[发明专利]一种煤矿井下避难硐室环控生保系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿维生系统，具体涉及一种用于在煤矿井下避难硐室内制造氧气及冷气的自动处理装置。

背景技术

现有技术中煤矿井下避难硐室都是采用压缩氧气供氧模式进行供氧，而空气中的二氧化碳含量无法消除，只能采用电动过滤设备进行二氧化碳处理，这需要持久的电力供应，但是一旦煤矿井下发生灾变往往伴随着停电现象，如仅采用备用电源又很难持久。另外伴随灾变的还有高温状况，硐室内的降温措施通常采用制冰蓄冷或二氧化碳制冷进行降温，制冰蓄冷需要电力驱动，二氧化碳制冷又会带来二次污染。因此需要一种不需要电力而能提供氧气又能减少二氧化碳含量的设备。此外现有化学生氧模块(俗称生氧剂，主要成分为KO₂)暴露在环境中时，生氧模块和环境中的二氧化碳气体反应，反应过程如下：4KO₂+2CO₂＝2K₂CO3+3O₂，其在产生碳酸钾和氧气的同时产生热量，使周围气体向外膨胀，膨胀后的热气体向上升，环境中的气体会持续流向生氧模块与其反应，在开放环境下无法控制气体流向生氧模块的速度、方向及与生氧模块反应的速率。而且反应产生的氧气带有一定热量，持续反应后会产生大量的热，如果在密闭的环境中会有潜在的爆炸危险。

发明内容

为解决现有技术中煤矿井下避难硐室制氧及降温设备依赖电力过高的问题，本发明提供一种利用化学反应制造氧气同时提供冷气的设备，本设备配备辅助二氧化碳和一氧化碳吸收设备，仅需要很少的电力即能为多人提供长时间的生存环境。具体方案如下：一种煤矿井下避难硐室环控生保系统，其特征在于，包括利用生氧模块产生氧气的生氧装置、利用生氧过程产生的热量与相变材料发生反应而产生冷气的制冷装置、与制冷装置连接的控制相变材料温度的涡流制冷器，用于消除空气中二氧化碳的二氧化碳吸收平台和用于消除空气中一氧化碳的一氧化碳催化装置。

为方便生氧模块生成氧气：所述生氧装置包括密封的控制箱，所述生氧模块安装在控制箱内，所述控制箱底部设置有进气口，顶部设置有排出氧气的排风口，排风口上连接有导向管。

为降低生氧装置产生氧气的热量：所述制冷装置包括密封的冷却箱，冷却箱上设置有冷却箱进气口和冷却箱出气口，所述相变材料安装在冷却箱内，冷却箱进气口与导向管连接，冷却箱出气口通过冷气排出管与向硐室内送风的送风装置连接。

为提高制冷能力：所述冷却箱内设置有多层摆放架，所述相变材料放置在长方体形状的盛装盒内，各盛装盒并排且间隔安放在摆放架上。

为保持相变材料的低温状态：所述涡流制冷器包括辅助冷气出口和压风进气口，其中辅助冷气出口通过管道与冷却箱连接，所述压风进气口与向井下送风的压风系统连接。

为降低空气中二氧化碳的含量：所述二氧化碳吸收平台包括一个带有筛网层的支撑架，所述筛网层上辅设有二氧化碳吸收剂。

为方便二氧化碳吸收平台的移动和利用率：所述支撑架的底部设有便于移动的滚轮，所述支撑架的顶面设置有作为工作台的封板，所述筛网层设置有两层。

为降低空气中一氧化碳的含量：所述一氧化碳催化装置包括一个多层框架，所述多层框架分为四层，上面三层四周密封，顶层上设置有排风口，中间两层由下至上分别放置活性碳和一氧化碳催化剂，底层为四周敞开的进气层，各层之间采用滤网隔开，所述顶层内设置有将下面气体抽出的风机。

为方便更换材料：所述立体框架的中间两层的密封方式为：其中三面固定密封，未密封面分别插入一个抽屉式结构的过滤盒进行密封，所述一氧化碳催化剂和活性碳分别放置在过滤盒内。

为提高一氧化碳置换效率：所述风机为手动风机，手动风机的摇臂由顶层的侧面伸出，手动风机的进风口与下层相通，而出风口设置在顶层内或与排风口连接。

本发明利用生氧装置进行纯化学反应而产生氧气，不需要电力能源介入，减少了制作氧气的条件，在利用制冷装置消除生氧装置所产生的热量的同时为硐室内提供冷气进行降温，整个过程无需人工控制，而且环保、节省能源。