CN103301584A

CN103301584A - 一种具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器

Info

Publication number: CN103301584A
Application number: CN2013102798219A
Authority: CN
Inventors: 唐启明; 车晓葵; 刘文海; 束克庆; 巩素珍; 黄召; 张红红
Original assignee: BEIJING ANYANGTE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING ANYANGTE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明提出一种具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，包括呼吸软管，气囊，生氧罐，上外壳，下外壳，其特征在于，生氧罐内置于下外壳内，生氧罐外壁和下外壳之间设置有相变降温材料冷却层；生氧罐竖直中心轴上设置有多孔呼气导管，多孔呼气导管上、下管口所在平面上分别设置有上层过滤隔板和下层过滤隔板；多孔呼气导管与生氧罐外壁通过垂直安装的支撑分流导热板连接。本发明采用导流强化传热技术的生氧装置和相变材料熔融吸热降温的冷却层，具有吸气温度和产品手持外表温度低，产氧效率高，同时方便检查气密性情况的特点。

Description

一种具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器

技术领域

本发明涉及煤矿井下、火灾、化工、隧道和高层建筑等有毒、有害气体、缺氧的灾害环境下自救逃生使用的自救器，尤其涉及一种具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器。

背景技术

隔绝式化学氧自救器是利用化学药剂生氧原理制成的个人呼吸防护装置，是在煤矿井下发生瓦斯爆炸、火灾、化工污染、隧道等产生有毒、有害气体、缺氧环境下，人员广泛使用的自救逃生用具。国内外现有化学氧自救器普遍存在反应放热温度过高造成使用人员吸气温度较高（通常在60℃-65℃）、舒适性差，同时造成自救器外表面温度过高（通常在80℃以上）易发生烫伤，以及产氧效率低等问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术缺陷，提出一种采用导流强化传热技术的生氧装置和相变材料熔融吸热降温的冷却层的新型隔绝式化学氧自救器。

本发明的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，包括呼吸软管（1）、气囊（5），生氧罐（7），上外壳（17），下外壳（13），其特征在于，所述生氧罐（7）内置于所述下外壳（13）内，生氧罐外壁（12）和下外壳（13）之间设置有相变降温材料冷却层（9）；所述生氧罐（7）竖直中心轴上设置有多孔呼气导管（6），多孔呼气导管（6）上、下管口所在平面上分别设置有上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）；在所述上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）之间，多孔呼气导管（6）与生氧罐外壁（12）通过支撑分流导热板（14）连接。

优选地，呼吸软管（1）下管口设置有组合阀（2），其中，组合阀（2）包括一个呼气阀（21）和一个吸气阀（22）。

优选地，所述气囊（5）的上口和下口分别与所述呼吸软管（1）和所述生氧罐（7）罐口套接，气囊（5）中设置有呼气管（3），呼气管（3）下管口与多孔呼气导管（6）上管口相连，呼气管（3）上管口通过所述呼气阀（21）与呼吸软管（1）导通。

优选地，呼吸软管（1）通过所述吸气阀（22）与气囊（5）内腔直接导通。

优选地，多孔呼气导管（6）为不锈钢制多孔呼气导管。

优选地，支撑分流导热板（14）为多个，支撑分流导热板（14）所在平面法线方向为水平方向，并以多孔呼气导管（6）为轴，呈放射状分布。

优选地，所述气囊（5）上设置有排气阀（4）。

优选地，所述上外壳（17）上安装有漏气检测装置（11），所述漏气检测装置与上外壳的内腔相连，采用变色硅胶作为检测物质。

优选地，所述呼气管（3）管径小于生氧罐（7）罐口的口径。

本发明的技术方案，利用生氧罐的流道细分错翅式强化导热技术，实现了产氧装置内产氧药剂的均匀反应和高效利用，有效地解决生氧罐内部反应散热和产氧药剂脱落粉尘刺激人体呼吸道问题。生氧罐中心轴位置设置不锈钢制多孔呼气导管，呼出气体从生氧罐中心多向分流并在底部形成气体逆流，最大程度的增大呼出气体与药剂的接触，使得反应更加平稳、充分，无死角，且不产生高温熔融和孔洞塌陷、结块现象，提高生氧药剂利用率，延长呼吸器的使用时间；在生氧罐与下外壳内腔四周形成冷却层，冷却层中的冷却剂熔融吸热高效降温，具有换热面积大、换热效率高、环保的特点，使自救器使用者呼吸更舒适、顺畅，确保使用者安全；此外通过漏气检测装置的设置，可随时随地查看自救器气密性，确保有效安全使用。

附图说明

图1是本发明实施例中具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器剖面图。

图2是本发明实施例中具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器下罐体横截面示意图。

图3是本发明实施例中具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器俯视图。

图4是本发明实施例中具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器侧面示意图。

1-—呼吸软管；2—组合阀（2）；21—呼气阀；22—吸气阀；3—呼气管3；4—排气阀；5—气囊；6—多孔呼气导管；7—生氧罐；8—生氧剂；9—冷却层；10—初期生氧装置；11—漏气检测装置；12—生氧罐外壁；13—自救器下外壳；14支撑分流导热板；15—下层过滤隔板；16—上层过滤隔板；17—自救器上外壳；18—密封件。

具体实施方式

下面参考说明书附图描述根据本发明实施例的化学氧自救器。

如图1所示，本发明中的导流强化传热和降温性能的化学氧自救器主要包括呼吸软管（1）、气囊（5），生氧罐（7），上外壳（17），下外壳（13）。气囊（5）具有上口和下口，分别与呼吸软管（1）和生氧罐（7）罐口套接。

其中，呼吸软管（1）上管口是人体呼吸气体的进出口，在非工作状态利用软塞塞住，防止空气进入，呼吸软管下管口设置有组合阀（2），组合阀（2）包括一个呼气阀（21）和一个吸气阀（22），呼吸软管（1）一方面通过呼气阀（21）与呼气管（3）的上管口连接，通过呼气阀（21）的导通，将呼出气体导入到呼气管（3），另一方面通过吸气阀（22）与气囊（5）内部直接导通，将气囊中的气体排出。其中，呼气管（3）位于气囊（5）内腔中，用于将呼出气体传送至生氧罐中，其管径小于生氧罐（7）罐口的口径。

生氧罐（7）内置于下外壳（13）内，其竖直中心轴位置设置有管壁上均匀分布孔洞的不锈钢制多孔呼气导管（6），多孔呼气导管（6）上管口与呼气管（3）下管口相连，且多孔呼气导管（6）上、下管口所在平面上分别设置有上层过滤隔板（15）、下层过滤隔板（16），上层过滤隔板（15）与生氧罐（7）顶部之间，以及下层过滤隔板（16）与生氧罐（7）底部之间具有空隙，分别形成出气缓冲层以及逆流缓冲层；上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）之间位于多孔呼气导管（6）四周的生氧罐内腔中形成生氧剂分布区，均匀分布有生氧剂（8）。

如图2所示，生氧罐外壁（12）和下外壳（13）内腔四周之间通过填充无机相变降温材料形成冷却层（9）。该相变降温材料的融点在25℃—90℃之间，熔化热在150kJ/kg—2000kJ/kg之间，通过熔融迅速吸收生氧反应放出的热量，使得自救器吸气温度降低到50℃—60℃，外壁手持温度不高于60℃。

在生氧罐内上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）之间的生氧剂分布区中设置有支撑分流导热板（14），支撑分流导热板（14）垂直（即支撑分流导热板所在平面法线方向为水平方向）安装在多孔呼气导管（6）与生氧罐外壁（12）之间，以多孔呼气导管（6）为中轴呈放射状分布，使生氧罐中的气流和生氧药剂均匀分布，保证气流通畅，增大气流与药剂的接触，从而使反应罐中的药剂均匀、充分反应，反应过程中不产生孔洞、塌陷；同时，通过支撑分流导热板将反应生成的热量快速传导到生氧罐外壁散热，降低罐内温度，防止内部温度过高引起反应药剂结块造成的呼气阻力增加。本实施例中支撑分流导热板（14）的个数为4个。

为了避免气囊（5）中产生的氧气过多，超出人体正常的耗氧量，在气囊上设置有排气阀（4），当氧气不断增多时，气囊（5）中的压力不断增强，当压力达到排气阀排气的压力阈值时，排气阀（4）打开，排除多余气体，气囊（5）压力逐渐恢复到排气阀排气的压力阈值以下，排气阀（4）自动关闭。

自救器对设备的安全性要求很高，自救器在使用前上外壳和下外壳通过密封件（18）密封，使得上下壳形成一个密闭空间，如图3、4所示。一旦自救器上下外壳之间的密封性不好，空气会进入到自救器外壳内腔，并通过呼吸软管与管塞之间的缝隙渗入呼气管体，并与生氧剂（8）发生反应，从而导致自救器的失效。为了防止上述安全隐患存在，本发明在自救器的上外壳（17）上安装有漏气检测装置（11），该漏气检测装置嵌入到上外壳中，并与上外壳的内腔相连，采用变色硅胶作为检测物质，当自救器由于气密性不好而出现长时间漏气时，空气进入到自救器外壳内腔时，空气中的水汽会与变色硅胶反应，颜色将由蓝色变成暗红色甚至白色。漏气检测装置安装在自救器正上方，利于观察和防止碰撞。使用者可以随时随地查看自救器气密性，防止因使用问题产品而发生生命危险，大大降低安全隐患。

本实施例中化学氧自救器的工作方式如下：

在生氧罐（7）右上侧安装有初期生氧装置（10），使用时，初期生氧装置（10）首先被打开，产生的氧气从生氧罐流向气囊（5）中，充满气囊后导通吸气阀（4）从呼吸软管排出，供人短时间呼吸，

同时，人体呼出气体（二氧化碳、水汽）从呼吸软管（1）进入，呼出气体压迫并打开呼气阀（21）通过呼气管（3）进入生氧罐（7）中心的多孔呼气导管（6）内，并通过多孔呼气导管（6）的管壁多向分流进入生氧剂分布区内，同时其余气体从多孔呼气导管（6）下管口进入下层过滤隔板（16）下的逆流缓冲层，在生氧罐底部形成气体逆流，并从下层过滤隔板（16）渗入生氧剂分布区，基于此，呼出气体从生氧罐中心和底部最大程度地与药剂接触，使得反应更加平稳、充分，无死角，且不产生高温熔融和孔洞塌陷、结块现象，提高生氧药剂利用率，延长呼吸器的使用时间。呼出气体经过与生氧剂（8）反应生成的氧气，透过上层过滤隔板（15）进入出气缓冲层，再通过呼气管（3）与生氧罐罐口之间的空隙进入气囊（5），氧气流压迫并打开吸气阀（22）后从呼吸软件排出，供人体吸入使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，包括呼吸软管（1）、气囊（5），生氧罐（7），上外壳（17），下外壳（13），其特征在于，所述生氧罐（7）内置于所述下外壳（13）内，生氧罐外壁（12）和下外壳（13）之间设置有相变降温材料冷却层（9）；所述生氧罐（7）竖直中心轴上设置有多孔呼气导管（6），多孔呼气导管（6）上、下管口所在平面上分别设置有上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）；在所述上层过滤隔板（15）和下层过滤隔板（16）之间，多孔呼气导管（6）与生氧罐外壁（12）通过支撑分流导热板（14）连接。

2.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，呼吸软管（1）下管口设置有组合阀（2），其中，组合阀（2）包括一个呼气阀（21）和一个吸气阀（22）。

3.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，所述气囊（5）的上口和下口分别与所述呼吸软管（1）和所述生氧罐（7）罐口套接，气囊（5）中设置有呼气管（3），呼气管（3）下管口与多孔呼气导管（6）上管口相连，呼气管（3）上管口通过所述呼气阀（21）与呼吸软管（1）导通。

4.如权利要求2所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，呼吸软管（1）通过所述吸气阀（22）与气囊（5）内腔直接导通。

5.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，多孔呼气导管（6）为不锈钢制多孔呼气导管。

6.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，支撑分流导热板（14）为多个，支撑分流导热板（14）所在平面法线方向为水平方向，并以多孔呼气导管（6）为轴，呈放射状分布。

7.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，所述气囊（5）上设置有排气阀（4）。

8.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，所述上外壳（17）上安装有漏气检测装置（11），所述漏气检测装置与上外壳的内壁相连，采用变色硅胶作为检测物质。

9.如权利要求1所述的具有导流强化传热和降温性能的化学氧自救器，其特征在于，所述呼气管（3）管径小于生氧罐（7）罐口的口径。