CN103147781A - 隧道施工用自动通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道施工用自动通风系统，包括多个空气状况检测单元、上位监控机、布设在所施工隧道洞口的电动通风机和通风管道施工车；通风管道施工车包括行走小车、行走驱动机构、管线收放器、电动管线收放驱动机构和电子线路板，管线收放器的卷绕轴上由内至外连续缠绕有柔性风管，电子线路板上设置有控制器、行走方向检测单元、行走位置检测单元、送风量检测单元和无线通信模块一；柔性风管后端部与电动通风机的送风口相接且其前端部固定在行走小车上。本发明结构简单、设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能解决现有隧道施工用通风系统存在的现场工作量大、人力物力投入较多、使用操作不便、通风效果较差等问题。

Description

隧道施工用自动通风系统

技术领域

本发明属于隧道通风施工技术领域，尤其是涉及一种隧道施工用自动通风系统。

背景技术

众所周知，隧道施工中的通风是一道关键工序，其作用是从洞外向洞内输送足够的新鲜空气，排出洞内爆破和运输产生的炮烟和有害气体，以最终保证洞内作业人员和机械对新鲜空气的需要，使洞内空气达到国家和行业规定的标准。在长大隧道施工中通风效果的好坏，直接影响到工程的进度和作业人员的身体健康。目前，国内外隧道施工通风大多采用管道压入式的通风方式，在洞口外设置轴流风机，该轴流风机通过与其相连的通风管道即柔性风管将新鲜空气送至隧道掘进工作面，洞内的污浊空气在送入洞内新鲜空气的挤压作用下，沿已开挖好的洞身排至洞外。在隧道较长时，采用多个轴流风机并、串联的方式以提高风量和送风距离。

但是现如今，对上述风机与通风管道进行施工时，绝大多数均采用的是人工施工方式，因而现场工作量非常大，所需投入的人力物力多，严重影响了隧道的施工效率。同时，通风管道布设完成后，移动不便，很难根据实际具体施工需要对已布设通风管道的位置进行灵活调整，因而通风效果不理想。综上，实际施工过程中，现有隧道施工用通风系统存在现场工作量大、所需投入的人力物力较多、使用操作不便、通风效果较差等多种缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道施工用自动通风系统，其结构简单、设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能解决现有隧道施工用通风系统存在的现场工作量大、所需投入的人力物力较多、使用操作不便、通风效果较差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道施工用自动通风系统，其特征在于：包括分别布设于所施工隧道内的多个空气状况检测单元、布设于上位监控室内的上位监控机、布设在所施工隧道洞口的电动通风机和在所施工隧道内前后移动且由上位监控机进行控制的通风管道施工车，多个所述空气状况检测单元均与上位监控机相接，所述电动通风机由上位监控机进行控制且其与上位监控机相接；所述通风管道施工车包括行走小车、对所述行走小车的行走机构进行驱动的行走驱动机构、安装在所述行走小车上的管线收放器、对管线收放器进行驱动的电动管线收放驱动机构和安装在所述行走小车上的电子线路板，所述管线收放器的卷绕轴上由内至外连续缠绕有柔性风管，所述卷绕轴与电动管线收放驱动机构之间进行传动连接，所述柔性风管的后端部与电动通风机的送风口相接且其前端部通过临时紧固件固定在所述行走小车上，所述柔性风管的前端部与为向所施工隧道的掘进工作面送入新鲜空气的出风口；所述电子线路板上设置有控制器、对所述行走小车的行走方向进行实时检测的行走方向检测单元、对所述行走小车的行走位置进行实时检测的行走位置检测单元、对电动通风机的送风量进行实时检测的送风量检测单元和与控制器相接的无线通信模块一，所述行走方向检测单元、行走位置检测单元和送风量检测单元均与控制器相接，所述电动管线收放驱动机构和行走驱动机构均由控制器进行控制且二者均与控制器相接；所述上位监控机上接有与无线通信模块一相配合使用的无线通信模块二，无线通信模块一与无线通信模块二的工作频段相同，且控制器与上位监控机之间通过无线通信模块一和无线通信模块二进行双向通信。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述通风管道施工车还包括安装在所述行走小车上且供所述柔性风管的前端部安装的风管安装结构，所述柔性风管的前端部通过所述临时紧固件固定在所述风管安装结构上。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述风管安装结构包括在水平方向上对所述出风口进行左右调整的水平调整机构、对水平调整机构进行驱动的电动驱动元件一、在俯仰方向上对所述出风口进行上下调整的俯仰调整机构和对俯仰调整机构进行驱动的电动驱动元件二，所述水平调整机构安装在所述行走小车上，且俯仰调整机构安装在水平方向调整机构上；所述水平调整机构与电动驱动元件一之间以及俯仰调整机构与电动驱动元件二之间均通过传动结构进行传动连接。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述电子线路板上还设置有对所述出风口的水平角度进行实时检测的水平角度检测单元和对所述出风口的俯仰角度进行实时检测的俯仰角度检测单元，所述水平角度检测单元和俯仰角度检测单元均与控制器相接。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述电子线路板上还设置有对所述卷绕轴的转速进行检测的收放线速度检测单元和对所述行走小车的行走速度进行实时检测的行走速度检测单元，所述收放线速度检测单元和行走速度检测单元均与控制器相接。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：还包括由现场工人随身携带且对通风管道施工车进行控制的手持式遥控装置，所述手持式遥控装置与控制器之间以无线通信方式进行双向通信。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述电动通风机和通风管道施工车的数量相同，且二者的数量均为多个。

上述隧道施工用自动通风系统，其特征是：所述空气状况检测单元包括有害气体浓度检测单元和氧气浓度检测单元。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单且电路设计合理，投入成本低，安装布设简便。

2、电路简单且接线方便。

3、使用操作简单且智能化程度高。

4、使用效果好，实际使用过程中，通过分别布设于所施工隧道内的多个空气状况检测单元对空气状况进行实时监测，并将监测结果同步上传至上位监控机，上位监控机再根据监测结果对通风管道施工车的行走路线进行自动调整，且通风管道施工车行走过程中通过控制电动管线收放驱动机构同步完成柔性风管的收放作业，达到及时进行通风的效果，并且柔性风管移位方便，能根据实际具体需要进行灵活移位。

5、实用价值高，并且节能环保。

6、适用范围广且推广应用前景广泛。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能有效解决现有隧道施工用通风系统存在的现场工作量大、所需投入的人力物力较多、使用操作不便、通风效果较差等多种实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

图2为本发明所采用通风管道施工车的电路原理框图。

附图标记说明：

1-空气状况检测单元；      1-1-有害气体浓度检测单元；

1-2-氧气浓度检测单元；                          2-上位监控机；

3-电动通风机；            4-通风管道施工车；    4-1-行走驱动机构；

4-2-管线收放器；          4-3-电动管线收放驱动机构；

4-4-控制器；              4-5-无线通信模块一；

4-6-行走位置检测单元；                          4-7-送风量检测单元；

4-8-收放线速度检测单元；

4-9-行走速度检测单元；

4-10-行走方向检测单元；                         4-11-水平调整机构；

4-12-俯仰调整机构；   4-13-电动驱动元件一；

4-14-电动驱动元件二； 4-15-水平角度检测单元；

4-16-俯仰角度检测单元；                    4-17-参数输入单元；

4-18-显示单元；       4-19-报警指示单元；  4-20-行走机构；

5-无线通信模块二；    6-手持式遥控装置。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括分别布设于所施工隧道内的多个空气状况检测单元1、布设于上位监控室内的上位监控机2、布设在所施工隧道洞口的电动通风机3和在所施工隧道内前后移动且由上位监控机2进行控制的通风管道施工车4，多个所述空气状况检测单元1均与上位监控机2相接，所述电动通风机3由上位监控机2进行控制且其与上位监控机2相接。所述通风管道施工车4包括行走小车、对所述行走小车的行走机构4-20进行驱动的行走驱动机构4-1、安装在所述行走小车上的管线收放器4-2、对管线收放器4-2进行驱动的电动管线收放驱动机构4-3和安装在所述行走小车上的电子线路板，所述管线收放器4-2的卷绕轴上由内至外连续缠绕有柔性风管，所述卷绕轴与电动管线收放驱动机构4-3之间进行传动连接，所述柔性风管的后端部与电动通风机3的送风口相接且其前端部通过临时紧固件固定在所述行走小车上，所述柔性风管的前端部与为向所施工隧道的掘进工作面送入新鲜空气的出风口。所述电子线路板上设置有控制器4-4、对所述行走小车的行走方向进行实时检测的行走方向检测单元4-10、对所述行走小车的行走位置进行实时检测的行走位置检测单元4-6、对电动通风机3的送风量进行实时检测的送风量检测单元4-7和与控制器4-4相接的无线通信模块一4-5，所述行走方向检测单元4-10、行走位置检测单元4-6和送风量检测单元4-7均与控制器4-4相接，所述电动管线收放驱动机构4-3和行走驱动机构4-1均由控制器4-4进行控制且二者均与控制器4-4相接。所述上位监控机2上接有与无线通信模块一4-5相配合使用的无线通信模块二5，无线通信模块一4-5与无线通信模块二5的工作频段相同，且控制器4-4与上位监控机2之间通过无线通信模块一4-5和无线通信模块二5进行双向通信。

本实施例中，所述通风管道施工车4还包括安装在所述行走小车上且供所述柔性风管的前端部安装的风管安装结构，所述柔性风管的前端部通过所述临时紧固件固定在所述风管安装结构上。

实际安装布设时，所述风管安装结构包括在水平方向上对所述出风口进行左右调整的水平调整机构4-11、对水平调整机构4-11进行驱动的电动驱动元件一4-13、在俯仰方向上对所述出风口进行上下调整的俯仰调整机构4-12和对俯仰调整机构4-12进行驱动的电动驱动元件二4-14，所述水平调整机构4-11安装在所述行走小车上，且俯仰调整机构4-12安装在水平方向调整机构4-11上。所述水平调整机构4-11与电动驱动元件一4-13之间以及俯仰调整机构4-12与电动驱动元件二4-14之间均通过传动结构进行传动连接。

同时，所述电子线路板上还设置有对所述出风口的水平角度进行实时检测的水平角度检测单元4-15和对所述出风口的俯仰角度进行实时检测的俯仰角度检测单元4-16，所述水平角度检测单元4-15和俯仰角度检测单元4-16均与控制器4-4相接。本实施例中，所述电子线路板上还设置有与控制器4-4相接的参数输入单元4-17、显示单元4-18和报警指示单元4-19。

本实施例中，所述电子线路板上还设置有对所述卷绕轴的转速进行检测的收放线速度检测单元4-8和对所述行走小车的行走速度进行实时检测的行走速度检测单元4-9，所述收放线速度检测单元4-8和行走速度检测单元4-9均与控制器4-4相接。

同时，为操控方便，本发明还包括由现场工人随身携带且对通风管道施工车4进行控制的手持式遥控装置6，所述手持式遥控装置6与控制器4-4之间以无线通信方式进行双向通信。所述电动通风机3和通风管道施工车4的数量相同，且二者的数量均为多个，以满足长距离隧道的施工需求。

本实施例中，所述空气状况检测单元1包括有害气体浓度检测单元1-1和氧气浓度检测单元1-2。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种隧道施工用自动通风系统，其特征在于：包括分别布设于所施工隧道内的多个空气状况检测单元(1)、布设于上位监控室内的上位监控机(2)、布设在所施工隧道洞口的电动通风机(3)和在所施工隧道内前后移动且由上位监控机(2)进行控制的通风管道施工车(4)，多个所述空气状况检测单元(1)均与上位监控机(2)相接，所述电动通风机(3)由上位监控机(2)进行控制且其与上位监控机(2)相接；所述通风管道施工车(4)包括行走小车、对所述行走小车的行走机构(4-20)进行驱动的行走驱动机构(4-1)、安装在所述行走小车上的管线收放器(4-2)、对管线收放器(4-2)进行驱动的电动管线收放驱动机构(4-3)和安装在所述行走小车上的电子线路板，所述管线收放器(4-2)的卷绕轴上由内至外连续缠绕有柔性风管，所述卷绕轴与电动管线收放驱动机构(4-3)之间进行传动连接，所述柔性风管的后端部与电动通风机(3)的送风口相接且其前端部通过临时紧固件固定在所述行走小车上，所述柔性风管的前端部与为向所施工隧道的掘进工作面送入新鲜空气的出风口；所述电子线路板上设置有控制器(4-4)、对所述行走小车的行走方向进行实时检测的行走方向检测单元(4-10)、对所述行走小车的行走位置进行实时检测的行走位置检测单元(4-6)、对电动通风机(3)的送风量进行实时检测的送风量检测单元(4-7)和与控制器(4-4)相接的无线通信模块一(4-5)，所述行走方向检测单元(4-10)、行走位置检测单元(4-6)和送风量检测单元(4-7)均与控制器(4-4)相接，所述电动管线收放驱动机构(4-3)和行走驱动机构(4-1)均由控制器(4-4)进行控制且二者均与控制器(4-4)相接；所述上位监控机(2)上接有与无线通信模块一(4-5)相配合使用的无线通信模块二(5)，无线通信模块一(4-5)与无线通信模块二(5)的工作频段相同，且控制器(4-4)与上位监控机(2)之间通过无线通信模块一(4-5)和无线通信模块二(5)进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述通风管道施工车(4)还包括安装在所述行走小车上且供所述柔性风管的前端部安装的风管安装结构，所述柔性风管的前端部通过所述临时紧固件固定在所述风管安装结构上。

3.按照权利要求1或2所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述风管安装结构包括在水平方向上对所述出风口进行左右调整的水平调整机构(4-11)、对水平调整机构(4-11)进行驱动的电动驱动元件一(4-13)、在俯仰方向上对所述出风口进行上下调整的俯仰调整机构(4-12)和对俯仰调整机构(4-12)进行驱动的电动驱动元件二(4-14)，所述水平调整机构(4-11)安装在所述行走小车上，且俯仰调整机构(4-12)安装在水平方向调整机构(4-11)上；所述水平调整机构(4-11)与电动驱动元件一(4-13)之间以及俯仰调整机构(4-12)与电动驱动元件二(4-14)之间均通过传动结构进行传动连接。

4.按照权利要求3所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述电子线路板上还设置有对所述出风口的水平角度进行实时检测的水平角度检测单元(4-15)和对所述出风口的俯仰角度进行实时检测的俯仰角度检测单元(4-16)，所述水平角度检测单元(4-15)和俯仰角度检测单元(4-16)均与控制器(4-4)相接。

5.按照权利要求1或2所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述电子线路板上还设置有对所述卷绕轴的转速进行检测的收放线速度检测单元(4-8)和对所述行走小车的行走速度进行实时检测的行走速度检测单元(4-9)，所述收放线速度检测单元(4-8)和行走速度检测单元(4-9)均与控制器(4-4)相接。

6.按照权利要求1或2所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：还包括由现场工人随身携带且对通风管道施工车(4)进行控制的手持式遥控装置(6)，所述手持式遥控装置(6)与控制器(4-4)之间以无线通信方式进行双向通信。

7.按照权利要求1或2所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述电动通风机(3)和通风管道施工车(4)的数量相同，且二者的数量均为多个。

8.按照权利要求1或2所述的隧道施工用自动通风系统，其特征在于：所述空气状况检测单元(1)包括有害气体浓度检测单元(1-1)和氧气浓度检测单元(1-2)。

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