[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

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910558315.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-26
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F3/00
• 分類號(hào): E21F3/00;E21F17/00
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

本發(fā)明公開了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，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；入口處壓縮空氣處理模塊包含過濾器和減壓閥；渦流管制冷模塊包括渦流室，渦流室內(nèi)的渦流管一端連接冷端管，另一端連接熱端管，熱端管的出口管道上安裝溫度控制閥和消音器；冷端管的另一端與空調(diào)房?jī)?nèi)冷氣管連接；出口排氣處理模塊包括氣水分離裝置、氣體收集裝置、回收利用裝置和排空裝置。本發(fā)明采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的渦流管制冷可克服傳統(tǒng)制冷方式的缺點(diǎn)，具有制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，輸冷管道少，承壓小，對(duì)管道材質(zhì)要求低，降溫效果好，對(duì)井下環(huán)境沒有污染等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體為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。

背景技術(shù)

我國煤礦開采深度正以每年8-12m的速度增加，中東部礦區(qū)以每年10-25m的速度進(jìn)入深部開采，隨著開采深度的增加，地溫不斷上升，導(dǎo)致井下采掘工作面氣溫上升。有些千米礦井的巖石溫度已超過40℃，甚至達(dá)到50℃，地溫高并伴有熱水涌出，采掘工作面氣溫均超過30℃，部分采掘工作面氣溫達(dá)35℃以上，空氣質(zhì)量較差。此外礦井下的特殊環(huán)境條件，使供電線路和電氣設(shè)備易受損壞，可能造成人身觸電和電火花引起的火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故。因此礦井中的作業(yè)環(huán)境惡劣，為了緩解高溫作業(yè)人員的熱傷害，保護(hù)礦井工作人員的身體健康和勞動(dòng)安全，有必要采取切實(shí)可行的技術(shù)措施加以防治。

目前，礦井制冷技術(shù)包括以下幾種：地面集中式、井下集中式、井上井下聯(lián)合式、井下局部分散式、人工制冰降溫等。但都存在缺點(diǎn)，地面集中式需要采用高低壓轉(zhuǎn)換裝置處理高壓水，設(shè)備耗能高；井下集中式要求必須在井下開鑿大斷面機(jī)電硐室并且安全性能差；井上井下聯(lián)合式系統(tǒng)復(fù)雜，不利于調(diào)節(jié)；井下局部分散式制冷設(shè)備分散，不易于管理，安全性能差；人工制冰降溫的方式輸冰和融冰比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供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，采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的渦流管制冷可克服上述制冷方式的缺點(diǎn)，具有制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，輸冷管道少，承壓小，對(duì)管道材質(zhì)要求低，降溫效果好；制冷無需電力驅(qū)動(dòng)，解決了煤礦井下設(shè)備的防爆問題；空氣既是制冷劑又是載冷劑，對(duì)井下環(huán)境沒有污染，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種小型防爆壓縮空氣驅(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和減壓閥，減壓閥安裝在過濾器的出口管道上；

渦流管制冷模塊包括渦流室，渦流室的入口端與減壓閥的出口管道連通，在渦流室內(nèi)的渦流管一端連接冷端管，另一端連接熱端管，熱端管的出口管道上安裝溫度控制閥和消音器；所述冷端管的另一端與空調(diào)房?jī)?nèi)冷氣管連接，冷端氣流通過冷氣管噴灑進(jìn)入空調(diào)房?jī)?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、氣體收集裝置、回收利用裝置和排空裝置，氣水分離裝置的入口端分別通過管道與空調(diào)房的氣相出口、液相出口連接，氣水分離裝置的出口端與熱端管連接，在熱端管的出口端還連通氣體收集裝置，氣體收集裝置的出口端分別與排空裝置、回收利用裝置連接，回收利用裝置的氣體出口端通過管道連接至過濾器的入口端。

更進(jìn)一步地，所述空調(diào)房的底部安裝便于移動(dòng)的履帶。

更進(jìn)一步地，所述氣相出口設(shè)置在空調(diào)房的頂部，液相出口設(shè)置在空調(diào)房的底部。

本發(fā)明提供另一種技術(shù)方案：一種小型防爆壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的煤礦井下空調(diào)的制冷方法，包括以下步驟：

步驟1)：將煤礦井內(nèi)壓縮空氣通入過濾器，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，將壓力降低到渦流室工作的最佳匹配壓力；