[发明专利]一种深部高温热害地下空间降温供氧系统

说明书

本发明公开一种深部高温热害地下空间降温供氧系统，涉及深部地下空间环境控制与调节设备领域，包括液氮供应部、液氧供应部和控制器，液氮供应部、液氧供应部分别通过液氮输送管路、液氧输送管路连接有液氮雾化机构、液氧雾化机构，且液氮输送管路上设置有液氮流量阀，液氧输送管路上设置有液氧流量阀，控制器中设置有温度传感器和氧气浓度传感器；本发明一则能够按照正常空气中氮气与氧气的比例进行供氧，避免空间环境中氧气浓度低于设定值，二则能够通过雾化液滴与周围空气对流换热，蒸发为低温气体后继续通过单相对流换热，即低温流体液滴通过相变换热与单相对流方式实现空间环境降温冷却。

技术领域

本发明涉及深部地下空间环境控制与调节设备领域，特别是涉及一种深部高温热害地下空间降温供氧系统。

背景技术

随经济社会发展和浅层资源枯竭，深部地下开采成为矿业发展必然趋势。然而，伴随开采深部增加，原岩温度升高。巷道岩石放热、矿物氧化、机械设备产热、风流自压缩和地下水放热等，使得矿井、尤其是深部矿井高温热害问题日益突出，高温高湿作业环境严重威胁矿井的安全生产和工作人员的生命健康。《煤矿安全规程》规定，“当采掘工作面空气温度超过26℃、机电设备硐室超过30℃时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇”；“当采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室超过34℃时，必须停止作业”。

为保障人员健康和安全生产，需采取人工降温手段。传统的制冷水降温系统和压缩空气降温系统等机械制冷手段多以冷水、空气或者压缩空气等工质输冷，单位质量工质携带冷量能力小、工质需求量大，且极易受环境与地热影响；降温系统包括制冷、输冷和散热环节，系统构成复杂；需要电力等动力源驱动，在矿井突发灾害事故、地下电力系统失效等紧急情况下难以保证正常工作。鉴于深部地下空间热害矿井局部降温的必要性与灾害发生矿井被困人员的解困应急需要，以及上述常规矿井降温技术手段存在的不足，亟需提出一种应用于深部地下空间降温及灾害发生后被困高温热害空间人员解困的降温与供氧系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种深部高温热害地下空间降温供氧系统，以解决上述现有技术存在的问题，不仅能够对地下空间环境进行降温，还能够时刻监测控制空间环境中的氧气浓度，避免事故发生。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种深部高温热害地下空间降温供氧系统，包括液氮供应部、液氧供应部和控制器，所述液氮供应部、所述液氧供应部分别通过液氮输送管路、液氧输送管路连接有液氮雾化机构、液氧雾化机构，且所述液氮输送管路上设置有液氮流量阀，所述液氧输送管路上设置有液氧流量阀，所述控制器中设置有用于测量环境温度的温度传感器和用于测量氧气浓度的氧气浓度传感器，所述控制器与所述液氧流量阀、所述液氮流量阀电连接；当环境温度处于设定范围内时，所述液氮输送管路中液氮与所述液氧输送管路中液氧的流量比例为标准化干空气中氮气和氧气体积比。

优选的，所述液氮供应部包括高压氮气瓶和与所述高压氮气瓶连通的液氮储罐，所述高压氮气瓶与所述液氮储罐之间的管路上设置有氮气减压阀。

优选的，所述高压氮气瓶与所述液氮储罐之间的管路上还设置有氮气压力表。

优选的，所述液氮输送管路的一端位于所述液氮储罐的底部，所述高压氮气瓶与所述液氮储罐之间的管路的一端位于所述液氮储罐的罐口处。

优选的，所述液氧供应部包括高压氧气瓶和与所述高压氧气瓶连通的液氧储罐，所述高压氧气瓶与所述液氧储罐之间的管路上设置有氧气减压阀。

优选的，所述高压氧气瓶与所述液氧储罐之间的管路上还设置有氧气压力表。

优选的，所述液氧输送管路的一端位于所述液氧储罐的底部，所述高压氧气瓶与所述液氧储罐之间的管路的一端位于所述液氧储罐的罐口处。

优选的，所述液氮雾化机构与所述液氧雾化机构分别为液氮喷嘴和液氧喷嘴。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：