[發(fā)明專利]一種小型防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)及制冷方法

在審

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• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110410130A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘棟梁;嚴(yán)瑾;盧義玉;鄧曉燕;謝崇宏
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;E21F17/00
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

1.一種防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)的制冷方法，所述防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)包括入口處壓縮空氣處理模塊、渦流管制冷模塊和出口排氣處理模塊；

其中，入口處壓縮空氣處理模塊包含過濾器(1)和減壓閥(2)，減壓閥(2)安裝在過濾器(1)的出口管道上；

渦流管制冷模塊包括渦流室(3)，渦流室(3)的入口端與減壓閥(2)的出口管道連通，在渦流室(3)內(nèi)的渦流管一端連接冷端管(5)，另一端連接熱端管(4)，熱端管(4)的出口管道上安裝溫度控制閥(11)和消音器(12)；所述冷端管(5)的另一端與空調(diào)房內(nèi)冷氣管(6)連接，冷端氣流通過冷氣管(6)噴灑進(jìn)入空調(diào)房(7)內(nèi)并進(jìn)行熱量交換；

出口排氣處理模塊包括氣水分離裝置(10)、氣體收集裝置(13)、回收利用裝置(14)和排空裝置(15)，氣水分離裝置(10)的入口端分別通過管道與空調(diào)房(7)的氣相出口(8)、液相出口(9)連接，氣水分離裝置(10)的出口端與熱端管(4)連接，在熱端管(4)的出口端還連通氣體收集裝置(13)，氣體收集裝置(13)的出口端分別與排空裝置(15)、回收利用裝置(14)連接，回收利用裝置(14)的氣體出口端通過管道連接至過濾器(1)的入口端；

其特征在于，所述制冷方法包括以下步驟：

步驟1)：將煤礦井內(nèi)壓縮空氣通入過濾器(1)，除去壓縮空氣帶有的顆粒物、水分雜質(zhì)，并通過導(dǎo)氣管進(jìn)入減壓閥(2)，將壓力降低到渦流室(3)工作的最佳匹配壓力；

步驟2)：將減壓后的高壓氣體在噴嘴內(nèi)膨脹加速，然后沿切線方向以自由渦流形式進(jìn)入渦流室(3)，在渦流室(3)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)旋湍流流動(dòng)，從而產(chǎn)生能量分離效應(yīng)，最終分離成中心部位的冷氣流和外層部位的熱氣流，再通過溫度控制閥(11)調(diào)節(jié)冷熱氣流的比例，得到不同的制冷效果；

步驟3)：冷氣流通過冷氣管(6)噴灑在空調(diào)房(7)內(nèi)排出，并與空調(diào)房(7)內(nèi)氣體進(jìn)行熱量交換，換熱后的氣體通過空調(diào)房(7)頂部的氣相出口(8)排出，冷凝水從空調(diào)房(7)底部的液相出口(9)排出；

步驟4)：空調(diào)房(7)內(nèi)排出的廢氣和冷凝水通過氣水分離裝置(10)，除去廢氣中的水蒸氣，再將廢氣與渦流室(3)中的熱端管(4)氣流混合，降低熱端管(4)氣流溫度；

步驟5)：由熱端管(4)外部連接的氣體收集裝置(13)、回收利用裝置(14)和排空裝置(15)對排氣口排出的干燥空氣進(jìn)行收集、再壓縮、回收利用；

步驟6)：根據(jù)使用需求，通過履帶(16)在煤礦巷道內(nèi)自由移動(dòng)，履帶(16)的傳動(dòng)方式采用液壓傳動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)的制冷方法，其特征在于，步驟2)中溫度控制閥(11)的溫度控制范圍為25℃-27℃，并可手動(dòng)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變冷熱流的比例。

3.如權(quán)利要求1所述的防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)的制冷方法，其特征在于，渦流室(3)內(nèi)的渦流管的進(jìn)口端設(shè)置有噴嘴，噴嘴與減壓閥(2)的出口管道連通。