一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采及安全控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及世界各國對煤礦安全生產(chǎn)的高度重視，煤礦的安全事故呈現(xiàn)逐年遞減趨勢。但是，煤礦的安全事故還是頻繁發(fā)生。經(jīng)過世界各國的實踐證明，煤礦救生艙作為一個獨立的密閉空間，可以避免不能及時升井的遇險人員因吸入有毒有害氣體而造成的死亡，為救援贏得時間。如何使煤礦救生艙在挽救遇險人員生命時，最大限度的發(fā)揮其隔離有毒有害氣體的密閉作用，并為避難人員創(chuàng)造一個溫度適宜的生存環(huán)境，救生艙內(nèi)的溫度的控制是發(fā)揮救生艙避難功能的基本條件，救生艙的降溫系統(tǒng)正是實現(xiàn)上述目的的救生艙的必要組成部分。目前，應(yīng)用于救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩類，即蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)和蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其中蓄冷空調(diào)系統(tǒng)又分為冰蓄冷系統(tǒng)和液態(tài)二氧化碳蓄冷系統(tǒng)。
[0003]將蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)在煤礦救生艙內(nèi)使用時將面臨兩個難以解決的瓶頸問題，即防爆問題和電力供給問題。發(fā)明專利申請200910079754.X號中提到的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過采用艙外防爆制冷機組，解決了防爆問題。但是，其采用的制冷系統(tǒng)在正常情況下利用礦山電源維持空氣調(diào)節(jié)裝置制冷，在事故發(fā)生時仍然需要蓄電池等其它能源提供電力維持其制冷系統(tǒng)正常運行，因此，這種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)盡管解決了防爆問題，但是，在事故發(fā)生時空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的溫、濕度的調(diào)節(jié)能力還是取決于蓄冰機組的蓄冰情況和救生艙內(nèi)的電力蓄存情況。發(fā)明專利申請201110020347.9號中提供了利用液態(tài)二氧化碳作為制冷劑，利用液態(tài)二氧化碳的氣化過程實現(xiàn)對救生艙內(nèi)的溫、濕度控制，該系統(tǒng)的優(yōu)點是不需要電源、不需要外置壓縮機的降溫除濕裝置，但是該系統(tǒng)不利之處是吸收熱量后氣化的二氧化碳?xì)怏w被直接排除救生艙外，大量的二氧化碳聚集在救生艙外對地面救援人員的援救工作造成巨大的障礙，救援人員必須攜帶大量的氧氣才能接近救生艙，且在開啟救生艙前必須將二氧化碳濃度降低到允許的范圍，延誤了救援時間。發(fā)明專利申請201210175861.4號中提供了一種用于煤礦救生艙的無源空氣調(diào)節(jié)裝置，該發(fā)明的優(yōu)點是在不需要消耗任何電能的條件下，通過無機鹽與水溶解吸收熔解熱實現(xiàn)制冷，對救生艙內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、除濕處理;但是該系統(tǒng)不利之處是該發(fā)明使用的無機鹽為硝酸鹽，儲運、使用過程中具有一定的危險性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種低耗、安全、有效地對救生艙進(jìn)行降溫和除濕的煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在人員艙內(nèi)的用于輸送冷風(fēng)的風(fēng)道、以及設(shè)置在人員艙外的混凝土地基，所述的風(fēng)道的一端封閉、另一端依順序連接手動風(fēng)機和回風(fēng)口，風(fēng)道上設(shè)有多個氣體分布器，風(fēng)道上設(shè)置有冷凝水出口；冷凝水出口通過防爆接口穿過人員艙底板向下與單向出水閥相連;混凝土地基中預(yù)埋有散熱板以及與散熱板相連接的、部分預(yù)埋于混凝土地基中的熱管;所述熱管通過人員艙底板上設(shè)置的防爆接口進(jìn)入人員艙內(nèi)并通入風(fēng)道中，熱管位于風(fēng)道內(nèi)的頂部套設(shè)有散熱套，所述熱管包括一端封閉的管狀部、位于混凝土地基內(nèi)的一端的翅片部及毛細(xì)吸液芯，翅片部包括與管狀部連通的、底端封閉的中管以及設(shè)置在中管外周的若干中空的環(huán)狀翅片，管狀部、中管內(nèi)腔與翅片中空部分是互相連通的，其內(nèi)充有少量低沸點液體，毛細(xì)吸液芯設(shè)置于該連通的中空部分。
[0006]作為一種優(yōu)選的方案，散熱套與熱管接觸面之間涂覆或填充有導(dǎo)熱劑。
[0007]作為一種優(yōu)選的方案，所述導(dǎo)熱劑為娃膠。
[0008]作為一種優(yōu)選的方案，所述熱管外露于人員艙外的部分上包裹有防火的隔熱套。
[0009]作為一種優(yōu)選的方案，所述熱管位于混凝土地基內(nèi)部分的表面及散熱板表面上涂覆有導(dǎo)熱介質(zhì)。
[0010]作為一種優(yōu)選的方案，所述散熱板的埋設(shè)深度不小于lm。
[0011]本實用新型的有益效果是:本系統(tǒng)在人員艙和混凝土地基間設(shè)置了熱管，利用相變過程進(jìn)行降溫，最大的優(yōu)勢是能夠完全滿足煤礦防爆要求、無論是備用還是運行時均不需任何電力供給，確保了在礦難發(fā)生的極端條件下，救生艙能夠按照設(shè)計要求安全運行，同時運行時也不會給救援人員帶來任何安全隱患。且結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，方便實用。
[0012]散熱套與熱管接觸面之間涂覆或填充有導(dǎo)熱劑，可以排除散熱套與熱管之間的空氣，減小熱阻，改善散熱性能。
[0013]熱管位于混凝土地基內(nèi)部分的表面及散熱板表面上涂覆有導(dǎo)熱介質(zhì)，以增加熱管和散熱板之間的導(dǎo)熱性能，及其與混凝土地基之間的導(dǎo)熱性能。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實用新型中熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖1至圖2中:1.熱管，101.毛細(xì)吸液芯，102.管狀部，103.翅片部，2.混凝土地基，
3.隔熱套，4.防爆接口，5.單向出水閥，6.人員艙底板，7.冷凝水出口，8.風(fēng)道，9.氣體分布器，10.散熱套，11.手動風(fēng)機，12.回風(fēng)口，13.人員艙，14.散熱板。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實用新型的具體實施方案。
[0018]如圖1-2所示，一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在人員艙13內(nèi)的用于輸送冷風(fēng)的風(fēng)道8、以及設(shè)置在人員艙13外的混凝土地基2，所述的風(fēng)道8的一端封閉、另一端依順序連接手動風(fēng)機11和回風(fēng)口 12，風(fēng)道上設(shè)有多個氣體分布器9，風(fēng)道8上設(shè)置有冷凝水出口 7;冷凝水出口 7通過防爆接口4穿過人員艙底板6向下與單向出水閥5相連，用于將冷凝水排出艙外，降低艙內(nèi)濕度。
[0019]混凝土地基2中預(yù)埋有散熱板14以及與散熱板14相連接的、部分預(yù)埋于混凝土地基2中的熱管1。所述熱管1位于混凝土地基2內(nèi)部分的表面及散熱板14表面上涂覆有導(dǎo)熱硅膠或?qū)峁柚鳛閷?dǎo)熱介質(zhì)。散熱板14的埋設(shè)深度不小于lm。所述熱管1通過人員艙底板6上設(shè)置的防爆接口4進(jìn)入人員艙內(nèi)并通入風(fēng)道8中，熱管1位于風(fēng)道8內(nèi)的頂部直接套設(shè)有金屬材料的散熱套10。散熱套10與熱管1接觸面之間涂覆或填充有硅膠作為導(dǎo)熱劑。所述熱管1外露于人員艙13外的部分上包裹有防火的隔熱套3。
[0020]熱管1包括一端封閉的管狀部102、位于混凝土地基2內(nèi)的一端的翅片部103及毛細(xì)吸液芯101，翅片部103包括與管狀部連通的、底端封閉的中管以及設(shè)置在中管外周的若干中空的環(huán)狀翅片，管狀部102、中管內(nèi)腔與翅片中空部分是互相連通的，其內(nèi)充有少量低沸點液體，毛細(xì)吸液芯101設(shè)置于該連通的中空部分。
[0021]救生艙使用過程中，其內(nèi)人員及設(shè)備不斷放熱，人員艙13的溫度會不斷上升，而混凝土地基2的溫度則相對較低，因此可以將熱管1位于人員艙13的管狀部102頂部視為蒸發(fā)端，將埋設(shè)于混凝土地基2中的翅片部103視為冷凝端。當(dāng)位于風(fēng)道8內(nèi)的管狀部102頂部受到散熱套10傳熱達(dá)到一定溫度時，其內(nèi)部的低沸點液體會發(fā)生汽化，汽化的同時吸走了風(fēng)道8內(nèi)空氣的熱量，汽化后的蒸汽沿著中空部分運動，并在翅片部103內(nèi)部進(jìn)行分配，在翅片部103內(nèi)部的邊壁上冷凝，冷凝后的液體在毛細(xì)吸力的作用下沿著毛細(xì)吸液芯101回到管狀部102頂部，并在其內(nèi)部進(jìn)行分配，流向相變發(fā)生區(qū)域，滿足液體蒸發(fā)所需要的液體供應(yīng)，從而形成完整的循環(huán)，避難者只需搖動手動風(fēng)機11即可將冷空氣通過氣體分布器9輸送到人員艙13內(nèi)，實現(xiàn)對人員艙13的持續(xù)降溫。由于毛細(xì)吸液芯101的存在，液體的循環(huán)是被動的，不需要外界的動力，而且能夠在反重力下工作。
[0022]上述的實施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本實用新型;應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在人員艙內(nèi)的用于輸送冷風(fēng)的風(fēng)道、以及設(shè)置在人員艙外的混凝土地基，所述的風(fēng)道的一端封閉、另一端依順序連接手動風(fēng)機和回風(fēng)口，風(fēng)道上設(shè)有多個氣體分布器，風(fēng)道上設(shè)置有冷凝水出口 ；其特征在于:冷凝水出口通過防爆接口穿過人員艙底板向下與單向出水閥相連;混凝土地基中預(yù)埋有散熱板以及與散熱板相連接的、部分預(yù)埋于混凝土地基中的熱管;所述熱管通過人員艙底板上設(shè)置的防爆接口進(jìn)入人員艙內(nèi)并通入風(fēng)道中，熱管位于風(fēng)道內(nèi)的頂部套設(shè)有散熱套，所述熱管包括一端封閉的管狀部、位于混凝土地基內(nèi)的一端的翅片部及毛細(xì)吸液芯，翅片部包括與管狀部連通的、底端封閉的中管以及設(shè)置在中管外周的若干中空的環(huán)狀翅片，管狀部、中管內(nèi)腔與翅片中空部分是互相連通的，其內(nèi)充有少量低沸點液體，毛細(xì)吸液芯設(shè)置于該連通的中空部分。2.如權(quán)利要求1所述的一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，其特征在于:散熱套與熱管接觸面之間涂覆或填充有導(dǎo)熱劑。3.如權(quán)利要求2所述的一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)熱劑為硅膠。4.如權(quán)利要求1所述的一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，其特征在于:所述熱管外露于人員艙外的部分上包裹有防火的隔熱套。5.如權(quán)利要求1所述的一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，其特征在于:所述熱管位于混凝土地基內(nèi)部分的表面及散熱板表面上涂覆有導(dǎo)熱介質(zhì)。6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，其特征在于:所述散熱板的埋設(shè)深度不小于lm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦救生艙用無源降溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在人員艙內(nèi)的用于輸送冷風(fēng)的風(fēng)道、以及設(shè)置在人員艙外的混凝土地基,所述的風(fēng)道的一端封閉、另一端依順序連接手動風(fēng)機和回風(fēng)口，風(fēng)道上設(shè)有多個氣體分布器，風(fēng)道上設(shè)置有冷凝水出口；冷凝水出口通過防爆接口穿過人員艙底板向下與單向出水閥相連；混凝土地基中預(yù)埋有散熱板以及與散熱板相連接的、部分預(yù)埋于混凝土地基中的熱管；所述熱管通過人員艙底板上設(shè)置的防爆接口進(jìn)入人員艙內(nèi)并通入風(fēng)道中，熱管位于風(fēng)道內(nèi)的頂部套設(shè)有散熱套。本系統(tǒng)低耗、安全、能有效地對救生艙進(jìn)行降溫和除濕。
【IPC分類】E21F11/00, E21F3/00
【公開號】CN205101023
【申請?zhí)枴緾N201520837474
【發(fā)明人】方海峰, 張禮華, 李昱, 蔡李花, 陳家俊, 何曉崐, 吳群彪, 張洋, 魏久焱, 沙煉
【申請人】張家港江蘇科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月27日