CN204572042U - 一种矿用液氮防灭火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，其中，液氮罐槽车与低温液体泵之间通过输送软管连接，输送软管上设置有第一控制阀；低温液体泵与缓冲罐之间通过保温管连接，保温管上设置有真空阀，在真空阀与缓冲罐之间设置有第二控制阀，真空阀上连接有低温真空泵；缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，注液氮管道上设置有第三控制阀；缓冲罐底部开口上还连接有输送管，输送管与液氮气化装置的输入口连接，输送管上设置有第四控制阀；液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，注气氮管道上设置有第五控制阀。

Description

一种矿用液氮防灭火系统

技术领域

本实用新型涉及液氮防灭火技术领域，尤其涉及一种用于煤矿中液氮灌注矿用液氮防灭火系统。

背景技术

我国国有重点煤矿中存在自然发火危险的矿井约占51.3％，由于自燃引起的火灾占总火灾数的90％以上。现阶段常用的常规防灭火技术主要有黄泥砂灌浆、凝胶、阻化剂、泡沫等。上述技术需要消耗大量的泥沙或者水，渗透性不好，不易分散到煤体内，覆盖面积小，并且还会恶化井下工作环境，影响煤质，腐蚀井下设备。氮气灭火既能迅速扑灭几万米的大型火区，又能抑制火区内可燃气体爆炸，提高灭火过程中的安全性。特别是液氮灭火，液氮在气化过程中，会吸收大量的热量，可快速冷却采空区环境温度，大大缩短采空区浮煤氧化的时间，同时延长采空区浮煤自然发火的周期。但是现在常温氮气和液氮防灭火系统多需要两套相互独立的运输管路，提高了防灭火的花费。而且液氮开始注入到管路中时，由于管路中存在的常温气体的影响，导致管路中出现气塞等现象，使液氮难以进入井下，并且造成系统不稳定，威胁系统安全。这些原因导致了常温氮气和液氮防灭火效率在现有生产技术条件下难以大幅度提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种集液氮防灭火和气氮防灭火于一体的矿用液氮防灭火系统。

本实用新型技术方案提供一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，其中，所述液氮罐槽车与所述低温液体泵之间通过输送软管连接，所述输送软管上设置有第一控制阀；所述低温液体泵与所述缓冲罐之间通过保温管连接，所述保温管上设置有真空阀，在所述真空阀与所述缓冲罐之间设置有第二控制阀，所述真空阀上连接有低温真空泵；所述缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，所述缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，所述注液氮管道上设置有第三控制阀；所述缓冲罐底部开口上还连接有输送管，所述输送管与所述液氮气化装置的输入口连接，所述输送管上设置有第四控制阀；所述液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，所述注气氮管道上设置有第五控制阀。

进一步地，所述缓冲罐的顶部设置有缓冲罐顶部开口，所述缓冲罐顶部开口与所述注气氮管道之间设置有气氮输送管道，所述气氮输送管道的一端与所述缓冲罐顶部开口连接，其另一端连接在所述注气氮管道上，并位于所述第五控制阀与所述液氮气化装置的所述输出口之间。

进一步地，所述保温管上设置有压力表。

进一步地，所述保温管上设置有第一三通阀，所述真空阀连接在所述第一三通阀的一个输出端口上。

进一步地，所述缓冲罐底部开口上设置有第二三通阀，所述输送管与所述注液氮管道分别连接在所述第二三通阀的两个输出端口上。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的矿用液氮防灭火系统，将液氮防灭火和气氮防灭火集于一体，无需单独铺设气氮运输管路系统，并在保温管上设置真空阀和低温真空泵，将其抽至真空状态，解决了液氮输送过程中的堵塞现象，液氮灌注效率提高30％以上。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的矿用液氮防灭火系统的示意图。

附图标记对照表：

1-液氮罐槽车；       2-低温液体泵；        21-压力表；

3-缓冲罐；           31-缓冲罐底部开口；   32-缓冲罐顶部开口；

33-第二三通阀；      4-液氮气化装置；     41-输入口；

42-输出口；          5-输送软管；         51-第一控制阀；

6-保温管；           61-第二控制阀；      63-真空阀；

64-低温真空泵；      7-注液氮管道；       71-第三控制阀；

8-注气氮管道；       81-第五控制阀；      9-输送管；

91-第四控制阀；      10-气氮输送管道；    100-液氮。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。本实用新型中涉及的“液氮”为液体氮气；“气氮”为气态氮气，也即是氮气。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车1、低温液体泵2、缓冲罐3和液氮气化装置4。

其中，液氮罐槽车1与低温液体泵2之间通过输送软管5连接，输送软管5上设置有第一控制阀51。

低温液体泵2与缓冲罐3之间通过保温管6连接，保温管6上设置有真空阀63，在真空阀63与缓冲罐3之间设置有第二控制阀61，真空阀63上连接有低温真空泵64。

缓冲罐3的底部设置有缓冲罐底部开口31，缓冲罐底部开口31上连接有注液氮管道7，注液氮管道7上设置有第三控制阀71。

缓冲罐底部开口31上还连接有输送管9，输送管9与液氮气化装置4的输入口41连接，输送管9上设置有第四控制阀91。

液氮气化装置4的输出口42上连接有注气氮管道8，注气氮管道8上设置有第五控制阀81。

本实用新型提供的矿用液氮防灭火系统，主要用于煤矿中进行防火或灭火，采用液氮灌注的方式，也可称之为煤矿液氮灌注矿用液氮防灭火系统。液氮灌注也即是将液氮采用灌注的方式输送到指定位置进行防灭火。

该矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车1、低温液体泵2、缓冲罐3和液氮气化装置4。

液氮罐槽车1为用于储存液氮100，并运输液氮的车，其通过液氮罐存储液氮。

低温液体泵2为用来输送低温液体(液氮100)的泵，它的用途是，在将低温液氮从压力低的场所输送到压力高的场所，也即是对液氮进行保温加压之后，利于液氮喷出进行灭火。

低温液体泵(简称低温泵)是在石油、空分和化工装置中用来输送低温液体(如液氧、液氮、液氩、液态烃和液化天然气等)的泵，它的用途是将低温液体从压力低的场所输送到压力高的场所。随着空分技术的发展，低温液体得到了广泛的应用及发展。其在空分设备中的只要作用为：用于液体循环；或是从贮槽抽取液体并将其压入汽化器，汽化后送给用户。

缓冲罐3为用来存储由低温液体泵2传输来的液氮100，再将液氮100根据需要输入气氮灭火管道，进行气氮灭火或液氮灭火管道，进行液氮灭火。

液氮气化装置4，用来将从缓冲罐3输入的液氮100进行气化，使其转变为气氮，采用气氮灭火。气氮灭火的好处为液氮在气化过程中，会吸收大量的热量，可快速冷却采空区环境温度，大大缩短采空区浮煤氧化的时间，同时延长采空区浮煤自然发火的周期。

在液氮罐槽车1与低温液体泵2之间通过输送软管5连接，输送软管5上设置有第一控制阀51，输送软管5用于将液氮100从液氮罐槽车1与低温液体泵2。第一控制阀51用于控制输送软管5的开通与关闭。

在低温液体泵2与缓冲罐3之间通过保温管6连接。保温管6也即是绝热管，能够绝热，不与外部环境进行热量交换的管道，其主要作用是保证液氮100的低温效果，避免液氮气化。

保温管6上设置有真空阀63，真空阀63上连接有低温真空泵64。

真空阀63是指工作压力低于标准大气压的阀门。低温真空泵64指的是利用20K以下的低温表面凝聚吸附气体的真空泵，又可称之为冷凝泵。低温真空泵64与真空阀63配合用于在低温(液氮)状态下捕捉、吸附气体分子，以在保温管6内产生超高真空，避免液氮输送过程中在保温管6内造成堵塞，提高了液氮灌注效率。

在真空阀63与缓冲罐3之间设置有第二控制阀61，当需要对保温管6进行抽真空工作时，需要关闭第一控制阀51和第二控制阀61，以与外部气体隔绝。

为了能够将注入的液氮100输出采用液氮灭火，在缓冲罐3的底部设置有缓冲罐底部开口31，缓冲罐底部开口31上连接有注液氮管道7，注液氮管道7用于将缓冲罐3内的液氮100喷出至所需位置进行防灭火。并在注液氮管道7上设置有第三控制阀71，以控制注液氮管道7的开启与关闭。

为了能够将注入的液氮100输出，并采用气氮灭火，在缓冲罐底部开口31上还连接有输送管9，输送管9与液氮气化装置4的输入口41连接，用于将液氮100输送至液氮气化装置4内进行气化。输送管9上设置有第四控制阀91，用于控制输送管9的开启与关闭。

在液氮气化装置4的输出口42上连接有注气氮管道8，注气氮管道8用于将经液氮气化装置4气化形成的气氮喷出至所需位置进行防灭火。在注气氮管道8上设置有第五控制阀81，用于控制注气氮管道8的开启与关闭。

该矿用液氮防灭火系统使用方法如下：

首先，关闭第一控制阀51和第二控制阀62，通过真空阀63和低温真空泵64，将保温管6抽气，使保温管6处于高真空状态，避免液氮输送过程中在保温管6内造成堵塞。

接下来，关闭真空阀63，并开启第一控制阀51和第二控制阀61，使液氮100从液氮罐槽车1中流入低温液体泵2，并经低温液体泵2对液氮100进行保温增压后，经保温管6进入缓冲罐3内，以进行后续操作。

如果需要使用液氮进行防灭火，则开启第三控制阀71，液氮100将直接经由注液氮管道7喷出，以进行防灭火。

如果需要若使用气氮进行防灭火，则开启第四控制阀91和第五控制阀81，液氮经液氮气化装置4气化后，转换为气氮，气氮经注气氮管道8喷出，以进行防灭火。

如果既需要使用液氮进行防灭火，又需要使用气氮进行防灭火，则保持开启第三控制阀71、第四控制阀91和第五控制阀81，使注液氮管道7喷出液氮，注气氮管道8喷出气氮，进行防灭火。

由此，本实用新型提供的矿用液氮防灭火系统，将液氮防灭火和气氮防灭火两种矿用液氮防灭火系统集于一体，无需单独铺设气氮运输管路系统，既可以单独使用液氮防灭火，也可以使用气氮防灭火，还可以同时气氮和液氮进行防灭火，能够满足不同的需求。并在保温管上设置真空阀和低温真空泵，将其抽至真空状态，解决了液氮输送过程中的堵塞现象，液氮灌注效率提高30％以上。

较佳地，如图1所示，缓冲罐3的顶部设置有缓冲罐顶部开口32，缓冲罐顶部开口32与注气氮管道8之间设置有气氮输送管道10。

气氮输送管道10的一端与缓冲罐顶部开口32连接，其另一端连接在注气氮管道8上，并位于第五控制阀81与液氮气化装置4的输出口42之间。

由于气化的原因，部分液氮100在保温管6和缓冲罐3内将气化成为气氮，由于气氮的密度较低，位于缓冲罐3的上方，通过设置气氮输送管道10可以将该部分气氮输送至注气氮管道8中加以利用，避免该部分气氮浪费。

另一方面，可以避免缓冲罐3内气氮过多，造成压力过大。并且第五控制阀81平时处于关闭状态，避免该部分气氮流出。

优选地，当缓冲罐3内的氮气压力过大时，第五控制阀81可以自动开启卸压，保障整个系统的安全可靠。

较佳地，如图1所示，保温管6上设置有压力表21。通过设置压力表21，便于观察是否将保温管6抽至真空。当压力表21的读数保持不变时，则说明保温管6内为真空状态。如若压力表21的度数持续增加，则说明保温管6内还不是真空状态，需要继续进行真空处理。

较佳地，如图1所示，保温管6上设置有第一三通阀62，真空阀63连接在第一三通阀62的一个输出端口上。其另两个输出端口分别与保温管6和第二控制阀61连通。通过设置三通阀，便于连接。

较佳地，如图1所示，缓冲罐底部开口31上设置有第二三通阀33，输送管9与注液氮管道7分别连接在第二三通阀33的两个输出端口上。其另外一个输出端口与缓冲罐底部开口31连通，便于连接。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，

其中，所述液氮罐槽车与所述低温液体泵之间通过输送软管连接，所述输送软管上设置有第一控制阀；

所述低温液体泵与所述缓冲罐之间通过保温管连接，所述保温管上设置有真空阀，在所述真空阀与所述缓冲罐之间设置有第二控制阀，所述真空阀上连接有低温真空泵；

所述缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，所述缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，所述注液氮管道上设置有第三控制阀；

所述缓冲罐底部开口上还连接有输送管，所述输送管与所述液氮气化装置的输入口连接，所述输送管上设置有第四控制阀；

所述液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，所述注气氮管道上设置有第五控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，所述缓冲罐的顶部设置有缓冲罐顶部开口，所述缓冲罐顶部开口与所述注气氮管道之间设置有气氮输送管道，所述气氮输送管道的一端与所述缓冲罐顶部开口连接，其另一端连接在所述注气氮管道上，并位于所述第五控制阀与所述液氮气化装置的所述输出口之间。

3.根据权利要求1所述的一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，所述保温管上设置有压力表。

4.根据权利要求1所述的一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，所述保温管上设置有第一三通阀，所述真空阀连接在所述第一三通阀的一个输出端口上。

5.根据权利要求1所述的一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，所述缓冲罐底部开口上设置有第二三通阀，

所述输送管与所述注液氮管道分别连接在所述第二三通阀的两个输出端口上。