一种绝对安全的、用于地下矿区救生室的自备式毒气去除和空调系统，以从救生室中密封的空气中连续的去除室的占据者的呼吸所呼出的污染物CO2或CO或两者，系统包含：防爆和防燃烧的外壳，外壳适于承受15每平方英寸磅的外部爆炸力；内部的电池，内部的电池能够连续运行至少96小时，电池具有的水不足以在最坏条件下达到最低的氢气爆炸等级；风扇马达，风扇马达安装在外壳内侧并且由风扇马达/驱动器控制电路驱动，风扇马达可操作地耦接到驱动轴，驱动轴延伸到外壳的外部；和电源电路，电源电路与风扇马达/驱动器控制电路连通，电源电路包括交流电源损失电路，以检测外部提供的交流电源的损失，并且在检测到外部提供的交流电源损失时自动地起动风扇马达的操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于地下矿区中工作的矿工的安全系统。更特别地，本专利技术涉及一种当矿工救生室外的空气可能包含有害气体时，向矿工救生室的使用者提供安全和可呼吸的空气的有毒气体去除和空调系统。
技术介绍
诸如洪水、原子核辐射事故、爆炸、火灾、化学溢漏、恐怖分子有毒气体攻击、和许多其他的这样的危险事件，需要人在受影响的区域采取避难措施。特别是在地下矿区中存在很多这样的危险。在地下采矿操作中存在许多的风险火灾、井壁坍塌、瓦斯或者煤粉尘爆炸、渗水、窒息、采矿区域空气中存在有毒气体等等。 当任何人必须躲避诸如上面描述的那些事件的后果时，尤其是当矿工被困在地下，是否能够存活取决于能否发现幸存者安全室中的临时掩蔽所，直到危险过去，或者直到救援人员发现险情将矿工从该室中救出。特别设计的救生室因此被典型地布置在矿区的各个不同位置，并且矿工被训练并且练习以几乎下意识地知道这些位置。通过这样的方式，如果有采矿事故发生，矿工可以迅速地发现并且进入最近的救生室，矿工能够占据该室直到能够安全离开。因为救生室是空气封闭的以防止该室之外的矿区空气中可能存在的危险气体的侵入，矿工可能仅有四个可能的氧气(O2)来源。包括(1)在室被密封之前存在于室空气中的O2，这也包括在室内发现的压缩空气罐中包括的O2 ;和(2)能够从该室之外的其他氧气源导入该室的O2，其包括在(a)从外部压缩空气罐进入该室的空气管道；(b)围绕该室周围的矿区空气；和((3)从矿区之外的氧气源进入该室的空气管道。矿工(或者一群矿工)在救生室中的存活时间长短，至少部分地，依赖于该室内部可利用的O2的数量。因为救援工作可能持续数天(甚至数个星期)，极其重要的是该室内部空气中存在的可用于存活的02水平要尽可能的保持长时间。重要的是，要认识到人所占据的密封的室内部的空气会随着时间的推移而被污染，这是由于使用者的呼气会在该室的空气中引入额外的二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)。当CO2或者CO与O2的比率很大时，救生室使用者可能受到CO2或者CO中毒。为了防止这样的情况，在该室内使用空气净化系统，以从该室的空气中去除过剩的CO2和CO。空气净化系统必须在矿区环境中实质地安全，意思是，一定不能产生任何危险状况，诸如产生火花、或者散发足够量的爆炸气体或者毒气从而导致危险。其也必须是非常的坚固以在地下矿区的险恶环境特性下确保连续的运转。另外，当爆炸发生在室外面时，其必须能够承受该室内部的力。。进一步，这样的系统将最佳地检测外部电源的损失，并且当这样的状态被检测到时自动开始操作，从而不需要矿工人工地开启或者操作该空气净化器。空气净化系统产生的噪音也将被最小化。这是因为占据救生室的矿工必须长时间地听到该噪音，并且这样的长时间噪音暴露对于心理上的冲击式非常负面的。为了救援队检验空气净化系统在操作(不进入救生室)，空气净化系统将具有将其状态无线连通到该室外部的系统的通路。当前的技术并没有对这些问题提出满意的解决方案，并且市场上没有能够满足所有需要的用于地下矿区的救生室使用的空气净化系统。因此，存在很迫切并且紧要的需要一种系统，以实质地改善被围困矿工能够从灾难性事件中存活的能力。
技术实现思路
·在设计用于解决上述问题的解决方案过程中，需要考虑的一个原理是专利技术一种系统，其能够在为从可能威胁他们生命的灾难性事件寻求安全的人所占据的封闭的安全室或空间中产生和维持适当的空气。本专利技术的改进在于提供一种技术上可实行的和经济上可行的方式，其用于人安全地驻留在封闭的安全空间中一段时间，例如几天，并且采取自备的和电池供电的生命维持系统，当外面的危险状态缓解或者直到避难所使用者遇救。对于地下矿区的最具有挑战性的方面是空气经常爆炸，并且这需要所有的电力系统实质地安全或者在矿区具有防爆保护并且因此不会引爆爆燃性空气。已知的在先技术避难室具有被本专利技术明确地指出的几个缺点或者限制。显著的限制是在现有系统中缺乏确定安全。这样的标准不是能容易地达到，并且在取得现代化技术水平的电力效率需要设置(I)可行数量的电池能量储备；(2)低水平的额外热，该附加热可能加重人中暑的风险；(3)低风险的氢气排放和伴随爆炸风险；和(4)系统中充分的冷却能力，从而不允许在爆燃性空气中使用大量的电能，爆燃性空气被假定存在于任何需要避难活动/占据的方案中。本专利技术是新颖的自备式的空气净化系统，通过其自己的内部电池的电力能够使用超出96+小时的时间，能够连续地从密封的空气中移除最多30个成年人通过呼吸被导入救生室的CO2和CO的量。这种自备式的空气净化系统能够被构造以与外部管接口，从而CO2和CO过滤器能够被远程设置在能够适当地改善循环或者通风的位置。本专利技术提供一种足够坚固的空气净化系统，以在地下矿区的险恶环境存在，具有当发生在其所存在的救生室外部发生爆炸时能够承受作用到其的力的能力。本专利技术的空气清洁器被设计为经受得住发生在包含该空气清洁器的救生室外部发生的15每平方英寸磅数(psi)的爆炸的副效应。这样存在水平被通过矿场安全和健康管理(MSHA)制定的试验草案中规定。本专利技术的这种自给自足的空气清洁系统是确定安全(“I. S. ”)，并且“许可”应用于地下矿区的环境。这是由于该单元的内部设计，并且利用了不含有即使在最差条件下也足够产生危险的足够数量的水(因此，氢原子)的电池，并且通过使用防爆的和防火的传动轴轴承和外壳。本专利技术的空气净化系统在操作过程中产生最小的声音。这个是部分地通过使用非常小的并且更有效率的马达来实现，该非常小并且更有效率的马达比现有技术中的空气净化系统当前状态更加小和更有效率。本专利技术的空气净化系统检测交流电源到系统的损失，并且等这样的能量损失情况被检测发现后，自动地开始操作。即使矿工仅仅在筋疲力尽或者无意识前才到达该室时，这也确保了运作。因此，矿工不需要人工地开始或者操作。本专利技术的空气清洁系统能够从矿区内的附近位置远程监控，例如，如果MineTracer (矿区跟踪者)FASC被安装在室的外部，或者如果“步行巡视员”携带来自MineTracer系统的无线监控装置。这种监控能够通过空气清洁系统中的电路实现，该电路能够与MineTracer网络的元件无线通信。。如果矿区中安装有MineTracer网络，本专利技术的空气清洁系统能够从矿区之外和矿区地面上方远程监控。这能够通过与MineTracer网络中的元件无线通信的空气清洁系统中的电路实现。 本专利技术的空气清洁系统不需要保持具有配电电线的庞大的铅酸电池组(leadacid battery banks)。铅酸电池会散发危险气体,并且当爆炸性气体存在时,地下矿区环境中配电电线存在安全隐患。本专利技术的仪器具有其内部电池并且需要非常低的操作电流，对于矿区操作员来说成本非常低，并且更加安全。本专利技术还实现创新的手段，用于利用自然对流以使得封闭区域通风并且充分循环。从CO2过滤器排出的耐热的高温气体被直接向上，以确保最清洁的气体到达顶部，并且风扇收集器被设置在地板水平上，以确保收集最脏的气体，从而最恰当地利用热梯度以及对流力以高效地、以最小消耗通风动力的方式清洁救生室的空气。这种热能的高效回收与再利用在化学清洁处理中存在，在最大效率闭环系统中作为通风能量的附加来源。实际上，化学清洁盒变得像是在避难所中存储能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绝对安全的、用于地下矿区救生室的自备式毒气去除和空调系统，以从所述救生室中密封的空气中连续的去除所述室的占据者的呼吸所呼出的污染物CO2或CO或两者，所述系统包含：防爆和防燃烧的外壳，所述外壳适于承受15每平方英寸磅的外部爆炸力；内部的电池，所述内部的电池能够连续运行至少96小时，所述电池具有的水不足以在最坏条件下达到最低的氢气爆炸等级；风扇马达，所述风扇马达安装在所述外壳内侧并且由风扇马达/驱动器控制电路驱动，所述风扇马达可操作地耦接到驱动轴，所述驱动轴延伸到所述外壳的外部；和电源电路，所述电源电路与所述风扇马达/驱动器控制电路连通，所述电源电路包括交流电源损失电路，以检测外部提供的交流电源的损失，并且在检测到外部提供的交流电源损失时自动地起动所述风扇马达的操作。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·P·巴雷特，
申请(专利权)人：创业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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