CN110542159B - 一种地下工程施工用空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气体净化设备领域，尤其是涉及一种地下工程施工用空气净化器，包括箱体，所述箱体的下端固定安装有风机，所述风机通过单向进气管与箱体连通，所述箱体的上端固定连通有出气管，所述出气管的侧壁上固定安装有温差发电片，所述温差发电片贯穿出气管的侧壁设置，所述箱体内装有碱性溶液，所述箱体两侧的侧壁上均设有与箱体内部连通的电解腔，所述电解腔的上端固定连通有排气管，所述排气管的上端高于碱性溶液的液面高度。本发明可通过碱性溶液将空气中的酸性气体吸收净化，保证地下工作人员的健康安全，通过温差发电片将反应生成的水电解，防止碱性溶液因被稀释而导致净化效果较低的问题发生。

Description

一种地下工程施工用空气净化器
技术领域
本发明属于气体净化设备领域，尤其是涉及一种地下工程施工用空气净化器。
背景技术
地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程，它包括地下房屋和地下构筑物，地下铁道，公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等。在地下工程的施工过程中，钻孔、爆破、装渣等施工操作会产生大量的粉尘颗粒及酸性气体(如SO2)，若空气流通不畅，将会加剧机械因缺氧而导致燃油燃烧不充分，排放的尾气中酸性气体含量升高，从而降低了机械动力，损害了操作人员的身体健康，缩短了机械的使用寿命。
在地下施工过程中，为保证操作人员的身体健康和机械设备的正常工作，大多通过管道及机械送风的方式，向施工区域输送新鲜空气，但这种方式仍然难以将有害气体浓度降低到安全范围内，而且随着隧道或巷道长度的延长，作业机械数量的增多，新鲜空气的输入以及污浊空气的排出难度将进一步加大；在现有技术中，大多会在地下施工工地中放置碱性溶液，用以中和空气中的酸性气体，空气中携带的酸性气体与碱性溶液发生中和反应，反应方程式为SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O，反应生成大量的水，而NaOH在反应中逐渐被消耗，则碱性溶液的浓度逐渐降低，需要工作人员频繁更换碱性溶液。
为此，我们提出一种地下工程施工用空气净化器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述地下施工环境中产生的酸性气体难以排除的问题，提供一种可将酸性气体吸收净化的地下工程施工用空气净化器。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种地下工程施工用空气净化器，包括箱体，所述箱体的下端固定安装有风机，所述风机通过单向进气管与箱体连通，所述箱体的上端固定连通有出气管，所述出气管的侧壁上固定安装有温差发电片，所述温差发电片贯穿出气管的侧壁设置，所述箱体内装有碱性溶液，所述箱体两侧的侧壁上均设有与箱体内部连通的电解腔，所述电解腔的上端固定连通有排气管，所述排气管的上端高于碱性溶液的液面高度，两个所述电解腔的底面分别固定连接有正极电解棒和负极电解棒，所述正极电解棒和负极电解棒均延伸至排气管内设置，所述正极电解棒和负极电解棒分别与温差发电片的正极和负极电连接。
在上述的地下工程施工用空气净化器中，所述单向进气管的上端贯穿箱体并延伸至箱体内设置，所述单向进气管的上端固定连通有分叉管，所述分叉管的侧壁上设有多个等距阵列设置的通孔。
在上述的地下工程施工用空气净化器中，与所述负极电解棒相对应的排气管的上端固定连通有导气管，所述导气管内填充有吸水棉，所述导气管的另一端与储气罐固定连通。
在上述的地下工程施工用空气净化器中，所述箱体的内侧壁上固定连接有挡板，所述挡板内设有多个环形阵列设置的通孔。
在上述的地下工程施工用空气净化器中，所述箱体的内侧壁上转动连接有壳体，所述壳体的上方同轴固定连接有风扇，所述风扇设置在出气管内，所述壳体的内侧壁上固定连接有环形挡板，所述挡板内设有多个排水孔，所述环形挡板将壳体内部分隔为吸水腔和排水腔，所述吸水腔内填充有吸水棉，且所述吸水腔的上顶面和下底面均设有与箱体连通的气孔，所述排水腔的下端固定连通有排水管，所述排水管的下端延伸至碱性溶液的液面下方设置。
与现有的技术相比，本地下工程施工用空气净化器的优点在于：
1、本发明中，通过设置单向进气管和出气管，将携带酸性气体的空气以下进上出的方式通入箱体内，使酸性气体更加充分的与碱性溶液反应，保证其对酸性气体净化的效果。
2、本发明中，通过设置分叉管，可将携带酸性气体的空气均匀的通入箱体内，增大了气体与碱性溶液的接触面积，进一步提升了其对酸性气体的净化效果。
3、本发明中，通过设置温差发电片，空气中携带的酸性气体与碱性溶液发生中和反应，放出大量的热，热量被空气携带进入出气管，则温差发电片的两端产生较大温差，将反应产生的热能转化为电能。
4、本发明中，通过与温差发电片电连接的正极电解棒和负极电解棒对箱体内碱性溶液中的水进行电解，用以提高碱性溶液中NaOH的浓度，以保证其空气净化效果，延长了施工人员更换碱性溶液的周期。
5、本发明中，正电极棒处产生的氧气通过排气管排至地下施工工地的大气中，以增加空气中的氧气浓度，降低了因地下施工环境空气流通不畅，导致工作人员缺氧窒息的事故发生的可能性。
6、本发明中，负电极棒处产生的氢气通过导气管内的吸水棉过滤后，进入储气罐内储存收集，防止对地下施工环境造成污染，同时收集后的氢气可用作清洁能源使用，提高了资源的利用率。
7、本发明中，空气通过壳体后，空气中夹杂的碱性溶液被吸水棉吸收，可防止对地下施工环境造成二次污染，保证了工作人员的身体健康。
8、本发明中，空气吹过风扇带动风扇转动，继而带动壳体转动，在离心力的作用下，将吸水棉中吸附的碱性溶液甩至排水腔内，继而通过排水管将碱性溶液回收至箱体内，节约资源，减缓了碱性溶液的消耗速度。
附图说明
图1是本发明提供的一种地下工程施工用空气净化器实施例1的结构示意图；
图2是本发明提供的一种地下工程施工用空气净化器实施例2的结构示意图；
图3是本发明提供的一种地下工程施工用空气净化器实施例2中壳体的内部结构示意图。
图中，1箱体、2风机、3单向进气管、4出气管、5温差发电片、6碱性溶液、7电解腔、8排气管、9正极电解棒、10负极电解棒、11分叉管、12通孔、13导气管、14储气罐、15壳体、16风扇、17环形挡板、18吸水腔、19排水腔、20吸水棉、21排水管。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种地下工程施工用空气净化器，包括箱体1，箱体1由保温材料制成，箱体1的下端固定安装有风机2，风机2的型号为HG-2200W，风机2通过单向进气管3与箱体1连通，单向进气管3仅允许气体从风机2进入箱体1内，值得一提的是，单向进气管3的上端贯穿箱体1并延伸至箱体1内设置，单向进气管3的上端固定连通有分叉管11，分叉管11的侧壁上设有多个等距阵列设置的通孔12。
本实施例中，箱体1的上端固定连通有出气管4，出气管4的侧壁上固定安装有温差发电片5，温差发电片5贯穿出气管4的侧壁设置，箱体1内装有碱性溶液6，碱性溶液6为NaOH溶液，箱体1两侧的侧壁上均设有与箱体1内部连通的电解腔7，电解腔7的上端固定连通有排气管8，排气管8的上端高于碱性溶液6的液面高度，两个电解腔7的底面分别固定连接有正极电解棒9和负极电解棒10，正极电解棒9和负极电解棒10均延伸至排气管8内设置，正极电解棒9和负极电解棒10分别与温差发电片5的正极和负极电连接，需要注意的是，与负极电解棒10相对应的排气管8的上端固定连通有导气管13，导气管13内填充有活性炭，活性炭可将氢气中携带的水分吸收，导气管13的另一端与储气罐14固定连通。
本实施例的工作原理如下：携带酸性气体的空气以下进上出的方式通入箱体1内，使酸性气体更加充分的与碱性溶液6反应，保证其对酸性气体净化的效果，携带酸性气体的空气通过分叉管11均匀的进入箱体1内，增大了气体与碱性溶液6的接触面积，进一步提升了其对酸性气体的净化效果。
空气中携带的酸性气体与碱性溶液6发生中和反应，反应方程式为SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O，反应放出大量的热，热量被空气携带进入出气管4，则温差发电片5的两端产生较大温差，将反应产生的热能转化为电能，通过与温差发电片5电连接的正极电解棒9和负极电解棒10对箱体1内碱性溶液6中的水进行电解，电解反应方程式为H2O＝H2↑+O2↑，碱性溶液6中的溶剂为水，溶质为NaOH，碱性溶液6中NaOH物质的量浓度计算公式为c＝n/v，水被电解后，溶剂的量减少，则碱性溶液6中NaOH物质的量浓度升高，以保证其空气净化效果，延长了施工人员更换碱性溶液6的周期。
正电极棒9处产生的氧气通过排气管8排至地下施工工地的大气中，以增加空气中的氧气浓度，降低了因地下施工环境空气流通不畅，导致工作人员缺氧窒息的事故发生的可能性，负电极棒10处产生的氢气通过导气管13内的活性炭过滤后，进入储气罐14内储存收集，防止对地下施工环境造成污染，同时收集后的氢气可用作清洁能源使用，提高了资源的利用率。
实施例2
如图2-3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：箱体1的内侧壁上转动连接有壳体15，壳体15的上方同轴固定连接有风扇16，风扇16设置在出气管4内，出气管4内空气气流较集中，风扇16受到的扭矩较大，则转速较快，壳体15的内侧壁上固定连接有环形挡板17，环形挡板17内设有多个排水孔，环形挡板17将壳体15内部分隔为吸水腔18和排水腔19，吸水腔18内填充有吸水棉20，且吸水腔18的上顶面和下底面均设有与箱体1连通的气孔，排水腔19的下端固定连通有排水管21，排水管21的下端延伸至碱性溶液6的液面下方设置。
本实施例中，空气通过壳体15后，空气中夹杂的碱性溶液6被吸水棉20吸收，可防止对地下施工环境造成二次污染，保证了工作人员的身体健康，空气吹过风扇16带动风扇16转动，继而带动壳体15转动，在离心力的作用下，将吸水棉20中吸附的碱性溶液6甩至排水腔19内，继而通过排水管21将碱性溶液6回收至箱体1内，节约资源，减缓了碱性溶液6的消耗速度，同时，壳体15转动带动两根排水管21转动，对碱性溶液6进行搅拌，避免碱性溶液6内部分区域与气流中的酸性气体反应导致NaOH浓度不均，从而造成净化效果较差的问题发生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种地下工程施工用空气净化器，包括箱体(1)，其特征在于，所述箱体(1)的下端固定安装有风机(2)，所述风机(2)通过单向进气管(3)与箱体(1)连通，所述箱体(1)的上端固定连通有出气管(4)，所述出气管(4)的侧壁上固定安装有温差发电片(5)，所述温差发电片(5)贯穿出气管(4)的侧壁设置，所述箱体(1)内装有碱性溶液(6)，所述箱体(1)两侧的侧壁上均设有与箱体(1)内部连通的电解腔(7)，所述电解腔(7)的上端固定连通有排气管(8)，所述排气管(8)的上端高于碱性溶液(6)的液面高度，两个所述电解腔(7)的底面分别固定连接有正极电解棒(9)和负极电解棒(10)，所述正极电解棒(9)和负极电解棒(10)均延伸至排气管(8)内设置，所述正极电解棒(9)和负极电解棒(10)分别与温差发电片(5)的正极和负极电连接；所述箱体(1)的内侧壁上转动连接有壳体(15)，所述壳体(15)的上方同轴固定连接有风扇(16)，所述风扇(16)设置于出气管(4)内，所述壳体(15)的内侧壁上固定连接有环形挡板(17)，所述环形挡板(17)内设有多个排水孔，所述环形挡板(17)将壳体(15)内部分隔为吸水腔(18)和排水腔(19)，所述吸水腔(18)内填充有吸水棉(20)，且所述吸水腔(18)的上顶面和下底面均设有与箱体(1)连通的气孔，所述排水腔(19)的下端固定连通有排水管(21)，所述排水管(21)的下端延伸至碱性溶液(6)的液面下方设置。
2.根据权利要求1所述的地下工程施工用空气净化器，其特征在于，所述单向进气管(3)的上端贯穿箱体(1)并延伸至箱体(1)内设置，所述单向进气管(3)的上端固定连通有分叉管(11)，所述分叉管(11)的侧壁上设有多个等距阵列设置的通孔(12)。
3.根据权利要求1所述的地下工程施工用空气净化器，其特征在于，与所述负极电解棒(10)相对应的排气管(8)的上端固定连通有导气管(13)，所述导气管(13)内填充有吸水棉，所述导气管(13)的另一端与储气罐(14)固定连通。
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