一种液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下防灭火系统技术领域，具体涉及一种液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统。


背景技术：

2.煤矿制冷技术中常用的制冷介质为液态二氧化碳和液氮，常用的技术手段是将储罐中的液态二氧化碳或液氮通过压注泵输送向汽化器，达到设定的汽化比之后，由长输送管路输送向目标位置降温或防灭火。目前，为了节约制冷介质，降低生产成本，煤矿制冷技术中又出现了一种采用制氮机生产氮气并冷却后输送向矿区目标位置使用的技术方案。但是这种技术方案在实际应用中存在如下问题：制氮机生产的氮气温度在70-80摄氏度，所以在输送至目标位置前必须利用冷却设备将其冷却至0摄氏度，而为了避免冷量流失过多，通常需要将冷却设备安装于井下，众所周知，冷却设备在工作时，向外部环境连续不断的释放大量热量，这对于井下本就高热的环境雪上加霜，因此，其实施受到一定制约，不能得到大力推广。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了提供一种结构配置合理、使用安全可靠的液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统,解决现有制氮机生产氮气并应用于煤矿降温或防灭火受到制约的问题，一方面节约液氮资源，另一方面不会增加井下温度，突破应用限制，同时兼具液态二氧化碳降温防灭火功能。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，包括用于存储液氮或液态二氧化碳的储罐、与储罐的出液口连接的压注泵、制氮机、与制氮机的输出管路连接的冷却器，所述冷却器包括支撑壳体，其技术要点是：所述制氮机的氮气输出管路末端水平穿过支撑壳体前端面，并由支撑壳体后端面引出，所述支撑壳体的侧方固定液氮引入管路，所述液氮引入管路一端插入支撑壳体中的氮气输出管路中且端口朝向氮气输出管路末端侧，液氮引入管路的另一端利用三通管与压注泵的出口管路连接，所述三通管的另一端利用中间管路与换热器的入口连接，所述换热器的出口管路与减压阀组连接，所述减压阀组的出口与长距离输送管路连接，所述氮气输出管路的末端利用分支管路与减压阀组的入口管路连通，所述氮气输出管路与支撑壳体之间形成环形冷却保护腔，靠近三通管的压注泵出口管路、中间管路和液氮引入管路上分别设有控制阀，所述氮气输出管路位于冷却器前侧的管段上设有控制阀，所述换热器的出口管路和分支管路上分别设有控制阀。
6.上述的液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，所述氮气输出管路位于冷却器前侧的管段上设有单向阀，所述压注泵的出口管路上设有单向阀。
7.上述的液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，所述氮气输出管路具有位于支撑壳体中的文丘里管段，所述文丘里管段由靠近支撑壳体前端面的圆锥收敛段、靠近支撑壳体
后端面圆锥扩散段、连接于圆锥收敛段与圆锥扩散段之间的喉管段构成，所述液氮引入管路的内端折弯90度并位于圆锥收敛段中，液氮引入管路的内端中心线与氮气输出管路的中心线重合，内端口延伸向喉管段。
8.上述的液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，所述支撑壳体由前支撑盖、后支撑盖、连接于前、后支撑盖之间的水平筒罩构成，所述水平筒罩的两端设有与前、后支撑盖连接的法兰，所述前支撑盖和后支撑盖的中心设有供氮气输出管路穿引的轴套，所述轴套与氮气输出管路之间设有橡胶垫圈，所述液氮引入管路与水平筒罩焊接固定。
9.上述的液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，所述压注泵的出口管路上另设有流量计，以反馈液氮流量，从而调节液氮与氮气的混合比。
10.本实用新型的有益效果是：
11.1、采用液氮降温、防灭火时，制氮机制得的热氮气经过冷却器，与液氮引入管路引入的液氮混合，达到冷却降温目的。制氮机制得的热氮气与液氮配合使用，最终由分支管路引向减压阀组，再由减压阀组传送向长距离输送管路，以送往矿区井下目标区域。一方面节约液氮资源，另一方面不会对矿区井下环境产生增热影响，解决了现有制氮机生产氮气并应用于煤矿降温或防灭火受到制约的问题，突破应用限制。
12.2、采用液态二氧化碳降温、防灭火时，切换控制阀，储罐中的液态二氧化碳通过压注泵、三通、中间管路进入到换热器中汽化，达到设定汽化比后，经减压阀组送往长距离输送管路，以送往矿区井下目标区域。本实用新型可以实现两种灭火介质的转换使用，操作方便，使用可靠。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
14.图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
15.图中：1.储罐、2.压注泵、3.流量计、4.控制阀、5.单向阀、6.三通管、7.控制阀、8.中间管路、9.换热器、10.控制阀、11.减压阀组、12.长距离输送管路、13.控制阀、14.分支管路、15.氮气输出管路、16.控制阀、17.液氮引入管路、18.后支撑盖、19.内端、20.支撑壳体、21.轴套、22.前支撑盖、23.单向阀、24.控制阀、25.制氮机、26.圆锥收敛段、27.喉管段、28.圆锥扩散段。
具体实施方式
16.根据说明书附图对本实用新型作详细描述。
17.实施例1
18.如图1所示，该液氮和液态二氧化碳两用防灭火系统，包括用于存储液氮或液态二氧化碳的储罐1、与储罐1的出液口连接的压注泵2、制氮机25、与制氮机25的输出管路连接的冷却器。所述冷却器包括支撑壳体20，所述制氮机25的氮气输出管路15末端水平穿过支撑壳体20前端面，并由支撑壳体20后端面引出，所述氮气输出管路15与支撑壳体20之间形成环形冷却保护腔。所述支撑壳体20的侧方固定液氮引入管路17，所述液氮引入管路17一端插入支撑壳体20中的氮气输出管路15中且端口朝向氮气输出管路15末端侧，液氮引入管路17的另一端利用三通管6与压注泵2的出口管路连接，所述三通管6的另一端利用中间管
路8与换热器9的入口连接。所述换热器9的出口管路与减压阀组11连接，所述减压阀组11的出口与长距离输送管路12连接。所述氮气输出管路15的末端利用分支管路14与减压阀组11的入口管路连通。
19.靠近三通管6的压注泵2的出口管路、中间管路8和液氮引入管路17上分别设有控制阀4、7、16，所述氮气输出管路15位于冷却器前侧的管段上设有控制阀24，所述换热器9的出口管路和分支管路14上分别设有控制阀10、13。所述氮气输出管路15位于冷却器前侧的管段上设有单向阀23，所述压注泵2的出口管路上设有单向阀5。所述压注泵2的出口管路上另设有流量计3，以反馈液氮流量，从而调节液氮与氮气的混合比。
20.所述支撑壳体20由前支撑盖22、后支撑盖18、连接于前、后支撑盖之间的水平筒罩构成，所述水平筒罩的两端设有与前、后支撑盖22、18连接的法兰，所述前支撑盖22和后支撑盖18的中心设有供氮气输出管路穿引的轴套21，所述轴套21与氮气输出管路15之间设有橡胶垫圈，所述液氮引入管路17与水平筒罩焊接固定。
21.工作原理：
22.采用液氮降温、防灭火时，压注泵2的出口管路上的控制阀4打开、中间管路8上的控制阀7关闭，液氮引入管路17上的控制阀16打开，氮气输出管路15上的控制阀24打开，换热器9的出口管路上的控制阀10关闭，分支管路14上的控制阀13打开。 制氮机25制得的热氮气经过冷却器，与液氮引入管路17引入的液氮混合，最终由分支管路14引向减压阀组11，再由减压阀组11传送向长距离输送管路12，以送往矿区井下目标区域。
23.采用液态二氧化碳降温、防灭火时，切换控制阀，压注泵2的出口管路上的控制阀4打开、中间管路8上的控制阀7打开，液氮引入管路17上的控制阀16关闭，氮气输出管路15上的控制阀24关闭，换热器9的出口管路上的控制阀10打开，分支管路14上的控制阀13关闭。储罐1中的液态二氧化碳通过压注泵2、三通6、中间管路8进入到换热器9中汽化，达到设定汽化比后，经减压阀组11送往长距离输送管路12，以送往矿区井下目标区域。
24.实施例2
25.如图2所示，本实施例中，所述氮气输出管路15具有位于支撑壳体20中的文丘里管段，所述文丘里管段由靠近支撑壳体20前端面的圆锥收敛段26、靠近支撑壳体20后端面圆锥扩散段28、连接于圆锥收敛段26与圆锥扩散段28之间的喉管段27构成，所述液氮引入管路17的内端19折弯90度并位于圆锥收敛段26中，液氮引入管路17的内端19中心线与氮气输出管路15的中心线重合，内端口延伸向喉管段27。
26.使用时，文丘里管段的采用使热氮气与液氮在圆锥收敛段26快速混合并被快速吸入圆锥扩散段28，送往需要降温和防灭火的区域，增强冷却效率和冷却效果。
27.其他同实施例1。
28.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。