CN110029952A - 用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，将集尘装置套设在钻杆上，钻孔时，产生的粉尘直接被吸入集尘装置内然后经过滤尘装置过滤后进入净化装置内，净化装置内注有水，能够降低粉尘污染，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，对施工工期和安全也不会造成威胁，该除尘设备使用方便、节能环保、适用范围广等特点，既改善了施工环境，延长施工机械的使用寿命，又提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明属于隧道围岩钻孔的粉尘治理技术领域，具体涉及一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备。
背景技术
随着我国隧道工程建设的增多，施工中遇到的不良地质条件也越来越多，软弱、破碎围岩隧道占的比例较高。在隧道施工过程中，钻孔是必不可少的一项工作，施工中的钻孔种类多且数量大，其施工过程中产生粉尘的数量非常大。特别是在隧道顶板钻孔的过程中，粉尘受重力作用在高风压的作用下从孔内涌出，严重干扰施工人员的视线和健康，对施工工期和安全都造成威胁。
在软岩隧道中施工时，采用的钻孔方法通常均是干法钻孔，主要有两方面的原因所决定的，一是由于软岩的强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著，若采用湿法及带水钻孔来进行施工，会导致塌孔、卡钻和锚索/杆锚固力不足的问题；二是若采用增加鼓风量来处理粉尘，随着隧道掘进的距离越来越长，风机的功率无法满足隧道通风的要求，即使无限制地增加风机功率，也无法针对某一钻孔或者某一区域单独鼓风，无法有效地降低粉尘。
因此，亟需提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，将集尘装置套设在钻杆上，钻孔时，产生的粉尘直接被吸入集尘装置内然后经过滤尘装置过滤后进入净化装置内，净化装置内注有水，能够降低粉尘污染，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，对施工工期和安全也不会造成威胁，该除尘设备使用方便、节能环保、适用范围广等特点，既改善了施工环境，延长施工机械的使用寿命，又提高了施工效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，所述用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备包括：
集尘装置，所述集尘装置包括有锥型集尘罩和三通连接器，所述三通连接器呈T型、并设有第一管口、第二管口和第三管口，所述锥型集尘罩包括有大端和小端，所述大端为开口，所述小端连接三通连接器的所述第一管口、且小端内径不大于第一管口内径，所述第二管口为开口，所述小端、所述大端、所述第一管口与所述第二管口均同轴设置；
滤尘装置，所述滤尘装置设有进风口和出风口，所述进风口通过第一导管与所述集尘装置的第三管口连通，所述滤尘装置用于过滤经过滤尘装置的气体中的灰尘；
净化装置，所述净化装置通过第二导管与滤尘装置的出风口连接，用于净化滤尘装置出风口输出的气体。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备还包括：
电源，所述电源与滤尘装置电性连接，用于驱动滤尘装置。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述滤尘装置包括；
滤尘箱，所述滤尘箱为由外壳围成的腔状结构，所述进风口和所述出风口分别相对设置在滤尘箱的外壳上，所述滤尘箱用于收集滤尘装置过滤出的灰尘；
滤尘网，所述滤尘网沿滤尘箱的纵截面可拆卸设置，将滤尘箱分隔成两部分，所述滤尘网用于过滤经过滤尘箱的气体中的灰尘；
风机，所述风机固定设置在滤尘网与出风口之间的腔体中，用于在滤尘箱中形成负压。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述滤尘网将滤尘箱分隔成集尘腔和设备腔，所述集尘腔为滤尘网、滤尘箱外壳和进风口所形成的腔体，所述设备腔为滤尘网、滤尘箱外壳和出风口所形成的腔体，所述风机固定设置在所述设备腔中，所述滤尘箱内壁设有卡扣，所述滤尘网通过卡扣与滤尘箱卡接。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述集尘腔上部的滤尘箱外壳处开设开口、并设有壳盖，所述壳盖与滤尘箱外壳的开口大小一致，所述壳盖与外壳之间设有密封垫圈，所述壳盖与滤尘箱外壳可拆卸连接。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述设备腔中设有风道，所述风道一端与滤尘网大小一致、并与滤尘网密封连接，所述风道另一端密封连通至出风口，所述风机与风道固定密封相交，将风道分隔成两部分，所述风机设有均处于风道内部的进风端和送风端，所述进风端朝向滤尘网设置，所述送风端朝向出风口设置。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述风机进风端与滤尘网之间的风道呈罩式结构，所述风机送风端与出风口之间的风道呈圆管式结构。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述第二管口的端部设置有橡胶封圈。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述净化装置包括有除尘池，所述除尘池呈箱式结构、且上部为开口，所述除尘池内壁设有固定件，所述第二导管末端通过固定件固定在除尘池内部，所述除尘池内部注水，底部设有用于排水的排水口并设有堵头。
在上述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备中，作为优选方案，所述第二导管上设有逆止阀。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明提供了一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，将集尘装置套设在钻杆上，钻孔时，产生的粉尘直接被吸入集尘装置内然后经过滤尘装置过滤后进入净化装置内，净化装置内注有水，能够降低粉尘污染，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，对施工工期和安全也不会造成威胁，该除尘设备使用方便、节能环保、适用范围广等特点，既改善了施工环境，延长施工机械的使用寿命，又提高了施工效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例中除尘设备的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中集尘装置正视结构示意图；
图3为本发明实施例中集尘装置侧视结构示意图；
图4为本发明实施例中滤尘装置正视结构示意图；
图5本发明实施例中滤尘装置俯视结构示意图；
图6为本发明实施例中净化装置正视结构示意图；
图7为本发明实施例中净化装置的俯视结构示意图；
图8为本发明实施例中导管的结构示意图；
图9为图5中A处局部放大示意图。
图中：1-集尘罩，2-第一管口，3-第二管口，4-第三管口，51-第一导管，52-第二导管，6-进风导头，7-滤尘箱，8-滤尘网，9-风机，10-出风导头，11-外壳，12-电源，13-除尘池，14-排水口，15-堵头，16-固定件，17-风道，18-壳盖，19-密封垫圈。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面将参考附图1-9结合实施例来详细说明本发明的方案。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明的实施例，提供一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，除尘设备包括：集尘装置，所述集尘装置包括有锥型集尘罩1和三通连接器，所述三通连接器呈T型、并设有第一管口2、第二管口3和第三管口4，所述锥型集尘罩1包括有大端和小端，所述大端为开口，所述小端连接三通连接器的所述第一管口2、且小端内径不大于第一管口2内径，所述第二管口3为开口，所述小端、所述大端、所述第一管口2与所述第二管口3均同轴设置；滤尘装置，所述滤尘装置设有进风口和出风口，所述进风口通过第一导管51与所述集尘装置的第三管口4连通，所述滤尘装置用于过滤经过滤尘装置的气体中的灰尘；净化装置，所述净化装置通过第二导管52与滤尘装置的出风口连接，用于净化滤尘装置出风口输出的气体；电源12，所述电源12与滤尘装置电性连接，用于驱动滤尘装置。如图1所示，包括有集尘装置、滤尘装置、净化装置和电源12，滤尘装置的一端通过第一导管51与集尘装置侧壁的第三管口4连通、另一端通过第二导管52与净化装置连通，电源12作为滤尘装置的动力来源。
其中集尘装置的集尘罩1大端为开口端、小端为封闭端，封闭端的中部设置有供钻杆穿过的通孔，即钻杆在进行钻孔工作时，其外壁套有集尘装置，且连接处密封套接，以免粉尘从间隙外漏。优选地，集尘罩1采用高弹性橡胶材质，耐磨性和耐久性较好，且重量较小。
进一步地，如图2所示，集尘装置包括集尘罩1和与集尘罩1底端连接的三通连接器，集尘罩1的通孔与在三通连接器的第一管口2连通，连接处为密封连接；集尘罩1的通孔、第一管口2和第二管口3同轴，即钻杆可以同时从通孔、第一管口2和第二管口3中穿过，第三管口4设置有灰尘导头，优选地，集尘罩1设置为锥形结构，沿开口端至封闭端的方向，锥形结构的横截面积逐渐减小至与三通连接器的横截面积相等，如此，采用锥形设计，能够最大程度的将钻孔产生的灰尘收集起来。
具体地，三通连接器与集尘罩1通过螺纹连接，集尘罩1小端和三通连接器第一管口2的其中一者设置有内螺纹、另一者设置有外螺纹，如此，能够保证连接的稳固性。
如图3所示，第三管口4设置在三通连接器的侧壁，第一导管51一端固定在灰尘导头上、另一端与滤尘装置的进风口连通。进一步地，第一导管51通过螺纹连接集尘装置和滤尘装置，方便拆卸且有较好的密封性，优选地，第一导管51的材质为耐磨橡胶软管，能够随意弯曲，适应各种施工环境。当然，第一导管51的材质也可以为其他符合要求的材质，具体视情况而定。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，滤尘装置包括；滤尘箱7，所述滤尘箱7为由外壳11围成的腔状结构，所述进风口和所述出风口分别相对设置在滤尘箱7的外壳11上，所述滤尘箱7用于收集滤尘装置过滤出的灰尘；滤尘网8，所述滤尘网8沿滤尘箱7的纵截面可拆卸设置，将滤尘箱7分隔成两部分，所述滤尘网8用于过滤经过滤尘箱7的气体中的灰尘；风机9，所述风机9固定设置在滤尘网8与出风口之间的腔体中，用于在滤尘箱7中形成负压。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，滤尘网8将滤尘箱7分隔成集尘腔和设备腔，所述集尘腔为滤尘网8、滤尘箱外壳11和进风口所形成的腔体，所述设备腔为滤尘网8、滤尘箱外壳11和出风口所形成的腔体，所述风机9固定设置在所述设备腔中，所述滤尘箱7内壁设有卡扣，所述滤尘网8通过卡扣与滤尘箱7卡接。
在本发明的优选实施例中，电源12配有电源控制器，用于控制电源的通断并稳压。电源控制器和电源12均设置在设备腔的上方，电源12的主体大部分处于设备腔内部，即处于滤尘箱外壳11之下，电源控制器的开关部分处于设备腔外部，即滤尘箱外壳11表面上。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，集尘腔上部的滤尘箱外壳11处开设开口、并设有壳盖18，所述壳盖18与滤尘箱外壳11的开口大小一致，所述壳盖18与外壳11之间设有密封垫圈19，所述壳盖18与滤尘箱外壳11可拆卸连接。通过设置壳盖18，并将滤尘网8采用卡接的方式设置在滤尘箱7内部，方便清理滤尘箱7中过滤出来的灰尘，以及滤尘网8上累积的灰尘，滤尘箱7和滤尘网8可拆卸清洗并反复利用。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，设备腔中设有风道17，所述风道17一端与滤尘网8大小一致、并与滤尘网8密封连接，所述风道17另一端密封连通至出风口，所述风机9与风道17固定密封相交，将风道17分隔成两部分，所述风机9设有均处于风道17内部的进风端和送风端，所述进风端朝向滤尘网8设置，所述送风端朝向出风口设置。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，风机9进风端与滤尘网8之间的风道17呈罩式结构，所述风机9送风端与出风口之间的风道17呈圆管式结构。
本实施例中，如图4所示，滤尘装置包括与第三管口4连接的进风口、滤尘箱7和滤尘网8，滤尘网8与驱动装置的外壳11连通，外壳11的内部设置有风机9，外壳11的侧壁设置有与净化装置的进口连通的出风口，出风口通过第二导管52连接至净化装置中，其中外壳11采用ABS塑料外壳11，其强度高、重量轻。
如图5所示，其中进风口处设置有进风导头6，出风口处设置有出风导头10，第一导管51与进风导头6、第二导管52与出风导头10均通过螺纹连接，提升结构稳固性。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，第二管口3的端部设置有橡胶封圈。橡胶封圈为中空结构，钻杆能穿过橡胶封圈进行钻孔，如此设置，钻孔产生的粉尘不会落到地面上。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，净化装置包括有除尘池13，所述除尘池13呈箱式结构、且上部为开口，所述除尘池13内壁设有固定件16，所述第二导管52末端通过固定件16固定在除尘池13内部，所述除尘池13内部注水，底部设有用于排水的排水口14并设有堵头15。本实施例中，净化装置除尘池13的底端设置有用于排水的排水口14，且排水口14配置有堵头15，进一步地，为了方便密封和排水，排水口14设置为直径为50mm的圆孔，堵头15设置为橡胶塞，除尘池13的尺寸为500mm*1000mm*500mm。
优选地，净化装置设置为除尘池13，除尘池13内注入水，净化装置的内侧设置有用于固定第二导管52的固定件16，进一步地，为了保证粉尘尽可能多的落入除尘池13内，固定件16设置在内侧接近底部。具体地，固定件16为卡扣，用来固定第二导管52，防止机器工作时第二导管52脱离除尘池13。
根据本发明的实施例的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，第二导管52上设有逆止阀。当设备停机或者集尘罩1堵塞时，滤尘箱7中由于风机9的作用，会产生极大的负压，在负压作用下，除尘池13中的污水容易通过第二导管52逆流至滤尘箱7和风道17中，对风机9产生不良影响，设置逆止阀可避免这种情况发生。逆止阀为从滤尘箱7到除尘池13方向导通。
需要说明的是，为了方便控制风机9的启动与停止，除尘设备还包括与风机9通信连接的风机9驱动器。
本实施例的优选方案中，导管的直径为100mm，由内胶层、钢丝编织层和外胶层组成；该除尘设备适用于50mm～100mm的钻孔、最大可处理的石屑直径为50mm；风机9的功率为3KW。
下面实施例中，将对上述各个实施例中的不同装置或部件进行结合，对该除尘设备工作的步骤进行具体说明：
(1)确认设备放置位置及周边环境是否安全，确保操作安全可靠；
(2)检查电源12是否满足安全和使用要求；
(3)确定电源控制器处于关闭状态，接通电源12；
(4)将集尘罩1、三通连接器和橡胶封圈通过螺纹组装成集尘装置，将钻杆和钻头穿过集尘装置；
(5)清理滤尘箱7、滤尘网8，清理完成后，将滤尘箱7、滤尘网8复位；
(6)根据第一导管51的长度将滤尘装置放置在平地上，并将除尘池13放置在滤尘装置出风导头10的附近；
(7)将第二导管52与出风导头10连接，用卡扣将第二导管52固定在除尘池13内；
(8)将除尘池13清洗干净后，用橡胶塞堵住除尘池13底部的圆孔，向除尘池13注水注至三分之二处；
(9)钻孔时，打开电源12及风机9驱动器，除尘设备开始工作。
综上，将集尘装置套设在钻杆上，钻孔时，产生的粉尘直接被吸入集尘装置内然后经过滤尘装置过滤，大颗粒粉尘被滤在滤尘箱7内，当滤尘箱7装满后，直接拆卸下来清理完成后扣上即可，经过滤尘网8过滤之后的小颗粒粉尘通过第二导管52进入净化装置内，净化装置内注有水，小颗粒粉尘淹没在水中，能够降低粉尘污染，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，对施工工期和安全也不会造成威胁，该除尘设备使用方便、节能环保、适用范围广等特点，既改善了施工环境，延长施工机械的使用寿命，又提高了施工效率。
以上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、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备包括：
集尘装置，所述集尘装置包括有锥型集尘罩和三通连接器，所述三通连接器呈T型、并设有第一管口、第二管口和第三管口，所述锥型集尘罩包括有大端和小端，所述大端为开口，所述小端连接三通连接器的所述第一管口、且小端内径不大于第一管口内径，所述第二管口为开口，所述小端、所述大端、所述第一管口与所述第二管口均同轴设置；
滤尘装置，所述滤尘装置设有进风口和出风口，所述进风口通过第一导管与所述集尘装置的第三管口连通，所述滤尘装置用于过滤经过滤尘装置的气体中的灰尘；
净化装置，所述净化装置通过第二导管与滤尘装置的出风口连接，用于净化滤尘装置出风口输出的气体。
2.如权利要求1所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备还包括：
电源，所述电源与滤尘装置电性连接，用于驱动滤尘装置。
3.如权利要求2所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述滤尘装置包括；
滤尘箱，所述滤尘箱为由外壳围成的腔状结构，所述进风口和所述出风口分别相对设置在滤尘箱的外壳上，所述滤尘箱用于收集滤尘装置过滤出的灰尘；
滤尘网，所述滤尘网沿滤尘箱的纵截面可拆卸设置，将滤尘箱分隔成两部分，所述滤尘网用于过滤经过滤尘箱的气体中的灰尘；
风机，所述风机固定设置在滤尘网与出风口之间的腔体中，用于在滤尘箱中形成负压。
4.如权利要求3所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述滤尘网将滤尘箱分隔成集尘腔和设备腔，所述集尘腔为滤尘网、滤尘箱外壳和进风口所形成的腔体，所述设备腔为滤尘网、滤尘箱外壳和出风口所形成的腔体，所述风机固定设置在所述设备腔中，所述滤尘箱内壁设有卡扣，所述滤尘网通过卡扣与滤尘箱卡接。
5.如权利要求4所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述集尘腔上部的滤尘箱外壳处开设开口、并设有壳盖，所述壳盖与滤尘箱外壳的开口大小一致，所述壳盖与外壳之间设有密封垫圈，所述壳盖与滤尘箱外壳可拆卸连接。
6.如权利要求4所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述设备腔中设有风道，所述风道一端与滤尘网大小一致、并与滤尘网密封连接，所述风道另一端密封连通至出风口，所述风机与风道固定密封相交，将风道分隔成两部分，所述风机设有均处于风道内部的进风端和送风端，所述进风端朝向滤尘网设置，所述送风端朝向出风口设置。
7.如权利要求6所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述风机进风端与滤尘网之间的风道呈罩式结构，所述风机送风端与出风口之间的风道呈圆管式结构。
8.如权利要求1所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述第二管口的端部设置有橡胶封圈。
9.如权利要求1所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述净化装置包括有除尘池，所述除尘池呈箱式结构、且上部为开口，所述除尘池内壁设有固定件，所述第二导管末端通过固定件固定在除尘池内部，所述除尘池内部注水，底部设有用于排水的排水口并设有堵头。
10.如权利要求9所述的用于软岩隧道围岩干法钻孔的除尘设备，其特征在于，所述第二导管上设有逆止阀。
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