CN204327162U - 地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备。解决现有用于井矿下灭火的地面系统不完备的问题。本实用新型包括贮液罐，贮液罐通过液相高压软管连接自热式气液转换器，自热式气液转换器通过气液混相高压软管连接强热式气液转换器，强热式气液转换器通过气相高压钢管连接气体调压装置，气体调压装置通过气相钢管连接井下防灭火管路，贮液罐上设置旁路增压支路，贮液罐与强热式气液转换器之间连接气相增压软管，气相增压软管的进气口连接贮液罐的顶部，出气口连接强热式气液转换器。本实用新型通过固定在地面上的连接设备形成防灭火系统，通过一级与二级转化将二氧化碳完全转化为气态，以产生稳定、有效气体输送的防灭火保障。

Description

地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备

技术领域

本实用新型属于矿井安全治理技术领域，涉及一种矿井灭火系统，特别是一种地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备。

背景技术

矿井下作业的安全性尤为重要，其中预防火灾也是矿井作业中重点安全项目之一。

研究煤矿井下火灾防治技术及相关工艺装备，特别是研制一种能够保障液态二氧化碳防灭火的相关装置，既有助于有效消除火灾隐患，保障井下作业人员的生命安全，又有助于避免煤炭资源的损失扩大，对煤矿的安全生产与发展都具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能向矿井下提供二氧化碳气进行灭火，且产生稳定、有效气体输送的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，包括贮液罐，所述贮液罐通过液相高压软管连接自热式气液转换器，所述自热式气液转换器通过气液混相高压软管连接强热式气液转换器，所述强热式气液转换器通过气相高压钢管连接气体调压装置，所述气体调压装置通过气相钢管连接井下防灭火管路，所述贮液罐上设置旁路增压支路，所述旁路增压支路的进液口连通贮液罐的底部，出液口连通贮液罐的顶部，所述旁路增压支路上串接增压泵，所述贮液罐与强热式气液转换器之间连接气相增压软管，所述气相增压软管的进气口连接贮液罐的顶部，出气口连接强热式气液转换器。

本地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，旁路增压支路采用不锈钢的连接管；液相高压软管、气液混相高压软管及气相增压软管均采用金属软管。本装备的作用过程为，液态的二氧化碳由贮液罐流出进入自热式气液转换器，在自热式气液转换器中吸收环境热量进行自主气化，该过程为一级气化，其气化程度不一定完全、彻底，因而形成气液混相的二氧化碳；而后气液混相的二氧化碳进入强热式气液转换器，在强热式气液转换器中被加热设备强制加热，该过程为二级气化，进而达到完全气化；完全气化的二氧化碳通过气体调压装置进行降压，并把脉冲状态的压力调整成稳定状态的压力；最后二氧化碳气体通过井下防灭火管路达到井下防灭火地点进行释放。通过旁路增压支路上的增压泵将贮液罐中的液态二氧化碳由底部抽灌至顶部，并循环运作，以保证使贮液罐内的压力达到设计压力范围。贮液罐通过顶部的气相增压软管向强热式气液转换器输送气态二氧化碳，用于给强热式气液转换器增压，以防止液态二氧化碳固化。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述贮液罐上配置有控制阀与调节阀，还配置有安全阀、压力表和液位计，所述压力表连接测控器，所述测控器电控连接上述增压泵。当压力表测量的贮液罐内压力达到下限值时，则测控器通过电路控制增压泵立即启动，并往贮液罐内增压至设计压力的上限值，此时自动停泵，如此循环往复。贮液罐内的设计压力在1.3～2.2MPa范围内，增压泵始终要保证贮液罐内处于设计压力，且增压泵的工作方式为间断式，不是连续式，其工作时间约占气化时间的三分之一，所以比较省电。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述贮液罐的底部设置托架，所述托架的底部设置行走轮。贮液罐的功能和作用是：将来自化工厂的低温、高压液态二氧化碳储存于内腔中，并供给转换器气化之用。为了保温起见，贮液罐结构设计成为内外双层罐，以利于保温，防止使液态二氧化碳固化。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述自热式气液转换器包括换热盘管，所述换热盘管的外侧设置导热片，所述导热片与外界大气相接触。换热盘管具体为螺旋状的钢管，其导热效果良好，使热传导得以顺利进行。自热式气液转换器的作用原理是：将环境空气的热量通过导热片传导给换热盘管，并持续不断地补充气化过程中所吸收的热量，以使气化的顺利进行。该气化过程为一级气化，靠空气热传导进行气化，气化程度受外界环境温度的影响，气化不一定完全、彻底。该气化过程不需要由外部提供热源，全靠空气自热方式加热，以达到节能节水的目的，符合节能减排的理念。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述强热式气液转换器内设置换热盘管与电加热器，所述电加热器通过电路连接外部配电箱。强热式气液转换器的壳程内的水或导热油通过电加热器加热后，换热盘管的管程内的液体与壳程内的水或导热油进行热交换，从而达到二氧化碳的液体转化气体的作用。以外部加热方式完成液气转化，进而实现二级气化，由此促使由一级气化进入二级气化程序，但尚未完全气化的部分液体二氧化碳完全气化。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述强热式气液转换器内设置换热盘管与蒸汽加热器，所述蒸汽加热器通过管路连接外部蒸汽发生器。强热式气液转换器的壳程内的水或导热油通过蒸汽加热器加热后，换热盘管的管程内的液体与壳程内的水或导热油进行热交换，从而达到二氧化碳的液体转化气体的作用。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述气体调压装置包括输送管路，所述输送管路上设置低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。通过气体调压装置将气化的二氧化碳经过压力调节成为与井下管路系统匹配的合理压力，并把脉冲状态的压力调整成为稳定状态的压力，然后进行释放和输出，从而达到灭火的目的。

在上述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备中，所述气体调压装置的输送管路包括工作管路与备用管路，所述工作管路与备用管路相并联，所述工作管路或备用管路上均设置上述低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。

与现有技术相比，本地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备通过固定在地面上的连接设备形成防灭火系统，通过一级与二级液转气将二氧化碳完全转化为灭火所需的气态，同时通过设置旁路增压支路与气相增压软管，实现贮液罐的高压调控和强热式气液转换器增压防固化的作用，以产生稳定、有效气体输送的防灭火保障。

附图说明

图1是本地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备的结构图。

图2是本地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备的原理图。

图中，1、贮液罐；1a、托架；1b、行走轮；2、旁路增压支路；3、增压泵；4、液相高压软管；5、自热式气液转换器；6、气液混相高压软管；7、气相增压软管；8、强热式气液转换器；8a、电加热器；8b、配电箱；9、气相高压钢管；10、气体调压装置；11、气相钢管；12、井下防灭火管路。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和2所示，本地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，包括贮液罐1，贮液罐1通过液相高压软管4连接自热式气液转换器5，自热式气液转换器5通过气液混相高压软管6连接强热式气液转换器8，强热式气液转换器8通过气相高压钢管9连接气体调压装置10，气体调压装置10通过气相钢管11连接井下防灭火管路12。液相高压软管4及气液混相高压软管6均采用金属软管。

贮液罐1上设置旁路增压支路2，旁路增压支路2的进液口连通贮液罐1的底部，出液口连通贮液罐1的顶部，旁路增压支路2上串接增压泵3。旁路增压支路2采用不锈钢的连接管。贮液罐1上配置有控制阀与调节阀，还配置有安全阀、压力表和液位计，其中压力表连接测控器，测控器电控连接增压泵3。

当压力表测量的贮液罐1内压力达到下限值时，则测控器通过电路控制增压泵3立即启动，并往贮液罐1内增压至设计压力的上限值，此时自动停泵，如此循环往复。贮液罐1内的设计压力在1.3～2.2MPa范围内，增压泵3始终要保证贮液罐1内处于设计压力，且增压泵3的工作方式为间断式，不是连续式，其工作时间约占气化时间的三分之一，所以比较省电。

贮液罐1与强热式气液转换器8之间连接气相增压软管7，气相增压软管7的进气口连接贮液罐1的顶部，出气口连接强热式气液转换器8。气相增压软管7均采用金属软管。

贮液罐1的底部设置托架1a，托架1a的底部设置行走轮1b。贮液罐1的功能和作用是：将来自化工厂的低温、高压液态二氧化碳储存于内腔中，并供给转换器气化之用。为了保温起见，贮液罐1结构设计成为内外双层罐，以利于保温，防止使液态二氧化碳固化。

自热式气液转换器5包括换热盘管，换热盘管的外侧设置导热片，导热片与外界大气相接触。换热盘管具体为螺旋状的钢管，其导热效果良好，使热传导得以顺利进行。自热式气液转换器5的作用原理是：将环境空气的热量通过导热片传导给换热盘管，并持续不断地补充气化过程中所吸收的热量，以使气化的顺利进行。该气化过程为一级气化，靠空气热传导进行气化，气化程度受外界环境温度的影响，气化不一定完全、彻底。该气化过程不需要由外部提供热源，全靠空气自热方式加热，以达到节能节水的目的，符合节能减排的理念。

强热式气液转换器8内设置换热盘管与电加热器8a，电加热器8a通过电路连接外部配电箱8b。强热式气液转换器8的壳程内的水或导热油通过电加热器8a加热后，换热盘管的管程内的液体与壳程内的水或导热油进行热交换，从而达到二氧化碳的液体转化气体的作用。以外部加热方式完成液气转化，进而实现二级气化，由此促使由一级气化进入二级气化程序，但尚未完全气化的部分液体二氧化碳完全气化。

气体调压装置10包括输送管路，输送管路上设置低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。通过气体调压装置10将气化的二氧化碳经过压力调节成为与井下管路系统匹配的合理压力，并把脉冲状态的压力调整成为稳定状态的压力，然后进行释放和输出，从而达到灭火的目的。

气体调压装置10的输送管路包括工作管路与备用管路，所述工作管路与备用管路相并联，所述工作管路或备用管路上均设置上述低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。

本装备的作用过程为，液态的二氧化碳由贮液罐1流出进入自热式气液转换器5，在自热式气液转换器5中吸收环境热量进行自主气化，该过程为一级气化，其气化程度不一定完全、彻底，因而形成气液混相的二氧化碳；而后气液混相的二氧化碳进入强热式气液转换器8，在强热式气液转换器8中被加热设备强制加热，该过程为二级气化，进而达到完全气化；完全气化的二氧化碳通过气体调压装置10进行降压，并把脉冲状态的压力调整成稳定状态的压力；最后二氧化碳气体通过井下防灭火管路12达到井下防灭火地点进行释放。通过旁路增压支路2上的增压泵3将贮液罐1中的液态二氧化碳由底部抽灌至顶部，并循环运作，以保证使贮液罐1内的压力达到设计压力范围。贮液罐1通过顶部的气相增压软管7向强热式气液转换器8输送气态二氧化碳，用于给强热式气液转换器8增压，以防止液态二氧化碳固化。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：

强热式气液转换器8内设置换热盘管与蒸汽加热器，蒸汽加热器通过管路连接外部蒸汽发生器。强热式气液转换器8的壳程内的水或导热油通过蒸汽加热器加热后，换热盘管的管程内的液体与壳程内的水或导热油进行热交换，从而达到二氧化碳的液体转化气体的作用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了贮液罐1；托架1a；行走轮1b；旁路增压支路2；增压泵3；液相高压软管4；自热式气液转换器5；气液混相高压软管6；气相增压软管7；强热式气液转换器8；电加热器8a；配电箱8b；气相高压钢管9；气体调压装置10；气相钢管11；井下防灭火管路12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，包括贮液罐，所述贮液罐通过液相高压软管连接自热式气液转换器，所述自热式气液转换器通过气液混相高压软管连接强热式气液转换器，所述强热式气液转换器通过气相高压钢管连接气体调压装置，所述气体调压装置通过气相钢管连接井下防灭火管路，所述贮液罐上设置旁路增压支路，所述旁路增压支路的进液口连通贮液罐的底部，出液口连通贮液罐的顶部，所述旁路增压支路上串接增压泵，所述贮液罐与强热式气液转换器之间连接气相增压软管，所述气相增压软管的进气口连接贮液罐的顶部，出气口连接强热式气液转换器。

2.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述贮液罐上配置有控制阀与调节阀，还配置有安全阀、压力表和液位计，所述压力表连接测控器，所述测控器电控连接上述增压泵。

3.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述贮液罐的底部设置托架，所述托架的底部设置行走轮。

4.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述自热式气液转换器包括换热盘管，所述换热盘管的外侧设置导热片，所述导热片与外界大气相接触。

5.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述强热式气液转换器内设置换热盘管与电加热器，所述电加热器通过电路连接外部配电箱。

6.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述强热式气液转换器内设置换热盘管与蒸汽加热器，所述蒸汽加热器通过管路连接外部蒸汽发生器。

7.根据权利要求1所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述气体调压装置包括输送管路，所述输送管路上设置低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。

8.根据权利要求7所述的地面固定式矿用液态二氧化碳气化防灭火装备，其特征在于，所述气体调压装置的输送管路包括工作管路与备用管路，所述工作管路与备用管路相并联，所述工作管路或备用管路上均设置上述低温截止阀、低温球阀、气体调压阀、安全阀、压力表及过滤器。