煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置

摘要

本发明涉及一种煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置。由自动氧气呼吸器、安全帽和控制部分组成。自动氧气呼吸器的壳体内装氧气瓶、过滤器、减压阀、单向阀、CO2吸收剂等，电磁阀与皮囊连接，气体导管接单向阀，单向阀接CO2吸收剂中的中心空管，皮囊折叠在上盖中，壳体底部密封。安全帽帽体、帽衬和通气管、通气软管等组成，通气管接氧气罐上的电磁阀的输出管，通气软管接接颜面罩。本发明通过超再生式接收器模块接收到预警网络传来的预警信号，经解码、放大到开关控制器控制电磁阀开启，电磁阀开启氧气瓶，通过通气管向接颜面罩供氧，同时蜂鸣器HA发出报警声，使用者手动拉下接颜面罩至口鼻位置即可。本发明为逃生赢得了宝贵时间。

权利要求

1.煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置，其特征在于由自动氧气呼吸器、安全帽和控制部分组成，

自动氧气呼吸器的壳体底部一边装氧气钢瓶，氧气钢瓶、过滤器、减压阀、压力表和电磁阀螺纹串连在一起，电磁阀、溢流阀与皮囊连接，气体导管的呼气口与出气单向阀连接，并置于皮囊中，气体导管的吸气口与进气单向阀连接，出气单向阀与CO2吸收剂中的中心空管连接，电源和控制电路板放入氧气钢瓶下的壳体底部，壳体底部另一边装筛网，筛网内有CO2吸收剂，皮囊折叠在上盖中，上盖与壳体连接，壳体底部密封，安全帽的帽体和帽衬之间有通气管，通气管一端与通气软管连通，另一端通过接口(A)与氧气钢瓶上的电磁阀的输出管连通，通气软管另一端与接触颜面的面罩连通，接触颜面的面罩与帽衬用松紧带连接，电源的正极接三端稳压集成电路(N1)的1脚，负极接三端稳压集成电路(N1)的2脚，三端稳压集成电路(N1)的3脚接超再生式接收器(N2)的1脚，超再生式接收器(N2)的2脚接解码器单元(N3)的1脚，解码器单元(N3)的4脚接第一六反相触发器(N4)的1脚，第一六反相触发器(N4)的2脚接第二六反相触发器(N5)的3脚，第二六反相触发器(N5)的

4脚与三极管场效应管(Q1)的输入端连接，三极管场效应管(Q1)的输出端接电磁阀(DC1)和发光二极管或蜂鸣器的输入端(B)。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置，其特征在于放置皮囊的上盖(11)由固定上盖(18)和活动上盖(21)组成，活动上盖一端的卡头(20)卡在固定上盖的卡孔(19)中，另一端有2个膨胀卡销(22)插入固定上盖的孔中。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置，其特征在于固定上盖(18)上有观测压力表的观测孔(17)。

说明书

煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置。

背景技术

[0002] 由于经济的高速发展，对能源的需求也是飞速提高，作为以煤炭为主要原料的国家，煤炭的开采量也节节攀升，于是煤矿安全事故也频频发生造成大量人员伤亡。经过对矿难现场和伤亡人员的大量数据分析，发现井下工作的死亡人数90％以上是因为瓦斯爆炸后吸入了一氧化碳气体而导致的。

[0003] 一些大型矿井下都有救生仓，只要瓦斯爆炸事故发生前后井下人员能够顺利进入救生舱就不会有生命危险，但是遇上瓦斯突出情况时事故将在极短时间内发生，如果采用传统的自救器根本没有办法在短时间内自救。

[0004] 长期以来，矿山井下普遍使用的隔绝式氧气自救器使用程序较为繁琐。通常先卸下佩戴的防尘口罩，打开呼吸器上盖的两个卡口，取下上盖，开启阀门通氧气，将皮囊上的鼻夹将鼻子夹住，打开气囊塞子然后用嘴咬住皮囊呼吸嘴。在平静熟练情况下从接到瓦斯预警到开始佩戴化学氧气自救器至少需要90秒钟，这时井下工人还必须停留下来操作，这样也占用了宝贵的逃生时间。再加上传统化学氧气自救器必须是手持或嘴咬也给逃生带来不便，如果一旦瓦斯爆炸其产生的冲击波极有可能将井下工作人员摔倒更有可能导致其昏迷，这时氧气自救器就会从口鼻处脱离达不到保护的作用，最终就会被一氧化碳窒息而死。

[0005] 我们从大量的井下瓦斯爆炸现场数据中看到，井下瓦斯爆炸后其一氧化碳的浓度一般在1～10％，这个数据意味着，在这个环境下只要吸入一口就会失去宝贵的生命。那么我们可以判定常规自救呼吸器在井下瓦斯爆炸过程中的自救几乎没有可能。

[0006] 现在也有一些产品采用了瓦斯传感器、一氧化碳传感器、压力传感器或震动传感器以期达到“自动”的效果，但是这些产品最终只是停留在纸上。其不能实施的原因主要是：

[0007] 1、瓦斯传感器、一氧化碳传感器如果佩戴到个体上必须要求体积小，重量轻。但是这些“迷你”型的产品响应时间长达1～2分钟，而且灵敏度级差。

[0008] 2、灵敏度较高的进口产品其价格昂贵到千元以上，以这样的产品作为个体装备的配件显然没有推广的意义。

[0009] 3压力、震动传感器也会因为工作过程中的震动、现场设备的影响和落物等原因导致其误动作，可以想象这样工人怎么能够安心生产，而且每次的误动作对其心理上造成的伤害要多少时间来修复。

发明内容

[0010] 本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种不用人工开启阀门通气，与使用者结合牢固，为井下工作人员提供逃生的宝贵时间和机会的煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置。

[0011] 本发明目的的实现方式为，煤矿井下瓦斯爆炸安全帽式个体逃生装置，由自动氧气呼吸器、安全帽和控制部分组成，

[0012] 自动氧气呼吸器的壳体底部一边装氧气瓶，氧气钢瓶、过滤器、减压阀、压力表和电磁阀螺纹串连在一起，电磁阀、溢流阀与皮囊连接，气体导管的呼气口与出气单向阀连接，并置于皮囊中，气体导管的吸气口与进气单向阀连接，出气单向阀与CO2吸收剂中的中心空管连接，电源和控制电路板放入氧气瓶下的壳体底部，壳体底部另一边装筛网，筛网内有CO2吸收剂，皮囊折叠在上盖中，上盖与壳体连接，壳体底部密封，

[0013] 安全帽的帽体和帽衬之间有通气管，通气管一端与通气软管连通，另一端通过接口A与氧气罐上的电磁阀的输出管连通，通气软管另一端与接触颜面的面罩连通，接触颜面的面罩与帽衬用松紧带连接，

[0014] 电源的正极接三端稳压集成电路N1的1脚，负极接三端稳压集成电路N1的2脚，三端稳压集成电路N1的3脚接超再生式接收器N2的1脚，超再生式接收器N2的2脚接解码器单元N3的1脚，解码器单元N3的4脚接第一六反相触发器N4的1脚，第一六反相触发器N4的2脚接第二六反相触发器N5的3脚，第二六反相触发器N5的4脚与三极管场效应管Q1的输入端连接，三极管场效应管Q1的输出端接电磁阀DC1和发光二极管或蜂鸣器的输入端B。

[0015] 本发明通过超再生式接收器接收到预警网络传来的预警信号，经解码、放大到三极管场效应管Q1，三极管场效应管Q1将预警信号传给电磁阀和蜂鸣器，电磁阀开启，氧气钢瓶中的氧气经过滤器过滤，减压阀降压成10公斤压力后向皮囊中充氧，折叠在上盖中的皮囊在10公斤压力的推动下，将活动上盖顶开后，脱离并完全张开，并经气体导管向隐藏在帽体里的接触颜面的面罩供氧，呼出的气体经气体导管、出气单向阀流经CO2吸收剂，经清洗、过滤后循环使用。佩带者听到蜂鸣器的报警后，拉下隐藏在帽体中的接触颜面的面罩，罩住口鼻即可。

[0016] 本发明有以下优点：

[0017] 1、利用煤矿现有的安全监测系统和预警网络

[0018] 2、压缩氧气通过防爆电磁阀自动输入皮囊，不用人工开启阀门通气，[0019] 3、通过10公斤氧气压力使皮囊将呼吸器上盖顶开，皮囊自动弹出减少了打开盖子人工操作的时间，

[0020] 4、隐藏式接触颜面的面罩的使用省去了大量人工操作环节和有效防止了因为爆炸冲击波导致的呼吸器脱落、漏气和停止工作，

[0021] 本发明完全解决了传统的自救装置佩戴繁琐，在受爆炸冲击波影响时容易与人体脱离，和昏迷个体因为失去知觉而导致嘴角漏气或体压力不够导致呼吸器停止工作等问题。在忙乱紧张的事故现场，使用本发明，无须使用人员花费大量宝贵的时间手动开启、佩戴呼吸器，为井下工作人员提供逃生的宝贵时间和机会，为受困井下等待救援的工作人员提供生存保障。

附图说明

[0022] 图1是本发明的自动氧气呼吸器结构示意图，

[0023] 图2a、b是自动氧气呼吸器的上盖结构主视图、俯视图，

[0024] 图3是本发明的安全帽结构示意图，

[0025] 图4是本发明电路原理图。

具体实施方式

[0026] 参照图1、2、3，壳体13底部一边装氧气钢瓶2，氧气钢瓶2、过滤器3、减压阀4、压力表5、电磁阀7螺纹串连在一起，电磁阀7、溢流阀6出口与皮囊8连接，接面罩的气体导管9与进气单向阀10连接，气体导管9置于皮囊8中，电源和控制电路1板放入氧气瓶下的壳体底部，壳体底部另一边装筛网15，筛网里有CO2吸收剂14，出气单向阀10-1与CO2吸收剂14中的中心空管连接，壳体13底部与密封盖16螺纹连接，壳体13两边有挂柄12。

[0027] 参照图1、2，放置皮囊的上盖11由固定上盖18和活动上盖19组成，活动上盖一端的卡头卡在固定上盖内，另一端有两个膨胀卡销20插入固定上盖的卡孔21中。固定上盖18上有观测压力表的观测孔17。

[0028] 参照图3，帽体29和帽衬25之间有通气管26，通气管一端与通气软管24连通，通气软管另一端与接触颜面的面罩22连通，通气管26另一端与氧气罐的输出管连通，接触颜面的面罩隐藏于帽体29和帽衬25之间的缝隙里，与帽衬用松紧带23连接，松紧带23固定在帽衬25上，通气管26用管卡27固定在帽体上。蜂鸣器28安装在帽檐靠近耳朵部位。

[0029] 参照图1、2、3、4，电源的12V由N1(7805)的1脚进入，经调压成5V电压，为控制电路部分供电。电路中有保险丝F1。

[0030] N1的3脚接超再生式接收器N2(PC-RZ3A)的1脚，超再生式接收器接收到预警网络传来的预警信号，超再生式接收器N2的2脚接N3的1脚，预警信号经解码器单元N3(74HC14)解码、六反相触发器N4(74HC14)、N5(74HC14)两次触发到(IRF540)三极管场效应管Q1，Q1的输出端将信号传给电磁阀7和蜂鸣器28。电磁阀7开启，氧气钢瓶2中的氧气经过滤器3过滤，减压阀4降压成10公斤压力后向皮囊8中充氧，折叠在上盖11中的皮囊在10公斤压力的推动下，将活动上盖19顶开后，脱离并完全张开，并经气体导管9向隐藏在帽体29里的结颜罩22供氧，使用者吸进氧气，呼出的气体经气体导管9、进气单向阀10流经CO2吸收剂14，经清洗、过滤后，经出气单向阀10-1、气体导管9循环使用。佩带者听到蜂鸣器28的报警后，拉下隐藏在帽体中的接触颜面的面罩，罩住口鼻即可。