空气净化制冷一体机的研制

煤矿井下紧急避险设施环境控制需备用电源,而国家对新型电池在井下使用持审慎态度,鉴于紧急避险设施空气净化制冷的无电源要求,研制了空气净化制冷一体机。详细地描述了空气净化制冷一体机的工作原理、结构形式、主要技术参数,并在12人救生舱进行了净化能力和制冷能力试验,得出温度、湿度、CO2、CO变化曲线,结果表明:空气净化制冷一体机满足12人舱CO2及CO快速净化能力,制冷量满足12人的热负荷需要,适用于煤矿井下救生舱和避难硐室。     

矿用CO2开放式制冷仿真系统设计与优化

针对CO2开放式制冷在避难硐室、救生舱等有限密闭空间中应用的重要性,利用FLOWMASTER热流体计算仿真软件,设计了一种用于有限密闭空间的CO2开放式制冷仿真系统,在满足设计制冷量和气动风机进出口压降、温降的条件下,对蒸发器管长进行优化,获得了最佳蒸发器长度,同时对非设计工况下的制冷系统特性及不同制冷量进行校核,并对该制冷仿真系统进行了试验验证,仿真值与试验值吻合良好,验证了系统仿真的准确性和精确性.     

一种煤矿硬体救生舱的结构改进设计

分析了一种救生舱结构,提出生存舱内温湿度分布呈现不均匀性、制冷装置系统管路发生泄漏时对生存舱的危害以及生存舱的舱体存在薄弱点等几个问题。通过对救生舱结构改进,提高了救生舱装备技术水平。     

矿用救生舱CO_2净化方法与试验研究

在密闭空间中,当人体新陈代谢产生的CO2浓度达到一定程度时会严重威胁避难人员的健康和生命安全。在分析国内外净化CO2方法的基础上,对矿用可移动式救生舱中人体CO2代谢的速率进行了试验研究,采用13XAPG型分子筛、钠石灰与超氧化钾药板3种不同的净化材料,对CO2的净化特性进行试验分析。研究结果表明:当CO2浓度小于3%时,13XAPG型分子筛对其吸附效果较差,不能起到有效的净化作用;65型超氧化钾对CO2吸收速率较高,在吸收CO2的同时释放O2,但其化学反应产生的热负荷较大,增加了密闭舱室的制冷需求;钠石灰具有对CO2吸收速率高、安全性好、产热少等特点,更适用于有制冷需求的密闭空间的CO2净化。     

矿用救生舱相变材料与蓄冰复合制冷系统研究

研究了一种矿用救生舱相变材料与蓄冰复合制冷系统。通过实验验证出一种较好的相变材料与冰复合制冷体系;测试了内壁安装无机相变材料的救生舱传热系数较原先仅有保温材料的救生舱传热系数小0.425 W/(m2.K);顺利通过环境温度:55℃,24 h;30℃,82 h模拟真人实验。     

煤矿井下避难硐室与救生舱关键技术研究

提出煤矿井下避难硐室和救生舱建设原则：无大功率和大容量电源、无安全隐患、不影响矿井通风和安全生产、便于快速紧急避险、免维护或易维护、经济实用等。提出严禁将救生舱的生存舱与设备舱分离;救生舱不宜设置在巷道中;在一定的区域内宜分布设置多个中小型避难硐室或救生舱。提出煤矿井下避难硐室和救生舱宜采用高压气体膨胀制冷;风机宜采用气动风机;宜利用制冷系统的热交换器表面凝水除湿;宜采用压缩氧供氧;不宜采用蓄电池或外接电源供电照明;宜配备便携式O 2、CO、CO 2、CH 4、温度、湿度等检测仪;传感器及分站、人员位置监测分站、调度电话等,应选用用户已有系统的配套设备;救生舱的排气孔、连接压风自救、供水施救、安全监控、人员位置监测和通信等系统的管线,宜分两侧布置。提出软体救生舱不宜在煤矿井下使用;除掘进工作面和临时作业场所外,煤矿井下其他巷道和作业地点均应有不少于2条步行安全撤至地面的通道。     

矿井救生舱内碱石灰去除二氧化碳性能实验

矿井救生舱是在矿井发生事故后为遇险人员提供临时保护措施和生命保障的密闭设备。在等待救援过程中,去除救生舱内的CO2是其空气净化的关键技术之一,而碱石灰具有毒性小、吸附稳定性高、使用方便和价格便宜等优点,适合作为救生舱空气净化的吸附剂。实验研究了救生舱在10 000×10-6和8 000×10-6的CO2浓度下,碱石灰在不同风速(0.5、1.0、1.5 m/s)对CO2的吸附性能,结果表明适当降低风速可提高碱石灰对CO2的吸附能力;CO2浓度由8 000×10-6提高到10 000×10-6,碱石灰的吸附效率下降2%~4%;并根据设计条件计算得在矿井救生舱(室)采用空调净化一体机的条件下,在106 h的额定防护时间内至少需要储备157.9 4 kg碱石灰。     

基于旋转黏度计低温测试装置的制冷效果研究

作者研制了一种简单实用低温测试装置并完成了该装置的制冷效果分析。该装置选用电热制冷,能够与旋转黏度计配合使用。通过实验发现,加入隔热系统与风导流系统,能够有效地缩短制冷时间,达到更低的制冷温度。     

矿用救生舱内人体代谢的物理模拟系统设计

设计了一套人体代谢模拟系统,用于测试矿用救生舱生命保障系统。该系统使用物理方法模拟人体代谢的几项主要指标,为考核救生舱生命保障系统的性能提供了人体代谢的试验负荷。将人体代谢指标分为耗O2、产CO2、产湿、产热4项,进行单元模块化模拟,并通过中央控制单元对模拟过程进行控制。     

矿用救生舱中二氧化碳净化试验

救生舱是在矿井发生事故时为被困人员提供生存避险的密闭空间装备。在等待救援的过程中,舱内空气净化系统的首要问题就是人体产生的CO2气体污染物处理。对救生舱使用时CO2净化进行了一系列的试验,并通过真人生存模拟试验验证。空载试验时CO2处理能力不低于每人0.5 L/min;净化装置风速越高CO2处理能力越强;真人模拟试验中,24.2 kg药剂可供10人使用17 h。