CN204502181U - 一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出了一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，包括面罩、供电单元和供气单元，所述面罩包括面罩进气口；所述供气单元包充气泵和涡流管；供电单元向充气泵供电；充气泵包括气体腔室、空气压缩机、气压阀和喷头；涡流管包括一腔体，腔体上设有进气口、冷气出口和热气出口；所述空气压缩机和气压阀分别连在气体腔室上，所述气压阀通过喷头与进气口相连；所述冷气出口与面罩进气口相连。可过滤大颗粒物质(煤尘、烟尘、化学微粒等)、水分、细菌、包括CO在内的有毒有害气体和空气中的异味，达到清新空气的作用，同时空气经过涡流管降温能够有效缓解高温环境对呼吸的影响。

Description

一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置

技术领域

本实用新型涉及呼吸器领域，具体涉及一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置。

背景技术

矿井火灾是矿井重大灾害之一，随着煤矿自动化程度的增高，矿井内机械电气设备增多，同时也增加了矿井发生火灾的危险性。矿井发生火灾后，火势发展迅猛，情况复杂，影响范围广，不仅会烧毁矿井设备和煤炭资源，而且火灾烟流蔓延，威胁着井下工作人员的生命安全。特别是高温烟流的作用，在某些巷道内产生火风压，造成风流逆转及紊乱，使灾害发生意外的变化，扩大受灾的范围，而燃烧物燃烧后所生成的有毒有害气体不依既定路线流动，会使灾区或灾区涉及的区域中的人员中毒伤亡，也可能引起可燃气体爆炸，极易酿成人员伤亡和财产损失等重大灾害事故。

在发生矿井火灾事故时，环境温度高、粉尘浓度大、有毒有害气体大量存在，如何对矿工实施有效的防护成为人们所面临的重大难题。在矿井火灾环境中，矿工需要快速机动地撤离到安全地点，对呼吸过滤装置的性能要求比较高。目前，井下发生火灾事故时通常使用自救器，能够独立供氧45分钟左右，然而，自救器使用时间短且为一次性消耗品，无法对吸入气体进行降温，在这种环境下使用容易受热环境影响而使人体产生不舒适感，工人使用超过45分钟还没有逃离火灾现场，就必须直接面对高温、有毒有害气体弥漫的恶劣环境。煤矿井下火灾通常会出现逃生线路长、环境复杂等情况，逃生时间通常会大于45分钟，这就严重限制了自救器的使用范围，研究一种能够在火灾高温、有毒有害气体弥漫的恶劣环境中长时间使用的呼吸过滤装置就显得非常有必要了。

实用新型内容

考虑到矿井火灾环境的特殊性，本实用新型提供一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，可佩戴于人体面部，制冷效果好，能够有效缓解高温对人体脸部和呼吸的影响，减少人体出汗。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，包括面罩、供电单元和供气单元，其特殊之处在于：所述面罩包括面罩进气口；

所述供气单元包括充气泵和涡流管；供电单元向充气泵供电；

充气泵包括气体腔室、空气压缩机、气压阀和喷头；

涡流管包括一腔体，腔体上设有进气口、冷气出口和热气出口；

所述空气压缩机和气压阀分别连在气体腔室上，所述气压阀通过喷头与进气口相连；

所述冷气出口与面罩进气口相连，热气出口的气流直接排放。

过滤装置还包括过滤单元，过滤单元包括过滤进气口和过滤出气口；

过滤进气口和过滤出气口之间设有过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层；

所述冷气出口依次通过过滤进气口和过滤出气口与面罩进气口相连。

过滤进气口和过滤出气口之间依次设有过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层。

上述过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层依次设置在一个球形腔体内。可保证气体能够有效过滤，确保气流平稳，保障呼吸顺畅，

上述球形腔体包括半球形腔体，半球形腔体有两个。该球形腔体可拆卸与组装，能够灵活更换球形腔体内的过滤材料。

两个半球形腔体之间扣合或螺纹连接形成所述球形腔体。

上述供电单元为充电电池，充电电池设置在金属防护罩内。可由充电电池为充气泵提供动力并为整个呼吸过滤装置提供0.5MPa左右的空气。

上述面罩包括面罩本体、环状气腔、透气口、系带、呼吸出气口和玻璃窗口；

所述环状气腔、系带、呼吸出气口和玻璃窗口均设置在面罩本体上；环状气腔可环绕人体面部前方一圈，能够确保供气均匀；系带可环绕人体头部且可灵活调节长度；

所述面罩进气口设置在环状气腔上；

透气口有多个，布置在环状气腔上，朝向使用者的面部；

呼吸出气口和玻璃窗口设置在环状气腔的内侧，呼吸出气口位于玻璃窗口的下方；

当面罩佩戴在使用者面部时，玻璃窗口位于眼睛正前方，玻璃窗口由高热稳定性加厚钢化视镜片制成，能够防止外界高温环境对玻璃窗口造成结构破坏，确保视线清楚；

呼吸出气口位于位于嘴鼻正前方且只能出气不能进气。

面罩佩戴于人体面部，面罩本体由棉质网面材料制成，具有柔软、透气性好的特点，对皮肤无刺激，能够保持面罩与脸部接触部位持续干爽。

上述透气口均匀布置在环状气腔上。空气从透气口进入面罩内部，营造正压微环境，防止外界未经过滤气体进入面罩。

上述环状气腔为一软管。

本实用新型具有以下技术效果：

1、本实用新型采用涡流管作为降温装置，体积小、重量轻，制冷效果好，能够有效缓解高温对人体脸部和呼吸的影响，减少人体出汗，增加了人体的热舒适性。

2、本实用新型采用充气泵和大容量锂电池组合提供气源，供气稳定，能够提供0.5MPa左右的空气，满足涡流管降温需求且能够在面罩内部形成微型正压环境，具有携带方便、移动灵活、经济实用的特点。

3、本实用新型对空气的过滤效果好，分别采用玻璃纤维膜、氯化钙、活性炭、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷作为过滤介质，能够吸收大颗粒物质(煤尘、烟尘、化学微粒等)、水分、CO在内的有毒有害气体，且具有杀菌和清新空气的作用，同时能够确保管路干燥。

4、本实用新型采用高热稳定性加厚钢化视镜片作为玻璃窗口，能够防止高温环境对玻璃窗口造成结构破坏，确保使用者视线清楚。使用者能够灵活移动且视线不受干扰，以提升携带与使用本实用新型的便利性。

5、本实用新型的球形腔体，空气依次通过过滤介质，可增加有效过滤面积。

6、本实用新型中球形腔体中的过滤介质可灵活更换，增加了本实用新型的使用寿命。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2小型充气泵空气流动示意图；

图3涡流管空气流动示意图；

图4过滤腔体结构示意图；

图5面罩结构示意图；

附图标记：

1-供气单元；2-充气泵；3-涡流管；4-过滤腔体；5-面罩；21-气体腔室；22-空气压缩机；23-气压阀；24-喷头；31-进气口；32-冷气出口；33-热气出口；41-过滤网；42-氯化钙过滤层；43-过滤腔体连接组件；44-活性炭过滤层；45-霍加拉特药剂层；46-蜂窝状薄荷过滤层；51-面罩本体；52-环状气腔；53-透气口；54-系带；55-呼吸出气口；56-玻璃窗口。

具体实施方式

本实用新型提供了一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，如图1至图5所示，包括面罩5、供电单元1、过滤单元4和供气单元，过滤单元包括过滤进气口和过滤出气口。

供气单元包充气泵2和涡流管3；供电单元向充气泵供电；充气泵包括气体腔室、空气压缩机、气压阀和喷头；涡流管包括一腔体，腔体上设有进气口、冷气出口和热气出口；所述空气压缩机和气压阀分别连在气体腔室上，所述气压阀通过喷头与进气口相连。

供电单元1包括4块高容量锂电池，电池组外包金属防护罩。4块锂电池并联在一起，锂电池由系带绑在一起并固定在金属防护罩内，电池可灵活充电。供电单元1为充气泵2提供动力。

空气由空气压缩机22压缩加压并储存在气体腔室21中，气压阀23控制气体腔室的出气口压力，气体经喷头24喷出并流入涡流管3的进气口31中。充气泵2能够提供0.5MPa左右的空气，供气稳定。

涡流管3可将进口气流分成冷流和热流并分别从冷气出口32和热气出口33排出，热气出口的气流直接排放，冷气气出口通过面罩进气口进入面罩，能够有效缓解高温对人体脸部和呼吸的影响，减少人体出汗。

为了保证本实用新型的过滤效果，冷气气出口的气流也可通过过滤单元后，再通过面罩进气口进入面罩。，

过滤进气口和过滤出气口之间设有过滤网41、氯化钙过滤层42、活性炭过滤层44、霍加拉特药剂层45和蜂窝状薄荷过滤层46，可将过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层依次设置在一个球形腔体内。球形腔体包括半球形腔体，半球形腔体有两个，这两个半球形腔体之间扣合或螺纹连接形成球形腔体。

气流在过滤单元中依次经过过滤网41、氯化钙过滤层42、活性炭过滤层44、霍加拉特药剂层45、蜂窝状薄荷过滤层46。过滤网由玻璃纤维膜制成，在此过程中，过滤网41吸收煤尘、烟尘、化学微粒等大颗粒物质；氯化钙过滤层42吸收细菌且可强化吸水，能够确保管路干燥，减少细菌滋生，防止感染发生；活性炭过滤层44能够吸附有毒、有害气体，净化空气；霍加拉特药剂层45是由二氧化锰和氧化铜组成的霍加拉特催化剂，能够在常温下将空气中有毒的一氧化碳气体催化氧化成无毒的二氧化碳气体，能够吸收活性炭无法过滤的CO气体；蜂窝状薄荷过滤层46能够使空气具有薄荷清香，呼吸清新，达到提神醒脑、缓解疲劳的作用。气流经过滤单元4过滤后通过过滤出气口进入面罩5进气口。

面罩5包括面罩本体51、环状气腔52、透气口53、系带54、呼吸出气口55和玻璃窗口56，环状气腔、系带、呼吸出气口和玻璃窗口均设置在面罩本体上；环状气腔可环绕人体面部前方一圈，能够确保供气均匀；系带可环绕人体头部且可灵活调节长度；面罩进气口设置在环状气腔上；透气口有多个，可均匀布置在环状气腔上，透气口朝向使用者的面部；呼吸出气口和玻璃窗口设置在环状气腔的内侧，呼吸出气口位于玻璃窗口的下方。

当面罩佩戴在使用者面部时，玻璃窗口位于眼睛正前方，玻璃窗口由高热稳定性加厚钢化视镜片制成，能够防止外界高温环境对玻璃窗口造成结构破坏，确保视线清楚；呼吸出气口位于位于嘴鼻正前方且只能出气不能进气。

经过滤的气体进入环状气腔52，从透气口53流进面罩内，在面罩5中形成正压微环境，人体呼出的气体经呼吸出气口55排出。

面罩佩戴于人体面部，面罩本体由棉质网面材料制成，具有柔软、透气性好的特点，对皮肤无刺激，能够保持面罩与脸部接触部位持续干爽。

空气从透气口进入面罩内部，营造正压微环境，防止外界未经过滤气体进入面罩。环状气腔可采用软管。

本实用新型的供电单元、充气泵、涡流管和过滤腔体可整体容纳在一个背包中(充气泵的进气口和热气出口暴露在背包外面)，便于携带。

Claims (10)

1.一种矿井火灾逃生呼吸过滤装置，包括面罩、供电单元和供气单元，其特征在于：所述面罩包括面罩进气口；

所述供气单元包括充气泵和涡流管；供电单元向充气泵供电；

充气泵包括气体腔室、空气压缩机、气压阀和喷头；

涡流管包括一腔体，腔体上设有进气口、冷气出口和热气出口；

所述空气压缩机和气压阀分别连在气体腔室上，所述气压阀通过喷头与进气口相连；

所述冷气出口与面罩进气口相连。

2.根据权利要求1所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：过滤装置还包括过滤单元，过滤单元包括过滤进气口和过滤出气口；

过滤进气口和过滤出气口之间设有过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层；

所述冷气出口依次通过过滤进气口和过滤出气口与面罩进气口相连。

3.根据权利要求2所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：

过滤进气口和过滤出气口之间依次设有过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层。

4.根据权利要求3所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：

所述过滤网、氯化钙过滤层、活性炭过滤层、霍加拉特药剂层和蜂窝状薄荷过滤层依次设置在一个球形腔体内。

5.根据权利要求4所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：所述球形腔体包括半球形腔体，半球形腔体有两个。

6.根据权利要求5所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：两个半球形腔体之间扣合或螺纹连接形成所述球形腔体。

7.根据权利要求6所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：

所述供电单元为充电电池，充电电池设置在金属防护罩内。

8.根据权利要求1至7任一所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：所述面罩包括面罩本体、环状气腔、透气口、系带、呼吸出气口和玻璃窗口；

所述环状气腔、系带、呼吸出气口和玻璃窗口均设置在面罩本体上；

所述面罩进气口设置在环状气腔上；

透气口有多个，布置在环状气腔上，朝向使用者的面部；

呼吸出气口和玻璃窗口设置在环状气腔的内侧，呼吸出气口位于玻璃窗口的下方；

当面罩佩戴在使用者面部时，玻璃窗口位于眼睛正前方，呼吸出气口位于位于嘴鼻正前方。

9.根据权利要求8所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：所述透气口均匀布置在环状气腔上。

10.根据权利要求9所述的矿井火灾逃生呼吸过滤装置，其特征在于：

所述环状气腔为一软管。