀，造成生活舱或硐室内人员的舒适度下降的问题，本发明专利设计的一种恒温输冷系统很好的解决上这个问题。同时， 针对目前救生舱中生活舱内以及避难硐室内的湿度控制技术尚不完善的问题，本发明专利在恒温输冷系统中采用多层翅片冷凝除湿技术很好的解决了这一问题。发明内容
本发明目的是提供一种能够满足矿山井下可移动式救生舱及避难硐室内密闭环境中空气调节需求的恒温输冷系统，其冷量输出恒定，保障生活舱内人员的舒适度；同时， 其除湿效果好。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下
一种井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，包括防爆制冷机组和恒温输冷装置，所述恒温输冷装置包括主蓄冰箱、副蓄冰箱、低温热管、翅片、进风道、回风道、竖直连接风管、防爆风机、内置盘管，所述主蓄冰箱固定在副蓄冰箱下侧，主蓄冰箱、副蓄冰箱内部设有呈分Z字形结构布置相互联通的内置盘管，主蓄冰箱、副蓄冰箱内的内置盘管通过连接管连接到防爆制冷机组，所述主蓄冰箱内部底侧设置有回风道，副蓄冰箱内设有送风道，回风道、送风道通过竖直连接风管连通，所述送风道内固定翅片和低温热管，翅片设置在低温热管上，低温热管末端延伸到主蓄冰箱底部，所述所述送风道的出口处安装防爆风机。
进一步实施中，所述翅片上设有汇流槽，且送风道中进口处翅片的翅面高度均比出口处翅面高度高，所述送风道内安装隔水网，送风道出口端设有的集液槽，集液槽底部设有集液嘴，与集液嘴相对设有固定在主蓄冰箱外侧的冷凝液收集器。
优选地，所述防爆风机由压缩空气瓶中的压缩空气通过减压阀、汇流排以及马达控制器、气动马达驱动，由马达控制器控制防爆风机转速以实现调节系统输出冷量的要求。
优选地，所述主蓄冰箱、副蓄冰箱为上下设置的一体结构，其箱体由不锈钢制成， 夹层内填充保温材料形成保温层。
优选地，所述主蓄冰箱、副蓄冰箱侧壁分别设有冷媒进出口，通过冷媒进出口将内置盘管与外部制冷机组联通。
优选地，所述主蓄冰箱侧壁下部设有主蓄冰箱进水口，主蓄冰箱侧壁上部设有主蓄冰箱排水口。
优选地，所述副蓄冰箱侧壁下部设有副蓄冰箱进水口，副蓄冰箱侧壁上部设有副蓄冰箱排水口。
优选地，所述副蓄冰箱侧壁上部设有副蓄冰箱排气口。
优选地，所述主蓄冰箱内设置有保鲜箱。
本发明所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的有益效果是本发明能控制蓄冰箱内冷量的恒定输出，取冷机构将传统的被动热交换变为主动取冷操作， 保障生活舱内人员的舒适度；本发明的恒温输冷系统满足救生舱密闭空间环境的除湿效果的要求。
在矿山井下发生灾害后，无需用电即可对救生舱或避难硐室内环境进行温度和湿度的调控。同时，也可以保鲜食物。该系统在矿山井下作业正常进行时，外部防爆制冷机组利用矿山电源维持恒温输冷系统的冷量。在灾害发生，供电中断后，该系统可以不依靠电源独立工作，不受救生舱或避难硐室内电力储备的影响。在为舱内以及避难硐室提供必要冷量的同时，通过翅片冷凝作用降低舱内或避难硐室内环境中的空气湿度，保证避险人员的生存安全和身体舒适度的要求。
本发明和以往技术相比，本发明中的取冷机构将传统被动热交换变为主动取冷操作，确保了蓄冰箱内的冷量的恒定输出，保障了舱内以及避难硐室中的人员的舒适度需求， 同时本发明中的恒温输冷系统中的水汽冷凝结构满足了舱内以及避难硐室内环境的除湿功能要求。
本发明中的制冷机组采用防爆结构设计，使其能够在煤矿或可能存在的I类可燃性气体的爆炸哦危险场所中使用，防爆风机由压缩空气带动，由马达控制箱控制风机转速以实现调节输出冷量的要求。
本发明中的取冷机构有低温热管和多层翅片拼接而成，采用主动取冷方式，确保了蓄冰箱内的冷量恒定的输出效果。
图I为本发明实施例所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的示意图2为本发明实施例所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的恒温输冷装置的示意图3为本发明实施例所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的恒温输冷装置的侧视图4为本发明实施例所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统的恒温输冷装置的局部剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的事例性实施例的用于矿山井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统。
如图1-4所示，本发明实施例所述的恒温输冷系统主要由防爆制冷机组和恒温输冷装置组成。
所述恒温输冷装置包括主蓄冰箱3、副蓄冰箱4、低温热管5、翅片6、进风道16、回风道15、竖直连接风管12、压缩空气瓶19、防爆风机23、内置盘管28，所述主蓄冰箱3、副蓄冰箱4为上下设置的一体结构，用于存储蓄冷溶液(水或者其他介质)，其箱体30由不锈钢制成，夹层内填充保温材料形成保温层29用于箱体保温，所述主蓄冰箱3通过连接板26固定在副蓄冰箱4下侧，主蓄冰箱3、副蓄冰箱4内部设有呈分Z字形结构布置相互联通的由紫铜管制成的内置盘管28，主蓄冰箱3、副蓄冰箱4内的内置盘管28通过连接管连接到防爆制冷机组1，所述防爆制冷机组I属于外购件，液态冷媒在恒温输冷装置箱体内的内置盘管28中沸腾气化，吸收主、副蓄冰箱内液体的热量，使主、副蓄冰箱内部溶液降温结冰；所述主蓄冰箱3内部底侧设置有回风道15，副蓄冰箱4内设有送风道16，回风道15、送风道16 通过竖直连接风管12连通，所述送风道16内固定翅片6和低温热管5，翅片6设置在低温热管5上，低温热管5末端延伸到主蓄冰箱3底部，通过利用低温热管5的虹吸原理将主蓄冰箱3中的冷量无损耗的主动取出，然后经过多层翅片6与送风道16中的热空气进行热交换，在完成低温热管5内超导介质的重力循环过程中，完成对送风道16中热空气的制冷作用；所述所述送风道16的出口处安装防爆风机23，防爆风机23由压缩空气瓶19中的压缩空气通过减压阀20、汇流排21以及马达控制器22、气动马达14驱动，由马达控制器22控制防爆风机23转速以实现调节系统输出冷量的要求。
所述翅片6上设有汇流槽25，且送风道16中进口处翅片6的翅面高度均比出口处翅面高度高，多层翅片6的低温表面可以起到很好的冷凝降温作用，空气中的饱和蒸汽经多层翅片冷凝之后汇集到翅片汇流槽25中，汇流槽中的冷凝水将受重力作用自动汇流到送风道出口端设有的集液槽17中。
所述送风道16内安装隔水网13，其可收集送风道中的残余水汽，隔水网将空气中残留的水分收集并与翅片上汇流槽中的冷凝水一同汇入集液槽中，并最终通过集液槽的集液嘴27进入冷凝液收集器18中。
所述主蓄冰箱3内设置有保鲜箱24，用于储存营养液等保鲜食品。
所述主蓄冰箱3、副蓄冰箱4侧壁分别设有冷媒进出口 2，通过冷媒进出口 2将内置盘管28与外部制冷机组I联通。
所述主蓄冰箱3侧壁下部设有主蓄冰箱进水口 10，主蓄冰箱3侧壁上部设有主蓄冰箱排水口 11，分别用于向主蓄冰箱3内注入或排出溶液(水)。
所述副蓄冰箱4侧壁下部设有副蓄冰箱进水口 7，副蓄冰箱4侧壁上部设有副蓄冰箱排水口 9，分别用于向副蓄冰箱4内注入或排出溶液(水)。
所述副蓄冰箱4侧壁上部设有副蓄冰箱排气口 8。
所述外部制冷机组I采用的是防爆结构设计，使其能够在煤矿或可能存在的I类可燃性气体的爆炸危险场所中使用。
恒温输冷装置中的冷媒通过副蓄冰箱4 一侧的副蓄冰箱冷媒进出口 2进入内置盘管，在主蓄冰箱3、副蓄冰箱4循环之后，从主蓄冰箱3同侧的主蓄冰箱冷媒进出口 2流向外部防爆制冷剂机组I。恒温输冷装置中的定翅片6和低温热管5将蓄冰箱中的冷量无损耗的主动取出，然后经过多层翅片6与送风道16中的热空气进行热交换，在完成低温热管内超导介质的重力循环过程中，完成对送风管道中热空气的制冷作用。在防爆风机23引导下，可移动式救生舱内或紧急避难硐室环境中的空气流经回风道15、竖直连接管12，由送风道16经取冷机构制冷、除湿后从送风道16引出。
在蓄冰工况时，外部的防爆制冷机组I将冷媒通过连接管分别通入主、副蓄冰箱内的内置盘管28，冷媒在内置盘管28内蒸发并吸收热量，将内置盘管28外表面的液体冷却并凝结成冰，随着蓄冰过程的进行，管壁表面冰层越来越厚，直至蓄冰箱内的溶液完全凝结为实冰时，即完成整个的蓄冷过程。当矿山井下发生灾害，需要提供冷量时，恒温输冷系统通过开启防爆风机23加速救生舱内部或紧急避难硐室环境中空气循环流动，在送风道16 中，热空气与多层翅面充分接触后形成低温空气向舱内或硐室输送冷空气以调节舱内或硐室内的空气温度。同时，在空气与多层翅面进行热交换时，翅面将饱和水蒸汽以冷凝水的方式脱除，达到舱内或硐室内的环境除湿作用。冷凝水由汇流槽25引入集液槽17最终流入冷凝液收集器中18。
可移动式救生舱内或紧急避难硐室环境中的空气可在防爆风机引导下流经回风道、竖直连接管，由送风道经取冷机构制冷、除湿后从送风道引出。
此外，主蓄冰箱设置的保鲜箱可利用蓄冰箱低温特性，长期保存一部分的营养液等食物。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于主要由防爆制冷机组和恒温输冷装置组成，所述恒温输冷装置包括主蓄冰箱、副蓄冰箱、低温热管、翅片、进风道、回风道、竖直连接风管、防爆风机、内置盘管，所述主蓄冰箱固定在副蓄冰箱下侧，主蓄冰箱、副蓄冰箱内部设有呈分Z字形结构布置相互联通的内置盘管，主蓄冰箱、副蓄冰箱内的内置盘管通过连接管连接到防爆制冷机组，所述主蓄冰箱内部底侧设置有回风道，副蓄冰箱内设有送风道，回风道、送风道通过竖直连接风管连通，所述送风道内固定翅片和低温热管，翅片设置在低温热管上，低温热管末端延伸到主蓄冰箱底部，所述所述送风道的出口处安装防爆风机。
2.根据权利要求I所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述翅片上设有汇流槽，且送风道中进口处翅片的翅面高度均比出口处翅面高度高，所述送风道内安装隔水网，送风道出口端设有的集液槽，集液槽底部设有集液嘴，与集液嘴相对设有固定在主蓄冰箱外侧的冷凝液收集器。
3.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述防爆风机由压缩空气瓶中的压缩空气通过减压阀、汇流排以及马达控制器、气动马达驱动，由马达控制器控制防爆风机转速以实现调节系统输出冷量的要求。
4.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述主蓄冰箱、副蓄冰箱为上下设置的一体结构，其箱体由不锈钢制成，夹层内填充保温材料形成保温层。
5.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述主蓄冰箱、副蓄冰箱侧壁分别设有冷媒进出口，通过冷媒进出口将内置盘管与外部制冷机组联通。
6.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述主蓄冰箱侧壁下部设有主蓄冰箱进水口，主蓄冰箱侧壁上部设有主蓄冰箱排水口。
7.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述副蓄冰箱侧壁下部设有副蓄冰箱进水口，副蓄冰箱侧壁上部设有副蓄冰箱排水口。
8.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述副蓄冰箱侧壁上部设有副蓄冰箱排气口。
9.根据权利要求I或2所述的井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，其特征在于所述主蓄冰箱内设置有保鲜箱。
全文摘要
本发明公开了一种井下可移动式救生舱及避难硐室的恒温输冷系统，包括防爆制冷机组和恒温输冷装置，所述恒温输冷装置包括主蓄冰箱、副蓄冰箱、低温热管、翅片、进风道、回风道、竖直连接风管、防爆风机、内置盘管，所述主蓄冰箱固定在副蓄冰箱下侧，主蓄冰箱、副蓄冰箱内部设有呈分Z字形结构布置相互联通的内置盘管，主蓄冰箱、副蓄冰箱内的内置盘管通过连接管连接到防爆制冷机组，所述主蓄冰箱内部底侧设置有回风道，副蓄冰箱内设有送风道，回风道、送风道通过竖直连接风管连通，所述送风道内固定翅片和低温热管，翅片设置在低温热管上，低温热管末端延伸到主蓄冰箱底部，所述所述送风道的出口处安装防爆风机。
文档编号E21F11/00GK102979548SQ201210536050
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者陈宏伟, 贺云, 杨松荣, 周系华, 王磊, 缑鹏, 白鹏, 黄明亮 申请人:中国黄金集团建设有限公司