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1、(10)授权公告号 CN 203715275 U(45)授权公告日 2014.07.16CN203715275U(21)申请号 201320884445.1(22)申请日 2013.12.30C01B 13/02(2006.01)E21F 11/00(2006.01)(73)专利权人上海垚远科技发展有限公司地址 201315 上海市浦东新区秀浦路2388号2幢356室(72)发明人王盘成 林青松 李伯仁 苏富源杨云(74)专利代理机构上海泰能知识产权代理事务所 31233代理人宋缨 孙健(54) 实用新型名称一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置(57) 摘要本实用新型涉及一种矿用紧急避险。
2、系统自备式化学供氧净化装置，包括供氧净化柜，所述供氧净化柜固定于底座上，供氧净化柜顶端装有冷却器，冷却器上装有通风罩，所述供氧净化柜的正面装有门，背面装有连接冷却器的若干进出水管，所述供氧净化柜的内壁上竖直平行布置有若干对承重组合式搁板，形成用于放置供氧净化器的插位，所述底座设有风量调节器，用以控制进风量。本实用新型具有供氧及净化CO2的双重功能，药板受热变形可控，空气流道通畅，在低浓度CO2环境中药板利用率显著提高；无需动力，操作简单，储存安全，适应矿用紧急避险系统的供氧、净化的环境。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书1页 说明书5页 附图4页(19。
3、)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书5页 附图4页(10)授权公告号 CN 203715275 UCN 203715275 U1/1页21.一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，包括供氧净化柜(1)，其特征是：所述供氧净化柜(1)固定于底座(2)上，供氧净化柜(1)顶端装有冷却器(4)，冷却器(4)上装有通风罩（3），所述供氧净化柜(1)的正面装有门，背面装有连接冷却器(4)的若干进出水管，所述供氧净化柜(1)的内壁上竖直平行布置有若干对承重组合式搁板(18)，形成用于放置供氧净化器的插位，所述底座(2)设有风量调节器(9)，用以控制进风量。2.根据权。
4、利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述供氧净化器由供氧药板(18)和支架构成，所述支架包括两个平行相对布置的方形固定支座(12),所述两个固定支座(12)侧面之间连接有固定杆(16),位于同一侧面的2根固定杆(16)之间连接有载药板架(17)，所述两个固定支座(12)侧面的中间和底面之间分别装有若干加强杆(14)和若干连接杆(15)，所述固定支座(12)上部装有横向杆(13)。3.根据权利要求2所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述载药板架(17)由若干根内凹的梯形辐条等距离平行排列组成，相邻辐条间距10-20mm，两个固定支座(12)相对侧。
5、面的载药板架(17)两两相对布置，容纳15-30个供氧药板(18)。4.根据权利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述供氧净化器未使用时装入配有箱盖(10)的储存箱(11)内。5.根据权利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述冷却器(4)为铜质盘管。6.根据权利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述冷却器（4）的顶端装有通风罩(3)，通风罩（3）水平排风。7.根据权利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述进出水管上装有球阀开关(5)。8.根据权利要求1所述的矿用紧急避险系统自备式化学。
6、供氧净化装置，其特征是：所述供氧净化柜(1)内部的插位数量为3个，由上至下分为上插位(6)、中插位(7)和下插位(8)。9.根据权利要求1所述矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，其特征是：所述供氧净化柜(1)、底座(2)、冷却器(4)及通风罩(3)组成装置柜体，所述装置柜体、供氧净化器及储存箱(11)组成供氧净化装置，所述装置柜体高14001620mm，前后深300400mm，左右宽350560mm。权 利 要 求 书CN 203715275 U1/5页3一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置 技术领域0001 本实用新型属于矿用急避险系统中的供氧净化装置领域，特别是涉及一种矿用紧急避。
7、险系统自备式化学供氧净化装置。 背景技术0002 根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾、爆炸等事故发生现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡总人数的很少一部分，绝大多数矿工都是因为在火灾、爆炸后不能及时升井或逃离浓度有毒有害气体现场，导致窒息或中毒死亡的。如何在矿难发生后为井下被困的幸存人员提供躲避有毒气体环境及其它伤害的密闭空间，为其提供必须的生存条件，延长其生存时间，直至救援人员到达，成为矿井救援的一个重要课题。这种当井下发生灾难事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间被称为井下紧急避险设备。该设施对外能够抵御高温烟气，隔离有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气。
8、体，创造自下而上基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。 0003 紧急避险系统的核心就是供氧技术，现行矿井紧急避险系统供氧技术主要有外部送风式及自备式，外部送风（如钻孔、专用管路）式依靠外部压缩机及输送管路将新鲜空气送入系统内，一次投资非常高，且发生灾变时管路系统有破坏风险；而自备式供氧方式不依靠外部送风，采用独立氧源备存于避险设施内，发生灾变时立即启用即可，独立可靠，是理想的避险系统供氧方式。超氧化钾药板供氧技术就是一种自备式供氧净化技术。 0004 不过，现有超氧化钾空气再生装置的供氧反应受环境温湿度、CO2浓度影响较大，且与人体呼吸商匹配不佳，而在矿井避险设施内，环境非常苛刻，温湿度高。
9、，且对CO2浓度要求严格，不得超过1%，若仍使用一般超氧化钾空气再生技术，将导致以下问题：1.由于药板超氧化钾含量高，环境温湿度高，药板产氧速率快、产氧量大，而吸收CO2速率慢、容量小，与人体呼吸商不匹配，当避险设施内CO2超过1%时O2仍有大量富余，不得不进行更换，从而造成极大浪费；2.矿井避险设施内温湿度高，超氧化钾副反应多，反应选择性低，吸潮后膨胀糊化现象很严重，并且药板受热变形幅度很大，上述药板及装置不能有效抑制这些现象，不仅给操作带来困难，而且容易堵塞空气通道，导致药板部分区域未反应或反应不完全，药板利用率低。3.超氧化钾再生反应放热量很大，若不加以控制，将增加避险系统的制冷量及费用。
10、。 发明内容0005 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，具有吸收CO2释放出O2的双重功能，无需其它CO2吸收剂及设备，简化空气再生流程，节约投资；不产生任何有害物质，对环境无二次污染，且能净化H2S、SO2酸性有害气体，还能吸收部分湿气，减轻避险系统湿负荷。 0006 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，包括供氧净化柜，所述供氧净化柜固定于底座上，供氧净化柜顶端说 明 书CN 203715275 U2/5页4装有冷却器，冷却器上装有通风罩，所述供氧净化柜的正面装有门，背面装有连接冷却器的若干进。
11、出水管，所述供氧净化柜的内壁上竖直平行布置有若干对承重组合式搁板，形成用于放置供氧净化器的插位，所述底座设有风量调节器，用以控制进风量。 0007 所述供氧净化器由供氧药板和支架构成，所述支架包括两个平行相对布置的方形固定支座,所述两个固定支座侧面之间连接有固定杆,位于同一侧面的2根固定杆之间连接有载药板架，所述两个固定支座侧面的中间和底面之间分别装有若干加强杆和若干连接杆，所述固定支座上部装有横向杆。 0008 所述载药板架由若干根内凹的梯形辐条等距离平行排列组成，相邻辐条间距10-20mm，两个固定支座相对侧面的载药板架两两相对布置，容纳15-30个供氧药板。 0009 所述供氧药板由超氧。
12、化钾67-82%，过氧化钾6-12%，氧化钾5-11%，硫酸钴0.5-1.5%，硅藻土1-2%，CuOCl0.5-1.5%，玻璃纤维5%组成。 0010 所述供氧净化器未使用时装入配有箱盖的储存箱内。 0011 所述冷却器为铜质盘管。 0012 所述冷却器的顶端装有通风罩，通风罩水平排风。 0013 所述进出水管上装有球阀开关。 0014 所述供氧净化柜内部的插位数量为3个，由上至下分为上插位、中插位和下插位。 0015 所述供氧净化柜、底座、冷却器及通风罩组成装置柜体，所述装置柜体、供氧净化器及储存箱组成供氧净化装置，所述装置柜体高14001620mm，前后深300400mm，左右宽3505。
13、60mm。 0016 有益效果 0017 由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点和积极效果： 0018 1.本装置具有吸收CO2释放出O2的双重功能，无需其它CO2吸收剂及设备，简化空气再生流程，节约投资。 0019 2.本装置不产生任何有害物质，对环境无二次污染，且能净化H2S、SO2酸性有害气体，还能吸收部分湿气，减轻避险系统湿负荷。 0020 3.本装置供氧药板上的超氧化钾含量低、孔隙高，CO2吸收速率快、容量大，再生系数与人体呼吸商匹配，能显著提高在低CO2浓度环境中的利用率，吸潮后糊化膨胀程度低，适应高温高湿环境。 0021 4.本装置供氧净化器结构合理，可。
14、使药板排列均匀，限制药板受热后的变形程度，保证空气通道均匀流畅，解决药板因受热变形相互靠近，从而堵塞风道形成未反应区的问题，提高药板的利用率。 0022 5.本装置通过采取增加装置高度、选择最优的药板间距、控制风量等技术措施降低产氧速率，提高吸收CO2速率，使研制出的超氧化钾供氧装置具有可控性，与人体呼吸商更加匹配，可提高超氧化钾反应选择性，能为密闭空间持续稳定供氧。 0023 6.本装置无高压部件，无电动或气动部件，本质安全可靠；采用自然对流方式，无需任何动力，绿色节能，非常适应灾变时避险系统内的应用特点。 0024 7.本装置通过采取对出风气体降温的方法，解决了供氧装置工作时的放热问题，几。
15、乎不增加紧急避险设施热负荷。 说 明 书CN 203715275 U3/5页50025 8.本装置将药板模块化，存储安全密封，操作简单方便，完全免维护，既解决了药板操作、储存难题，又极大地减少了储存期间的维护保养工作量及费用。 附图说明0026 图1为本实用新型自备式化学供氧净化装置结构示意图； 0027 图2为本实用新型装置柜体背面图； 0028 图3为供氧净化器储存箱示意图； 0029 图4为供氧净化器与供氧药板的结构示意图。 具体实施方式0030 下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲。
16、授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 0031 如图1-4所示，一种矿用紧急避险系统自备式化学供氧净化装置，包括供氧净化柜1，所述供氧净化柜1固定于底座2上，供氧净化柜1顶端装有冷却器4，冷却器4上装有通风罩3，所述供氧净化柜1的正面装有门，背面装有连接冷却器4的若干进出水管，所述供氧净化柜1的内壁上竖直平行布置有若干对承重组合式搁板18，形成用于放置供氧净化器的插位，所述底座2设有风量调节器9，用以控制进风量。 0032 所述供氧净化器由供氧药板18和支架构成，所述支架包括两个平行相对布置的方形固定支座12,所述。
17、两个固定支座12侧面之间连接有固定杆16,位于同一侧面的2根固定杆16之间连接有载药板架17，所述两个固定支座12侧面的中间和底面之间分别装有若干加强杆14和若干连接杆15，所述固定支座12上部装有横向杆13。 0033 所述载药板架17由若干根内凹的梯形辐条等距离平行排列组成，相邻辐条间距10-20mm，两个固定支座12相对侧面的载药板架17两两相对布置，容纳15-30个供氧药板18。 0034 所述供氧药板18由超氧化钾67-82%，过氧化钾6-12%，氧化钾5-11%，硫酸钴0.5-1.5%，硅藻土1-2%，CuOCl0.5-1.5%，玻璃纤维5%组成。 0035 所述供氧净化器未使用时。
18、装入配有箱盖10的储存箱11内。 0036 所述冷却器4为铜质盘管。 0037 所述冷却器4的顶端装有通风罩3，通风罩3水平排风。 0038 所述进出水管上装有球阀开关5。 0039 所述供氧净化柜1内部的插位数量为3个，由上至下依次为上插位6、中插位7和下插位8。 0040 所述供氧净化柜1、底座2、冷却器4及通风罩3组成装置柜体，所述装置柜体、供氧净化器及储存箱11组成供氧净化装置，所述装置柜体高14001620mm，前后深300400mm，左右宽350560mm。 0041 实施例1 0042 本实用新型提供一种适用于具有高温高湿，人员集中、低CO2允许浓度应用特点矿说 明 书CN 20。
19、3715275 U4/5页6井紧急避险系统的自备式化学供氧净化装置。 0043 A.装置包括装置柜体、供氧净化器及储存箱。装置柜体由底座、供氧净化柜、冷却器及通风罩组成：供氧净化柜设有上、中、下三个插位，能插入不多于三个供氧净化器，柜体正面设置一密封门；底座固定于地面，底座与供氧净化柜之间设置风量调节器以控制进风量；冷却器置于供氧净化柜上方，热空气被冷却从通风罩流出。 0044 B.供氧净化柜设置两个或三个插位，优选三个，插位与插位之间没有阻隔，最多可放入三个供氧净化器，一方面可以增加空气自然对流高度，加强对流；另一方面可以延长供氧净化器的使用时间，提高供氧药板利用率。 0045 C.底座与供。
20、氧净化柜之间设置风量调节器，可以手动控制进风量。 0046 D.供氧净化柜上部设置冷却器，冷却器为121.5的铜质盘管，换热面积大，管内走冷水，热空气走管外被冷却至室温。 0047 E.装置柜体顶部为通风罩，通风罩出口朝后，经冷却后的再生空气从通风罩水平吹向避险设施墙壁，可被墙壁再次冷却。 0048 F.供氧净化器由化学供氧药板及药板支架组成，药板支架采用梯形辐条将药板隔开，梯形辐条能将药板隔开，并最大限度的限制药板受热变形程度，保持空气流道的通畅，每个供氧净化器能容纳15-30片药板，辐条间距为10-20mm。 0049 G.化学供氧药板，由供氧净化药剂、改性添加剂及粘结剂压制而成，供氧净化。
21、药剂以超氧化钾为主料，过氧化钠、氢氧化钙、过氧化钡、过氧化钾、氧化钾等辅料，以调节其产氧量与吸收CO2容量比值，与人体呼吸相匹配；改性添加剂为硅藻土、珍珠岩、蒙脱石、硫酸钴及氯氧化铜等，加入改性添加剂可增加药板孔隙率，改善初期反应速率；粘结剂为硅酸盐类纤维，如玻璃纤维、复合硅酸镁纤维等。经反复试验，确定供氧药板组成：超氧化钾67-82%，过氧化钾6-12%，氧化钾5-11%，硫酸钴0.5-1.5，硅藻土1-2%，CuOCl0.5-1.5%，玻璃纤维5%。按以上配方混料、在控制温湿度条件下使用油压机压制成型，再经烘干，裁剪等工序可制得供氧药板。 0050 H.供氧净化装置包括储存箱，可存储两个供。
22、氧净化器，储存箱外观采用桔红警示色系，材料具有阻燃防静电功能，由箱体及箱盖组成，箱体箱盖密封严实，密封防水隔气，内部设置避振结构，可保证运输、装卸环节药板不损坏。储存箱箱盖设计凸块，箱底箱对应处有凹陷，可将储存箱叠放堆积，节省储存空间。 0051 本装置具体使用的工作原理如下： 0052 本装置包括装置柜体、供氧净化器及储存箱。装置柜体由底座、供氧净化柜、冷却器及通风罩组成：供氧净化柜设有上、中、下三个插位，能插入不多于三个供氧净化器；底座固定于地面，底座与供氧净化柜之间设置风量调节器以控制进风量；冷却器置于供氧净化柜上方，热空气被冷却从通风罩流出。 0053 使用时，将供氧净化器从储存箱中拿。
23、出，置入装置柜体插位内，由于超氧化钾在空气中能自动吸收人体呼出的水汽及CO2并放出O2，（见化学式1,2和总反应式3），导致供氧净化器内温度高，外部温度低，冷热空气密度差形成自然对流，污浊的空气从装置底座流入，流经供氧净化器超氧化钾药板表面，发生再生反应，CO2被吸收，并产生新鲜的氧气，反应放出的热量可加强装置柜体内部的对流，热空气继续向上被装置柜体顶部冷却器冷却后流出，从而实现避险系统内空气的生态型循环再生。 说 明 书CN 203715275 U5/5页70054 4KO2+2H2O=4KOH+3O2+Q （1） 0055 2KOH+CO2=K2CO3+H2O+Q （2） 0056 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2+Q （3） 0057 通过吸收密闭空间内的CO2及湿气，经化学反应产生O2，使空气得以再生，并可根据需要控制密闭空间内O2浓度处于18.5-23%之间，CO2浓度低于1%，同时还可吸收其它的酸性有毒气体如H2S、SO2等，从而为密闭空间内的人员提供优质、安全、洁净的空气。 说 明 书CN 203715275 U1/4页8图1说 明 书 附 图CN 203715275 U2/4页9图2说 明 书 附 图CN 203715275 U3/4页10图3说 明 书 附 图CN 203715275 U10。