CN108412533A

CN108412533A - 轨道式空气净化装置

Info

Publication number: CN108412533A
Application number: CN201810549241.XA
Authority: CN
Inventors: 朱森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明公开了一种轨道式空气净化装置，包括供水轨道和供电轨道，供水轨道内设置有水流通道，供电轨道上设置有电缆，主壳体的上部设置有轨道配合一部和轨道配合二部，轨道配合一部通过齿轮与供水轨道的滚齿相啮合，轨道配合二部通过齿轮与供电轨道的滚齿相啮合，水流通道上设置有球阀，轨道配合一部通过开闭球阀实现供水，轨道配合二部与电缆组合形成电弓供电系统。本发明主要解决移动式空气净化装置的供水和供电问题，在不影响空气净化装置正常滑动的情况下，通过设置轨道配合一部和轨道配合二部来与供水轨道和供电轨道滚动卡接，实现对空气净化装置的供水供电操作，保证其正常运行，有效地解决了现有隧道内空气污染的问题。

Description

轨道式空气净化装置

技术领域

本发明涉及道路隧道空气净化装置领域，特别涉及轨道式空气净化装置。

背景技术

随着国家基础建设的不断完善，现阶段各个省市均已建设出基础设施完善的道路交通网。为了缓解中心城区主干道的交通拥堵，铁道交通干线的配套设置，道路隧道的建设从来都不可或缺。由于道路隧道均为半封闭式结构，车辆行驶产生的污染物粉尘、CO、HC和NO_X若不及时排出，将严重影响道路隧道内驾乘人员的行车安全和身体健康。为使道路隧道内的空气质量得到有效保证，道路隧道在建设初期就需要设计配置合适的通风系统以及控制其内各种污染物的浓度，达到不同工况时废气排放浓度标准的要求。目前，我国已有的道路隧道中，一般均采油工高空风塔或底面风塔群稀释排放处理空气污染物的方案，高空排放处理方法虽然可以有效减少隧道内的空气污染，但仅是物理稀释，不能达到净化治理的目的。同时，道路隧道多位于城市的中心或交通要道处，隧道出口处人口密度大、建筑物密集，采用高空排放岁序的风塔与周围环境不协调，影响市容市貌。

目前，国外对隧道空气污染物主要采用静电除尘和NO₂脱除的技术加以治理，由于我国目前机动车尾气排放标准低于国外标准，使得污染物粉尘、CO、HC和NO_X成为隧道空气中的主要污染物，因此，国外的相关技术不能满足我国隧道空气污染物治理的要求，这也是迄今为止国内还没有在隧道内设有集静电除尘、CO、HC和NO_X净化功能为一体的综合治理装置的应用实例的主要原因之一，而开发适合我国道路隧道空气污染物特点的控制和治理技术，在现阶段，不仅在技术和理论上暂时无法实现，在投入成本上也无法达到低成本投入的要求，由此导致现阶段我国道路隧道内，空气质量差，污染大，驾乘人员在开窗的情况下会出现呼吸较困难，空气难闻等症状。

同时，在建设道路隧道时，施工人员往往需要在隧道内进行各种施工作业，例如焊接操作、凿壁操作、铺设路面、加工钢筋笼、预制混凝土等，这些操作易在隧道内形成较多的粉尘和空气污染物，由于没有相应地空气净化配套设施，施工人员一般通过风机来实现隧道内的空气流动，以解决空气污染的问题，显然，风机的作用范围有限，当隧道达到一定深度后，风机的使用也无法有效解决空气污染，导致施工人员的身体受到严重侵害，易造成职业病（尘肺病等）。

作为一种设计思路，若设计一种轨道式的空气净化装置，在不对现有道路隧道的空气净化系统作出改变的情况下，解决现有隧道内空气污染的问题，则将会是一种较佳的实施方式，大致方案可以是，通过移动的空气净化装置在隧道内进行局部空气净化处理，进而可以提供暂时的空气质量相对较好的环境，通过空气净化装置持续地在该处进行空气净化处理，可以使该处的空气质量维持在较好的状态，进而通过该方式来改善道路隧道内的空气环境，配合现有空气净化系统，有效地解决现有隧道内空气污染的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种轨道式空气净化装置，主要解决移动式空气净化装置的供水和供电问题，在不影响空气净化装置正常滑动的情况下，实现对空气净化装置的供水供电操作，保证其正常运行，配合现有空气净化系统，有效地解决现有隧道内空气污染的问题，同时，通过齿轮啮合的方式来实现空气净化装置的滑动，解决传统滑动方式所存在的启停过程不易控制的问题。

本发明采用的技术方案如下：轨道式空气净化装置，包括两条相互平行的具有“工”字形结构的供水轨道和供电轨道，空气净化装置包括主壳体，其特征在于，供水轨道上设有滚齿，供水轨道内设置有水流通道，供电轨道上设置有电缆和滚齿，主壳体的上部设置有轨道配合一部和轨道配合二部，轨道配合一部通过齿轮与供水轨道的滚齿相啮合，以实现滚动卡接，轨道配合二部通过齿轮与供电轨道的滚齿相啮合，以实现滚动卡接，水流通道上设置有球阀，轨道配合一部通过开闭球阀实现供水，轨道配合二部与电缆组合形成电弓供电系统。

由于上述结构的设置，双轨道的形式可保证空气净化装置能够稳固平稳地在轨道上运行，将双轨道分别设置成供水轨道和供电轨道，然后通过轨道配合一部和轨道配合二部来配合，轨道配合一部通过控制球阀的开闭来实现对供水量的控制，轨道配合二部与供电轨道组合形成电弓供电系统，以实现实时供电，由此解决了移动式空气净化装置的供水和供电问题，空气净化装置能够正常的对隧道内的空气进行除尘、加湿、有害气体催化氧化，使隧道内的局部空气得到有效治理，有效地解决了现有隧道内空气污染的问题。同时，采用滚动卡接的方式（齿轮啮合）可以精确控制空气净化装置的启停过程，相比于传统滑动的方式，空气净化装置能够在运行状态下精确地停在某一位置，不会出现停靠位置偏离预定位置的问题，有效地解决了传统滑动方式所存在的启停过程不易控制的问题，使空气净化装置的运行过程更易得到控制。

进一步，沿供水轨道的横截面方向，供水轨道从上至下依次包括安装部、供水部和滑动部，供水部中空形成水流通道，供水部用于向空气净化装置供水，滚齿设置在供水部的外侧面上，滑动部与轨道配合一部滚动卡接；沿供电轨道的横截面方向，供电轨道从上至下依次包括固定部、支撑部和轨道部，滚齿设置在支撑部的外侧面上，电缆设置在轨道部的下端，轨道部与轨道配合二部滚动卡接。

在本发明中，滑动部的下端中部设置有出水孔，出水孔贯穿滑动部并接通水流通道，球阀设置在出水孔内，球阀包括具有半球形结构的阀球，阀球可自由地在出水孔内上下移动，阀球的圆弧面朝向供水部，阀球的下端设置有环形凸缘，阀球放置在环形凸缘上且彼此之间通过磁性连接固定，以使阀球与环形凸缘的连接处密封。

进一步，轨道配合一部包括齿轮部、卡接部和引水部，齿轮部对称设置在供水轨道的两侧，齿轮部包括齿轮和转动轴，齿轮固定连接在转动轴上，且与供水部外侧面的滚齿相啮合，转动轴与卡接部的上端转动连接，供水轨道的滑动部置于齿轮的下方，且滑动部完全置于卡接部内，引水部设置在卡接部的中部，且与供水轨道的出水孔位置相对应，引水部用于控制进入空气净化装置内的供水量。

在本发明中，引水部包括引水孔，引水孔内设置有顶块，顶块通过轮圈与引水孔的内壁滑动连接，顶块的下端设置有凸轮，顶块搭接在凸轮上，凸轮用于控制顶块的上下位移量，引水部通过顶块的上下位移来控制球阀的开闭，以实现对供水量的控制。

作为改进，齿轮部的齿轮与滑动部之间设置有支撑组件，支撑组件搭接在滑动部的上端面上，且与卡接部的上端固定连接，支撑组件包括外圈、滚珠和内圈，外圈、滚珠和内圈共同组合形成类球轴承结构，内圈与卡接部的上端固定连接，支撑组件通过滚珠与滑动部接触。

进一步，轨道配合二部包括转动部、搭接部和电接触部，转动部对称设置在供电轨道的两侧，转动部包括齿轮和转动轴，齿轮固定连接在转动轴上，且与支撑部外侧面的滚齿相啮合，转动轴与搭接部的上端转动连接，轨道部置于齿轮的下方，且轨道部全部置于搭接部内，电接触部设置在搭接部的中部，且与供电轨道的电缆位置相对应，电接触部用于与电缆配合形成电弓供电系统。

进一步，电接触部包括接触孔，接触孔内设置有电接触块，电接触块与接触孔的内壁滑动连接，电接触块的下端设置有凸轮，电接触块搭接在凸轮上，凸轮用于控制电接触块的上下位移量，电接触部通过电接触块的上下位移来控制电接触块与电缆的接触，以实现对电弓供电系统的电接通和电断开的控制。

作为改进，转动部的齿轮与轨道部之间设置有支撑组件，支撑组件搭接在轨道部的上端面上，且与搭接部的上端固定连接，支撑组件包括外圈、滚珠和内圈，外圈、滚珠和内圈共同组合形成类球轴承结构，内圈与卡接部的上端固定连接，支撑组件通过滚珠与轨道部接触。

进一步，主壳体内设置有水箱，引水孔接通水箱，水箱的一侧设置有静电除尘器和空气净化器，沿主壳体的长度方向，静电除尘器和空气净化器设置在同侧，静电除尘器的气体出口与空气净化器的气体入口接通，空气净化器的气体出口伸出主壳体外形成空气净化出口管，水箱的内部通过输送管与空气净化出口管接通，输送管采用切向斜插的方式与空气净化出口管接通。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的一种轨道式空气净化装置，主要解决移动式空气净化装置的供水和供电问题，在不影响空气净化装置正常滑动的情况下，通过设置轨道配合一部和轨道配合二部来与供水轨道和供电轨道滚动卡接，实现对空气净化装置的供水供电操作，保证其正常运行，配合现有空气净化系统，有效地解决了现有隧道内空气污染的问题，同时，通过齿轮啮合的方式来实现空气净化装置的滑动，解决了传统滑动方式所存在的启停过程不易控制的问题。

附图说明

图1是本发明的一种道路隧道用的供水轨道剖面结构示意图；

图2是本发明的另一种道路隧道用的供水轨道剖面结构示意图；

图3是本发明的空气净化装置与轨道配合时的主视剖面结构示意图；

图4是本发明的空气净化装置与轨道配合时的侧视剖面结构示意图；

图5是图3的A部分局部放大结构示意图；

图6是图3的B部分局部放大结构示意图；

图7是本发明的供电轨道剖面结构示意图；

图8是本发明的供水轨道与空气净化装置配合时的另一种结构情况；

图9是图8的改进型结构示意图；

图10是本发明的供电轨道与空气净化装置配合时的另一种结构情况；

图11是图10的改进型结构示意图；

图12是本发明的支撑组件主视结构示意图；

图13是本发明的输送管与空气净化出口管连接时的剖视图。

图中标记：1为空气净化装置，101为主壳体，102为隔离网，2为供水轨道，201为安装部，202为供水部，203为滑动部，204为水流通道，205为出水孔，206为凹槽，207为阀球，208为环形凸缘，209为保护层，210为金属横板，211为金属竖板，212为出气孔，213为输气管路，214为滚齿，3为供电轨道，301为固定部，302为支撑部，303为轨道部，304为滑动轨道，305为电缆卡槽，306为电缆，4为轨道配合一部，401轮滑部，402为卡接部，403为引水部，404为滑轮，405为钳部，406为引水孔，407为顶块，408为轮圈，409为凸轮，410为齿轮部，411为齿轮，412为转动轴，5为轨道配合二部，501为滚动部，502为搭接部，503为电接触部，504为接触孔，505为电接触块，506为滑轮连接部，507为转动部，为6为安全线缆，7为滑轮组件，8为支撑组件，801为外圈，802为滚珠，803为内圈，9为电机，10静电除尘器，1001为外壳，1002为集成料斗，11为空气净化器，1101为第一支撑板，1102为上部净化室，1103为下部净化室，1104为绝热板，1105为加热金属丝框架，1106为第二支撑板，1107为轴流风机，12为水箱，13为引风机，14为粉尘收集箱，15为支撑结构，16为空气净化出口管，17为输送管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种道路隧道用的供水轨道2，包括供水轨道2，供水轨道2上滑动卡接有空气净化装置1，沿供水轨道2的横截面方向，供水轨道2从上自下依次包括安装部201、供水部202和滑动部203，安装部201、供水部202和滑动部203组合形成“工”字形结构，安装部201下部的两端连接有螺栓，安装部201通过螺栓与上方的隧道壁固定连接。供水部202位于安装部201的中部，供水部202具有中空结构，以形成水流通道204，滑动部203与空气净化装置1滑动卡接，滑动部203的下端中部设置有出水孔205，出水孔205贯穿滑动部203并接通水流通道204，出水孔205内设置有球阀，球阀用于控制出水孔的打开和关闭。

进一步地，为了方便空气净化装置在滑动部上的滑动，滑动部203的上部设置有凹槽206，凹槽206形成滑轮404滑动的轨道，凹槽206对称设置在滑动部203的两端，如图1和图2所示，当然，亦可以只设置在滑动部203的一端。

进一步地，球阀包括具有半球形结构的阀球207，如图1和图2所示，阀球207可自由地在出水孔205内上下移动，阀球207的圆弧面朝向供水部202，阀球207的下端设置有环形凸缘208，阀球207放置在环形凸缘208上且彼此之间通过磁性连接固定，以使阀球207与环形凸缘208的连接处密封。如图5所示，当需要向空气净化装置1提供水源时，通过顶开球阀的方式来实现出水孔205的打开，当不需要水源时，阀球207由于磁吸力的作用而紧紧吸附在环形凸缘208上，由此实现出水孔205的自动密封关闭。作为一种优选地实施方式，出水孔205均布在滑动部203的下端，出水孔205彼此之间的间距根据实际需要设置。

作为一种改进地实施方式，考虑到水流通道204内的防腐问题，水流通道204的壁面贴合一层保护层209，所述保护层209为酚醛树脂浸渍纸，该实施方式适合于供水部202拼凑形成的结构，如图2所示，图2示出了另一种不同于图1的供水轨道2结构，供水轨道2包括上下两块金属横板210，上下两块金属横板210之间通过两块金属竖板211密封连接固定，上下两块金属横板210分别形成安装部201和滑动部203，金属横板210和金属竖板211之间形成供水部202，金属横板210和金属竖板211之间所围成的密闭空间为水流通道204。在焊接形成供水轨道2之前，通过热压的方式将酚醛树脂浸渍纸热压在金属横板210和金属竖板211相对应的地方，进而在水流通道204的壁面形成保护层209，酚醛树脂浸渍纸不同于传统的防腐漆，酚醛树脂浸渍纸具有良好的表面性能，耐磨抗冲击，防潮耐污染，在供水轨道2供水过程中，酚醛树脂浸渍纸能够抵御长期的冲刷和水浸，进而形成长期有效的保护层209，同时，采用热压酚醛树脂浸渍纸的方式能够有效杜绝水流通道204壁面保护层209厚度不均匀的问题，使水流通道204壁面的耐腐蚀耐污性达到均一，克服性能不均一所带来的不利影响，这些有益效果，传统的防腐漆均不能达到。为了更好地展示出区别，表1给出了采用传统的防腐漆与采用酚醛树脂浸渍纸在供水通道壁面的主要性能上的实验数据。

实验说明：

对比例1：原料-聚氨酯防腐漆，厚度-70μm；

对比例2：原料-聚氨酯防腐漆，厚度-75μm；

对比例3：原料-聚氨酯防腐漆，厚度-80μm；

实施例1：原料-酚醛树脂浸渍纸，厚度-73μm；

实施例2：原料-酚醛树脂浸渍纸，厚度-75μm；

实施例3：原料-酚醛树脂浸渍纸，厚度-78μm；

实验基材：本发明的矩形供水轨道，水流通道尺寸80×60×2.0mm，长度2m。

实验设计1：配制砂浆，砂浆含砂量为10wt%左右，通过水泵分别向含有聚氨酯防腐漆和酚醛树脂浸渍纸的矩形供水轨道加压冲刷，其中砂浆射流速度为15m/s，冲刷时间2h，然后通过探视镜观察水流通道壁面的情况并做好记录。

实验设计2：将含有聚氨酯防腐漆和酚醛树脂浸渍纸的矩形供水轨道分别浸泡在80℃的15wt%的热硫酸中，浸泡时间2h，然后通过探视镜观察水流通道壁面的情况并做好记录。

表1 矩形供水轨道的供水通道壁面的主要性能

由表1可知，传统的防腐漆在耐冲刷和耐酸浸泡方面，其效果不及酚醛树脂浸渍纸，本发明的酚醛树脂浸渍纸能够在水流通道的表面形成长期稳定的保护层。

在本发明的另一个实施例中，考虑到生产制造成本和使用的便利性，供水轨道2的安装部201、供水部202和滑动部203自为一体形成“工”字形结构，即供水轨道2在钢结构加工厂中就被一体成型，如图1所示，为此，很难在一般的钢结构加工厂中实施酚醛树脂浸渍纸的热压工艺（传统钢结构加工厂不具备热压酚醛树脂浸渍纸的工装设备和工艺），而一体成型后的供水轨道2无法实施酚醛树脂浸渍纸的热压工艺，因此，只能通过喷涂防腐漆的方式来对供水轨道2的内壁进行防腐处理，然而，传统的防腐漆所形成的防腐漆膜的防腐周期较短，在高压供水条件下，65μm厚的聚氨酯防腐漆的实际防腐周期只有6-9个月，超出期限后，聚氨酯防腐漆所形成的漆膜的表面会出现凹凸点，这些凹凸点在高压供水条件下被无限放大，由此出现起泡、掉漆等现象，使供水轨道2基体受到腐蚀，而掉漆后的供水轨道2在后期修补漆时又非常麻烦，不易对掉漆地方进行方便快速的补漆，而且补漆后的供水轨道2在耐腐蚀周期方面大大缩短，只有原耐腐蚀周期的一半，导致后期的修补作业收效胜微。同时，即使使用本发明的酚醛树脂浸渍纸，其防腐周期也只能达到14-20个月，逾期后的供水轨道2只能报废处理，其无疑增大了使用成本。

为此，研发人员在不断的探索实验过程中发现，采用固化管的方式能够有效解决上述所出现的问题。具体地，本实施例借鉴CIPP紫外线光固化技术，将其应用至防腐领域中，首先，将玻璃纤维编织成与水流通道形状相匹配的形状，形成软管（该软管包括矩形软管结构和圆形软管），然后将浸渍或注入树脂后的管状结构拉入水流通道中，接着用压缩空气使管状结构张开并紧贴在水流通道的内壁上，然后使用紫外线加热固化软管，由此可在水流通道204内形成一层坚硬的“管中管”结构。虽然浸渍有树脂的玻璃纤维软管厚度较厚，达到0.6mm，但其结构强度并未受到影响，其能够稳定地存在于水流通道204中，浸渍有树脂的玻璃纤维软管具有优秀的耐腐蚀性和耐污性，是地下排水管道常用材料之一，寿命一般可达30年以上，对于本实施例，本实施例采用很薄的玻璃纤维软管，其厚度一般在0.3-0.6mm之间，其理论使用在8年以上，在高压供水条件下，实际理论使用寿命在5年以上，因此能够完全满足水流通道204对保护层209的需求，其防腐周期均远高于传统的防腐漆和酚醛树脂浸渍纸。同时，采用CIPP紫外线光固化技术还有一个好处是：前期施工和后期修复简单方便，使用成本较低。根据CIPP紫外线光固化技术的工艺特点，其能够同时对多个水流通道铺设玻璃纤维软管，施工周期短，易于形成标准化作业，产品规格易于标准化，在后期修复过程中，由于固化后的玻璃纤维软管与水流通道204的内壁并没有粘接，因此，只需将固化后的玻璃纤维软管打磨掉即可，而且，本实施例所使用的固化玻璃纤维软管尺寸很小（本发明的矩形供水轨道2的水流通道204尺寸一般为80×60×2.0mm），其还可以通过机械拖动的方式将玻璃纤维软管拖出更换，修复过程非常简便。

作为一种改进的实施方式，由于滑动部203的凹槽206是用于滑轮404滑动，因此需要保证凹槽206内的清洁，并同时保证滑轮404和凹槽206之间的摩擦力维持在正常水平，以防止滑轮404与凹槽206之间的打滑和卡顿，保证设备稳定移动。在本实施例中，凹槽206的下部设有吹扫管路，如图1和2所示，凹槽206的槽底处均布多个出气孔212，出气孔212的下端接通输气管路213，输气管路213内嵌在滑动部203的下部。出气孔212的主要作用是，在凹槽206的上方形成上升气流，在上升气流的作用下，空气中的粉尘颗粒不易靠近凹槽206，进而可以减少凹槽206内的粉尘堆积，凹槽206内原堆积的粉尘颗粒被上升气流扬起而脱离凹槽206，同时，在滑轮404滑动过程中，其产生的水平气流与出气孔212产生的上升气流形成对流，使漂浮在凹槽206上方的粉尘颗粒被带入至凹槽206的侧面而远离凹槽206，由此保证了凹槽206内的清洁，解决了滑轮404与凹槽206之间的打滑和卡顿的问题，相比于直接对凹槽206进行吹扫的布置方式，在结构上，本实施例的吹扫管路结构简单紧凑，易于在滑动部203加工成型，且对滑动部203的整体结构强度影响较小，同时不影响其他装置的正常布置和运行，直接吹扫的布置方式需在供水轨道2上额外增设吹扫管路，易对其原有结构造成影响，同时易影响其他装置的正常布置和运行，安装和后期检修麻烦；在技术效果上，对凹槽内的粉尘颗粒清扫得更彻底，不易形成二次堆积，直接吹扫的布置方式易在吹扫盲区和吹扫后形成二次堆积，吹扫效果不理想。

作为一种改进地实施方式，该实施方式与上述的供水轨道2结构相似，其不同之处在于，无需设置滑动部203的凹槽206和吹扫管路，供水部202的外侧面设置有滚齿214，如图8所示，图8示出了本发明的供水轨道与空气净化装置配合时的另一种结构情况，在图8中，供水轨道2上的空气净化装置1通过其自身的齿轮411与供水部202的外侧面的滚齿214相啮合，进而实现在供水轨道2上的移动。

在本发明中，供水轨道2可以与供电轨道3配合使用的，即供水轨道2和供电轨道3在隧道的壁面上布置成相互平行的双轨道形式，如图3所示，供水轨道2的一端连接水泵，其另端连接储水装置，水泵将水泵入至供水轨道2内并通过供水轨道2来输送，供水轨道2内未使用的水被输送至储水装置中循环利用。空气净化装置1的上部分别设置有轨道配合一部4和轨道配合二部5，轨道配合一部4与供水轨道2相配合，轨道配合二部5与供电轨道3相配合。

作为一种改进地实施方式，在供水轨道2与供电轨道3之间设置有安全线缆6，安全线缆6上滑动连接有滑轮组件7，滑轮组件7固定连接在空气净化装置1的上部，安全线缆6分别与供水轨道2和供电轨道3平行设置，安全线缆6主要用于承受空气净化装置1的重力，以减轻供水轨道2和供电轨道3的受力，保证空气净化装置1能够在较小功率下平稳地在供水轨道2和供电轨道3上移动，同时，安全线缆6还可以在空气净化装置1意外脱轨的情况下防止其坠落，由此保证了设备运行的安全性，排除了安全隐患。

在本发明的空气净化装置1中，轨道配合一部4的结构跟供水轨道2的结构相匹配，进一步地，当供水轨道2的结构是图1、2和5的情况时，轨道配合一部4包括轮滑部401、卡接部402和引水部403，轮滑部401对称设置在供水轨道2的两侧，轮滑部401主要由滑轮404和钳部405组成，滑轮404转动连接在钳部405内，且置于滑动部203的凹槽206内，钳部405搭接在滑动部203的上部，滑动部203全部置于卡接部402内，以使轨道配合一部4滑动卡接在供水轨道2上，引水部403设置在卡接部402的中部，且与供水轨道2的出水孔205位置相对应，引水部403用于与出水孔205配合，以使出水孔205内的的水流入引水部403内，引水部403包括引水孔406，引水孔406的下方接通水箱12，引水孔406内设置有顶块407，顶块407通过轮圈408与引水孔406的内壁滑动连接，顶块407的下端设置有凸轮409，顶块407搭接在凸轮409上，顶块407的上端与出水孔205相对应，当顶块407处于非工作状态时，顶块407不与滑动部203的下端接触，即顶块407不伸入出水孔205内；当顶块407处于工作状态时，通过凸轮409将顶块407向外顶出，顶块407的上部插入出水孔205内并顶开出水孔205内的球阀，供水轨道2内的水流通过出水孔205和引水孔406进入水箱12内，由此实现对空气净化装置1的供水操作，当不需要供水时，控制凸轮409转动，使顶块407向水箱12方向移动，顶块407脱离与滑动部203的接触，球阀关闭出水孔205，供水停止。

进一步地，当供水轨道2的结构是图8的情况时，轨道配合一部4包括齿轮部410、卡接部402和引水部403，齿轮部410对称设置在供水轨道2的两侧，齿轮部410主要由齿轮411和转动轴412组成，齿轮411固定连接在转动轴412上，且与供水部202外侧面的滚齿214相啮合，转动轴412与卡接部402的上端转动连接，滑动部203置于齿轮411的下方，且滑动部203完全置于卡接部402内，以使轨道配合一部4滑动卡接在供水轨道2上，引水部403的布置位置和结构与图1和2中引水部403的布置位置和结构相同，也是通过顶块407来实现对空气净化装置1的供水。

在上述实施例中，为了减少轨道配合一部4的齿轮411的竖向压力，作为一种改进地实施方式，齿轮411与滑动部203之间设置有支撑组件8，如图9所示，支撑组件8设置在齿轮411与滑动部203之间，且搭接在滑动部203的上端面上，所述支撑组件8与卡接部402的上端固定连接，支撑组件8用于给空气净化装置1提供支撑力，由此大幅减小齿轮411的竖向压力，保证齿轮411能够正常转动，空气净化装置1能够通过齿轮411的转动来实现在供水轨道2上的移动。同时，考虑到支撑组件8与滑动部203之间存在相对位移，为了消除支撑组件8与滑动部203之间摩擦力过大而影响空气净化装置1移动的缺陷，所述支撑组件8包括外圈801、滚珠802和内圈803，如图12所示，外圈801、滚珠802和内圈803共同组合形成类球轴承结构，内圈803与卡接部402的上端固定连接，支撑组件通过滚珠802与滑动部203接触，也即是说，内圈803与外圈801之间的滚珠802的轴向直径尺寸均大于内圈803与外圈801的轴向宽度尺寸。当支撑组件8与滑动部203之间发生相对位移时，通过滚珠802滚动的方式来显著降低摩擦系数，由此消除了摩擦力过大所带来的不利影响，空气净化装置1能够正常沿供水轨道2移动。

在上述实施例中，空气净化装置1的供水操作需要在空气净化装置1停止运动的情况下才能进行，且要求引水孔406与出水孔205位置对齐之后才能进行供水操作。

在本发明的实施例中，供电轨道3也是与空气净化装置1滑动卡接，如图3、6和7所示，沿供电轨道3的横截面方向，供电轨道3从上至下依次包括固定部301、支撑部302和轨道部303，固定部301、支撑部302和轨道部303组合形成“工”字形结构，固定部301下部的两端连接有螺栓，固定部301通过螺栓与上方的隧道壁固定连接。支撑部302位于固定部301的中部，轨道部303的上部设置有滑动轨道304，滑动轨道304对称设置在轨道部303的两端，当然也可以只设置在轨道部303的一端。轨道部303的下端的中部设置有电缆卡槽305，电缆卡槽305内卡接有电缆306。

在上述实施例中，轨道部303的滑动轨道304同滑动部203的凹槽206的作用一样，也是用于滑轮404滑动，因此为了保证凹槽206内的清洁，防止滑轮404与滑动轨道304之间的打滑和卡顿，滑动轨道304的下部也可以设置吹扫管路，如图3和6所示，滑动轨道304上的吹扫管路与凹槽206上的吹扫管路结构相同，即设置在滑动轨道304的下方。

进一步地，轨道配合二部5的结构跟供电轨道3的结构相匹配，具体地，当供电轨道3的结构是图6和图7的情况时，轨道配合二部5包括滚动部501、搭接部502和电接触部503，滚动部503对称设置在供电轨道3的两侧，滚动部501包括滑轮404和与滑轮404转动连接的滑轮连接部506，滑轮连接部506搭接在轨道部303的上部，轨道部303全部置于搭接部502内，以使轨道配合二部5滑动卡接在供电轨道2上，电接触部503设置在搭接部502的中部，且与供电轨道3上的电缆306位置相对应，电接触部503用于与电缆306配合形成电弓供电系统，以将电缆306的电输送至空气净化装置1内，电接触部503包括接触孔504，接触孔504内设置有电接触块505，电接触块505与接触孔504的内壁滑动连接，电接触块505的下端设置有凸轮409，电接触块505搭接在凸轮409上，电接触块505的上端与接触孔504相对应，当电接触块505处于非工作状态时，电接触块505不与电缆306接触；当电接触块505处于工作状态时，通过凸轮409将电接触块505向外顶出，电接触块505的上部与电缆306紧密接触，由此接通电弓供电系统，实现对空气净化装置1的供电，当不需要供电时，控制凸轮409转动，使电接触块505复位，电接触块505脱离与电缆306的接触，由此断开电弓供电系统的供电。

进一步地，当供电轨道3的结构是图10的情况时，轨道配合二部5包括转动部507、搭接部502和电接触部503，支撑部302外侧面设置有滚齿214，转动部507对称设置在供电轨道3的两侧，转动部507包括齿轮411和转动轴412，齿轮411固定连接在转动轴412上，且与固定部301外侧面的滚齿214相啮合，转动轴412与搭接部502的上端转动连接，轨道部303置于齿轮411的下方，且轨道部303全部置于搭接部502内，以使轨道配合二部5滑动卡接在供电轨道3上，电接触部503的布置位置和结构与图6和图7中电接触部503的布置位置和结构相同，也是通过电接触块505来实现对空气净化装置1的供电。

相应地，在图10所示的实施例中，为了减少轨道配合二部5的齿轮411的竖向压力，齿轮411与轨道部303之间设置有支撑组件8，如图11所示，支撑组件8设置在齿轮411与轨道部303之间，且搭接在轨道部303的上端面上，所述支撑组件8与搭接部502的上端固定连接，支撑组件8用于给空气净化装置1提供支撑力，由此大幅减小齿轮411的竖向压力，保证齿轮411能够正常转动，空气净化装置1能够通过齿轮411的转动来实现在供电轨道3上的移动。相应地，支撑组件8包括外圈801、滚珠802和内圈803，外圈801、滚珠802和内圈803共同组合形成类球轴承结构，内圈803与卡接部402的上端固定连接，支撑组件通过滚珠802与轨道部303接触，当支撑组件8与轨道部303之间发生相对位移时，通过滚珠802滚动的方式来显著降低摩擦系数，由此消除了摩擦力过大所带来的不利影响，空气净化装置1能够正常沿供电轨道3移动。

在本发明中，可通过对轨道配合一部4和/或轨道配合二部5供电实现对滑轮404或者齿轮411的驱动，进而实现空气净化装置1在轨道上的移动，也即是说，滑轮404或者齿轮411作为动力驱动轮，空气净化装置1上设置有电机9，电机9通过导线接通电弓供电系统，滑轮404或者齿轮411通过电机9提供驱动力。值得说明地是，本发明所涉及的电弓供电系统为常规的电弓供电系统，即包括电控制器、电机、逆变器、整流器、蓄电池等机构，为此不再详细说明。

本发明所涉及的空气净化装置1，包括主壳体101，如图3和图4所示，主壳体101的上部设置轨道配合一部4和轨道配合二部5，主壳体101内，轨道配合一部4的下方设置有水箱12，水箱12的入口通过引水孔406接通，水箱12的一侧还设有静电除尘器10和空气净化器11，沿主壳体101的长度方向，静电除尘器10和空气净化器11设置在同侧。静电除尘器10包括外壳1001，外壳1001的一侧开口且通过主壳体101的壁面密封其开口，在外壳1001的开口处，主壳体101的壁面开孔形成空气进口，空气进口向主壳体101外的一侧通过隔离网102封口，空气进口向主壳体101内的一侧固定连接有引风机13，引风机13置于静电除尘器10内，且正对空气进口。本发明的静电除尘器10的主要结构跟常规静电除尘器的结构相同，例如它包括阴极、阳极、电压装置、集成料斗、气体出口等，静电除尘器10的集成料斗1002连通设置在静电除尘器10下方的粉尘收集箱14，粉尘收集箱14的下端与主壳体101的内壁固定连接，静电除尘器10的下端通过支撑结构15与粉尘收集箱14固定连接，粉尘收集箱14内部的下端为弧形或倾斜形结构，以使粉尘收集箱14内的粉尘汇集于中部，粉尘收集箱14的下端中部设置粉尘出口，粉尘出口贯穿主壳体101的下部。

静电除尘器10的气体出口与空气净化器11的气体入口接通，空气净化器11与主壳体101的内壁固定连接，空气净化器11内通过绝热板1104隔离形成加热室和空气净化室，空气净化器11内靠近气体入口的地方为加热室，加热室的气体出口设置在加热室的上部（图中未画出），加热室内布置有具有三维结构的加热金属丝框架1105，加热金属丝框架1105相比于传统的二维结构的加热金属丝网，在加热效果上，由于三维结构的加热金属丝框架1105能较长时间地对空气进行加热，因此可在相对较低的功率下将空气加热至预定温度，同时，加热金属丝框架1105能以较高的温度梯度对空气进行加热，空气的升温速率得到提升，加热金属丝框架1105的热能量得到较充分的利用，受到空气净化器11体积的限制，在整体上，加热金属丝框架1105能在相对狭小的加热室内以较低的功率使空气达到预定温度，而传统的加热金属丝网需要在很高的功率上才能使空气达到预定温度，这无疑提高了空气净化器11对壳体和绝热板的高耐热要求，不利于制造成本的降低。

进一步地，空气净化器11通过带通孔的第一支撑板1101分割成上部净化室1102和下部净化室1103，第一支撑板1101设置在上部净化室1102和下部净化室1103之间，且分别与绝热板1104和空气净化器11的内壁固定连接，上部净化室1102通过气体出口与加热室连通，上部净化室1102内设置有第一催化剂搭载装置，第一催化剂搭载装置搭载有复合氧化物催化剂，以用于催化氧化空气中的CO，复合氧化物催化剂可以是CuO基复合氧化物催化剂。下部净化室1103的底部搭接在带通孔的第二支撑板1106上，第二支撑板1106分别与绝热板1104和空气净化器11的内壁固定连接，第二支撑板1106与空气净化器11的下部之间设置有轴流风机1107，轴流风机1107用于引流空气净化室内的空气，轴流风机1107的出风口处设置有空气净化出口管16，空气净化出口管16贯穿空气净化器11的下部和主壳体101的下部。下部净化室1103内设置有第二催化剂搭载装置，第二催化剂搭载装置搭载有贵金属催化剂，以用于催化氧化空气中的HC和NO_X，此时，第一支撑板1101与上部净化室1102之间还设置有具有三维结构的辅助加热金属丝框架1105，以用于对空气进行二次加热，使进入下部净化室1103内的空气温度达到200-300℃，便于贵金属催化剂对其进行有效地催化氧化。

当然，上述的第一催化剂搭载装置和第二催化剂搭载装置还可以搭载其他不同的催化剂，例如，第一催化剂搭载装置可以搭载贵金属催化剂，第二催化剂搭载装置可以搭载复合氧化物催化剂，只要能分别对CO、HC和NO_X进行催化氧化即可。

在上述实施例中，水箱12的内部通过输送管17与空气净化出口管16接通，以使水箱12内的水进入空气净化出口管16内，并通过空气净化出口管16排出。输送管17的一端连接在水箱12的下部，输送管17的另一端连接在空气净化出口管16的上部，当输送管17内的水进入空气净化出口管16时，水流与气流相混合，空气净化出口管16排出的水流呈喷洒状，以更好地对隧道内的空气进行降尘加湿处理。

作为一种改进地实施方式，空气净化出口管16呈喇叭状，输送管17的一端采用切向斜插的方式与空气净化出口管16接通，如图13所示，该布置方式与喇叭状结构相配合，当水流将离开空气净化出口管16时，由于空气净化出口管16内体积变大，气流和水流由于突然的释压而分散开，分散开后的气流和水流相混形成水雾，由此显著提高降尘加湿的效果。

本发明所涉及的双轨道式空气净化装置的工作原理大致为：首先，先在道路隧道的上壁面铺设供水轨道2和供电轨道3，然后将空气净化装置1安装在供水轨道2和供电轨道3上，启动空气净化装置1，设定空气净化装置1的参数（包括输出功率、进风量、出风量、加热温度、移动速度等参数），参数设定后，凸轮409（凸块409通过空气净化装置1内设置的小电机控制转动，小电机的电力源由蓄电池提供）转动使电接触块505与电缆306接触，空气净化装置1通电，电机及其他动力机构（电机及其他动力机构所组成的转动机构为常规电力转动机构）开始运转，电机及其他动力机构带动空气净化装置1在轨道移动，空气净化装置1内的引风机13开始引导进风，隧道内的空气通过引风机13的作用由隔离网102进入静电除尘器10内，静电除尘器10对空气进行静电除尘处理，除尘后的空气送至空气净化器11内，捕获的粉尘通过集成料斗1002输送至粉尘收集箱14内，除尘后的空气首先进入空气净化器11的加热室内，加热室对空气进行加热至预定温度，然后加热后的空气先后进入上部净化室1102和下部净化室1103进行CO、HC和NO_X的催化氧化处理，得到净化后的空气，净化后的空气经轴流风机1107引流至空气净化出口管16内，最后经空气净化出口管16排出空气净化装置1外，由于空气净化出口管16设置在空气净化装置1的下部，净化后的空气被吹送至隧道的中下部，由此与隧道中下部的空气形成对流而替换隧道中下部的空气，进而达到局部空气净化的目的。

进一步地，当空气中的粉尘含量较多时，可通过洒水降尘的方式来进行除尘，即通过控制水箱12的出水量来实现，当输送管17导通时，水箱12内的水通过输送管17流入空气净化出口管16内，并与净化后的空气相混，进而由空气净化出口管16喷洒出去，达到洒水降尘的目的。当不需要进行洒水降尘时，通过关闭输送管17即可，当水箱12内存储的水量不足时，控制空气净化装置1，使空气净化装置1通过位置传感器（可以为常规的红外传感器、激光位移传感器等）和位移控制器来检测控制出水孔与引水孔是否对齐一致，出水孔205与引水孔406对齐一致后，空气净化装置1停止移动并控制凸轮409转动，凸轮409转动使顶块407伸出引水孔406直至顶开球阀，水流通道204内的水则流入水箱12中，进而完成水源补给，水箱12内的水量足够后，控制凸轮409转动，使顶块407缩回引水孔406，球阀关闭，水源补给停止，如此重复操作，即可实现随用随取、水源不断的目的。

本发明的空气净化装置1通过对隧道内的空气进行除尘、加湿、有害气体催化氧化等举措来进行空气净化，使隧道内的局部空气得到有效治理，由此可以提供暂时的空气质量相对较好的环境，进一步，通过空气净化装置1持续地在该处进行空气净化处理，可以使该处的空气质量维持在较好的状态，进而通过该方式来改善道路隧道内的空气环境，配合现有空气净化系统，有效地解决现有隧道内空气污染的问题。本发明的空气净化装置1通过轨道移动的方式来对隧道内的空气进行净化，能够在隧道内形成范围较大的空气净化区域，通过在轨道上设置多个空气净化装置1来进行空气治理，能够最大限度地对隧道内空气进行净化，特别是隧道深处的空气治理，不存在空气治理盲区，解决了现有道路隧道内所存在的空气污染的问题。

进一步地，本发明的双轨道式空气净化装置还能用于道路隧道建设施工环节，具体地说，当施工人员在隧道内施工时，可通过操控本发明的双轨道式空气净化装置来为施工人员提供良好地施工环境，即在施工区域，通过空气净化装置来定点定区域治理空气污染，进而为施工人员营造良好地施工环境，保护施工人员的身体，该方式无需对整个隧道进行空气治理，因此对电力资源的消耗相对较少，不影响施工现场的施工，适应性强，值得推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.轨道式空气净化装置，包括两条相互平行的具有“工”字形结构的供水轨道和供电轨道，空气净化装置包括主壳体，其特征在于，供水轨道上设有滚齿，供水轨道内设置有水流通道，供电轨道上设置有电缆和滚齿，主壳体的上部设置有轨道配合一部和轨道配合二部，轨道配合一部通过齿轮与供水轨道的滚齿相啮合，以实现滚动卡接，轨道配合二部通过齿轮与供电轨道的滚齿相啮合，以实现滚动卡接，水流通道上设置有球阀，轨道配合一部通过开闭球阀实现供水，轨道配合二部与电缆组合形成电弓供电系统。

2.如权利要求1所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，沿供水轨道的横截面方向，供水轨道从上至下依次包括安装部、供水部和滑动部，供水部中空形成水流通道，供水部用于向空气净化装置供水，滚齿设置在供水部的外侧面上，滑动部与轨道配合一部滚动卡接；沿供电轨道的横截面方向，供电轨道从上至下依次包括固定部、支撑部和轨道部，滚齿设置在支撑部的外侧面上，电缆设置在轨道部的下端，轨道部与轨道配合二部滚动卡接。

3.如权利要求2所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，滑动部的下端中部设置有出水孔，出水孔贯穿滑动部并接通水流通道，球阀设置在出水孔内，球阀包括具有半球形结构的阀球，阀球可自由地在出水孔内上下移动，阀球的圆弧面朝向供水部，阀球的下端设置有环形凸缘，阀球放置在环形凸缘上且彼此之间通过磁性连接固定，以使阀球与环形凸缘的连接处密封。

4.如权利要求3所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，轨道配合一部包括齿轮部、卡接部和引水部，齿轮部对称设置在供水轨道的两侧，齿轮部包括齿轮和转动轴，齿轮固定连接在转动轴上，且与供水部外侧面的滚齿相啮合，转动轴与卡接部的上端转动连接，供水轨道的滑动部置于齿轮的下方，且滑动部完全置于卡接部内，引水部设置在卡接部的中部，且与供水轨道的出水孔位置相对应，引水部用于控制进入空气净化装置内的供水量。

5.如权利要求4所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，引水部包括引水孔，引水孔内设置有顶块，顶块通过轮圈与引水孔的内壁滑动连接，顶块的下端设置有凸轮，顶块搭接在凸轮上，凸轮用于控制顶块的上下位移量，引水部通过顶块的上下位移来控制球阀的开闭，以实现对供水量的控制。

6.如权利要求4或5所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，齿轮部的齿轮与滑动部之间设置有支撑组件，支撑组件搭接在滑动部的上端面上，且与卡接部的上端固定连接，支撑组件包括外圈、滚珠和内圈，外圈、滚珠和内圈共同组合形成类球轴承结构，内圈与卡接部的上端固定连接，支撑组件通过滚珠与滑动部接触。

7.如权利要求6所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，轨道配合二部包括转动部、搭接部和电接触部，转动部对称设置在供电轨道的两侧，转动部包括齿轮和转动轴，齿轮固定连接在转动轴上，且与支撑部外侧面的滚齿相啮合，转动轴与搭接部的上端转动连接，轨道部置于齿轮的下方，且轨道部全部置于搭接部内，电接触部设置在搭接部的中部，且与供电轨道的电缆位置相对应，电接触部用于与电缆配合形成电弓供电系统。

8.如权利要求7所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，电接触部包括接触孔，接触孔内设置有电接触块，电接触块与接触孔的内壁滑动连接，电接触块的下端设置有凸轮，电接触块搭接在凸轮上，凸轮用于控制电接触块的上下位移量，电接触部通过电接触块的上下位移来控制电接触块与电缆的接触，以实现对电弓供电系统的电接通和电断开的控制。

9.如权利要求7所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，转动部的齿轮与轨道部之间设置有支撑组件，支撑组件搭接在轨道部的上端面上，且与搭接部的上端固定连接，支撑组件包括外圈、滚珠和内圈，外圈、滚珠和内圈共同组合形成类球轴承结构，内圈与卡接部的上端固定连接，支撑组件通过滚珠与轨道部接触。

10.如权利要求5所述的轨道式空气净化装置，其特征在于，主壳体内设置有水箱，引水孔接通水箱，水箱的一侧设置有静电除尘器和空气净化器，沿主壳体的长度方向，静电除尘器和空气净化器设置在同侧，静电除尘器的气体出口与空气净化器的气体入口接通，空气净化器的气体出口伸出主壳体外形成空气净化出口管，水箱的内部通过输送管与空气净化出口管接通，输送管采用切向斜插的方式与空气净化出口管接通。