CN104455572A - 避难硐室单向排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种避难硐室单向排气装置，包括设有进气口及出气口的排气管，进气口连接有自动排气阀，自动排气阀包括设有气流通道的阀座、用于启闭气流通道的阀盖和用于与阀盖组成杠杆联动机构的联动总成；硐室内部气体压力处于设定范围时气流通道关闭，能够阻隔避难硐室外的有毒有害气体进入避难硐室内部，保证内部人员和设备的安全；内部气体压力超过设定值时，作用在阀盖上的压力将大于联动总成提供的阻力，此时阀盖张开、气流通道开启，将硐室内的空气排出硐室外，以使避难硐室维持一个合适的气压；阀盖与联动总成组成杠杆联动机构，其结构简单，便于制造、组装和检修，使用安全可靠。

Description

避难硐室单向排气装置

技术领域

本发明涉及一种排气装置，特别涉及一种避难硐室单向排气装置。

背景技术

煤矿井下发生煤与瓦斯突出、爆炸、火灾、冒顶等事故导致巷道内充满有毒有害气体、巷道堵塞等情况而使遇险人员无法安全撤离灾害现场时，遇险人员可快速进入紧急避险设施内等待救援。避难硐室作为井下紧急避险系统的重要组成部分，可抵御瓦斯爆炸的冲击、隔绝有毒害的气体，尤其当井下发生矿难后，避难硐室可为无法及时撤离的人员提供安全、密闭的生存空间，并且为避险人员提供氧气、食物和水等生存必须物，从而为人们争取宝贵的救援时间；当避难硐室的压风供给系统和气幕喷淋系统处于正常工作状态时，它们会释放出大量的空气，从而导致避难硐室内部的气压骤然上升；根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》中的相关规定，避难硐室内的气压应该始终保持高于外界气压100-500Pa；为解决该问题，目前避难硐室一般配备有手动或者自动排气装置，但是手动排气装置反应不迅速、不方便，而现有的自动排气装置则结构复杂，不便于制造、组装和检修。

因此，为解决上述问题，就需要一种避难硐室单向排气装置，其既能够阻隔避难硐室外的有毒有害气体进入避难硐室内部，保证内部人员和设备的安全，也能够在避难硐室内的气压上升至较高数值时将硐室内的空气排出硐室外，以使避难硐室维持一个合适的气压，并且结构简单，便于制造、组装和检修，使用安全可靠。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种避难硐室单向排气装置，既能够阻隔避难硐室外的有毒有害气体进入避难硐室内部，保证内部人员和设备的安全，也能够在避难硐室内的气压上升至较高数值时将硐室内的空气排出硐室外，以使避难硐室维持一个合适的气压，并且结构简单，便于制造、组装和检修，使用安全可靠。

本发明的避难硐室单向排气装置，包括设有进气口及出气口的用于穿透硐室墙体的排气管，所述进气口连接有用于控制进气的自动排气阀，所述自动排气阀包括设有气流通道的阀座、用于启闭所述气流通道的阀盖和用于与所述阀盖组成杠杆联动机构的联动总成；所述阀盖在硐室内部气压作用下开启气流通道并在联动总成的作用下回复到关闭气流通道的状态。

进一步，所述联动总成包括支撑体、配重体及以单自由度转动连接于所述支撑体的连杆体，所述支撑体固定在阀座上，所述连杆体的支点的两侧分别连接阀盖与配重体。

进一步，所述配重体可在连杆体上滑动以调节其重心与支点之间的距离。

进一步，所述连杆体上设有滑槽，所述配重体包括重锤Ⅰ、重锤Ⅱ及用于连接所述重锤Ⅰ和重锤Ⅱ的连接件，所述连接件穿过滑槽并可沿滑槽滑动及定位。

进一步，所述阀座的前开口端侧壁向内延伸形成挡边，所述阀盖设于挡边的内侧并与挡边配合连接以关闭气流通道。

进一步，所述挡边的内壁设有用于安装密封圈的密封槽。

进一步，本排气装置还包括设在所述进气口与自动排气阀之间的手动排气阀，所述手动排气阀的两端分别设有用于与排气管连接的固定法兰盘Ⅰ及用于与自动排气阀连接的固定法兰盘Ⅱ。

进一步，本排气装置还包括活动套在所述阀座上的用于与固定法兰盘Ⅱ连接的活动法兰盘，所述阀座的后开口端侧壁向外延伸形成翻边，紧固件穿过所述活动法兰盘将翻边压紧固定于固定法兰盘Ⅱ。

进一步，所述排气管的进气口端设有用于与固定法兰盘Ⅰ配合连接的固定法兰盘Ⅲ，所述固定法兰盘Ⅰ与固定法兰盘Ⅲ之间、所述固定法兰盘Ⅱ与翻边之间均设有实现密封连接的密封垫。

进一步，所述排气管设有使出气口倾斜于水平面设置的末端弯头。

本发明的有益效果：本发明的避难硐室单向排气装置，硐室内部气体压力处于设定范围时气流通道关闭，能够阻隔避难硐室外的有毒有害气体进入避难硐室内部，保证内部人员和设备的安全；内部气体压力超过设定值时，作用在阀盖上的压力将大于联动总成提供的阻力，此时阀盖张开、气流通道开启，将硐室内的空气排出硐室外，以使避难硐室维持一个合适的气压；阀盖与联动总成组成杠杆联动机构，其结构简单，便于制造、组装和检修，使用安全可靠，经济性好，便于推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的自动排气阀的结构示意图；

图3为图2中F处放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的自动排气阀的结构示意图，图3为图2中F处放大图，如图所示：本实施例的避难硐室单向排气装置，包括设有进气口(图中未示出)及出气口11的用于穿透硐室墙体9的排气管1，所述进气口连接有用于控制进气的自动排气阀，所述自动排气阀包括设有气流通道的阀座21、用于启闭所述气流通道的阀盖22和用于与所述阀盖22组成杠杆联动机构的联动总成；所述阀盖22在硐室内部气压作用下开启气流通道并在联动总成的作用下回复到关闭气流通道的状态；排气管1优选由碳素钢制成，表面进行防腐处理，耐腐蚀和冲击，满足煤矿井下防爆要求；排气管1上设有穿墙预埋部，当排气管1从硐室墙体9中穿过时，排气管1通过穿墙预埋部与硐室墙体9接触，可在穿墙预埋部的外侧包裹套管，以弥补排气管1贯穿安装时存在的预埋尺寸误差；排气管1的两端分别设进气口和出气口11，使用时进气口位于硐室内部、出气口11位于硐室外部；自动排气阀具有自动泄压的作用，优选采用镀彩锌的碳素钢制成；阀座21的两端开口，能够与排气管1对接，气流通道即其中空内部；硐室内部气体压力处于设定范围时气流通道关闭，能够阻隔避难硐室外的有毒有害气体进入避难硐室内部，保证内部人员和设备的安全；内部气体压力超过设定值时，作用在阀盖22上的压力将大于联动总成提供的阻力，此时阀盖22张开、气流通道开启，将硐室内的空气排出硐室外，以使避难硐室维持一个合适的气压；阀盖22与联动总成组成杠杆联动机构，其结构简单，便于制造、组装和检修，使用安全可靠，经济性好，便于推广应用。

本实施例中，所述联动总成包括支撑体23、配重体及以单自由度转动连接于所述支撑体23的连杆体24，所述支撑体23固定在阀座21上，所述连杆体24的支点的两侧分别连接阀盖22与配重体；作为物理模型，连杆体24相当于一杠杆，支撑体23提供固定点(即支点)，连杆体24两侧的力分别是阀盖22外表面的气压压力和配重体重力；支撑体23优选固定在阀座21下侧，使自动排气阀的结构紧凑；连杆体24通过转轴26铰接于支撑体23，转轴26位置可视为支点所在；自动排气阀的自动泄压效果变量包括配重体重量、配重体到支点的距离、阀盖22到支点的距离及阀盖22的受力面大小等参数，要实现自动泄压，通过实际测量即可确定这些参数的具体物理值，在此并不对其具体数值进行限定；该结构简单，制造加工成本低，安装、维护方便，经济性好，便于推广应用；优选地，阀盖22与连杆体24的一端通过螺纹杆27连接，便于拆装，并且螺纹杆27同时垂直于阀盖22和连杆体24，有利于发挥杠杆作用。

本实施例中，所述配重体可在连杆体24上滑动以调节其重心与支点之间的距离；配重体滑动的目的是调节其重心与支点之间的距离，从而达到调节自动排气阀排气压力的效果，即配重体到支点的距离改变后，这一杠杆联动机构的平衡参数就发生改变，打开阀盖22的气压也就改变；配重体可在连杆体24上任意滑动，也可固定在某一位置，使调节简单、方便；本实施例中，所述连杆体24上设有滑槽241，所述配重体包括重锤Ⅰ25a、重锤Ⅱ25b及用于连接所述重锤Ⅰ25a和重锤Ⅱ25b的连接件25c，所述连接件25c穿过滑槽241并可沿滑槽241滑动及定位；重锤Ⅰ25a和重锤Ⅱ25b的形状、质量一致，呈对称分布；滑槽241优选为横槽，当然也可以是纵槽或者其它方向的长槽；连接件25c优选为螺杆，重锤Ⅰ25a和重锤Ⅱ25b的中心设置相应螺孔，螺杆穿过横槽并连接两螺孔，重锤Ⅰ25a和重锤Ⅱ25b对连杆体24的挤压力使配重体、连接件25c固定在某一位置；如图2所示，配重体可在滑槽241的A点至B点之间移动，如排气压力过高，可以将配重体朝A点方向移动。

本实施例中，所述阀座21的前开口端侧壁向内延伸形成挡边21a，所述阀盖22设于挡边21a的内侧并与挡边21a配合连接以关闭气流通道；顺气体的流动方向，气体从阀座21的前开口端流至后开口端；向内即朝向气流通道方向；挡边21a的内侧位于气流通道中；在未排气的情况下，阀盖22的外壁压合挡边21a的内壁以关闭气流通道；本实施例中，所述挡边21a的内壁设有用于安装密封圈8的密封槽，保证密封效果；密封圈8优选为“O”型橡胶圈，此时密封槽为环形槽；如图3所示，密封圈8的高度略大于密封槽的深度，二者数值相差L，L＝0.8～1.0mm，使阀盖22能够通过压合密封圈8实现密封。

本实施例中，排气装置还包括设在所述进气口与自动排气阀之间的手动排气阀3，所述手动排气阀3的两端分别设有用于与排气管1连接的固定法兰盘Ⅰ31及用于与自动排气阀连接的固定法兰盘Ⅱ32；手动排气阀3可以是排气蝶阀或者排气球阀，具有碳素钢制成的外壳及操作手柄，安装时操作手柄朝下，通过旋动操作手柄可以调节排气流量，保证泄压速率能够达到要求；手动排气阀3的外壳与固定法兰盘Ⅰ31及固定法兰盘Ⅱ32一体成型，便于装配。

本实施例中，排气装置还包括活动套在所述阀座21上的用于与固定法兰盘Ⅱ32连接的活动法兰盘4，所述阀座21的后开口端侧壁向外延伸形成翻边21b，紧固件7穿过所述活动法兰盘4将翻边21b压紧固定于固定法兰盘Ⅱ32；紧固件7可以是紧固螺栓；活动法兰盘4使得在安装自动排气阀时能够根据实际情况调整角度，由于采用杠杆联动机构，连杆体24与地面相垂直时能够取得较好的泄压效果。

本实施例中，所述排气管1的进气口端设有用于与固定法兰盘Ⅰ31配合连接的固定法兰盘Ⅲ12，所述固定法兰盘Ⅰ31与固定法兰盘Ⅲ12之间、所述固定法兰盘Ⅱ32与翻边21b之间均设有实现密封连接的密封垫5；密封垫5优选为阻燃抗静电的橡胶垫，保证密封效果。

本实施例中，所述排气管1设有使出气口11倾斜于水平面设置的末端弯头13；在发生井下事故的情况下，冲击波和有毒有害气体沿水平方向的流向最为集中，排气管1设置末端弯头13，能够利用管壁阻挡大部分气体；末端弯头13优选为朝下的90度弯头，此时出气口11正对巷道地面；当然，还可以将末端弯头设成多段折弯的迷宫结构，阻挡效果更好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种避难硐室单向排气装置，包括设有进气口及出气口的用于穿透硐室墙体的排气管，其特征在于：所述进气口连接有用于控制进气的自动排气阀，所述自动排气阀包括设有气流通道的阀座、用于启闭所述气流通道的阀盖和用于与所述阀盖组成杠杆联动机构的联动总成；所述阀盖在硐室内部气压作用下开启气流通道并在联动总成的作用下回复到关闭气流通道的状态。

2.根据权利要求1所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述联动总成包括支撑体、配重体及以单自由度转动连接于所述支撑体的连杆体，所述支撑体固定在阀座上，所述连杆体的支点的两侧分别连接阀盖与配重体。

3.根据权利要求2所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述配重体可在连杆体上滑动以调节其重心与支点之间的距离。

4.根据权利要求3所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述连杆体上设有滑槽，所述配重体包括重锤Ⅰ、重锤Ⅱ及用于连接所述重锤Ⅰ和重锤Ⅱ的连接件，所述连接件穿过滑槽并可沿滑槽滑动及定位。

5.根据权利要求1所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述阀座的前开口端侧壁向内延伸形成挡边，所述阀盖设于挡边的内侧并与挡边配合连接以关闭气流通道。

6.根据权利要求5所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述挡边的内壁设有用于安装密封圈的密封槽。

7.根据权利要求1至6任一项所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：排气装置还包括设在所述进气口与自动排气阀之间的手动排气阀，所述手动排气阀的两端分别设有用于与排气管连接的固定法兰盘Ⅰ及用于与自动排气阀连接的固定法兰盘Ⅱ。

8.根据权利要求7所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：排气装置还包括活动套在所述阀座上的用于与固定法兰盘Ⅱ连接的活动法兰盘，所述阀座的后开口端侧壁向外延伸形成翻边，紧固件穿过所述活动法兰盘将翻边压紧固定于固定法兰盘Ⅱ。

9.根据权利要求8所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述排气管的进气口端设有用于与固定法兰盘Ⅰ配合连接的固定法兰盘Ⅲ，所述固定法兰盘Ⅰ与固定法兰盘Ⅲ之间、所述固定法兰盘Ⅱ与翻边之间均设有实现密封连接的密封垫。

10.根据权利要求1至6任一项所述的避难硐室单向排气装置，其特征在于：所述排气管设有使出气口倾斜于水平面设置的末端弯头。