[發明專利]封閉避難空間中用于維持人的生命的毒氣去除和空調系統

無效

• 申請號: 201210178133.9
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102808648A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 詹姆斯·P·巴雷特
• 申請（專利權）人: 創業有限公司
• 主分類號: E21F11/00
• 分類號: E21F11/00;E21F3/00;B01D53/74;B01D53/62;F04D25/08;F04D27/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 梅高強;崔巍

本申請要求05/31/2011（2011年5月31日）提交的美國臨時專利申請序列號61/491,841為優先權。

技術領域

本發明涉及用于地下礦區中工作的礦工的安全系統。更特別地，本發明涉及一種當礦工救生室外的空氣可能包含有害氣體時，向礦工救生室的使用者提供安全和可呼吸的空氣的有毒氣體去除和空調系統。

背景技術

諸如洪水、原子核輻射事故、爆炸、火災、化學溢漏、恐怖分子有毒氣體攻擊、和許多其他的這樣的危險事件，需要人在受影響的區域采取避難措施。特別是在地下礦區中存在很多這樣的危險。在地下采礦操作中存在許多的風險：火災、井壁坍塌、瓦斯或者煤粉塵爆炸、滲水、窒息、采礦區域空氣中存在有毒氣體等等。

當任何人必須躲避諸如上面描述的那些事件的后果時，尤其是當礦工被困在地下，是否能夠存活取決于能否發現幸存者安全室中的臨時掩蔽所，直到危險過去，或者直到救援人員發現險情將礦工從該室中救出。特別設計的救生室因此被典型地布置在礦區的各個不同位置，并且礦工被訓練并且練習以幾乎下意識地知道這些位置。通過這樣的方式，如果有采礦事故發生，礦工可以迅速地發現并且進入最近的救生室，礦工能夠占據該室直到能夠安全離開。

因為救生室是空氣封閉的以防止該室之外的礦區空氣中可能存在的危險氣體的侵入，礦工可能僅有四個可能的氧氣（O₂）來源。包括：（1）在室被密封之前存在于室空氣中的O₂，這也包括在室內發現的壓縮空氣罐中包括的O₂；和（2）能夠從該室之外的其他氧氣源導入該室的O₂，其包括在（a）從外部壓縮空氣罐進入該室的空氣管道；（b）圍繞該室周圍的礦區空氣；和（c）從礦區之外的氧氣源進入該室的空氣管道。

礦工（或者一群礦工）在救生室中的存活時間長短，至少部分地，依賴于該室內部可利用的O₂的數量。因為救援工作可能持續數天（甚至數個星期），極其重要的是該室內部空氣中存在的可用于存活的O2水平要盡可能的保持長時間。

重要的是，要認識到人所占據的密封的室內部的空氣會隨著時間的推移而被污染，這是由于使用者的呼氣會在該室的空氣中引入額外的二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）。

當CO₂或者CO與O₂的比率很大時，救生室使用者可能受到CO₂或者CO中毒。為了防止這樣的情況，在該室內使用空氣凈化系統，以從該室的空氣中去除過剩的CO₂和CO。空氣凈化系統必須在礦區環境中實質地安全，意思是，一定不能產生任何危險狀況，諸如產生火花、或者散發足夠量的爆炸氣體或者毒氣從而導致危險。其也必須是非常的堅固以在地下礦區的險惡環境特性下確保連續的運轉。另外，當爆炸發生在室外面時，其必須能夠承受該室內部的力。[為了用于即時應用，“絕對安全”將采取30CFRPt.18.2中設定的意思：“絕對安全意指不會在正常或非正常狀態下釋放足夠的電能或熱能，從而導致瓦斯或者天然氣和具有易燃成分的空氣的可燃混合氣被點燃”]。

進一步，這樣的系統將最佳地檢測外部電源的損失，并且當這樣的狀態被檢測到時自動開始操作，從而不需要礦工人工地開啟或者操作該空氣凈化器。

空氣凈化系統產生的噪音也將被最小化。這是因為占據救生室的礦工必須長時間地聽到該噪音，并且這樣的長時間噪音暴露對于心理上的沖擊式非常負面的。

為了救援隊檢驗空氣凈化系統在操作（不進入救生室），空氣凈化系統將具有將其狀態無線連通到該室外部的系統的通路。

當前的技術并沒有對這些問題提出滿意的解決方案，并且市場上沒有能夠滿足所有需要的用于地下礦區的救生室使用的空氣凈化系統。因此，存在很迫切并且緊要的需要一種系統，以實質地改善被圍困礦工能夠從災難性事件中存活的能力。

發明內容

在設計用于解決上述問題的解決方案過程中，需要考慮的一個原理是發明一種系統，其能夠在為從可能威脅他們生命的災難性事件尋求安全的人所占據的封閉的安全室或空間中產生和維持適當的空氣。本發明的改進在于提供一種技術上可實行的和經濟上可行的方式，其用于人安全地駐留在封閉的安全空間中一段時間，例如幾天，并且采取自備的和電池供電的生命維持系統，當外面的危險狀態緩解或者直到避難所使用者遇救。對于地下礦區的最具有挑戰性的方面是空氣經常爆炸，并且這需要所有的電力系統實質地安全或者在礦區具有防爆保護并且因此不會引爆爆燃性空氣。