CN207879371U - 一种液态二氧化碳降温防灭火系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种液态二氧化碳降温防灭火系统，液态二氧化碳罐槽车将液态二氧化碳从金属软管输出到液态二氧化碳管内，液态二氧化碳经过液态二氧化碳管从地面液态二氧化碳控制阀流入到高压无缝液态二氧化碳管内，位于去采空区的采空区温度传感器和采空区压力传感器去采空区二氧化碳的温度和压强，PLC控制系统启动液态二氧化碳气化装置，液态二氧化碳气化装置将液态二氧化碳输送至汽化器组，液态二氧化碳汽化吸热，通过风机将冷空气输送至工作面来降低工作面的温度，液态二氧化碳气化装置进液端和出气端均采用传感器采集数据，PLC控制系统根据传感器采集的数据控制阀门开度大小，从而解决液态二氧化碳装置不能精确调节的问题。

Description

一种液态二氧化碳降温防灭火系统

技术领域

本申请涉及矿井安全技术领域，尤其涉及一种液态二氧化碳降温防灭火系统。

背景技术

随着时代的发展，利用液体二氧化碳防灭火的气化冷量进行低温送风矿井热害防治系统工程，相对于其他技术，包括局部降温、液态二氧化碳是惰性的，无色，无嗅，无腐蚀性，不可燃，现有技术中利用液态二氧化碳气化装置气化液体二氧化碳对工作面进行灭火和降温，但井下操作人员并不是全部掌握二氧化碳的特点，如果井下操作人员将液态二氧化碳气化装置进出口阀门全部打开，进液流量得不到控制，会使大量低温液体二氧化碳来不及气化进入出口总管，造成出口普通碳钢总管冻裂，从而造成液体二氧化碳气化降温系统停止工作。

目前煤矿井下现有液态二氧化碳气化降温装置为全手动操作，进液总管的压力、温度波动，前后每一组液态二氧化碳气化装置的进出口流量、气化效果、压力温度的变化，直接影响了整个气化降温装置的稳定运行，现场操作人员需要不断频繁操作，工作量大且隐患较多现有的液态二氧化碳气化装置只能手动调节，调节精度差，为了解决此问题，研制一种液态二氧化碳降温防灭火系统。

实用新型内容

本申请提供一种液态二氧化碳降温防灭火系统，以解决现有液态二氧化碳调节装置只能手动调节，调节精度差的问题。

本申请实施例提供一种液态二氧化碳降温防灭火系统，包括液态二氧化碳槽车、金属软管、液态二氧化碳管、地面液态二氧化碳控制阀、高压无缝液态二氧化碳管、液态二氧化碳减压装置、采空区温度传感器、采空区压力传感器、减压阀组、入口总控制阀、液态二氧化碳气化装置组、液态二氧化碳管、第一风机和PLC控制系统，所述液态二氧化碳罐槽车的出液端与所述金属软管的入液端连接，所述金属软管的出液端与所述液态二氧化碳管的入液端连接，所述液态二氧化碳管的出液端与所述地面液态二氧化碳控制阀的入液端连接，所述地面液态二氧化碳控制阀的出液端与所述高压无缝液态二氧化碳管的入液端连接，所述高压无缝液态二氧化碳管的出液端与所述液态二氧化碳减压装置的入液端连接，所述液态二氧化碳减压装置的出液端与所述入口总控制阀的入液端连接，所述入口总控制阀的出液端与所述液态二氧化碳气化装置组的入液端连接，所述液态二氧化碳气化装置组的出气端通过液态二氧化碳管与所述第一风机的入液端连接，所述PLC控制系统分别与所述第一风机、所述液态二氧化碳气化装置组、所述入口总控制阀和所述液态二氧化碳减压装置电连接。

可选的，所述液态二氧化碳减压装置包括液态二氧化碳减压总阀、温度压力传感器和减压阀组，所述减压阀组的进液端和出液端均与所述温度压力传感器连接，所述减压阀组进液端侧的所述温度压力传感器与所述高压无缝液态二氧化碳管的出液口之间连接有所述液态二氧化碳减压总阀，所述温度压力传感器包括温度压力传感器和压力传感器，所述PLC控制系统分别与所述温度压力传感器和压力传感器电连接。

可选的，所述液态二氧化碳气化装置组包括进液端控制阀、液态二氧化碳数据采集装置、液态二氧化碳管、出气端控制阀和液态二氧化碳气化装置，所述液态二氧化碳气化装置的进液端和出气端均连接有所述液态二氧化碳数据采集装置，所述液态二氧化碳气化装置出气端侧的所述液态二氧化碳数据采集装置与所述第一风机之间连接有所述出气端控制阀，所述液态二氧化碳数据采集装置包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述PLC控制系统分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器电连接。

可选的，所述第一风机包括采空区温度传感器、采空区压力传感器、高压无缝金属软管、进风口温度测定和第二风机，所述高压无缝金属软管的出液端与所述进风口温度测定的入液端连接，所述进风口温度测定的出液端与所述第二风机连接，所述第二风机侧所述液态二氧化碳管外壁设置有所述采空区温度传感器和所述采空区压力传感器，所述PLC控制系统分别与所述采空区温度传感器和所述采空区压力传感器电连接。

可选的，所述液态二氧化碳气化装置的数量至少为6个。

由以上技术方案可知，本申请将一种液态二氧化碳降温防灭火系统，液态二氧化碳罐槽车将液态二氧化碳从金属软管输出到液态二氧化碳管内，液态二氧化碳经过液态二氧化碳管从地面液态二氧化碳控制阀流入到高压无缝液态二氧化碳管内，高压无缝液态二氧化碳管将液态二氧化碳输送到井下巷道，位于去采空区的采空区温度传感器和采空区压力传感器采集去采空区二氧化碳气体的温度和压强，然后将数据传输至PLC控制系统，当工作温度和压强低于或高于常规参数时，PLC控制系统启动液态二氧化碳气化装置，液态二氧化碳气化装置将液态二氧化碳输送至第二风机，液态二氧化碳从第二风机喷出后，液态二氧化碳液化吸热，降低工作面的温度，将液态二氧化碳气化装置进液端和出液端均采用传感器采集数据，PLC控制系统根据传感器采集的数据控制阀门，实现精确调节液态二氧化碳输出量的作用，从而解决液态二氧化碳装置不能精确调节的问题。

附图说明

为更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的液态二氧化碳降温防灭火系统结构示意图。

附图说明：1、液态二氧化碳罐槽车，2、金属软管，3、液态二氧化碳管，4、地面液态二氧化碳控制阀，5、高压无缝液态二氧化碳管，6、液态二氧化碳减压装置，7、液态二氧化碳减压总阀，8、温度压力传感器，801、温度压力传感器，802、压力传感器， 9、采空区温度传感器，10、采空区压力传感器，11、减压阀组，12、入口总控制阀，13、液态二氧化碳气化装置组，14、进液端控制阀，15、液态二氧化碳数据采集装置，1501、第一温度传感器，1502、第二温度传感器，16、气体二氧化碳管，17、出气端控制阀， 18、液态二氧化碳气化装置，19、第一风机，20、高压无缝金属软管，21、进风口温度测定，22、第二风机，24、风机进风温度测点，23、PLC控制系统。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种液态二氧化碳降温防灭火系统，包括液态二氧化碳罐槽车1、金属软管2、液态二氧化碳管3、地面液态二氧化碳控制阀4、高压无缝液态二氧化碳管5、液态二氧化碳减压装置6、采空区温度传感器9、采空区压力传感器10、减压阀组11、入口总控制阀12、液态二氧化碳气化装置组13、气体二氧化碳管 16、第一风机19和PLC控制系统23，所述液态二氧化碳罐槽车1的出气端与所述金属软管2的入液端连接，所述金属软管2的出液端与所述液态二氧化碳管3的入液端连接，所述液态二氧化碳管3的出液端与所述地面液态二氧化碳控制阀4的入液端连接，所述地面液态二氧化碳控制阀4的出液端与所述高压无缝液态二氧化碳管5的入液端连接，高压无缝液态二氧化碳管5为竖管插入到地面，出口端位于井下巷道，入口段位于地面，所述高压无缝液态二氧化碳管5的出液端与所述液态二氧化碳减压装置6的入液端连接，所述液态二氧化碳减压装置6的出气端与所述入口总控制阀12的入液端连接，所述入口总控制阀12的出液端与所述液态二氧化碳气化装置组13的入液端连接，所述液态二氧化碳气化装置组13的出气端通过液态二氧化碳管16与所述第一风机19的入液端连接，所述PLC控制系统23分别与所述第一风机19、所述液态二氧化碳气化装置组13、所述入口总控制阀12和所述液态二氧化碳减压装置6电连接，液态二氧化碳罐槽车1将液态二氧化碳从金属软管2输出到液态二氧化碳管3内，液态二氧化碳经过液态二氧化碳管 3从地面液态二氧化碳控制阀4流入到高压无缝液态二氧化碳管5内，高压无缝液态二氧化碳管5将液态二氧化碳输送到井下巷道，地面液态二氧化碳控制阀4控制进入到液态二氧化碳管3内液态二氧化碳的流量，液态二氧化碳经过高压无缝液态二氧化碳管5 到入井下巷道后，打开液态二氧化碳减压总阀7，液态二氧化碳从液态二氧化碳减压总阀7流入到减压阀组11内。

所述液态二氧化碳减压装置6包括液态二氧化碳减压总阀7、温度压力传感器8和减压阀组11，所述减压阀组11的进液端和出液端均与所述温度压力传感器8连接，所述减压阀组11进液端侧的所述温度压力传感器8与所述高压无缝液态二氧化碳管5的出液口之间连接有所述液态二氧化碳减压总阀7，所述温度压力传感器8包括温度压力传感器801和压力传感器802，所述PLC控制系统分别与所述温度传感器801和压力传感器 802电连接，液态二氧化碳数据采集装置15内的第一温度传感器1501和第二温度传感器1502对液态二氧化碳气化装置18进液口和出液口的温度和压强进行数据采集，第一温度传感器1501和第二温度传感器1502采集的数据传输至PLC控制系统23，PLC控制系统23将传感器采集的数据显示在显示器上，管理人员可以根据显示的数据控制出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11，从而调节液态二氧化碳的流量。

所述液态二氧化碳气化装置组13包括进液端控制阀14、液态二氧化碳数据采集装置15、气体二氧化碳管16、出气端控制阀17和液态二氧化碳气化装置18，所述液态二氧化碳气化装置18的进液端和出液端均连接有所述液态二氧化碳数据采集装置15，所述液态二氧化碳气化装置18出气端侧的所述液态二氧化碳数据采集装置15与所述第一风机19之间连接有所述出气端控制阀17，所述液态二氧化碳数据采集装置15包括第一温度传感器1501和第二温度传感器1502，所述PLC控制系统23分别与所述第一温度传感器1501和所述第二温度传感器1502电连接，液态二氧化碳数据采集装置15内的第一温度传感器1501和第二温度传感器1502对液态二氧化碳气化装置18进液口和出液口的温度和压强进行数据采集，第一温度传感器1501和第二温度传感器1502采集的数据传输至PLC控制系统23，PLC控制系统23将传感器采集的数据显示在显示器上，管理人员可以根据显示的数据控制出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11，从而调节液态二氧化碳的流量，管理人员也可以在PLC控制系统23内预设程序，使PLC控制系统23自动控制系统。

所述第一风机19包括采空区温度传感器9、采空区压力传感器10、高压无缝金属软管20、进风口温度测定21和第二风机22，所述高压无缝金属软管20的出液端与所述进风口温度测定21的入液端连接，所述进风口温度测定21的出液端与所述第二风机22连接，所述气体二氧化碳管16外壁设置有所述采空区温度传感器9和所述采空区压力传感器10，所述PLC控制系统23分别与所述采空区温度传感器9和所述采空区压力传感器 10电连接，位于去采空区的采空区温度传感器9和采空区压力传感器10采集去采矿区二氧化碳的温度和压强，然后将数据传输至PLC控制系统23，当工作温度和压强低于或高于常规参数时，PLC控制系统23启动液态二氧化碳气化装置18，液态二氧化碳气化装置18将液态二氧化碳输送至第二风机22，液态二氧化碳从第二风机22喷出后，液态二氧化碳液化吸热，降低去采矿区的温度。

所述液态二氧化碳气化装置18的数量至少为6个，6个液态二氧化碳气化装置18的进液口和出液口均设置有传感器进行数据采集，传感器数据传输至PLC控制系统23， 6个液态二氧化碳气化装置18可以对多个井巷进行液态二氧化碳运输，当一个液态二氧化碳气化装置18发生故障时，其他液态二氧化碳气化装置18可以继续提供液态二氧化碳，起到了保证液态二氧化碳降温持续不中断的作用。

本申请实施例示出的系统也适用于液氮的降温系统。

由以上技术方案可知，本申请的工作原理及工作流程，液态二氧化碳罐槽车1将液态二氧化碳从金属软管2输出到液态二氧化碳管3内，液态二氧化碳经过液态二氧化碳管3从地面液态二氧化碳控制阀4流入到高压无缝液态二氧化碳管5内，高压无缝液态二氧化碳管5将液态二氧化碳输送到井下巷道，地面液态二氧化碳控制阀4控制进入到液态二氧化碳管3内液态二氧化碳的流量，液态二氧化碳经过高压无缝液态二氧化碳管 5到入井下巷道后，打开液态二氧化碳减压总阀7，液态二氧化碳从液态二氧化碳减压总阀7流入到减压阀组11内，液态二氧化碳在输送过程中存在热胀冷缩现象，液态二氧化碳管道必然会产生应力，该系统共有两处产生管道应力，减压阀组11对管道应力进行分解，温度压力传感器8内的温度传感器801和压力传感器802对减压阀组11两端液态二氧化碳的温度和压力进行数据采集，温度传感器801和压力传感器802采集的数据传输至PLC控制系统23，液态二氧化碳从减压阀组11流出后经过入口总控制阀12，打开入口总控制阀12进入到液态二氧化碳气化装置组13，液态二氧化碳气化装置组13包括至少6个液态二氧化碳气化装置18，液态二氧化碳数据采集装置15内的第一温度传感器 1501和第二温度传感器1502对液态二氧化碳气化装置18进液口和出液口的温度和压强进行数据采集，第一温度传感器1501和第二温度传感器1502采集的数据传输至PLC控制系统23，PLC控制系统23将传感器采集的数据显示在显示器上，管理人员可以根据显示的数据控制出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11，从而调节液态二氧化碳的流量，出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11均为电动阀门，出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11均与PLC控制系统23电连接，PLC控制系统23对出气端控制阀17、入口总控制阀12和减压阀组11进行控制，管理人员也可以在PLC控制系统23内预设程序，使PLC控制系统23控制系统，位于采矿区的采空区温度传感器采集采矿区的温度，然后将数据传输至PLC控制系统23，当工作温度高于预设参数时，PLC控制系统23启动液态二氧化碳气化装置18，液态二氧化碳气化装置18将汽化器冷空气输送至第二风机22，液态二氧化碳液化吸热，降低工作面的温度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于，包括液态二氧化碳罐槽车(1)、金属软管(2)、液态二氧化碳管(3)、地面液态二氧化碳控制阀(4)、高压无缝液态二氧化碳管(5)、液态二氧化碳减压装置(6)、采空区温度传感器(9)、采空区压力传感器(10)、减压阀组(11)、入口总控制阀(12)、液态二氧化碳气化装置组(13)、气体二氧化碳管(16)、第一风机(19)和PLC控制系统(23)，所述液态二氧化碳罐槽车(1)的出液端与所述金属软管(2)的入液端连接，所述金属软管(2)的出液端与所述液态二氧化碳管(3)的入液端连接，所述液态二氧化碳管(3)的出液端与所述地面液态二氧化碳控制阀(4)的入液端连接，所述地面液态二氧化碳控制阀(4)的出液端与所述高压无缝液态二氧化碳管(5)的入液端连接，所述高压无缝液态二氧化碳管(5)的出液端与所述液态二氧化碳减压装置(6)的入液端连接，所述液态二氧化碳减压装置(6)的出液端与所述入口总控制阀(12)的入液端连接，所述入口总控制阀(12)的出液端与所述液态二氧化碳气化装置组(13)的入液端连接，所述液态二氧化碳气化装置组(13)的出气端通过气体二氧化碳管(16)与所述第一风机(19)的入液端连接，所述PLC控制系统(23)分别与所述第一风机(19)、所述液态二氧化碳气化装置组(13)、所述入口总控制阀(12)和所述液态二氧化碳减压装置(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于，所述液态二氧化碳减压装置(6)包括液态二氧化碳减压总阀(7)、温度压力传感器(8)和减压阀组(11)，所述减压阀组(11)的进液端和出液端均与所述温度压力传感器(8)连接，所述减压阀组(11)进液端侧的所述温度压力传感器(8)与所述高压无缝液态二氧化碳管(5)的出液口之间连接有所述液态二氧化碳减压总阀(7)，所述温度压力传感器(8)包括温度传感器(801)和压力传感器(802)，所述PLC控制系统分别与所述温度传感器(801)和压力传感器(802)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于，所述液态二氧化碳气化装置组(13)包括进液端控制阀(14)、液态二氧化碳数据采集装置(15)、气体二氧化碳管(16)、出气端控制阀(17)和液态二氧化碳气化装置(18)，所述液态二氧化碳气化装置(18)的进液端和出气端均连接有所述液态二氧化碳数据采集装置(15)，所述液态二氧化碳气化装置(18)出气端侧的所述液态二氧化碳数据采集装置(15)与所述第一风机(19)之间连接有所述出气端控制阀(17)，所述液态二氧化碳数据采集装置(15)包括第一温度传感器(1501)和第二温度传感器(1502)，所述PLC控制系统(23)分别与所述第一温度传感器(1501)和所述第二温度传感器(1502)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于，所述系统还包括：采空区温度传感器(9)、采空区压力传感器(10)；所述第一风机(19)、采空区温度传感器(9)、采空区压力传感器(10)、高压无缝金属软管(20)、进风口温度测定(21)和第二风机(22)，所述高压无缝金属软管(20)的出液端与所述进风口温度测定(21)的入液端连接，所述进风口温度测定(21)的出液端与所述第二风机(22)连接，所述气体二氧化碳管(16)外壁设置有所述采空区温度传感器(9)和所述采空区压力传感器(10)，所述PLC控制系统分别与所述采空区温度传感器(9)和所述采空区压力传感器(10)电连接。

5.根据权利要求3所述的一种液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于，所述液态二氧化碳气化装置(18)的数量至少为6个。