CN111350531B - 适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道建设施工技术领域，具体涉及一种适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其主要包括：风机，风机为多个设置，并沿隧道方向间隔分布在隧道内部；各个风机均设有驱动器以及调节叶片螺距的螺距调节机构；分控制器，分控制器为多个设置，并一一的与各个驱动器及螺距调节机构连接；各个分控制器均设有风速传感器，风速传感器分别设置在对应的风机任意的一端；总控制器，总控制器与各个分控制器电性连接，总控制器设有计时模块，本发明通过总控制器使各个风机依次按照相应的时间间隔进行波动吹风，并在隧道内形成浪涌式的气流运动，从而对隧道内死角区域的灰尘进行清理，满足国家标准的要求。

Description

适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统

技术领域

本发明涉及隧道建设施工技术领域，具体涉及一种适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统。

背景技术

目前在高海拔长隧道施工中，由于隧址海拔高，高寒缺氧、空气稀薄，同时隧道洞身特长，日均温差过大，施工面少，单口掘进长。洞内的空气很难从隧道内往外流通，从而导致施工粉尘量大，洞内空气污染程度严重，因此降尘效果直接关系到现场作业人员的身体健康，影响到施工安全和生产进度。

国家标准要求隧道内的PM10粉尘指标每立方不得大于4000ug。根据《国家健康、安全与环境标准》、《中华人民共和国环境保护法》、《隧道施工安全管理办法》等文件要求，隧道内的粉尘指标必须达到国家标准的95％以上，才能保证隧道施工生产的安全及作业人员的身体健康。

发明内容

本发明提供一种适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其通过总控制器使各个风机依次按照相应的时间间隔进行波动吹风，并在隧道内形成浪涌式的气流运动，从而对隧道内死角区域的灰尘进行清理，满足国家标准的要求。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其主要包括：风机，所述风机为多个设置，并沿隧道方向间隔分布在所述隧道内部；各个所述风机均设有驱动器以及调节叶片螺距的螺距调节机构；分控制器，所述分控制器为多个设置，并一一的与各个所述驱动器及所述螺距调节机构连接；各个所述分控制器均设有风速传感器，所述风速传感器分别设置在对应的所述风机任意的一端；总控制器，所述总控制器与各个所述分控制器电性连接，所述总控制器设有计时模块。

优选的，所述螺距调节机构包括与所述驱动器输出轴连接叶片座，所述叶片座四周均布多个与所述输出轴相垂直的轴孔；所述风机的各个扇叶分别与所述轴孔相对应，并通过叶片轴与所述轴孔配合，各个所述叶片轴相同的一侧垂直设有摇臂；还包括嵌套在所述驱动器输出轴上的滑套，所述滑套靠近所述叶片座的一端环周向设有第一开槽，所述滑套远离所述叶片座的一端环周向开设有第二开槽；还包括设置在所述输出轴任意一侧并与所述输出轴相平行的电推杆，所述电推杆的伸缩端连接设有拨叉，所述拨叉与所述第二开槽配合；所述第一开槽内设有滑动环，所述滑动环的四周对应各个所述摇臂设有铰接臂，所述铰接臂远离所述滑动环的一端与所述摇臂远离所述叶片轴的一端铰接；所述电推杆与相对应的所述分控制器电性连接。

优选的，所述隧道末端设有气压平衡管，所述气压平衡管向所述隧道首端外部延伸。

优选的，所述气压平衡管对应所述隧道末尾的一端设有电控阀，所述电控阀与所述总控制器电性连接。

优选的，所述气压平衡管对应所述隧道末尾一端的外部设有气压传感器，所述气压传感器与所述总控制器电性连接。

优选的，所述气压平衡管远离所述电控阀的一端设有双向风机，所述双向风机与所述总控制器电性连接。

本发明有益效果为：总控制器通过分控制器对各个风机进行风量与风向的控制，其中各个风机的吹风量为不统一设置，即：各个风机依次按照相应的时间间隔进行波动吹风，而各个风机的吹风波动频率为相同的，因此就在隧道内实现浪涌式的气流运动，即在隧道内依次产生交替变化的多组高压强流区及低压缓流区，风速较慢的缓流区内的灰尘易脱离死角区域，向气流经过区域内扩散，并在随之而来的强流区中，被高速气流所带走，因此该浪涌式气流冲击除尘方式有利于对隧道内死角区域的灰尘进行清理。为了进一步的扩大浪涌变化，总控制器在短时间内使其中的一个风机实现反向吹风，并使各个风机依次执行该操作，从而在反向吹风与相邻的两个正向吹风的风机之间分别形成两个高压差的气压区，当该风机吹风方向恢复后，两个高压差的区域在压力平衡过程中使气流迅速变化，从而实现对隧道内灰尘的强力浪涌除尘效应。滑套通过拨叉在电推杆的作用下驱动器的输出轴上滑动，在滑动过程中，第一开槽内的滑动环通过铰接臂将滑套的直线运动通过铰接臂使摇臂进行角度变化，而各个扇叶在各自摇臂的角度变化下通过叶片轴实现了螺距的整体变化，在螺距正负角度变化过程中，使得风机的出风量以及出风方向发生变化，因此通过分控制器对电推杆的控制，使得风机扇叶的螺距，在驱动器旋转方向及转速不变的情况下能迅速改变风机的流量与流向，该变化相比通过改变驱动器旋转方向以及速度变化来的更为直接迅速，因此有助于在隧道内实现快速的气流变化及浪涌效应。气压平衡管用于使隧道末端与外界直接连通，因此气压平衡管也可以通过竖井来实现，其目的是使隧道内的气流在两端之间形成统一的流动方向。隧道内的风机向隧道末端排风时，隧道末端气压逐渐升高，总控制器根据时间模块的设定，对电控阀进行间歇开闭动作，从而使隧道末端内的气压产生波动，该波动变化使得空气流通速度发生变化，从而达到对灰尘的反复冲击，进而通过整体气流运动将灰尘经气压平衡管向外排出。隧道内的风机向隧道末端排风时，隧道末端气压逐渐升高，气压传感器检测隧道末端的环境压力，总控制器根据气压传感器的返回值对电控阀的开关进行控制，当环境压力到达设定阈值时，总控制器打开电控阀使隧道末端的压力通过气压平衡管进行释放，随之隧道末端的气压降低，总控制器根据压力阈值关闭电控阀，使隧道末端气压再次升高，如此反复使隧道内尤其是末端的气压产生波动，该波动变化使得空气流通速度变化，从而达到对灰尘的反复冲击，进而通过整体气流运动将灰尘经气压平衡管向外排出。通过总控制器对双向风机的工作工作状态进行控制，首先可使双向风机配合隧道内各个风机的工作模式向气压平衡管内吹如或吸出空气，从而提高气压平衡管内的空气流动性，其次还可以在隧道内风机停止工作时，向通过气压平衡管对隧道内进行吸出或吹如空气，从而使该系统处于节能运行状态，同时还能适应隧道内的施工环境要求，当在隧道末端进行施工时如果是有灰尘作用，则双向风机向外吸出隧道内的微量灰尘，避免灰尘向隧道内扩散；当隧道末端处于无尘作业时，双向分机向隧道内吹入新鲜空气，从而为工人提供良好的施工环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明在隧道内的整体布置示意图；

图2为本发明螺距调节机构示意图；

图3，为本发明控制系统连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1、图2、图3，一种适用于高烟尘隧道1施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其主要包括：风机2，所述风机2为多个设置，并沿隧道1方向间隔分布在所述隧道1内部；各个所述风机2均设有驱动器3以及调节叶片螺距的螺距调节机构；分控制器5，所述分控制器5为多个设置，并一一的与各个所述驱动器3及所述螺距调节机构连接；各个所述分控制器5均设有风速传感器6，所述风速传感器6分别设置在对应的所述风机2任意的一端；总控制器7，所述总控制器7与各个所述分控制器5电性连接，所述总控制器7设有计时模块8。

上述设置中，总控制器7通过分控制器5对各个风机2进行风量与风向的控制，其中各个风机2的吹风量为不统一设置，即：各个风机2依次按照相应的时间间隔进行波动吹风，而各个风机2的吹风波动频率为相同的，因此就在隧道1内实现浪涌式的气流运动，即在隧道1内依次产生交替变化的多组高压强流区及低压缓流区，风速较慢的缓流区内的灰尘易脱离死角区域，向气流经过区域内扩散，并在随之而来的强流区中，被高速气流所带走，因此该浪涌式气流冲击除尘方式有利于对隧道1内死角区域的灰尘进行清理。为了进一步的扩大浪涌变化，总控制器7在短时间内使其中的一个风机2实现反向吹风，并使各个风机2依次执行该操作，从而在反向吹风与相邻的两个正向吹风的风机2之间分别形成两个高压差的气压区，当该风机2吹风方向恢复后，两个高压差的区域在压力平衡过程中使气流迅速变化，从而实现对隧道1内灰尘的强力浪涌除尘效应。

实施例二：

所述螺距调节机构包括与所述驱动器3输出轴4连接叶片座9，所述叶片座9四周均布多个与所述输出轴4相垂直的轴孔；所述风机2的各个扇叶21分别与所述轴孔相对应，并通过叶片轴10与所述轴孔配合，各个所述叶片轴10相同的一侧垂直设有摇臂11；还包括嵌套在所述驱动器输出轴4上的滑套12，所述滑套12靠近所述叶片座9的一端环周向设有第一开槽，所述滑套12远离所述叶片座9的一端环周向开设有第二开槽；还包括设置在所述输出轴4任意一侧并与所述输出轴4相平行的电推杆15，所述电推杆15的伸缩端连接设有拨叉14，所述拨叉14与所述第二开槽配合；所述第一开槽内设有滑动环13，所述滑动环13的四周对应各个所述摇臂11设有铰接臂16，所述铰接臂16远离所述滑动环13的一端与所述摇臂11远离所述叶片轴10的一端铰接；所述电推杆15与相对应的所述分控制器5电性连接。

上述设置中，滑套12通过拨叉14在电推杆15的作用下驱动器3的输出轴4上滑动，在滑动过程中，第一开槽内的滑动环13通过铰接臂16将滑套12的直线运动通过铰接臂16使摇臂11进行角度变化，而各个扇叶21在各自摇臂11的角度变化下通过叶片轴10实现了螺距的整体变化，在螺距正负角度变化过程中，使得风机2的出风量以及出风方向发生变化，因此通过分控制器5对电推杆15的控制，使得风机2扇叶21的螺距，在驱动器3旋转方向及转速不变的情况下能迅速改变风机2的流量与流向，该变化相比通过改变驱动器3旋转方向以及速度变化来的更为直接迅速，因此有助于在隧道1内实现快速的气流变化及浪涌效应。

实施例三：

所述隧道1末端设有气压平衡管17，所述气压平衡管17向所述隧道首端外部延伸。

上述设置中，气压平衡管17用于使隧道1末端与外界直接连通，因此气压平衡管17也可以通过竖井来实现，其目的是使隧道1内的气流在两端之间形成统一的流动方向。

实施例四：

所述气压平衡管17对应所述隧道1末尾的一端设有电控阀18，所述电控阀18与所述总控制器7电性连接。

上述设置中，隧道1内的风机2向隧道1末端排风时，隧道1末端气压逐渐升高，总控制器7根据时间模块的设定，对电控阀18进行间歇开闭动作，从而使隧道1末端内的气压产生波动，该波动变化使得空气流通速度发生变化，从而达到对灰尘的反复冲击，进而通过整体气流运动将灰尘经气压平衡管17向外排出。

实施例五：

所述气压平衡管17对应所述隧道1末尾一端的外部设有气压传感器19，所述气压传感器19与所述总控制器7电性连接。

上述设置中，隧道1内的风机2向隧道1末端排风时，隧道1末端气压逐渐升高，气压传感器19检测隧道1末端的环境压力，总控制器7根据气压传感器19的返回值对电控阀18的开关进行控制，当环境压力到达设定阈值时，总控制器7打开电控阀18使隧道1末端的压力通过气压平衡管17进行释放，随之隧道1末端的气压降低，总控制器7根据压力阈值关闭电控阀18，使隧道1末端气压再次升高，如此反复使隧道1内尤其是末端的气压产生波动，该波动变化使得空气流通速度变化，从而达到对灰尘的反复冲击，进而通过整体气流运动将灰尘经气压平衡管17向外排出。

实施例六：

所述气压平衡管17远离所述电控阀18的一端设有双向风机20，所述双向风机20与所述总控制器7电性连接。

上述设置中，通过总控制器7对双向风机20的工作工作状态进行控制，首先可使双向风机20配合隧道1内各个风机2的工作模式向气压平衡管17内吹如或吸出空气，从而提高气压平衡管17内的空气流动性，其次还可以在隧道1内风机2停止工作时，向通过气压平衡管17对隧道1内进行吸出或吹如空气，从而使该系统处于节能运行状态，同时还能适应隧道1内的施工环境要求，当在隧道1末端进行施工时如果是有灰尘作用，则双向风机20向外吸出隧道1内的微量灰尘，避免灰尘向隧道1内扩散；当隧道1末端处于无尘作业时，双向分机向隧道1内吹入新鲜空气，从而为工人提供良好的施工环境。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于，包括：

风机，所述风机为多个设置，并沿隧道方向间隔分布在所述隧道内部；各个所述风机均设有驱动器以及调节叶片螺距的螺距调节机构；

分控制器，所述分控制器为多个设置，并一一的与各个所述驱动器及所述螺距调节机构连接；各个所述分控制器均设有风速传感器，所述风速传感器分别设置在对应的所述风机任意的一端；

总控制器，所述总控制器与各个所述分控制器电性连接，所述总控制器设有计时模块；

总控制器通过分控制器对各个风机进行风量与风向的控制，其中各个风机的吹风量为不统一设置，且各个风机依次按照相应的时间间隔进行波动吹风，而各个风机的吹风波动频率为相同的，并在隧道内产生交替变化的多组高压强流区及低压缓流区；

该过程中，总控制器还在短时间内使其中的一个风机实现反向吹风，并使各个风机依次执行该操作，从而在反向吹风与相邻的两个正向吹风的风机之间分别形成两个高压差的气压区，当该风机吹风方向恢复后，两个高压差的区域在压力平衡过程中使气流迅速变化，实现对隧道内灰尘的强力浪涌除尘效应。

2.根据权利要求1所述的适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于：所述螺距调节机构包括与所述驱动器输出轴连接叶片座，所述叶片座四周均布多个与所述输出轴相垂直的轴孔；所述风机的各个扇叶分别与所述轴孔相对应，并通过叶片轴与所述轴孔配合，各个所述叶片轴相同的一侧垂直设有摇臂；还包括嵌套在所述驱动器输出轴上的滑套，所述滑套靠近所述叶片座的一端环周向设有第一开槽，所述滑套远离所述叶片座的一端环周向开设有第二开槽；还包括设置在所述输出轴任意一侧并与所述输出轴相平行的电推杆，所述电推杆的伸缩端连接设有拨叉，所述拨叉与所述第二开槽配合；所述第一开槽内设有滑动环，所述滑动环的四周对应各个所述摇臂设有铰接臂，所述铰接臂远离所述滑动环的一端与所述摇臂远离所述叶片轴的一端铰接；所述电推杆与相对应的所述分控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于：所述隧道末端设有气压平衡管，所述气压平衡管向所述隧道首端外部延伸。

4.根据权利要求3所述的适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于：所述气压平衡管对应所述隧道末尾的一端设有电控阀，所述电控阀与所述总控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于：所述气压平衡管对应所述隧道末尾一端的外部设有气压传感器，所述气压传感器与所述总控制器电性连接。

6.根据权利要求4所述的适用于高烟尘隧道施工的浪涌正反气流冲击式除尘系统，其特征在于：所述气压平衡管远离所述电控阀的一端设有双向风机，所述双向风机与所述总控制器电性连接。