CN107339117A - 隧道施工时的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道施工时的通风系统，包括进风巷及回风巷，进风巷及回风巷的前端为掌子面，进风巷和回风巷前段通过一条前段横通道相连通，前段横通道与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道，中段横通道连接于进风巷和回风巷之间并采用密封帘进行封闭，进风巷中设置有朝向隧道前端的通风机，回风巷中设置有背向隧道前端的通风机；通风机包括风机壳体和用于支撑风机壳体的机座；机座的底部两侧设有两平行间隔设置的弹性减振板，两弹性减振板与地面之间设有灌注袋，浇注弹性体灌注在灌注袋内并形成弹性体层；本发明可减少来自通风机的振动向地面的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，以优化隧道作业环境，提高城市环境质量。

Description

隧道施工时的通风系统

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别涉及一种隧道施工时的通风系统。

背景技术

在隧道施工中，由于炸药爆炸、内燃机的使用、开挖时地层中放出有害气体，以及施工人员呼吸等因素，使洞内空气十分污浊，对施工人员具有不良影响。因此，隧道施工时的通风是提供良好施工环境、维护作业人员身体健康，保障顺利施工、提高工作效率、保障工程质量的重要条件。

现有的通风系统一般包括进风巷及回风巷，进风巷及回风巷的前端为掌子面，进风巷和回风巷前段通过一条前段横通道相连通，前段横通道与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道，中段横通道连接于进风巷和回风巷之间并采用密封帘进行封闭，进风巷中设置有朝向隧道前端的通风机，回风巷中则设置有背向隧道前端的通风机。通风机一般是在风机壳体的底部固定焊接有机座，再通过机座固定于地面；大功率的通风机在工作时产生强烈的振动，这一振动传导至地面产生了巨大的噪音，不仅恶化了隧道作业环境，而且直接影响城市环境质量。

因此，为解决上述问题，就需要一种隧道施工时的通风系统，可减少来自通风机的振动向地面的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，以优化隧道作业环境，提高城市环境质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道施工时的通风系统，可减少来自通风机的振动向地面的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，以优化隧道作业环境，提高城市环境质量。

本发明的隧道施工时的通风系统，包括进风巷及回风巷，所述进风巷及回风巷的前端为掌子面，所述进风巷和回风巷前段通过一条前段横通道相连通，所述前段横通道与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道，所述中段横通道连接于进风巷和回风巷之间并采用密封帘进行封闭，所述进风巷中设置有朝向隧道前端的通风机，所述回风巷中设置有背向隧道前端的通风机；所述通风机包括风机壳体和用于支撑风机壳体的机座；所述机座的底部两侧设有两平行间隔设置的弹性减振板，两所述弹性减振板与地面之间设有灌注袋，浇注弹性体灌注在所述灌注袋内并形成弹性体层。

进一步，所述弹性减振板和灌注袋均为长条状，且所述弹性减振板和灌注袋的长度方向均与机座的长度方向一致。

进一步，所述弹性减振板采用热塑性聚酯弹性材料制成。

进一步，两所述弹性减振板之间设有减振器，所述减振器的顶面紧贴于机座的底面，所述减振器的底面紧贴于地面；所述减振器包括用于与机座连接的上座总成和连接于地面并对上座总成的水平运动形成阻尼的下座总成，所述上座总成以可滑动的方式支撑设置于所述下座总成上；

所述上座总成包括上座体和设置于上座体上的至少两个用于对机座的上下振动减振的减振装置，所述上座体对应每一所述减振装置设有安装腔，每一所述减振装置包括扭转减振机构和用于将机座的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构，所述扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套和由上座体向安装腔内延伸形成的第一隔体和第二隔体，所述轴套的外侧与所述第一隔体和第二隔体均形成紧贴设置并将所述安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，所述第一阻尼腔和所述第二阻尼腔内均填充有阻尼液；

所述轴套上成径向对称形成有第一弧形转子体和第二弧形转子体，第一弧形转子体位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔和第二工作腔，且第一弧形转子体与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔和第二工作腔的第一阻尼通道，所述第二弧形转子体位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔和第四工作腔，且第二弧形转子体与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔和第四工作腔的第二阻尼通道。

进一步，所述运动转换机构包括螺杆和内套于轴套内形成固定连接并与螺杆螺纹配合的螺纹套；所述螺杆的上端设置有用于与变压器底部连接的连接板。

进一步，所述下座总成包括基板和一体成型设置于基板上的至少一个套筒，每一套筒内均设置有将其内部空腔分隔为两部分的活塞和与活塞连接并伸出套筒与上座体底部连接的活塞杆，所述活塞的周向与套筒内壁间形成有环形阻尼通道，每一套筒内填充有阻尼液。

进一步，每一所述套筒的上部均形成有滑道，所述上座体的底部对应每一滑槽设置有滑动配合的滑轨。

进一步，所述活塞杆为由两侧竖直部和连接竖直部的横体部组成的U形结构，其横体部贯穿所述套筒设置，两侧竖直部的上端均与所述上座体的底部固定连接。

进一步，所述进风巷中的通风机的出风端设有用于隧道内增氧的增氧机。

进一步，该系统还包括用于采集隧道内环境数据的环境监测单元及用于根据采集到的环境数据控制通风机和增氧机工作的自动控制单元；所述自动控制单元包括依次连接的模糊控制器、PLC控制器和风氧调节控制器，所述模糊控制器通过数据传输单元与环境监测单元连接，所述风氧调节控制器分别与通风机和增氧机连接；

所述PLC控制器和风氧调节控制器之间连接有D/A转换单元，所述D/A转换单元包括与PLC控制器的输出端连接的D/A转换器，连接在所述D/A转换器的输出端和风氧调节控制器的输入端之间的信号放大器，以及连接在D/A转换器的输入端和信号放大器的输出端之间的过压保护电路；

所述环境监测单元用于探测粉尘浓度的粉尘传感器、用于探测一氧化碳浓度的一氧化碳传感器、用于探测风速的风速传感器、用于探测硫化氢浓度的硫化氢传感器、用于探测一氧化氮浓度的一氧化氮传感器、用于探测氧气浓度的氧气传感器和用于探测甲烷浓度的甲烷传感器。

本发明的有益效果：

本发明的隧道施工时的通风系统，在弹性减振板下方的灌注袋内灌注有浇注弹性体，使得浇注弹性体在灌注袋内形成弹性体层，弹性减振板与弹性体层形成复合的减振层，该复合的减振层的结构稳定、抗机械强度高，能提供给通风机减振、降噪和运行平稳的优点，可有效减少来自通风机的振动向地面的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，以优化隧道作业环境，提高城市环境质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的通风系统的结构示意图；

图2为本发明的通风机与减振器的连接图；

图3为本发明的减振器的俯视图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为本发明的自动控制单元的原理框图。

具体实施方式

如图1至图5所示：本实施例的隧道施工时的通风系统，包括进风巷11及回风巷12，所述进风巷11及回风巷12的前端为掌子面13，所述进风巷11和回风巷12前段通过一条前段横通道14相连通，所述前段横通道14与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道15，所述中段横通道15连接于进风巷11和回风巷12之间并采用密封帘16进行封闭，所述进风巷11中设置有朝向隧道前端的通风机2，所述回风巷12中设置有背向隧道前端的通风机2；所述通风机2包括风机壳体21和用于支撑风机壳体21的机座22；所述机座22的底部两侧设有两平行间隔设置的弹性减振板4，两所述弹性减振板4与地面3之间设有灌注袋5，浇注弹性体5a灌注在所述灌注袋5内并形成弹性体层；图1中箭头表示气体流动方向，其中带有空心圆的箭头表示污气；进风巷11及回风巷12并列设置，中段横通道15采用密封帘进行封闭，以避免产生窜流，影响通风效果；弹性体层是通过多种组分液体混合后的浇注弹性体5a，各组分技术指标要求为：粘度100mPa.S-50000mPa.S，流动长度0.1m-10m，流动时间1.00min-300min，固化时间0.10h-36h；弹性体层灌注工艺如下：在弹性减振板4下粘贴灌注袋5，将液体浇注弹性体5a注入灌注袋5内，经固化后形成弹性体层；当然也可以将灌注袋5放置在预设形状的槽内，从而使得灌注袋5内的浇注弹性体5a固定成预设的形状。

通过在弹性减振板4下方的灌注袋5内灌注有浇注弹性体5a，使得浇注弹性体5a在灌注袋5内形成弹性体层，弹性减振板4与弹性体层形成复合的减振层，该复合的减振层的结构稳定、抗机械强度高，能提供给通风机2减振、降噪和运行平稳的优点，可有效减少来自通风机2的振动向地面3的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，以优化隧道作业环境，提高城市环境质量。

本实施例中，所述弹性减振板4和灌注袋5均为长条状，且所述弹性减振板4和灌注袋5的长度方向均与机座22的长度方向一致，达到全面、充分的减振；所述弹性减振板4采用热塑性聚酯弹性材料制成，热塑性聚酯弹性材料性能优良，可显著延长弹性减振板4的使用寿命，提高其稳定性，确保通风机2运行的安全性和稳定性。

本实施例中，两所述弹性减振板4之间设有减振器6，所述减振器6的顶面紧贴于机座22的底面，所述减振器6的底面紧贴于地面3；减振器6的数量可根据需要设置，减振器6设在两弹性减振板44中间的位置；所述减振器7包括用于与机座22连接的上座总成和连接于承载板4并对上座总成的水平运动形成阻尼的下座总成，上座总成以可滑动的方式支撑设置于下座总成上；上座总成包括上座体61和设置于上座体61上的至少两个用于对机座22的上下振动减振的减振装置，上座体61对应每一减振装置设有安装腔，每一减振装置包括扭转减振机构和用于将机座的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构，扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套62和由上座体61向安装腔内延伸形成的第一隔体63和第二隔体64，轴套62的外侧与第一隔体63和第二隔体64均形成紧贴设置并将安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，第一阻尼腔和第二阻尼腔内均填充有阻尼液；如图4所示，上座体61为方形结构，在上座体61上共设置四个减振装置，四个减振装置以对称设置为宜。

由于上座总成中减振装置的存在，当通风机2工作机座22产生上下方向的振动时，运动转换机构将机座22的上下运动转换为旋转运动，进而驱动扭转减振机构进行工作对机座22的上下运动进行阻尼，从而有效缓冲机座22在竖直方向上出现的振动，降低噪音的产生；当机座22出现水平方向的位移时，此时上座总成与下座总成形成一个整体的阻尼结构，机座22带动上座总成在水平方向上运动，而此时下座总成会对上座总成的水平运动形成阻尼，从而缓冲机座22在水平方向上的振动。

轴套62上成径向对称形成有第一弧形转子体65和第二弧形转子体66，第一弧形转子体65位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔67和第二工作腔68，且第一弧形转子体65与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔67和第二工作腔68的第一阻尼通道69，第二弧形转子体66位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔610和第四工作腔611，且第二弧形转子体66与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔610和第四工作腔611的第二阻尼通道612；轴套62的轴向两端外侧通过轴承22在对应的安装腔内与上座体61形成转动支撑配合，且轴套62的外侧与安装腔的轴向两端形成密封，在其中部位置形成阻尼腔。

本实施例中，运动转换机构包括螺杆613和内套于轴套62内形成固定连接并与螺杆613螺纹配合的螺纹套614；螺杆613的上端设置有用于与机座底部连接的连接板，螺杆613与螺纹套614螺纹配合，当受到机座的上下运动时，会驱动螺纹套614转动，螺纹套614与轴套62同轴固定连接，从而带动轴套62和弧形转子体转动，实现扭转减振。

本实施例中，下座总成包括基板615和一体成型设置于基板615上的至少一个套筒616，每一套筒616内均设置有将其内部空腔分隔为两部分的活塞617和与活塞617连接并伸出套筒616与上座体61底部连接的活塞杆618，活塞617的周向与套筒616内壁间形成有环形阻尼通道619，每一套筒616内填充有阻尼液；其中，基板615与桥梁的桥墩固定连接，套筒616在基板615上可为并列设置的多个，每一套筒616与内部的活塞617和活塞杆618形成一个对上座总成水平运动的阻尼器，且在高速载荷作用下，多个套筒616形成的阻尼器可共同作用，具有更好的效果；每一套筒616的两端设置有端盖620，并密封连接，活塞杆618与套筒616的端盖密封配合。

本实施例中，每一套筒616的上部均形成有滑道，上座体61的底部对应每一滑槽设置有滑动配合的滑轨621；滑槽621为T形槽、燕尾槽或梯形槽，滑轨形状与滑槽相适应。

本实施例中，活塞杆618为由两侧竖直部和连接竖直部的横体部组成的U形结构，其横体部贯穿套筒616设置，两侧竖直部的上端均与上座体61的底部固定连接；活塞杆618可为通过螺栓连接，或通过焊接于上座体61连接。

本实施例中，所述进风巷11和回风巷12中两相邻通风机2的距离为30m-50m，以形成足够的进风和排风；此外，为了提高隧道中的氧气含量，进风巷11中的通风机2的出风端设有用于隧道内增氧的增氧机8，增氧机8例如可为分子筛制氧机结构，其采用分子筛的吸附性能，通过物理原理，以大排量无油压缩机为动力，把空气中的氮气与氧气进行分离，最终得到高浓度的氧气，产氧迅速、氧浓度高。

本实施例中，该系统还包括用于采集隧道内环境数据的环境监测单元及用于根据采集到的环境数据控制通风机2和增氧机8工作的自动控制单元；所述自动控制单元包括依次连接的模糊控制器92、PLC控制器93和风氧调节控制器94，所述模糊控制器92通过数据传输单元91与环境监测单元连接，所述风氧调节控制器94分别与通风机2和增氧机8连接；所述PLC控制器和风氧调节控制器94之间连接有D/A转换单元95，所述D/A转换单元包括与PLC控制器的输出端连接的D/A转换器，连接在所述D/A转换器的输出端和风氧调节控制器的输入端之间的信号放大器，以及连接在D/A转换器的输入端和信号放大器的输出端之间的过压保护电路；所述环境监测单元用于探测粉尘浓度的粉尘传感器71a、用于探测一氧化碳浓度的一氧化碳传感器71b、用于探测风速的风速传感器71c、用于探测硫化氢浓度的硫化氢传感器71d、用于探测一氧化氮浓度的一氧化氮传感器71e、用于探测氧气浓度的氧气传感器71f和用于探测甲烷浓度的甲烷传感器71g；模糊控制器例如可采用西门子的PLC Step7芯片，以对环境监测单元的输入量进行满足模糊控制需求的处理；PLC控制器使得用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化控制要求；数据传输单元可为有线或者无线结构，例如可通过信号线、WiFi网络等方式实现数据传输；风氧调节控制器负责向通风机、增氧机发出控制信号，调节其启闭和功率；通过利用环境监测单元对隧道内的施工环境进行实时监测得到实时环境数据，通过控制单元根据检测到的实时环境数据控制通风机2和增氧机8工作，以保证隧道内的有害气体和粉尘、含氧量等处于合理的范围，满足施工技术环境要求，同时节约了仪器设备的使用和运行时间，降低了隧道施工中不良施工环境造成的事故和损失，保障了作业人员的人身安全。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种隧道施工时的通风系统，包括进风巷及回风巷，所述进风巷及回风巷的前端为掌子面，所述进风巷和回风巷前段通过一条前段横通道相连通，所述前段横通道与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道，所述中段横通道连接于进风巷和回风巷之间并采用密封帘进行封闭，所述进风巷中设置有朝向隧道前端的通风机，所述回风巷中设置有背向隧道前端的通风机；所述通风机包括风机壳体和用于支撑风机壳体的机座；其特征在于：所述机座的底部两侧设有两平行间隔设置的弹性减振板，两所述弹性减振板与地面之间设有灌注袋，浇注弹性体灌注在所述灌注袋内并形成弹性体层。

2.根据权利要求1所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述弹性减振板和灌注袋均为长条状，且所述弹性减振板和灌注袋的长度方向均与机座的长度方向一致。

3.根据权利要求2所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述弹性减振板采用热塑性聚酯弹性材料制成。

4.根据权利要求3所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：两所述弹性减振板之间设有减振器，所述减振器的顶面紧贴于机座的底面，所述减振器的底面紧贴于地面；所述减振器包括用于与机座连接的上座总成和连接于地面并对上座总成的水平运动形成阻尼的下座总成，所述上座总成以可滑动的方式支撑设置于所述下座总成上；

所述上座总成包括上座体和设置于上座体上的至少两个用于对机座的上下振动减振的减振装置，所述上座体对应每一所述减振装置设有安装腔，每一所述减振装置包括扭转减振机构和用于将机座的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构，所述扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套和由上座体向安装腔内延伸形成的第一隔体和第二隔体，所述轴套的外侧与所述第一隔体和第二隔体均形成紧贴设置并将所述安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，所述第一阻尼腔和所述第二阻尼腔内均填充有阻尼液；

所述轴套上成径向对称形成有第一弧形转子体和第二弧形转子体，第一弧形转子体位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔和第二工作腔，且第一弧形转子体与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔和第二工作腔的第一阻尼通道，所述第二弧形转子体位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔和第四工作腔，且第二弧形转子体与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔和第四工作腔的第二阻尼通道。

5.根据权利要求4所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述运动转换机构包括螺杆和内套于轴套内形成固定连接并与螺杆螺纹配合的螺纹套；所述螺杆的上端设置有用于与变压器底部连接的连接板。

6.根据权利要求5所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述下座总成包括基板和一体成型设置于基板上的至少一个套筒，每一套筒内均设置有将其内部空腔分隔为两部分的活塞和与活塞连接并伸出套筒与上座体底部连接的活塞杆，所述活塞的周向与套筒内壁间形成有环形阻尼通道，每一套筒内填充有阻尼液。

7.根据权利要求6所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：每一所述套筒的上部均形成有滑道，所述上座体的底部对应每一滑槽设置有滑动配合的滑轨。

8.根据权利要求7所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述活塞杆为由两侧竖直部和连接竖直部的横体部组成的U形结构，其横体部贯穿所述套筒设置，两侧竖直部的上端均与所述上座体的底部固定连接。

9.根据权利要求8所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：所述进风巷中的通风机的出风端设有用于隧道内增氧的增氧机。

10.根据权利要求9所述的隧道施工时的通风系统，其特征在于：该系统还包括用于采集隧道内环境数据的环境监测单元及用于根据采集到的环境数据控制通风机和增氧机工作的自动控制单元；所述自动控制单元包括依次连接的模糊控制器、PLC控制器和风氧调节控制器，所述模糊控制器通过数据传输单元与环境监测单元连接，所述风氧调节控制器分别与通风机和增氧机连接；

所述PLC控制器和风氧调节控制器之间连接有D/A转换单元，所述D/A转换单元包括与PLC控制器的输出端连接的D/A转换器，连接在所述D/A转换器的输出端和风氧调节控制器的输入端之间的信号放大器，以及连接在D/A转换器的输入端和信号放大器的输出端之间的过压保护电路；

所述环境监测单元用于探测粉尘浓度的粉尘传感器、用于探测一氧化碳浓度的一氧化碳传感器、用于探测风速的风速传感器、用于探测硫化氢浓度的硫化氢传感器、用于探测一氧化氮浓度的一氧化氮传感器、用于探测氧气浓度的氧气传感器和用于探测甲烷浓度的甲烷传感器。