CN207941106U - 一种矿用井下定位自救器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿用井下定位自救器，包括外壳、呼吸管、生氧药罐、导气室、中间罐体，所述外壳内部设置有所述中间罐体，所述中间罐体上方设置有自救器顶部紧固装置，所述中间罐体两侧设置有防晃动装置，所述自救器顶部紧固装置下方的所述外壳内部设置有口具，所述中间罐体内部设置有所述生氧药罐，所述中间罐体和所述生氧药罐之间设有所述导气室。有益效果在于：结构设计合理，使用寿命更长，且用药量小、药品体积小、设备体积小而易携带，发生事故时，生氧装置给工作人员提供一段时间的氧气支持，GPS定位装置可以定位到工作人员的位置，给救援人员提供精确的救援位置，保证工作人员的生命安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及穿戴设备领域，具体涉及一种矿用井下定位自救器。
背景技术
常见的自救器的结构主要包括设置于单层壳体中的呼吸组件、气囊组件、氧烛和内部有生氧药片的生氧药腔，其中的生氧药腔和氧烛位于壳体下部，且壳体内生氧药腔和氧烛的底部为气室，气室通过与气囊组件相连通，呼吸组件与气囊组件连通，使用时，作业人员通过呼吸组件中的口具塞吸取氧气。长期使用过程中，发现该类自救器在工作时间较长后存在设备温度高，药腔散热性能差，其内的化学反应热不易散去，进而导致口具塞处的氧气温度高于人体舒适感的温度范围；自救器设计成为60分钟化学氧自救器时，设备体积大、不方便携带、设备温度和吸气温度均过高。定位系统不够完善，一旦煤矿井内发生瓦斯爆炸或崩塌等危险情况时，被救援人员会与外界断开联系，外面的救援人员无法了解矿井内的实际情况，难以对井下被困人员进行准确定位和救援，导致救援拖延。
发明内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种矿用井下定位自救器。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种矿用井下定位自救器，包括外壳、呼吸管、生氧药罐、导气室、中间罐体，所述外壳内部设置有所述中间罐体，所述中间罐体上方设置有自救器顶部紧固装置，所述中间罐体两侧设置有防晃动装置，所述自救器顶部紧固装置下方的所述外壳内部设置有口具，所述中间罐体内部设置有所述生氧药罐，所述中间罐体和所述生氧药罐之间设有所述导气室，所述导气室与所述生氧药罐内部相通，所述呼吸管顶部连接到所述生氧药罐，气囊连接到所述导气室上方，所述气囊下方设置有气囊导气装置，所述生氧药罐内底部设置有顶紧螺丝，所述生氧药罐外壁安装有散热装置和滤片，GPS定位装置包括GPS模块、电池模块、单片机控制模块、语音输出模块、语音输入模块、无线触发器，所述语音输出模块下方设置有所述单片机控制模块，所述单片机控制模块下方设置有所述语音输入模块，所述语音输入模块下方设置有外部对讲机，所述单片机控制模块远离所述GPS模块的一侧设置有所述无线触发器，所述GPS模块下方设置有所述电池模块。
上述结构中，使用者将所述生氧药罐置于所述中间罐体中，两者之间设有所述导气室，所述导气室与所述生氧药罐内部相通，所述呼吸管与所述生氧药罐内相接通，所述气囊与所述导气室内相接通，所述生氧药罐内产生的气体经所述导气室进入所述气囊，吸气时，所述气囊内的气体经所述导气室、所述生氧药罐后被吸入，所述生氧药罐内底部装有所述顶紧螺丝，有效固定所述生氧药罐，所述生氧药罐外壁安装有所述散热装置和所述滤片，所述散热装置的高度小于装药区的高度，所述滤片可有效保证对进出入所述生氧药罐中的气体进行过滤，有效防止药品粉末进行所述导气室后被吸入人体，所述无线触发器与所述单片机控制模块连接，所述电池模块为所述单片机控制模块供电，所述单片机控制模块与所述GPS模块连接，工作人员下井期间打开所述GPS定位装置，开启所述无线触发器，所述无线触发器将信号传递给所述单片机控制模块，所述单片机控制模块进一步将信号传递给所述GPS模块，所述GPS模块分析从卫星获取的位置信息，并将位置信息发射给地面人员，工作人员通过所述外部对讲机、所述外部语音输入模块将救援语音传递给所述单片机控制模块，并通过所述语音输出模块输出，所述生氧药罐有生氧剂，为佩戴者提供呼吸用氧气，该生氧剂为超氧化钾和氢氧化锂的混合物，且超氧化钾和氢氧化锂的质量比为1：（0～0.4），本实用新型的氧剂使用KO2和lioH吸收剂相结合的方式，可带来以下效果：
①KO2与CO2和水汽的反应生成的氧气量是佩戴者耗氧量的两倍左右，氧气的利用率低，LiOH 吸收剂的加入，使得呼气中的部分CO2与LiOH反应，减少了KO2反应的CO2量，提高了氧气的利用率；同时，相同体积的LiOH吸收剂比相同体积的KO2生氧剂吸收的CO2多，加入LiOH后，可以使所述生氧药罐体积减小。
②产生热量少，KO2和LiOH混合生氧剂生氧过程的反应方程式为：
2KO2+2H2O→4KOH+3O2+3.4千卡
2KOH+CO2→K2CO2+H2O+45.2千卡
CO2+2LiOH=Li2CO3+H2O+32.32千卡
从上述两个反应式中可以看出，KO2生氧剂每吸收一分子的CO2放热48.6千卡的热量，而LiOH吸收剂每吸收一分子的CO2放热32.32千卡热量，这样如消耗相同分子量的CO2，因LiOH吸收剂的加入，可减少生氧反应过程中释放的反应热，从而所述生氧药罐温度降低，这一方面可以防止生氧剂在反应后期，由于温度升高而出现熔化，结块使呼吸阻力增加的现象，另一方面也降低了吸气温度。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述外壳与所述中间罐体通过螺栓连接，所述中间罐体与所述自救器顶部紧固装置通过螺钉连接。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述中间罐体与所述防晃动装置通过螺栓连接，所述自救器顶部紧固装置与所述口具通过螺栓连接。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述中间罐体与所述生氧药罐通过螺栓连接，所述导气室与所述中间罐体通过螺钉连接。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述气囊与所述导气室通过粘胶连接，所述气囊与所述气囊导气装置通过粘胶连接。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述生氧药罐与所述顶紧螺丝通过螺纹连接，所述语音输出模块与所述单片机控制模块通过螺钉连接，所述单片机控制模块与所述语音输入模块通过螺钉连接。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，所述语音输入模块与所述外部对讲机通过无线信号连接，所述单片机控制模块与所述无线触发器通过电线连接，所述GPS模块与所述电池模块通过导线连接。
有益效果在于：结构设计合理，使用寿命更长，且用药量小、药品体积小、设备体积小而易携带，安装有GPS定位装置，在工作人员井下作业时，可以定位到准确位置，发生事故时，生氧装置给工作人员提供一段时间的氧气支持，GPS定位装置可以定位到工作人员的位置，给救援人员提供精确的救援位置，保证工作人员的生命安全。
附图说明
图1是本实用新型所述一种矿用井下定位自救器的整体结构示意图；
图2是本实用新型所述一种矿用井下定位自救器的系统方框图；
图3是本实用新型所述一种矿用井下定位自救器顶紧螺丝的位置示意图。
附图标记说明如下：
1、自救器顶部紧固装置；2、口具；3、呼吸管；4、气囊；5、外壳；6、中间罐体；7、防晃动装置；8、散热装置；9、顶紧螺丝；10、气囊导气装置；11、生氧药罐；12、滤片；13、导气室；14、GPS定位装置；15、电池模块；16、语音输出模块；17、单片机控制模块；18、无线触发器；19、语音输入模块；20、外部对讲机；21、GPS模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1-图3所示，一种矿用井下定位自救器，包括外壳5、呼吸管3、生氧药罐11、导气室13、中间罐体6，外壳5内部设置有中间罐体6，外壳5用于安装设备零部件，中间罐体6用于安装生氧药罐11，中间罐体6上方设置有自救器顶部紧固装置1，自救器顶部紧固装置1用于紧固设备，中间罐体6两侧设置有防晃动装置7，防晃动装置7用以防止中间罐体6移动，自救器顶部紧固装置1下方的外壳5内部设置有口具2，口具2用于佩戴者呼吸，中间罐体6内部设置有生氧药罐11，生氧药罐11用于给生氧剂提供反应场所，中间罐体6和生氧药罐11之间设有导气室13，导气室13用于导通生氧药罐11内的空气，导气室13与生氧药罐11内部相通，呼吸管3顶部连接到生氧药罐11，呼吸管3用于给佩戴者提供空气，气囊4连接到导气室13上方，气囊4用于存放生氧药罐11中产生的氧气，气囊4下方设置有气囊导气装置10，气囊导气装置10用于将气囊4中的氧气导出，生氧药罐11内底部设置有顶紧螺丝9，顶紧螺丝9用于固定生氧药罐11，将生氧药罐11外壁安装有散热装置8和滤片12，散热装置8用于散去装置中的热量，滤片12用于过滤空气中的杂质，GPS定位装置14包括GPS模块21、电池模块15、单片机控制模块17、语音输出模块16、语音输入模块19、无线触发器18，GPS模块21用于定位，单片机控制模块17用于控制设备的工作，语音输出模块16用于向外界输出音频信号，无线触发器18用于接收和发射信号，语音输出模块16下方设置有单片机控制模块17，单片机控制模块17下方设置有语音输入模块19，语音输入模块19下方设置有外部对讲机20，单片机控制模块17远离GPS模块21的一侧设置有无线触发器18，GPS模块21下方设置有电池模块15，电池模块15用于给GPS定位装置14供电。
上述结构中，使用者将生氧药罐11置于中间罐体6中，两者之间设有导气室13，导气室13与生氧药罐11内部相通，呼吸管3与生氧药罐11内相接通，气囊4与导气室13内相接通，生氧药罐11内产生的气体经导气室13进入气囊4，吸气时，气囊4内的气体经导气室13、生氧药罐11后被吸入，生氧药罐11内底部装有顶紧螺丝9，有效固定生氧药罐11，生氧药罐11外壁安装有散热装置8和滤片12，散热装置8的高度小于装药区的高度，滤片12可有效保证对进出入生氧药罐11中的气体进行过滤，有效防止药品粉末进行导气室13后被吸入人体，无线触发器18与单片机控制模块17连接，电池模块15为单片机控制模块17供电，单片机控制模块17与GPS模块21连接，工作人员下井期间打开GPS定位装置14，开启无线触发器18，无线触发器18将信号传递给单片机控制模块17，单片机控制模块17进一步将信号传递给GPS模块21，GPS模块21分析从卫星获取的位置信息，并将位置信息发射给地面人员，工作人员通过外部对讲机20、外部语音输入模块19将救援语音传递给单片机控制模块17，并通过语音输出模块16输出，生氧药罐11有生氧剂，为佩戴者提供呼吸用氧气，该生氧剂为超氧化钾和氢氧化锂的混合物，且超氧化钾和氢氧化锂的质量比为1：（0～0.4），本实用新型的氧剂使用KO2和lioH吸收剂相结合的方式，可带来以下效果：
①KO2与CO2和水汽的反应生成的氧气量是佩戴者耗氧量的两倍左右，氧气的利用率低，LiOH 吸收剂的加入，使得呼气中的部分CO2与LiOH反应，减少了KO2反应的CO2量，提高了氧气的利用率；同时，相同体积的LiOH吸收剂比相同体积的KO2生氧剂吸收的CO2多，加入LiOH后，可以使生氧药罐11体积减小。
②产生热量少，KO2和LiOH混合生氧剂生氧过程的反应方程式为：
2KO2+2H2O→4KOH+3O2+3.4千卡
2KOH+CO2→K2CO2+H2O+45.2千卡
CO2+2LiOH=Li2CO3+H2O+32.32千卡
从上述两个反应式中可以看出，KO2生氧剂每吸收一分子的CO2放热48.6千卡的热量，而LiOH吸收剂每吸收一分子的CO2放热32.32千卡热量，这样如消耗相同分子量的CO2，因LiOH吸收剂的加入，可减少生氧反应过程中释放的反应热。从而生氧药罐11温度降低，这一方面可以防止生氧剂在反应后期，由于温度升高而出现熔化，结块使呼吸阻力增加的现象，另一方面也降低了吸气温度。
为了进一步提高矿用井下定位自救器工作的高效准确性，外壳5与中间罐体6通过螺栓连接，中间罐体6与自救器顶部紧固装置1通过螺钉连接，中间罐体6与防晃动装置7通过螺栓连接，自救器顶部紧固装置1与口具2通过螺栓连接，中间罐体6与生氧药罐11通过螺栓连接，导气室13与中间罐体6通过螺钉连接，气囊4与导气室13通过粘胶连接，气囊4与气囊导气装置10通过粘胶连接，生氧药罐11与顶紧螺丝9通过螺纹连接，语音输出模块16与单片机控制模块17通过螺钉连接，单片机控制模块17与语音输入模块19通过螺钉连接，语音输入模块19与外部对讲机20通过无线信号连接，单片机控制模块17与无线触发器18通过电线连接，GPS模块21与电池模块15通过导线连接。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (7)
1.一种矿用井下定位自救器，其特征在于：包括外壳(5)、呼吸管(3)、生氧药罐(11)、导气室(13)、中间罐体(6)，所述外壳(5)内部设置有所述中间罐体(6)，所述中间罐体(6)上方设置有自救器顶部紧固装置(1)，所述中间罐体(6)两侧设置有防晃动装置(7)，所述自救器顶部紧固装置(1)下方的所述外壳(5)内部设置有口具(2)，所述中间罐体(6)内部设置有所述生氧药罐(11)，所述中间罐体(6)和所述生氧药罐(11)之间设有所述导气室(13)，所述导气室(13)与所述生氧药罐(11)内部相通，所述呼吸管(3)顶部连接到所述生氧药罐(11)，气囊(4)连接到所述导气室(13)上方，所述气囊(4)下方设置有气囊导气装置(10)，所述生氧药罐(11)内底部设置有顶紧螺丝(9)，所述生氧药罐(11)外壁安装有散热装置(8)和滤片(12)，GPS定位装置(14)包括GPS模块(21)、电池模块(15)、单片机控制模块(17)、语音输出模块(16)、语音输入模块(19)、无线触发器(18)，所述语音输出模块(16)下方设置有所述单片机控制模块(17)，所述单片机控制模块(17)下方设置有所述语音输入模块(19)，所述语音输入模块(19)下方设置有外部对讲机(20)，所述单片机控制模块(17)远离所述GPS模块(21)的一侧设置有所述无线触发器(18)，所述GPS模块(21)下方设置有所述电池模块(15)。
2.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述外壳(5)与所述中间罐体(6)通过螺栓连接，所述中间罐体(6)与所述自救器顶部紧固装置(1)通过螺钉连接。
3.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述中间罐体(6)与所述防晃动装置(7)通过螺栓连接，所述自救器顶部紧固装置(1)与所述口具(2)通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述中间罐体(6)与所述生氧药罐(11)通过螺栓连接，所述导气室(13)与所述中间罐体(6)通过螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述气囊(4)与所述导气室(13)通过粘胶连接，所述气囊(4)与所述气囊导气装置(10)通过粘胶连接。
6.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述生氧药罐(11)与所述顶紧螺丝(9)通过螺纹连接，所述语音输出模块(16)与所述单片机控制模块(17)通过螺钉连接，所述单片机控制模块(17)与所述语音输入模块(19)通过螺钉连接。
7.根据权利要求1所述的一种矿用井下定位自救器，其特征在于：所述语音输入模块(19)与所述外部对讲机(20)通过无线信号连接，所述单片机控制模块(17)与所述无线触发器(18)通过电线连接，所述GPS模块(21)与所述电池模块(15)通过导线连接。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721862052.5U CN207941106U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种矿用井下定位自救器 |
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| CN201721862052.5U CN207941106U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种矿用井下定位自救器 |
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| CN201721862052.5U Active CN207941106U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种矿用井下定位自救器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108014433A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-11 | 贵州大学 | 一种矿用井下定位自救器 |
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2017
- 2017-12-27 CN CN201721862052.5U patent/CN207941106U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108014433A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-11 | 贵州大学 | 一种矿用井下定位自救器 |
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