井下智能液态二氧化碳防灭火系统技术方案

本发明专利技术提供了一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，包括：罐体、用于智能自动控制的PLC控制器、自动增压系统和矿车，所述罐体右侧设置有温度传感器口、压力传感器口、压差传感器口、气相口、液相口和排液喷射口，所述排液喷射口与罐体之间设置有排液低温电控阀门，所述排液低温电控阀门通过线缆与PLC控制器相连，所述PLC控制器上设置有监测空气中二氧化碳浓度的环境二氧化碳传感器和声光语音报警器，所述PLC控制器还设置有温度传感器、压力传感器、压差传感器并分别与罐体的相应接口相连。罐体内部压力得到自动调节，实现防灭火系统管路不堵塞，体积小，结构紧凑，达到高效快速灭火的目的。

【技术实现步骤摘要】
井下智能液态二氧化碳防灭火系统
本专利技术涉及防灭火系统
，尤其涉及一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统。
技术介绍
目前，煤矿防灭火最有效的方法之一是采用液态二氧化碳直注灭火，其原理是将液态二氧化碳加压存储在低温容器中，然后直接通过管路将容器内液态二氧化碳送至灭火地点。其特点是吸热降温，阻隔氧气，灭火快。但是，在管路输送二氧化碳的过程中，由于液态二氧化碳本身的特性，随着容器内液态二氧化碳的减少，容器内部压力逐渐降低，液态二氧化碳就会形成干冰，造成管路堵塞，甚至会出现管路爆裂，给煤矿防灭火带来严重的影响。同时，在进行防灭火操作过程中，由于管路或罐体、阀门一旦泄露，造成周边区域内二氧化碳浓度过高，会对操作人员造成窒息危险，并且管路爆裂容易造成操作人员崩伤等事故。另外，现有的液态二氧化碳灭火装置体积大，不适用于煤矿内空间狭小不能快速移动的特点。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，以防止罐体内液态二氧化碳固化形成干冰而堵罐堵管，同时防止二氧化碳泄露造成操作人员窒息和管路爆裂造成操作人员崩伤等事故，确保罐体内部压力得到自动调节，实现防灭火系统管路不堵塞，体积小，结构紧凑，达到高效快速灭火的目的。于是，本专利技术提供了一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，包括：罐体、用于智能自动控制的PLC控制器、自动增压系统和矿车，所述罐体右侧设置有温度传感器口、压力传感器口、压差传感器口、气相口、液相口和排液喷射口，所述排液喷射口与罐体之间设置有排液低温电控阀门，所述排液低温电控阀门通过线缆与PLC控制器相连，所述PLC控制器上设置有监测空气中二氧化碳浓度的环境二氧化碳传感器和声光语音报警器，所述PLC控制器还设置有温度传感器、压力传感器、压差传感器并分别与罐体的相应接口相连。其中，所述自动增压系统包括气化增压防冰堵装置和升压阀，所述气化增压防冰堵装置通过升压阀与气相口相连。所述罐体包括外罐、盛装液态二氧化碳的内罐，所述外罐和内罐之间充有真空粉末并抽负压低于2Pa，所述外罐与内罐通过内罐支撑固定，所述外罐左侧设置有防止外罐爆炸并自动排压的防爆口和内罐安全阀，所述内罐安全阀贯通内罐。所述罐体下部设置有支脚并支架在所述矿车上。所述自动增压系统为外接翅片气化增压防冰堵装置，通过管线外接于所述气相口和所述液相口。本专利技术所述的井下智能液态二氧化碳防灭火系统，通过设置PLC控制器和自动增压系统的智能控制，使得操作人员可远程操作，远离灭火系统工作区域，并对相关运行参数及本防灭火系统是否泄露进行监测，可防止罐体内液态二氧化碳固化形成干冰而造成堵罐堵管，还可防止二氧化碳泄露造成操作人员窒息和管路爆裂造成操作人员崩伤等事故。另外，本专利技术所述的井下智能液态二氧化碳防灭火系统体积小，结构紧凑，在狭小空间内移动灵活，可以快速的将液态二氧化碳运送到煤矿火灾区域，成本低，通够达到高效快速灭火的目的。附图说明图1为本专利技术实施例所述内置气化增压防冰堵装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例所述外接翅片气化增压防冰堵装置的结构示意图。图3为本专利技术实施例所述防灭火系统工作原理图。图中标记：1.外罐；2.内罐；3.内罐支撑；4.真空粉末；5.防爆口；6.内罐安全阀；7.支脚；8.气化增压防冰堵装置；9.矿车；10.升压阀；11.排液低温电控阀门；12.液相口；13.气相口；14.压差传感器；15.压力传感器；16.温度传感器；17.环境二氧化碳传感器；18.PLC控制器；19.声光语音报警器；20.外接翅片气化增压防冰堵装置。具体实施方式下面，结合附图对本专利技术进行详细描述。如图1－图3所示，本实施例提供了一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，包括：罐体、用于智能自动控制的PLC控制器(可编程逻辑控制器)18、自动增压系统和矿车9，所述罐体右侧设置有温度传感器口、压力传感器口、压差传感器口、气相口13、液相口12和排液喷射口，所述排液喷射口与罐体之间设置有排液低温电控阀门11，所述排液低温电控阀门11通过线缆与PLC控制器18相连，所述PLC控制器18上设置有监测空气中二氧化碳浓度的环境二氧化碳传感器17和声光语音报警器19，所述PLC控制器18还设置有温度传感器16、压力传感器15、压差传感器14并分别与罐体的相应接口相连。其中，所述自动增压系统包括气化增压防冰堵装置8和升压阀10，所述气化增压防冰堵装置8通过升压阀10与气相口13相连。所述罐体包括外罐1、盛装液态二氧化碳的内罐2，所述外罐1和内罐2之间充有真空粉末4并抽负压低于2Pa，所述外罐1与内罐2通过内罐支撑3固定，所述外罐1左侧设置有防止外罐爆炸并自动排压的防爆口5和内罐安全阀6，所述内罐安全阀6贯通内罐2。所述罐体下部设置有支脚7并支架在所述矿车9上。所述自动增压系统为外接翅片气化增压防冰堵装置20，通过管线外接于所述气相口13和所述液相口12。本实施例所述罐体通过矿车9运输到位并与PLC控制器18及管路接驳完成后，防灭火系统进入待机状态，此时火灾灾情发出的自动灭火信号或人工操作均可对系统发出运行指令使系统进入工作状态。PLC控制器18接到工作指令后，读取压力传感器15的压力值、压差传感器14的液位值、温度传感器16的温度值、环境二氧化碳传感器17的环境二氧化碳浓度值并检测装有液态二氧化碳的罐体各数值不超过规定值即认为防灭火系统状态正常，可以工作，PLC控制器18进入自动运行状态，否则发出报警信号。防灭火系统投入工作时先通过声光语言报警器19发出工作语音提示，随后PLC控制器18控制排液低温电控阀门11打开并排液，为火灾区域注入二氧化碳，工作过程中PLC控制器18监测工作参数压力、压差、温度，当罐体内的液态二氧化碳没有放空且压力过低时，关闭排液低温电控阀门11，待自动增压系统自动进行加压，自动增压系统的升压阀自行检测罐体压力，当罐体压力低于2MPa时自动增压系统自动增压，由于本系统受环境温度影响，所以环境温度低时跟不上排液损失的压力，罐体的排液喷射口暂时停止排液，待罐体压力达到2MPa标准后自动开启排液低温电控阀门11继续对火灾区域喷射二氧化碳，当内罐2放空后自动关闭排液低温电控阀门11，结束工作流程。当下一套井下智能液态二氧化碳防灭火系统管路接驳完毕后，运行指令保持并进入下一次工作循环。如果工作指令断开，则系统进行待机状态。工作过程中如果通过环境二氧化碳传感器17检测到环境中二氧化碳浓度过高、压力传感器15检测到压力不正常、压差传感器14检测到液位不正常、温度传感器16检测到温度过高时，装置进入故障停机保护状态，并通过声光语言报警器19发出报警信号，待故障排除后，重新按动开始按钮进入工作状态。工作过程及监测数据可通过数据传输接口上传至监控终端。综上所述，本实施例所述的井下智能液态二氧化碳防灭火系统，通过设置PLC控制器和自动增压系统的智能控制，使得操作人员可远程操作，远离灭火系统工作区域，并对相关运行参数及本防灭火系统是否泄露进行监测，可防止罐体内液态二氧化碳固化形成干冰而造成堵罐堵管，还可防止二氧化碳泄露造成操作人员窒息和管路爆裂造成操作人员崩伤等事故。另外，本专利技术所述的井下智能液态二氧化碳防灭火系统体积小，结构紧凑，在狭小空间内移动灵活，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，其特征在于，包括：罐体、用于智能自动控制的PLC控制器、自动增压系统和矿车，所述罐体右侧设置有温度传感器口、压力传感器口、压差传感器口、气相口、液相口和排液喷射口，所述排液喷射口与罐体之间设置有排液低温电控阀门，所述排液低温电控阀门通过线缆与PLC控制器相连，所述PLC控制器上设置有监测空气中二氧化碳浓度的环境二氧化碳传感器和声光语音报警器，所述PLC控制器还设置有温度传感器、压力传感器、压差传感器并分别与罐体的相应接口相连。

【技术特征摘要】
1.一种井下智能液态二氧化碳防灭火系统，其特征在于，包括：罐体、用于智能自动控制的PLC控制器、自动增压系统和矿车，所述罐体右侧设置有温度传感器口、压力传感器口、压差传感器口、气相口、液相口和排液喷射口，所述排液喷射口与罐体之间设置有排液低温电控阀门，所述排液低温电控阀门通过线缆与PLC控制器相连，所述PLC控制器上设置有监测空气中二氧化碳浓度的环境二氧化碳传感器和声光语音报警器，所述PLC控制器还设置有温度传感器、压力传感器、压差传感器并分别与罐体的相应接口相连。2.根据权利要求1所述的井下智能液态二氧化碳防灭火系统，其特征在于，所述自动增压系统包括气化增压防冰堵装置和升压阀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海洋，许健，张顺，宫成，潘亮，党梓铭，宋宇，
申请(专利权)人：煤科集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21