一种井下移动式惰性防灭火材料相变发生器

摘要

本发明公开了一种井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，壳体的前端设有花洒进水/气槽，壳体的后端设有排水/气汇集槽，壳体内在花洒进水/气槽与排水/气汇集槽之间连接有多根螺旋式铜管，每根螺旋式铜管的前端设有嵌入式恒流阀，壳体的侧壁设有装料口和惰性气体出口，并在惰性气体出口设有恒流阀和流量计。花洒进水/气槽设有螺旋式导流槽，壳体的侧壁设有压力表、排气阀和安全阀。花洒进水/气口通过三通阀与进水管和进气管分别连接，排水/气口通过三通阀与排水管和排气管分别连接。利用固态惰性防灭火材料相变制取惰性气体，直接利用煤矿井下水管或风管提供惰性防灭火材料相变所需的热量来制取惰性气体，不使用电源，从而更加安全可靠，节约能源。

权利要求

1.一种井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，其特征在于，利用固态惰性防灭火材料相变制取惰性气体，直接利用煤矿井下水管或风管提供惰性防灭火材料相变所需的热量；

包括相变发生器，所述相变发生器包括壳体，所述壳体的前端设有花洒进水/气槽，所述壳体的后端设有排水/气汇集槽，所述花洒进水/气槽设有花洒进水/气口，所述排水/气汇集槽设有排水/气口，所述壳体内在花洒进水/气槽与排水/气汇集槽之间连接有多根螺旋式铜管，每根螺旋式铜管的前端设有嵌入式恒流阀，所述壳体的侧壁设有装料口和惰性气体出口，并在惰性气体出口设有恒流阀和流量计；

所述花洒进水/气槽设有螺旋式导流槽，所述多根螺旋式铜管的前端布置在所述螺旋式导流槽内，所述花洒进水/气口设于所述螺旋式导流槽的外端。

2.根据权利要求1所述的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，其特征在于，所述壳体的侧壁设有压力表、排气阀和安全阀。

3.根据权利要求2所述的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，其特征在于，所述花洒进水/气口通过三通阀与进水管和进气管分别连接，所述排水/气口通过另一个三通阀与排水管和排气管分别连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，其特征在于，所述壳体的外部设有保温层。

说明书

一种井下移动式惰性防灭火材料相变发生器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种煤矿井下防灭火设备，尤其涉及一种井下移动式惰性防灭火材料相变发生器。

背景技术

[0002] 煤自燃是煤矿火灾的重要原因，严重影响煤矿生产与井下工作人员安全。目前治理煤自燃的技术措施主要有灌浆防灭火、惰性气体防灭火、三相泡沫防灭火、凝胶防灭火、均压防灭火。惰性气体防灭火具有性价比高、灭火效果好等优点，是煤矿治理煤自燃的可靠技术措施。目前，煤矿普遍采用的是采空区注氮技术，但常温下煤岩不吸附氮气，注氮一般适用于密闭性较好的采空区，对于工作面撤架期间支架附近煤体、保安煤柱的自然发火无法进行防治。液态二氧化碳防灭火技术利用了煤岩吸附二氧化碳的特性，二氧化碳灭火效果也优于氮气，但液态二氧化碳状态不稳定、容易泄漏，造成一定的安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种安全可靠、节约能源的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0005] 本发明的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，包括相变发生器，所述相变发生器包括壳体，所述壳体的前端设有花洒进水/气槽，所述壳体的后端设有排水/气汇集槽，所述花洒进水/气槽设有花洒进水/气口，所述排水/气汇集槽设有排水/气口，所述壳体内在花洒进水/气槽与排水/气汇集槽之间连接有多根螺旋式铜管，每根螺旋式铜管的前端设有嵌入式恒流阀，所述壳体的侧壁设有装料口和惰性气体出口，并在惰性气体出口设有恒流阀和流量计。

[0006] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，利用固态惰性防灭火材料相变制取惰性气体，直接利用煤矿井下水管或风管提供惰性防灭火材料相变所需的热量来制取惰性气体，不使用电源，从而更加安全可靠，节约能源。

附图说明

[0007] 图1为本发明实施例提供的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器的纵向剖面结构示意图。

[0008] 图2为本发明实施例中花洒进水/气槽的剖面结构示意图。

[0009] 图中：1、10—三通阀、2—花洒进水/气槽、3—嵌入式恒流阀、4—压力表、5—装料口、6—排气阀、7—安全阀、8—恒流阀、9—流量计、11—排水/气汇集槽、12—保温层、13—螺旋式铜管、14—花洒进水/气口、15—螺旋式导流槽、16—铜管进水/气端头。

具体实施方式

[0010] 下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

[0011] 本发明的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，其较佳的具体实施方式是：

[0012] 包括相变发生器，所述相变发生器包括壳体，所述壳体的前端设有花洒进水/气槽，所述壳体的后端设有排水/气汇集槽，所述花洒进水/气槽设有花洒进水/气口，所述排水/气汇集槽设有排水/气口，所述壳体内在花洒进水/气槽与排水/气汇集槽之间连接有多根螺旋式铜管，每根螺旋式铜管的前端设有嵌入式恒流阀，所述壳体的侧壁设有装料口和惰性气体出口，并在惰性气体出口设有恒流阀和流量计。

[0013] 所述花洒进水/气槽设有螺旋式导流槽，所述多根螺旋式铜管的前端布置在所述螺旋式导流槽内，所述花洒进水/气口设于所述螺旋式导流槽的外端。

[0014] 所述壳体的侧壁设有压力表、排气阀和安全阀。

[0015] 所述花洒进水/气口通过三通阀与进水管和进气管分别连接，所述排水/气口通过另一个三通阀与排水管和排气管分别连接。

[0016] 所述壳体的外部设有保温层。

[0017] 本发明的井下移动式惰性防灭火材料相变发生器，利用固态惰性防灭火材料相变制取惰性气体，直接利用煤矿井下水管或风管提供惰性防灭火材料相变所需的热量来制取惰性气体，不使用电源，从而更加安全可靠，节约能源。

[0018] 本发明的工作原理是：

[0019] 利用固态惰性防灭火材料吸热发生相变来制取惰性气体，将固态惰性防灭火材料装入发生器腔体内，由进水/气系统提供恒定流速的水流或者气流进入铜管内，并与腔体内的固态惰性防灭火材料换热；固态惰性防灭火材料吸热后相变为惰性气体，通过管路将惰性气体运输到井下各防灭火地点；

[0020] 惰性防灭火材料相变发生器内分布了多根螺旋式铜管，充分增加了铜管内流体与固态惰性防灭火材料的换热面积，提高了固态惰性防灭火材料相变的速率；

[0021] 花洒进水/气槽可以使水流或气流沿螺旋导流槽流至各铜管入口，保证水流或气流分配至每根铜管内；

[0022] 螺旋式铜管的进水/气端头连接了嵌入式恒流阀，能够控制每根铜管内水流或气体的流速恒定，从而保证每根铜管内流体与固态惰性防灭火材料换热均匀一致；

[0023] 三通阀可控制进水、进气两种模式的切换，气体与固态惰性防灭火材料换热效率较低，液体与固态惰性防灭火材料换热效率较高，因此通过切换进水、进气两种模式来获得不同的惰性气体产生速率，并且进气模式下可以排除残留在螺旋式铜管内的水；

[0024] 惰性防灭火材料相变发生器上安装了压力表以观测发生器内惰性气体的压力，安装了排气阀以在设备检修或装料时排空发生器内残留气体，同时安装了安全阀以避免发生器内惰性气体压力过大时产生危险；发生器气体出口处安装了恒流阀控制惰性气体以恒定流量流出，并且安装了流量表以观测惰性气体的总流量。

[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：设备不使用电源，避免产生电火花，达到本质安全化；而且本发明具有安全可靠、节约能源、操作简单、移动方便、维护容易等优点。

[0026] 具体实施例：

[0027] 如图1、图2所示，包括进水/气系统、相变发生器和排水/气系统三部分。进水/气系统由三通阀01、花洒进水/气槽02及管路组成，其中花洒进水/气槽02部分包括花洒进水/气口14、螺旋式导流槽15、铜管进水/气端头16。相变发生器由嵌入式恒流阀03、压力表04、装料口05、排气阀06、安全阀07、恒流阀08、流量计09、保温层12、螺旋式铜管13及管路组成。排水/气系统由三通阀10、排水/气汇集槽11及管路组成。

[0028] 在供水模式下，水流由井下的水管进入花洒进水/气口14，通过螺旋式导流槽15装满整个花洒进水/气槽02，在花洒进水/气槽02里布置了多个铜管进水/气端头16，由嵌入式恒流阀03控制恒定流速的水进入螺旋式铜管13；从装料口05将固态惰性防灭火材料装入发生器腔体中，铜管内水流将热量传递给铜管，热量又从铜管表面传递给固态惰性防灭火材料，固态惰性防灭火材料吸热后相变产生惰性气体；从螺旋式铜管13流出的水最后汇入排水/气汇集槽11，再从排水管流出；产生的惰性气体经过管路输送至井下各防灭火地点，恒流阀08控制惰性气体以恒定流速输出、流量计09记录惰性气体的总流量；压力表04可以实时观测发生器内的气压，气压过大时，安全阀07将会自动泄压，避免发生危险；设备检修及装料前，打开排气阀06排空发生器内残留的惰性气体。

[0029] 通过调节水流速度的大小可以控制固态惰性防灭火材料的相变速率，若供水模式下相变速率偏大，可切换至供气模式。调节三通阀1和10，气流从井下风管进入铜管内，换热后气流从排气管排出，此时惰性防灭火材料相变发生器工作原理与供水模式下相同。

[0030] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。