CN110478822A - 一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，涉及盾构机领域，包括气体限量装置，所述气体限量装置一端与连接管连通，且另一端通过供气软管与气体比例调节装置连接，所述气体比例调节装置与供气面罩连通，所述气体限量装置包括密封筒。本发明中，能够针对于气体的消耗量限量供应气体，避免造成气源的浪费，同时与气塞连接的支杆带动气体加湿装置运动将水挤压通过雾化喷头形成水雾作用于密封筒内，对气体进行加湿，提高呼吸气体的舒适感，通过气体比例调节装置将氮气与氧气以一定比例混合，以便于应对火灾等紧急状况，提高安全性，具有节约气源、气体舒适度高、安全性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机领域，尤其涉及一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统。
背景技术
盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，它区别于敞开式施工法，用盾构法的机械进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行，盾构机在工作中因地势地貌的原因导致刀盘损毁需要在带压的情况下开仓维修或更换，要求操作人员在带压的情况下工作，盾构机属于高压舱室工作，工作人员在舱室内工作时，带压情况下操作人员难以正常呼吸，需要用机械进行辅助吸氧。
但是由于不同的人单次呼吸摄入气体量不同、呼吸频率不同，同样的时间内所需供氧量不同，不同操作人员采用同一供氧系统同时供氧，难以满足需求，且无法应对火灾等无法供应含氧浓度较高气体的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置，所述气体限量装置一端与连接管连通，且另一端通过供气软管与气体比例调节装置连接，所述气体比例调节装置与供气面罩连通，所述气体限量装置包括密封筒，所述密封筒内固定连接有贯穿密封筒两端的输气管，所述输气管位于密封筒内的部分通过隔板分为左半段与右半段，位于所述密封筒左半段设有第三气孔，位于密封筒右半段从左到右分别设有第二气孔和第一气孔，所述第二气孔位于隔板与活塞之间，所述第一气孔位于活塞行程内，所述活塞与隔板通过复位弹簧连接，所述活塞与输气管滑动连接，通过气体限量装置中的活塞运动实现供气，可根据操作人员的吸气量定量供气，保证供气量的同时避免了气体的浪费。
优选的，所述密封筒侧面还连接有贯穿密封筒侧面并与输气管连通的湿度调节装置，所述湿度调节装置包括进水管，所述进水管底端与喷水管连通，所述喷水管底端与滑管连通，所述滑管底端与输气管上位于活塞与隔板之间的部分连通，所述滑管内设有与其滑动连接的第一液塞，所述第一液塞与滑杆固定连接，所述滑杆与第二液塞滑动连接，位于所述第一液塞与第二液塞之间的滑杆上套有第一弹簧，所述水管内侧底端设有第一限位块，所述滑管内位第一液塞底侧设有第二限位块，所述第一液塞与活塞传动连接，将湿度调节装置与第二气孔连接，利用活塞运动产生的动力驱动液塞运动，从而能够使进水管中的液体进入喷水管，之后由喷水管喷出使密封筒内的气体被加湿，提高操作人员的呼吸舒适度。
优选的，所述喷水管侧面设有贯穿喷水管的雾化喷头，所述喷水管内径大于第二液塞直径，所述滑杆长度大于第一限位块与第二限位块之间的距离，所述进水管与密封筒外部供水管连通，所述第一液塞底部为楔形，所述第一液塞底部与支杆一端滑动连接，所述支杆另一端与活塞固定连接。
优选的，所述连接管有两个且两个所述连接管两端分别与支架内侧上下端密封连接，两个所述连接管左侧分别连接有相等数量的气体限量装置，每个所述连接管上连接的气体限量装置中的一个分别通过供气软管与气体比例调节装置连通。
优选的，所述气体比例调节装置包括两端分别与两根供气软管连接的双支气管，所述双支气管中部与合并气管连通，所述合并气管中部设有隔离块，所述隔离块中部设有与第二弹簧连接的凹槽，所述第二弹簧顶端与盖板固定连接，所述盖板贴合于合并气管顶端，位于隔离块两侧分别设有第一通道和和第二通道，所述第一通道内设有与其滑动连接的滑板，所述滑板与螺纹杆转动连接，所述螺纹杆与合并气管侧面螺纹连接，所述螺纹杆外端固定连接有调节旋钮，通过调节旋纽改变合并气管中两个通道的横截面比例从而改变气体的混合比例，能够根据实际情况选择合适的氧气浓度，以便于在火灾或其他不能够供较高浓度氧气的紧急情况下能够保证操作人员的基本生存条件，安全性高。
优选的，所述滑板竖截面为L型，所述滑板底端与双支气管内侧滑动连接。
优选的，所述供气软管还连接有加湿器，所述加湿器包括腔体，所述腔体固定连接有贯穿腔体且外端与供气软管连通的进气管，所述进气管位于腔体内的部分与滑套滑动连接，所述滑套下部通过连接架与调节塞固定连接，所述调节塞与进气管底端插接，所述滑套外侧固定连接有浮体，所述腔体连接有贯穿腔体的出气管，所述腔体内部与注水管连通。
优选的，所述进气管位于腔体内的部分底端设有第一限位套，所述进气管位于腔体内且在滑套上方的部分设有第二限位套，所述连接架穿过第一限位套并与第一限位套滑动连接。
优选的，所述调节塞形状为锥状。
本发明的有益效果是：
本发明中，通过气管与密封筒配合可借助气压差的作用实现限量供气，其供气量可根据操作人员所吸入气体的量而自动供应相应的气体量，针对不同的使用人可提供不同的供气量，保证供气充分的同时避免了气体浪费；通过活塞运动带动气体加湿装置运动，从而能够改变气体的温湿度，提高盾构机带压开仓工作人员的呼吸舒适度；两组输气管分别与两根供气软管连接，配合气体比例调节装置，可实现氮气与氧气的任意比例混合，从而能够改变操作人员所吸收的气体成分比例，针对于火灾、操作人员个人需求可自行调整所吸气体的含氧浓度，便于应对更多的突发状况。
附图说明
图1为本发明的爆炸图；
图2为本发明气体限量装置的剖视图；
图3为本发明气体加湿装置的右视图；
图4为本发明气体比例调节装置的剖视图；
图5为本发明螺纹杆、滑板的连接示意图；
图6为本发明加湿器的主视图；
附图标记：1、气体限量装置；101、密封筒；102、输气管；1021、第一气孔；1022、第二气孔；1023、第三气孔；103、隔板；104、复位弹簧；105、活塞；2、连接管；3、供气软管；4、气体比例调节装置；401、双支气管；402、合并气管；4021、第二通道；4022、第一通道；4023、隔离块；4024、螺纹杆；4025、滑板；4026、凹槽；4027、第二弹簧；4028、盖板；4029、旋钮；5、供气面罩；6、支架；7、供水管；8、湿度调节装置；801、进水管；8011、第一限位块；802、喷水筒；8021、雾化喷头；803、滑管；8031、第二限位块；804、第一液塞；805、滑杆；806、第一弹簧；807、第二液塞；808、支杆；9、加湿器；901、腔体；902、进气管；903、滑套；904、浮体；905、第一限位套；906、第二限位套；907、调节塞；908、注水管；909、出气管；910、连接架。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
实施例1
如图1-2所示，一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置1，气体限量装置1一端与连接管2连通，且另一端通过供气软管3与气体比例调节装置4连接，气体比例调节装置4与供气面罩5连通，气体限量装置1包括密封筒101，密封筒101内固定连接有贯穿密封筒101两端的输气管102，输气管102位于密封筒101内的部分通过隔板103分为左半段与右半段，位于密封筒101左半段设有第三气孔1023，位于密封筒101右半段从左到右分别设有第二气孔1022和第一气孔1021，第二气孔1022位于隔板103与活塞105之间，第一气孔1021位于活塞105行程内，活塞105与隔板103通过复位弹簧104连接，活塞105与输气管102滑动连接。
在供气过程中，气体通过连接管2进入气体限量装置1的中的输气管102中，当操作人员通过面罩进行呼吸时，气体限量装置1一端连接的供气软管3中的气体被消耗，导致活塞105两侧形成气压差，活塞105在气压差作用移动使活塞105两端气体通过第一气孔1021连通，从而能能够使外部气体进入密封筒101内使密封筒101与连接管2中的气压一致，此时活塞105在复位弹簧104弹力作用下移动，使第一气孔1021封闭，断开供气，气体依次通过供气软管3、气体比例调节装置4、供气面罩5供操作人员呼吸，如此往复可根据操作人员所消耗的气体量限量供气，避免了气体的浪费。
实施例2
如图1-3所示，一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置1，气体限量装置1一端与连接管2连通，且另一端通过供气软管3与气体比例调节装置4连接，气体比例调节装置4与供气面罩5连通，气体限量装置1包括密封筒101，密封筒101内固定连接有贯穿密封筒101两端的输气管102，输气管102位于密封筒101内的部分通过隔板103分为左半段与右半段，位于密封筒101左半段设有第三气孔1023，位于密封筒101右半段从左到右分别设有第二气孔1022和第一气孔1021，第二气孔1022位于隔板103与活塞105之间，第一气孔1021位于活塞105行程内，活塞105与隔板103通过复位弹簧104连接，活塞105与输气管102滑动连接，密封筒101侧面还连接有贯穿密封筒101侧面并与输气管102连通的湿度调节装置8，湿度调节装置8包括进水管801，进水管801底端与喷水管连通，喷水管底端与滑管803连通，滑管803底端与输气管102上位于活塞105与隔板103之间的部分连通，滑管803内设有与其滑动连接的第一液塞804，第一液塞804与滑杆805固定连接，滑杆805与第二液塞807滑动连接，位于第一液塞804与第二液塞807之间的滑杆805上套有第一弹簧806，水管内侧底端设有第一限位块8011，滑管803内位第一液塞804底侧设有第二限位块8031，第一液塞804与活塞105传动连接，喷水管侧面设有贯穿喷水管的雾化喷头8021，喷水管内径大于第二液塞807直径，滑杆805长度大于第一限位块8011与第二限位块8031之间的距离，进水管801与密封筒101外部供水管7连通，第一液塞804底部为楔形，第一液塞804底部与支杆808一端滑动连接，支杆808另一端与活塞105固定连接。
在活塞105向左侧运动时，与活塞105固定连接的支杆808运动使第一液塞804向上运动，此时第二液塞807在一弹簧弹力作用下向上运动至与第一限位块8011相抵触，使水管封闭，第二液塞807继续运动使第一弹簧806压缩，缩短与第一液塞804之间的距离，此时喷水筒802内的空间减小，喷水筒802内部的水压力增大并通过雾化喷头8021将水喷出至密封筒101内，从而能够达到对气体加湿的效果，活塞105向右侧移动时，第一液塞804与第二液塞807在水的重力作用下向下移动至第一液塞804与第二限位块8031相抵触，第一液塞804在第一弹簧806作用下位于喷水筒802内，进水管801中的水进入喷水筒802内使喷水筒802中的水得以补充。
实施例3
如图1-5所示，一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置1，气体限量装置1一端与连接管2连通，且另一端通过供气软管3与气体比例调节装置4连接，气体比例调节装置4与供气面罩5连通，气体限量装置1包括密封筒101，密封筒101内固定连接有贯穿密封筒101两端的输气管102，输气管102位于密封筒101内的部分通过隔板103分为左半段与右半段，位于密封筒101左半段设有第三气孔1023，位于密封筒101右半段从左到右分别设有第二气孔1022和第一气孔1021，第二气孔1022位于隔板103与活塞105之间，第一气孔1021位于活塞105行程内，活塞105与隔板103通过复位弹簧104连接，活塞105与输气管102滑动连接，连接管2有两个且两个连接管2两端分别与支架6内侧上下端密封连接，两个连接管2左侧分别连接有相等数量的气体限量装置1，每个连接管2上连接的气体限量装置1中的一个分别通过供气软管3与气体比例调节装置4连通，气体比例调节装置4包括两端分别与两根供气软管3连接的双支气管401，双支气管401中部与合并气管402连通，合并气管402中部设有隔离块4023，隔离块4023中部设有与第二弹簧4027连接的凹槽4026，第二弹簧4027顶端与盖板4028固定连接，盖板4028贴合于合并气管402顶端，位于隔离块4023两侧分别设有第一通道4022和和第二通道4021，第一通道4022内设有与其滑动连接的滑板4025，滑板4025与螺纹杆4024转动连接，螺纹杆4024与合并气管402侧面螺纹连接，螺纹杆4024外端固定连接有调节旋钮4029，滑板4025竖截面为L型，滑板4025底端与双支气管401内侧滑动连接。
在两个连接管2内分别通入氮气与氧气，在操作人员使用供气面罩5呼吸时，面罩内部气压减小，在合并气管402与面罩内部之间形成气压差，使盖板4028移动，此时第一通道4022内的氧气与第二通道4021内的氮气以一定的比例混合进入面罩内形成一定氧含量的空气供操作人员呼吸，当发生火灾等紧急情况需要调节氧含量时，转动旋钮4029使第一通道4022内的滑板4025移动，改变第一通道4022的口径从而控制氧气的流量，使氮气与氧气的比例发生改变，避免在火灾中氧含量过高而助长火势，同时能够为操作人员提供基本的呼吸条件。
实施例4
如图1-6所示，一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置1，气体限量装置1一端与连接管2连通，且另一端通过供气软管3与气体比例调节装置4连接，气体比例调节装置4与供气面罩5连通，气体限量装置1包括密封筒101，密封筒101内固定连接有贯穿密封筒101两端的输气管102，输气管102位于密封筒101内的部分通过隔板103分为左半段与右半段，位于密封筒101左半段设有第三气孔1023，位于密封筒101右半段从左到右分别设有第二气孔1022和第一气孔1021，第二气孔1022位于隔板103与活塞105之间，第一气孔1021位于活塞105行程内，活塞105与隔板103通过复位弹簧104连接，活塞105与输气管102滑动连接，供气软管3还连接有加湿器9，加湿器9包括腔体901，腔体901固定连接有贯穿腔体901且外端与供气软管3连通的进气管902，进气管902位于腔体901内的部分与滑套903滑动连接，滑套903下部通过连接架910与调节塞907固定连接，调节塞907与进气管902底端插接，滑套903外侧固定连接有浮体904，腔体901连接有贯穿腔体901的出气管909，腔体901内部与注水管908连通，进气管902位于腔体901内的部分底端设有第一限位套905，进气管902位于腔体901内且在滑套903上方的部分设有第二限位套906，连接架910穿过第一限位套905并与第一限位套905滑动连接，调节塞907形状为锥状。
将进气管902与供气软管3的供气一端连接，在腔体901内注入适量的水，使腔体901内的水平面漫过进气管902底端，当进气管902中的气体进入腔体901内时，使通过水的气体进行加湿，加湿后的气体在水平面上方的腔体901内混合经过出气管909供操作人员呼吸，提高呼吸舒适度，同时可控制腔体901内的水面高度使浮体904带动滑套903在进气管902上滑动，从而改变锥形的调节塞907插入进气管902端部的深度，从而控制进气管902端部的口径，当腔体901内的气体被消耗时，进气管902中的气体在压差作用下进入腔体901内，口径较小的进气管902流量单位时间内气流量较小，通过改变氧气与氮气的混合比从而改变所供气体的含氧浓度，当滑套903顶部与第二限位套906接触时，调节塞907插入进气杆端部最深，使进气管902端部口径最小，从而使氧浓度达到最小值，当滑套903底端与第一限位套905接触时，调节塞907完全退出进气孔，使通入氧气的进气管902端部口径最大，从而使氧气浓度达到最大值，调节塞907可为锥形、球形、圆台、棱台和周长由上到下渐增物体形状，提供舒适湿度气体的同时可通过控制腔体901水平面高度的方式控制所供空气的含氧比例。
工作原理：本发明在使用时，本发明在使用时，将两个连接管2分别连接恒压的氮气和氧气，供水管7连接恒压的水源，操作人员在带压开仓作业中戴上供气面罩5，当面罩内气体消耗时，在盖板4028两侧的压差作用下使盖板4028移动，供气软管3中的气体进行面罩内，此时供气软管3连接的密封筒101内，活塞105左侧气压小于右侧气压，使活塞105移动，连接管2连接的气源将气体供入密封筒101内从而补充气体，能够针对于气体的消耗量限量供应气体，同时与活塞105连接的支杆808带动气体加湿装置运动将水挤压通过雾化喷头8021形成水雾作用于密封筒101内，对气体进行加湿，提高呼吸气体的舒适感，通过气体比例调节装置4将氮气与氧气以一定比例混合，以便于应对火灾等紧急状况，提高安全性，具有节约气源、气体舒适度高、安全性高的优点。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，包括气体限量装置(1)，所述气体限量装置(1)一端与连接管(2)连通，且另一端通过供气软管(3)与气体比例调节装置(4)连接，所述气体比例调节装置(4)与供气面罩(5)连通，其特征在于：所述气体限量装置(1)包括密封筒(101)，所述密封筒(101)内固定连接有贯穿密封筒(101)两端的输气管(102)，所述输气管(102)位于密封筒(101)内的部分通过隔板(103)分为左半段与右半段，位于所述密封筒(101)左半段设有第三气孔(1023)，位于密封筒(101)右半段从左到右分别设有第二气孔(1022)和第一气孔(1021)，所述第二气孔(1022)位于隔板(103)与活塞(105)之间，所述第一气孔(1021)位于活塞(105)行程内，所述活塞(105)与隔板(103)通过复位弹簧(104)连接，所述活塞(105)与输气管(102)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述密封筒(101)侧面还连接有贯穿密封筒(101)侧面并与输气管(102)连通的湿度调节装置(8)，所述湿度调节装置(8)包括进水管(801)，所述进水管(801)底端与喷水管连通，所述喷水管底端与滑管(803)连通，所述滑管(803)底端与输气管(102)上位于活塞(105)与隔板(103)之间的部分连通，所述滑管(803)内设有与其滑动连接的第一液塞(804)，所述第一液塞(804)与滑杆(805)固定连接，所述滑杆(805)与第二液塞(807)滑动连接，位于所述第一液塞(804)与第二液塞(807)之间的滑杆(805)上套有第一弹簧(806)，所述水管内侧底端设有第一限位块(8011)，所述滑管(803)内位第一液塞(804)底侧设有第二限位块(8031)，所述第一液塞(804)与活塞(105)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述喷水管侧面设有贯穿喷水管的雾化喷头(8021)，所述喷水管内径大于第二液塞(807)直径，所述滑杆(805)长度大于第一限位块(8011)与第二限位块(8031)之间的距离，所述进水管(801)与密封筒(101)外部供水管(7)连通，所述第一液塞(804)底部为楔形，所述第一液塞(804)底部与支杆(808)一端滑动连接，所述支杆(808)另一端与活塞(105)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述连接管(2)有两个且两个所述连接管(2)两端分别与支架(6)内侧上下端密封连接，两个所述连接管(2)左侧分别连接有相等数量的气体限量装置(1)，每个所述连接管(2)上连接的气体限量装置(1)中的一个分别通过供气软管(3)与气体比例调节装置(4)连通。
5.根据权利要求1所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述气体比例调节装置(4)包括两端分别与两根供气软管(3)连接的双支气管(401)，所述双支气管(401)中部与合并气管(402)连通，所述合并气管(402)中部设有隔离块(4023)，所述隔离块(4023)中部设有与第二弹簧(4027)连接的凹槽(4026)，所述第二弹簧(4027)顶端与盖板(4028)固定连接，所述盖板(4028)贴合于合并气管(402)顶端，位于隔离块(4023)两侧分别设有第一通道(4022)和和第二通道(4021)，所述第一通道(4022)内设有与其滑动连接的滑板(4025)，所述滑板(4025)与螺纹杆(4024)转动连接，所述螺纹杆(4024)与合并气管(402)侧面螺纹连接，所述螺纹杆(4024)外端固定连接有调节旋钮(4029)。
6.根据权利要求6所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述滑板(4025)竖截面为L型，所述滑板(4025)底端与双支气管(401)内侧滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述供气软管(3)还连接有加湿器(9)，所述加湿器(9)包括腔体(901)，所述腔体(901)固定连接有贯穿腔体(901)且外端与供气软管(3)连通的进气管(902)，所述进气管(902)位于腔体(901)内的部分与滑套(903)滑动连接，所述滑套(903)下部通过连接架(910)与调节塞(907)固定连接，所述调节塞(907)与进气管(902)底端插接，所述滑套(903)外侧固定连接有浮体(904)，所述腔体(901)连接有贯穿腔体(901)的出气管(909)，所述腔体(901)内部与注水管(908)连通。
8.根据权利要求7所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述进气管(902)位于腔体(901)内的部分底端设有第一限位套(905)，所述进气管(902)位于腔体(901)内且在滑套(903)上方的部分设有第二限位套(906)，所述连接架(910)穿过第一限位套(905)并与第一限位套(905)滑动连接。
9.根据权利要求7所述的一种便携式盾构机带压开仓供排氧系统，其特征在于：所述调节塞(907)形状为锥状。
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