CN111365809A - 一种地下空间有害气体扩散控制系统 - Google Patents

一种地下空间有害气体扩散控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种地下空间有害气体扩散控制系统。该系统包括有害气体收集部件、有害气体排放部件以及送风部件，有害气体排放部件用于将有害气体排出，送风部件用于输送新风；有害气体收集部件包括由多个收集单元拼接形成的收集主体，收集单元包括支架、设置于支架的排风面板和单元排风收集部，排风面板上设置有多个排风口，单元排风收集部与排风口连通，相邻单元排风收集部之间相互连通，还包括总排风部，与至少一个的单元排风收集部连通，多个收集单元的排风面板拼接形成操作台面。收集主体由多个收集单元拼接形成，便于模块化设计和整体化组装，利用形成操作台面的排风面板进行排风，运行能耗低，实现地下空间的节能运行且保证地下空间环境安全。

Description

一种地下空间有害气体扩散控制系统
技术领域
本发明涉及通风技术领域，尤其涉及一种地下空间有害气体扩散控制系统。
背景技术
一些特殊地下工程承担着有害物质的储存及检测任务，传统的检测操作台为普通平台，有害物质在检测过程中易散发大量有害气体，并扩散至整个地下空间。因部分有害物质体积大、质量重，且需要多人同时检测操作，传统的通风柜等局部排风装置不满足此检测任务。为将有害气体置换排除出地下空间，需要大量的新风来置换，系统运行费用高，且有害气体易残留在地下空间的墙壁、拱顶及地面，洗消处理困难，不利于操作人员的身心健康。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种运行能耗低、保证地下空间环境安全的地下空间有害气体扩散控制系统。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种地下空间有害气体扩散控制系统，包括有害气体收集部件、有害气体排放部件以及送风部件，所述有害气体排放部件用于将所述有害气体收集部件收集的有害气体排出所述地下空间，所述送风部件用于向所述地下空间输送新风；
其中，所述有害气体收集部件包括由多个收集单元拼接形成的收集主体，所述收集单元包括支架、设置于所述支架上的排风面板和单元排风收集部，所述排风面板上设置有多个排风口，所述单元排风收集部设置于所述排风面板下方并与所述多个排风口连通，相邻所述单元排风收集部之间相互连通，所述有害气体收集部件还包括总排风部，所述总排风部与所述多个收集单元中的至少一个的单元排风收集部连通，所述多个收集单元的所述排风面板拼接形成操作台面。
优选地，所述单元排风收集部包括底板，所述底板倾斜设置。
优选地，所述底板通过铰轴与所述支架转动连接，且所述铰轴在竖向上的位置可调，在一列所述收集单元中，各个倾斜的底板首尾相连形成整体倾斜的整体底板部，位于最低位置的所述底板上设置有排水口，所述排水口处设置有开关阀。
优选地，所述单元排风收集部还包括侧板，所述侧板与所述底板之间通过平滑曲面过渡连接，相邻所述侧板之间通过平滑曲面过渡连接。
优选地，所述有害气体排放部件包括排风连接管、埋地排风管和第一侧向排风管，所述排风连接管的一端与所述总排风部连通，所述排风连接管的另一端与所述埋地排风管的一端连通，所述埋地排风管的另一端位于所述地下空间的侧部并与所述第一侧向排风管连通，所述有害气体排放部件还包括第一排风风机，用于驱动所述有害气体收集部件收集的有害气体经所述有害气体排风部件排出所述地下空间。
优选地，所述第一侧向排风管上设置有核级过滤器。
优选地，所述系统还包括有害气体传感器、温湿度传感器、设置于所述埋地排风管或第一侧向排风管内的压力传感器、控制装置，所述第一排风风机为变频风机，在所述有害气体排放部件的风路上，所述压力传感器位于所述核级过滤器的上游侧，所述控制装置用于根据所述有害气体传感器、所述温湿度传感器和所述压力传感器的检测结果控制所述第一排风风机的排风风量。
优选地，所述收集单元下方设置有抽屉式工具箱。
优选地，所述送风部件设置于所述有害气体收集部件的上方，包括焊接在一起的连接风管、送风静压箱和送风孔板，所述送风部件整体安装于送风管上。
优选地，所述系统还包括第二侧向排风管，用于将所述地下空间内的气体排出。
本发明提供的地下空间有害气体扩散系统的有益效果为：
1.有害气体收集部件的收集主体由多个收集单元拼接形成，便于模块化设计和整体化组装，可根据使用要求灵活拼装以满足不同的规格要求；
2.利用排风面板进行排风，同时排风面板形成操作台面，一方面简化结构，另一方面能够提高对有害气体的收集效率，运行能耗低，减少了为消除空间内有害气体而采用的整个空间大风量通风置换的传统模式，实现地下空间的节能运行且保证地下空间环境安全。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出本发明具体实施方式提供的地下空间有害气体扩散控制系统的结构示意图之一；
图2示出图1中A-A向剖视图；
图3示出本发明具体实施方式提供的有害气体收集部件的结构示意图；
图4示出本发明具体实施方式提供的地下空间有害气体扩散控制系统的结构示意图之二；
图5示出本发明具体实施方式提供的底板拼接示意图；
图6示出本发明具体实施方式提供的底板一的结构示意图；
图7示出本发明具体实施方式提供的底板二的结构示意图；
图8示出本发明具体实施方式提供的底板拼接处的结构示意图；
图9示出本发明具体实施方式提供的侧板的俯视图。
图中：
1、有害气体收集部件；11、收集单元；111、支架；112、排风面板；1121、排风口；113、单元排风收集部；1131、底板；1132、侧板；1133、凸块；1134、排水口；1135、开关阀；1136、铰轴；12、总排风部；13、第一插接部；131、第一条形板；132、第二条形板；133、第一连接板；14、第二插接部；141、第三条形板；142、第四条形板；143、第二连接板；15、底板一；16、底板二；17、管路；2、有害气体排风部件；21、排风连接管；22、埋地排风管；23、第一侧向排风管；231、第一排风风机；232、核级过滤器；3、送风部件；31、送风孔板；311、送风口；32、送风静压箱；41、有害气体传感器；42、温湿度传感器；43、压力传感器；44、控制装置；5、气幕发生结构；51、气流输送管；6、第二侧向排风管；7、抽屉式工具箱。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
针对现有地下工程存在的运行费用高、洗消处理困难的问题，本申请提供了一种地下空间有害气体扩散控制系统，如图1所示，包括有害气体收集部件1、有害气体排放部件2和送风部件3，其中，有害气体收集部件1用于对有害物质检测过程中产生的有害气体进行收集，有害气体排放部件2用于将有害气体收集部件1收集的有害气体进行排放，排出地下空间，而送风部件3用于向地下空间输送新风，一方面能够保证地下空间内的气压，另一方面保证地下空间内的空气清新，优化操作人员的工作环境。可以理解的是，本申请所述的地下空间指的是地下的一个封闭区域，例如可以为地下的一个房间。
其中，继续参照图1，有害气体收集部件1包括多个收集单元11拼接形成的收集主体，为便于操作人员的操作，收集单元11通常如图3所示呈一列排布，以便操作人员在收集单元11的两侧对操作台面进行操作，收集单元11包括支架111、设置于支架111上的排风面板112和单元排风收集部113，排风面板112上设置有多个排风口1121，单元排风收集部113设置于排风面板112下方并与各个排风口1121连通，相邻单元排风收集部113之间相互连通，有害气体收集部件1还包括总排风部12，总排风部12与多个收集单元11中的至少一个的单元排风收集部113连通，而多个收集单元11的排风面板112拼接形成操作台面，如此，操作人员可在操作台面上进行相关的测试工作，操作过程中产生的有害气体可经排风口1121进入单元排风收集部113，各个单元排风收集部113收集的有害气体汇入总排风部12并最终由有害气体排放部件2排出，一方面简化结构，另一方面能够提高对有害气体的收集效率，运行能耗低，减少了为消除空间内有害气体而采用的整个空间大风量通风置换的传统模式，实现地下空间的节能运行且保证地下空间环境安全。另外，有害气体收集部件1的收集主体由多个收集单元11拼接形成，从而便于模块化设计和整体化组装，可根据使用要求灵活拼装以满足不同的规格要求。
其中，单元排风收集部113包括底板1131和侧板1132，可以是四面均设置侧板，在单元排风收集部113的相邻的侧板1132上开设通风口，相邻单元排风收集部113之间通过通风口连通。或者，在各个底板1131上开设通孔，如图1所示，各个通孔通过管路17连接至总排风部12。为了避免气流通过相邻单元排风收集部113之间的连接位置时受到阻碍，优选地，相邻单元排风收集部113在相邻位置处不设置侧板1132因而直接连通，即位于两端的单元排风收集部113包括三面侧板1132，而位于两端之间的单元排风收集部113则仅包括相对的两面侧板1132，如此，能够最大程度的降低对气流的阻力。
优选地，单元排风收集部113为整体密封式焊接，侧板1132与底板1131之间通过平滑曲面过渡连接，当具有相邻侧板1132时，相邻的侧板1132之间通过平滑曲面过渡连接，如此，能够降低排风阻力。进一步优选地，还可在侧板1132上设置气流推动结构，通过气流推动结构能够将气流在侧板之间快速推进，从而提高有害气体的排放效率，例如，如图9所示，气流推动结构为分别设置于相对两侧板1132上的凸块1133，凸块1133的设置使得在气流的流路上形成缩颈结构，从而使得气流加速流动。进一步优选地，凸块1133的表面呈平滑的曲面，以进一步降低风阻。
底板1131之间可以是通过焊接等方式形成密封连接，但由于底板1131设置在排风面板112的下方，通过焊接连接非常不便于操作，针对这一问题，优选地，如图8所示，相邻的底板1131的拼接位置处设置有迷宫式连接结构，通过迷宫式连接结构形成迷宫式气流通道，如此，气流即使流入相邻两底板之间的缝隙，也会由于迷宫式气流通道的存在避免气流的流出。具体地，迷宫式连接结构包括设置于其中一底板(下称底板一)下方的第一插接部13和设置于另一底板(下称底板二)下方的第二插接部14，如图6所示，第一插接部13包括第一条形板131、位于第一条形板131下方的第二条形板132以及连接第一条形板131和第二条形板132的第一连接板133，第一条形板131的顶面与底板一15的底面贴合设置，第一连接板133连接在第一条形板131、第二条形板132的远离底板二16的侧边，其中，第一条形板131和第二条形板132均有部分结构超出底板一15，第一连接板133则距离底板一15的侧边一定的距离，第一条形板131与第二条形板132之间具有一定的距离，如此，第一条形板131、第二条形板132以及第一连接板133形成插槽一，如图7所示，第二插接部14包括距离底板二16一定距离的第三条形板141、位于第三条形板141下方的第四条形板142以及连接底板二16、第三条形板141和第四条形板142的第二连接板143，第二连接板143连接在第三条形板141、第四条形板142的远离底板一15的侧边，其中，第三条形板141和第四条形板142均有部分结构超出底板二16，第二连接板143则距离底板二16的侧边一定的距离，第三条形板141与第四条形板142之间具有一定的距离，如此，底板二16、第三条形板141以及第二连接板143形成插槽二，第三条形板141、第四条形板142以及第二连接板143形成插槽三。底板一15与底板二16拼接时，如图8所示，第一条形板131插入插槽二，第三条形板141插入插槽一，第二条形板132插入插槽三，如此，即使插接后结构之间存在间隙，形成的迂回式结构能够有效避免有害气体泄露。进一步优选地，第一条形板131和第二条形板132的宽度不同，第三条形板141和第四条形板142的宽度也不同，各个条形板的厚度也各不相同，如此，能够进一步破坏气流的流动规律，从而进一步有效避免有害气体的泄露。
另外，由于检测过程中产生的气流温度较高，排入单元排风收集部113中遇冷凝结会形成大量的冷凝水，针对这一问题，本申请中，将单元排风收集部113的底板1131倾斜设置，以便于收集冷凝水，可以在每个单元排风收集部113的底板1131的最低位置设置排水口并在排水口处设置开关阀，这样需要设置多个开关阀，从而造成成本的增加，针对这一问题，可以在各个排水口上设置支管，并将各个支管均引入至一个总管上并在总管上设置一个开关阀，这样虽然能够解决开关阀数量的问题，但需要在每个底板上均设置排水口，一方面会存在气流泄露的风险，另一方面也会影响结构的可靠性，基于此，在进一步优选的实施例中，如图5所示，底板1131通过铰轴1136与支架111转动连接，且铰轴1136在竖向上的位置可调，如此，通过对各个单元排风收集部113上的铰轴1136的位置进行调节，使得在一列收集单元11中，各个倾斜的底板1131首尾相连形成整体倾斜的整体底板部，排水口1134设置在位于最低位置的底板1131上，如此，只需在排水口1134处设置一个开关阀1135即可实现统一排水。
如图3所示，总排风部12呈顶部敞开的槽体结构，其顶部敞开端连接于位于中部的单元排风收集部113的底板1131，底板1131上设置有气流过孔，单元排风收集部113通过气流过孔与总排风部12连通。为避免冷凝水经气流过孔进入总排风部12，优选地，在气流过孔的外周凸出于底板设置有挡水环。
进一步地，所述有害气体排放部件2包括排风连接管21、埋地排风管22和第一侧向排风管23，第一侧向排风管23位于地下空间的一侧，所述排风连接管21的一端与所述总排风部12连通，所述排风连接管21的另一端与所述埋地排风管22的一端连通，所述埋地排风管22的另一端位于所述地下空间的侧部并与所述第一侧向排风管23连通，所述有害气体排放部件2还包括第一排风风机231，用于驱动所述有害气体收集部件1收集的有害气体经所述有害气体排风部件2排出所述地下空间。由于埋地排风管22埋入地下，通过埋地排风管22将气流引向第一侧向排风管23，气流经过很短的一段排风连接管21后进入埋地排风管22，如此，能够进一步避免有害气体的泄露。第一排风风机231优选设置在第一侧向排风管23上，第一排风风机231优选选用风量可调的变频风机，如此，可根据具体需求对变频风机的风量进行调节(后面有具体介绍)。
进一步优选地，在第一侧向排风管23上设置有核级过滤器232，核级过滤器232能在地下空间内有效过滤净化有害气体，杜绝了有害气体通过第一侧向排风管23污染地下空间以外区域的隐患。核级过滤器232优选设置在第一侧向排风管23与埋地排风管22的交接位置，即核级过滤器232设置在第一侧向排风管23的靠近埋地排风管的位置，如此，气流从埋地排风管22排出后即可直接进入核级过滤器232进行过滤，从而有效避免有害气体的泄露。
进一步地，系统还包括有害气体传感器41、温湿度传感器42、设置于所述埋地排风管22或第一侧向排风管23内的压力传感器43、控制装置44，其中，压力传感器43用于表征操作台面处的负压要求，即，通过控制第一排风风机231的风量使得压力传感器43检测的压力值始终在预设范围内，从而始终保证操作台面的负压要求，进而保证对有害气体的吸力，避免有害气体的扩散。由于核级过滤器的阻力会随着时间加长而增大，若将压力传感器43设置在核级过滤器的下游侧，即使压力传感器检测的压力值满足要求，操作台面处的负压可能也达不到要求甚至没有负压，因此，优选地，在所述有害气体排放部件2的风路上，所述压力传感器43位于所述核级过滤器232的上游侧，以保证压力传感器43能够准确反映出操作台面的负压情况。
所述控制装置44用于根据所述有害气体传感器41、所述温湿度传感器42和所述压力传感器43的检测结果控制所述第一排风风机231的排风风量，从而将地下空间内的有害气体控制在规定范围内。在一个具体的实施例中，当其中任一传感器的测定值未满足要求(即超出预设范围)时，控制加大第一排风风机231的排风风量。在另一实施例中，按“有害气体传感器41＞压力传感器43＞温湿度传感器42”的优先级别保证顺序，控制第一排风风机231的排风风量。
在测试操作过程中，难免会有部分有害气体扩散，为解决这一问题，优选地，如图4所示，本申请中，在操作台面的两侧设置有气幕发生结构5，气幕发生结构5用于在操作台面与操作人员之间形成一层气幕，通过气幕在操作人员与有害气体区域之间形成有效阻隔，从而进一步保证操作人员的安全，且气幕的设置不会妨碍操作人员的操作。
具体地，气幕发生结构5包括沿操作台面的纵向延伸的气流输送管51以及设置于气流输送管上的多个气流出口，多个气流出口沿气流输送管51的轴向排布，多个气流出口排出的气流形成一层气幕。当然，可以理解的是，多个气流出口中可以有部分气流出口在气流输送管51的周向上位于不同的位置，从而形成多层不同角度的气幕，以从不同的角度对操作人员与有害气体区域进行阻隔。
气流输送管51可以由风机将外部新风引入地下空间以形成风幕，为了方便设置，优选地，如图4所示，气流输送管51与第一侧向排风管23连通，利用第一排风风机231将第一侧向排风管23中的部分气流引入气流输送管51，如此，有害气体浓度较高时，通过提高第一排风风机231的风量，一方面能够提高吸力以提高有害气体的排放效率，另一方面能够提高气幕密度，从而进一步保证操作人员的安全。
进一步地，送风部件3设置于有害气体收集部件2的上方，且送风部件3的送风口311朝下设置，如此，送风部件3既能够向地下空间提供新风，又能够对操作台面上方的有害气体形成压制，推动有害气体向下运动从而经排风口1121排入单元排风收集部113内。
如图2所示，送风部件3的出风口处设置有送风孔板31，送风孔板31上设置有送风口矩阵，送风口矩阵在长度方向和宽度方向上均间隔排列设置有多个送风口311，例如，长度方向设置有7个，宽度方向设置有4个。通过设置送风口矩阵，能够在操作台面上方形成稳定的层流空气层，从而将有害气体控制在操作区域下方，操作人员头部区域空气为干净舒适新风，有效保障操作人员健康。
为了便于安装，进一步优选地，送风部件3包括焊接在一起的连接风管、送风静压箱32和送风孔板31，所述送风部件3整体安装于送风管上，即送风部件3为一个焊接在一起的整体结构，拆装非常方便。
进一步优选地，所述系统还包括第二侧向排风管6，用于将所述地下空间内的气体排出，第二侧向排风管6上设置有第二排风风机，通过对第二排风风机的风量调节，配合第一排风风机231的风量以及送风部件3的风量，保证地下空间内的气压平衡。
进一步优选地，所述收集单元11下方设置有抽屉式工具箱7，方便操作人员取放操作工具。
本申请提供的系统利用局部通风置换原理，在较小风量的前提下，即可将检测过程中扩散的有害气体控制在操作区域，并及时过滤净化处理，杜绝了有害气体扩散至其它区域的隐患，并在操作人员头部区域形成稳定可靠的层流新风，为操作人员营造出安全健康的工作环境，且系统运行能耗低、有害物质残留洗消容易，可为操作人员营造出安全的工作环境。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (10)

1.一种地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，包括有害气体收集部件、有害气体排放部件以及送风部件，所述有害气体排放部件用于将所述有害气体收集部件收集的有害气体排出所述地下空间，所述送风部件用于向所述地下空间输送新风；
其中，所述有害气体收集部件包括由多个收集单元拼接形成的收集主体，所述收集单元包括支架、设置于所述支架上的排风面板和单元排风收集部，所述排风面板上设置有多个排风口，所述单元排风收集部设置于所述排风面板下方并与所述多个排风口连通，相邻所述单元排风收集部之间相互连通，所述有害气体收集部件还包括总排风部，所述总排风部与所述多个收集单元中的至少一个的单元排风收集部连通，所述多个收集单元的所述排风面板拼接形成操作台面。
2.根据权利要求1所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述单元排风收集部包括底板，所述底板倾斜设置。
3.根据权利要求2所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述底板通过铰轴与所述支架转动连接，且所述铰轴在竖向上的位置可调，在一列所述收集单元中，各个倾斜的底板首尾相连形成整体倾斜的整体底板部，位于最低位置的所述底板上设置有排水口，所述排水口处设置有开关阀。
4.根据权利要求2所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述单元排风收集部还包括侧板，所述侧板与所述底板之间通过平滑曲面过渡连接，相邻所述侧板之间通过平滑曲面过渡连接。
5.根据权利要求1所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述有害气体排放部件包括排风连接管、埋地排风管和第一侧向排风管，所述排风连接管的一端与所述总排风部连通，所述排风连接管的另一端与所述埋地排风管的一端连通，所述埋地排风管的另一端位于所述地下空间的侧部并与所述第一侧向排风管连通，所述有害气体排放部件还包括第一排风风机，用于驱动所述有害气体收集部件收集的有害气体经所述有害气体排风部件排出所述地下空间。
6.根据权利要求5所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述第一侧向排风管上设置有核级过滤器。
7.根据权利要求6所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述系统还包括有害气体传感器、温湿度传感器、设置于所述埋地排风管或第一侧向排风管内的压力传感器、控制装置，所述第一排风风机为变频风机，在所述有害气体排放部件的风路上，所述压力传感器位于所述核级过滤器的上游侧，所述控制装置用于根据所述有害气体传感器、所述温湿度传感器和所述压力传感器的检测结果控制所述第一排风风机的排风风量。
8.根据权利要求1至7任一项所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述收集单元下方设置有抽屉式工具箱。
9.根据权利要求1至7任一项所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述送风部件设置于所述有害气体收集部件的上方，包括焊接在一起的连接风管、送风静压箱和送风孔板，所述送风部件整体安装于送风管上。
10.根据权利要求1至7任一项所述的地下空间有害气体扩散控制系统，其特征在于，所述系统还包括第二侧向排风管，用于将所述地下空间内的气体排出。
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