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新型碳纤维自救器的研究

关键词: 自救器 发布时间:2017-05-04

随着煤矿井下工作面的延伸.作业地点离移动救生舱、紧急避难硐室和矿井出口的位置越来越远。现有的煤矿用自救器有效防护时问短,一旦遇到火灾和煤与瓦斯突出等危险事故时,井下工作人员需要很长时间才能逃至移动救生舱、紧急避难硐室和安全逃生出口。目前煤矿的用自救器主要有化学式和压缩式两种。化学式自救器具有携带重量轻、使用方便等特点,是目前井下主要使用的自救器.缺点是吸气温度高、稳定性差,长期存放容易失效:压缩式自救器(隔绝再生式闭路呼吸保护装置)具有供氧稳定和速度可调等优点,缺点是太重且携带不方便。因此研发一种新型碳纤维自救器十分必要。
基于当前国内外最常用的隔绝式压缩氧自救器的整体布局,采用碳纤维气瓶缠绕技术、氢氧化锂运用技术、氧气释放控制技术、呼吸面罩与气囊组合技术和聚碳酸酯外壳成型技术进行自救器的改进。
1碳纤维气瓶缠绕技术
碳纤维是一种由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料,是一种力学性能优异的新材料,比重不到钢的14,抗拉强度是钢的79倍,抗拉弹性模量也高于钢,不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
2氢氧化锂运用技术
二氧化碳吸收剂作为自救器中吸收二氧化碳的物质.应具有存放不易板结、不易加大通气阻力、不产生有毒有害(刺激性气味)物质的特点
3氧气释放控制技术
减压阀作为控制气体流量的器具,其流量的稳定性决定工人呼吸舒适性、产品的供氧时间,确保使用自救器更加安全。
4呼吸面罩与气囊组合技术
新型自救器的设计参照现有军用自救器的结构和特点,同时吸取矿用自救器的长处,根据现有技术和可实现的新技术,采用硅胶材料设计面罩.保证面罩在自救器内不变形、不走样。保证矿工佩戴时的紧密性。这种面罩等部件将会更加轻型,使用更加方便,使得呼吸更加顺畅。这种呼吸面罩将传统的面罩与气囊合为一体,利用传统气囊作为压力缓冲的工具。与传统气囊进行一体式连接,即保证整体气密性,又避免排气压力过大对矿工的呼吸道造成伤害。气囊用来缓冲氧气瓶排气压力。遇到紧急情况,打开氧气瓶开关,将立即产生氧气,保证矿工能够得到及时救护。
5聚碳酸酯外壳成型技术
当前煤矿使用的自救器外壳材料有金属外壳和聚乙烯外壳两种。金属材料重且不易携带;聚乙烯材料由于其强度低,在矿井下使用易出现划痕和破裂。聚碳酸酯作为一种新型材料主要使用在军用枪械的枪托位置,具有透明度、机械性能、硬度较强的优点(目前应用航空和军事领域)。作为自救器外壳使用可以在较恶劣的环境内工作。碳纤维隔绝式压缩氧气自救器外壳采用聚碳酸酯材料的原因有:①强度是ABS材料的7倍,不会因撞击和振动等现象造成自救器损坏:②外壳具有透明效果,可以直接观测药剂是否失效。

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