CN105507934B - 一种全断面隧道掘进机的除尘系统 - Google Patents

一种全断面隧道掘进机的除尘系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全断面隧道掘进机除尘系统，其在现有技术的基础上，通过在压风风筒出风口的后方增设气幕发生装置，使得在抽风风筒的进风管口端的前后区域，形成一高一低的两个气压空间，将刀盘工作过程中所产生的粉尘有效控制在靠近刀盘的一侧，进而保证粉尘抽吸的效率；并且，通过将高压水喷射管内部开孔有现有技术的等径圆孔改变为进水口端左细右粗的锥形孔、出水口端内部孔径均一的圆孔等系列技术手段，有效地解决了现有技术存在的除尘效率低，高压水管被物料堵塞后维修难度大的技术问题。本发明相对于现有技术，具有结构简单、实用性好、维修简便、除尘降尘效率高等有益效果。

Description

一种全断面隧道掘进机的除尘系统
技术领域
本发明涉及一种全断面隧道掘进机，尤其涉及一种全断面隧道掘进机的除尘系统。
背景技术
全断面隧道掘进机在隧道掘进过程中，不可避免地将产生大量粉尘或高浓度的含尘气体。现有技术中，一般通过安装在刀盘上各截割刀周边的高压喷水管进行喷水/雾降尘，并通过刀盘上的泡沫喷出管喷射泡沫，以加强喷水/雾降尘的除尘效果；并通过安装在刀盘背面的抽风风筒，在外部排风风机的抽吸作用下，将携带大量粉尘的气流抽吸排走；与此同时，安装在刀盘背面的压风风筒源源不断的补风，维持气压平衡与气流循环。
但是，现有技术的除尘装置，由于结构上先天不足，存在以下的缺陷或者不足，主要表现在以下两个方面：
一是，由于其高压喷水管的内径均匀一致，这一方面，在刀盘工作过程中，由于掌子面弹射出来的岩石颗粒容易射入管内，造成堵塞事故频出，进而影响喷水/雾降尘与除尘效果；
二是，抽风风筒工作过程，其含尘气流的抽除率并不十分理想，仍有大量的(总量)高浓度含尘气体向远离刀盘的后方扩散，进而造成操作工人工作区域环境恶劣，影响操作人员的身体健康。
如何有效提高全断面隧道掘进机除尘系统的除尘效率、降低高压水喷射管被物料堵塞后的维修难度，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种结构简单、实用性好、维修简便、除尘降尘效率高的全断面隧道掘进机除尘系统。
本发明为实现上述目的，需要解决的技术问题是，如何提高气幕阻尘效果，并有效提高除尘、降尘效率，以避免高浓度含尘气体进入操作空间；以及如何通过高压水喷射管(喷嘴)结构形式的改变，有效解决因物料堵塞所致维修困难的技术问题。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是，一种全断面隧道掘进机的降除尘系统，包括压风风筒、抽风风筒和高压水喷射管；其中，压风风筒和抽风风筒一上一下分别布置在全断面隧道掘进机的刀盘的右侧；压风风筒的出口与刀盘之间的距离为1.5-2米；抽风风筒的进风口与刀盘之间的距离为0.5-1米；在刀盘上的每一个截割刀的周边位置处均分别设置有若干通孔，所述高压水喷射管数量为若干，分别安装在与其对应的上述通孔内；各高压水喷射管相互并联连接在高压供水水管上，由高压供水水管供水；其特征在于，所述压风风筒为三段式结构，自左向右依次为出风管、气幕发生装置和与外部压缩空气发生装置连通的第一进风风管；
所述气幕发生装置为一风管，其壁面上沿径向均匀开设有若干数量的通透的环形狭缝；
所述出风管、气幕发生装置和第一进风风管的内径相等；
所述气幕发生装置的最左端与刀盘之间的距离为4-5米；
所述高压水喷射管内部空腔呈近似漏斗形状，高压水喷射管的进水口端内部开孔为左细右粗的锥形孔、出水口端内部开孔为直径均一的圆孔；上述锥形孔的细端与上述圆孔的直径相等；
所述直管段的出口管内壁上设置有倒角，倒角角度为15-25°。
上述技术方案直接带来的技术效果是，由于气幕发生装置直接安装在压风风筒出口端之前的位置处，将对外部高压风产生分压或泄压作用，从而在气幕发生装置位置处及其周边邻接区域形成一气压相对较高的风压区(类似于“高压气幕墙”)；而压风风筒出口端由于风压相对较小，使得刀盘至上述气压相对较高的风压区之间形成一相对低压区域。这样，刀盘工作过程中所产生的粉尘将始终被强制控制在靠近刀盘的一侧，进而被抽风风筒抽走。
即，本发明的技术思想概括而言就是：在抽风风筒的进风管口端的前后区域，形成一高一低的两个气压空间，将刀盘工作过程中所产生的粉尘有效控制在靠近刀盘的一侧，进而保证粉尘抽吸的效率。
并且，上述技术方案中，通过“高压水喷射管内部空腔呈近似漏斗形状，高压水喷射管的进水口端内部开孔为左细右粗的锥形孔、出水口端内部开孔为直径均一的圆孔；上述锥形孔的细端与上述圆孔的直径相等”这一结构上的改进，使得高压水喷射管的出水压力更加稳定；并且，在外部高压水泵供水压力一定的情况下，可以产生比直管更大的喷出水压。
上述技术方案中，直管段的出口管内壁上设置有15-25°的倒角，其目的是，可以保证高压水喷射管所喷射出的水流形成更大的夹角，从而有效将截割刀周边的粉尘牢牢地“包裹”住。
实际上，在高压水喷射出来后，经掌子面反射(漫反射)后，将对被“包裹”住的粉尘进行二次冲刷、清洗，进一步提高除尘效率。
优选为，上述环形狭缝的宽度为3-5毫米；相邻两条狭缝之间的间距为25-30厘米。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，上述环形狭缝的宽度为3-5毫米，可以有效保证从狭缝出口出来的气流成射流状态，并有效抵达下方的机身壁面上。
上述技术方案中“相邻两条狭缝之间的间距为25-30厘米”目的是，可以更好地保证上述“高压气幕墙”的稳定。
进一步优选，上述气幕发生装置的长度为3米。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，可以使得上述高压区域的长度大于上述低压区域的长度。从而，有效保证气幕发生装置效能的发挥。
进一步优选，上述高压水喷射管的喇叭口端的设置有外螺纹，并通过一活接头与高压供水水管上的支管连接。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用活接头与高压供水水管上的支管连接，便于高压水喷射管的更换。
特别是，在发生高压水喷射管被岩石颗粒堵塞的情况下，使用钢钎即可十分容易地将堵塞在直管段的颗粒物向后敲击，即可排出。
进一步优选，上述高压水喷射管的直管段与所述通孔之间成松配合。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，一方面，便于高压水喷射管的拆卸与安装；另一方面，可有效避免高压水喷射管在通孔内因侧向受力，产生晃动，进而造成出水方向偏离恒定角度。
综上所述，本发明相对于现有技术，具有结构简单、实用性好、维修简便、除尘降尘效率高等有益效果。
附图说明
图1为本发明的全断面隧道掘进机除尘系统的结构示意图。
附图标记说明：1-第一进风风管；2-环形狭缝；3-出风管；4-抽风风筒；5-气幕发成装置；6-高压水喷射管；7-通孔；8-刀盘；9-截割刀；10-高压供水水管；11-压风风筒。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的全断面隧道掘进机的降除尘系统，包括压风风筒11、抽风风筒4和高压水喷射管6；其中，压风风筒11和抽风风筒4一上一下分别布置在全断面隧道掘进机的刀盘8的右侧；压风风筒11的出口与刀盘8之间的距离为1.5-2米；抽风风筒4的进风口与刀盘8之间的距离为0.5-1米；在刀盘上的每一个截割刀9的周边位置处均分别设置有若干通孔7，上述高压水喷射管6数量为若干，分别安装在与其对应的上述通孔内；各高压水喷射管相互并联连接在高压供水水管10上，由高压供水水管10供水；
上述压风风筒为三段式结构，自左向右依次为出风管3、气幕发生装置5和与外部压缩空气发生装置连通的第一进风风管1；
上述气幕发生装置为一风管，其壁面上沿径向均匀开设有若干数量的通透的环形狭缝2；
上述出风管3、气幕发生装置5和第一进风风管1的内径相等；
上述气幕发生装置5的最左端与刀盘之间的距离为4-5米；
上述高压水喷射管6内部空腔呈近似漏斗形状，高压水喷射管的进水口端内部开孔为左细右粗的锥形孔、出水口端内部开孔为直径均一的圆孔；上述锥形孔的细端与上述圆孔的直径相等；
上述直管段的出口管内壁上设置有倒角，倒角角度为15-25°。
上述环形狭缝2的宽度为3-5毫米；相邻两条狭缝之间的间距为25-30厘米。
上述气幕发生装置5的长度为3米。
上述高压水喷射管6的喇叭口端的设置有外螺纹，并通过一活接头与高压供水水管上的支管连接。
上述高压水喷射管6的直管段与上述通孔之间成松配合。

Claims (2)

1.一种全断面隧道掘进机的降除尘系统，包括压风风筒、抽风风筒和高压水管；其中，压风风筒和抽风风筒一上一下分别布置在全断面隧道掘进机的刀盘的右侧；压风风筒的出口与刀盘之间的距离为1.5-2米；抽风风筒的进风口与刀盘之间的距离为0.5-1米；在刀盘上的每一个截割刀的周边位置处均分别设置有若干通孔，所述高压水管数量为若干，分别安装在与其对应的上述通孔内；各高压水喷射管相互并联连接在高压供水水管上，由高压供水水管供水；其特征在于，所述压风风筒为三段式结构，自左向右依次为出风管、气幕发生装置和与外部压缩空气发生装置连通的第一进风风管；
所述气幕发生装置为一风管，其壁面上沿径向均匀开设有若干数量的通透的环形狭缝；
所述出风管、气幕发生装置和第一进风风管的内径相等；
所述气幕发生装置的最左端与刀盘之间的距离为4-5米；
所述高压水喷射管内部空腔呈漏斗形状，高压水喷射管的进水口端内部开孔为左细右粗的锥形孔、出水口端内部开孔为直径均一的圆孔；上述锥形孔的细端与上述圆孔的直径相等；
高压水喷射管的直管段的出口管内壁上设置有倒角，倒角角度为15-25°；
所述环形狭缝的宽度为3-5毫米；相邻两条狭缝之间的间距为25-30厘米；
所述气幕发生装置的长度为3米；
所述高压水喷射管的喇叭口端的设置有外螺纹，并通过一活接头与高压供水水管上的支管连接。
2.根据权利要求1所述的一种全断面隧道掘进机的降除尘系统，其特征在于，所述高压水喷射管的直管段与所述通孔之间成松配合。
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