CN111469897A - 一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置 - Google Patents

Abstract

一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，包括电磁水阀、稳压电源、光电开关、喷水管、进水管、支撑壳；还具有控制电路、延时电路；进水管包括固定支管、活动支管和连接支管，固定支管安装在支撑壳上；多根活动支管和固定支管、连接支管之间分别连接；固定支管和电磁水阀、供水管之间连接在一起，喷水管包括左支管、中支管、右支管；多根中支管和左支管、右支管之间分别连接；其中一根中支管有支撑板，两套光电开关分别安装在支撑板前后侧；稳压电源、控制电路、延时电路安装在元件盒内，并和电磁水阀、光电开关连接。本发明当有车辆经过喷水管下时，能自动对货箱内渣土进行喷水，没有渣土时停止喷水，有效节省了水源，且不会造成地面积水。

Description

一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置

技术领域

本发明涉及隧道施工用配套设备领域，特别是一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置。

背景技术

隧道施工中，运土车辆对施工设备挖掘出的渣土进行清运是必不可少的工序。实际情况下，特别在是在土质干燥的隧道，车辆清运的渣土粉尘较大，运输中会对经过区域的周围环境造成污染，因此，现有的隧道施工车辆转运渣土时会对货箱内的渣土表面进行喷水加湿作业，尽可能减少尘土飞扬对环境造成的污染（虽然也有车辆的货箱上端有活动盖或篷布遮挡渣土，但是遮挡物不可能做到有效密封，行驶中仍然会有灰尘从车厢内扬出，造成环境污染，因此仍然需要对渣土进行喷水）。

目前，一般都是通过人工手持喷水管站在车厢侧端高处对准货箱内渣土进行喷水加湿，这样不但导致给操作人员带来不便，还存在一定安全隐患（比如操作人员从高处跌落，以及被车辆碰撞等）。虽然现有技术中，也有操作人员在地面控制汽车货箱内的渣土喷水加湿（在汽车经过的区域上端横向设置一根喷雾管，车辆到达喷雾管下端时，地面操作人员打开和喷雾管相连的阀门，进而具有压力的水从喷雾管的下端喷出作用于货箱内渣土），但是由于也需要人工操作，仍然会给操作人员带来不便且存在安装隐患。基于上述，提供一种不需要人为控制，能在车辆经过时，对货箱内渣土进行自动喷水加湿的装置显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有隧道施工中车辆运输渣土时，对渣土的加湿过程受到其操作过程限制，会给操作人员带来不便，并存在安全隐患的弊端，本发明提供了一种具备智能化，不需要人为操作、给施工部门节省了人工支出，每当有车辆经过、需要喷水加湿时，能自动控制喷雾管对汽车货箱内渣土进行喷水，且还能在车辆内没有渣土时不进行喷水作业，有效节省了水源，并尽可能不会造成地面积水的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，包括电磁水阀、稳压电源、光电开关、喷水管、进水管、支撑壳；其特征在于还具有控制电路、延时电路；所述支撑壳是空心结构，支撑壳有加水口和放水口；所述进水管包括固定支管、活动支管和连接支管，固定支管安装在支撑壳上；所述活动支管具有相同的多根，多根活动支管和固定支管、连接支管之间分别连接；所述固定支管有旁路管，旁路管、电磁水阀、供水管之间连接在一起，所述喷水管包括左支管、中支管、右支管；所述中支管具有相同的多根，多根中支管和左支管、右支管之间分别连接；所述其中一根中支管有支撑板，光电开关有两套，两套光电开关分别垂直安装在支撑板前后侧下端；所述稳压电源、控制电路、延时电路安装在元件盒内；所述稳压电源的电源输出两端分别和第一套光电开关及控制电路的电源输入两端电性连接；所述第一套光电开关的信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出两端和延时电路的电源输入两端分别电性连接，延时电路的电源输出两端和第二套光电开关的电源输入两端分别电性连接；所述第二套光电开关的信号输出端和延时电路的信号输入端电性连接，延时电路的电源输出两端和电磁水阀的电源输入两端分别电性连接。

进一步地，所述多只左支管、中支管的下端以及右支管的一端下部间隔距离分别具有多个开孔作为喷水孔。

进一步地，所述电磁水阀的阀芯是常闭式结构。

进一步地，所述稳压电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述光电开关是外反射光电开关。

进一步地，所述控制电路包括NPN三极管、电阻和继电器，其间经电路板布线连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，继电器正极电源输入端和控制电源输入端连接。

进一步地，所述延时电路包括可调电阻、可控硅、继电器、二极管、电解电容，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和可控硅阳极、继电器控制电源输入端连接，第一只电阻另一端和电解电容正极、第二只可调电阻一端连接，第二只可调电阻另一端和二极管正极连接，二极管负极和可控硅控制极连接，电解电容负极和继电器负极电源输入端连接。

本发明有益效果是：本发明通过支撑壳的四个车轮能方便把本发明推动到需要的位置（方便在现场移动位置）。喷水管、进水管分别具有多段、能方便拆卸组装，因此运输转运时不占有运输空间，收纳也便利，到现场后能在较快时间内组装完毕并投入使用。本发明能在支撑壳内灌满水，增加了设备的整体稳定性（并可在支撑壳上端压上包括砖块在内的重物，更具有稳定性），根据需要分别增减活动支管、中支管的只数，能改变设备整体的高度及横向长度。本发明使用中，当有车辆经过喷水管下端时，在两套光电开关及控制电路、延时电路等共同作用下，能自动控制喷雾管（喷水管）对汽车货箱内渣土进行喷水，还能在车辆内没有渣土时不进行喷水作业，有效节省了水源，并尽可能不会造成地面积水。本发明具备智能化，不需要人为操作、给施工部门节省了人工支出，并减少了出现事故的几率。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明整体分体结构示意图。

图3是本发明电路图。

具体实施方式

图1、2所示，一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，包括电磁水阀1、稳压电源2、光电开关3、喷水管、进水管、下侧端四周具有四个车轮44的支撑壳4；还具有控制电路5、延时电路6；所述支撑壳4是矩形空心结构，支撑壳4的前侧下右端有一个内螺纹开孔41，开孔内旋入有一只螺堵42，支撑壳4的上端后右侧焊接有一根和支撑壳内部相通且具有内螺纹的加水管43，加水管43上端内螺纹内旋入有另一只螺堵45；所述进水管包括固定支管71、活动支管72和连接支管73，固定支管73下端为封闭式结构上端具有内螺纹，固定支管73下端垂直焊接在支撑壳4上外端中部，连接支管73下端具有一段外径小于上端外径的外螺纹731，连接支管73上端是封闭式结构且左侧上部有一个开孔；所述活动支管72具有相同的三根，每根活动支管72上端具有内螺纹721、下端具有一段外径小于上端外径的外螺纹722；所述三根活动支管72中，每相邻两根活动支管72之间，通过上端一根活动支管72的下部外螺纹721旋入下端一根活动支管72上部的外螺纹722、实现两根活动支管72之间的连接；所述最下端一根活动支管72的下部外螺纹旋入固定支管上端内螺纹711，实现最下端一根活动支管72和固定支管71的连接；所述连接支管73的下部外螺纹731旋入最上端一根活动支管的上部内螺纹721，实现连接支管73和最上端一根活动支管72的连接；所述固定支管71的下端右侧焊接有一根和其内部相通的旁路管712，旁路管712和电磁水阀1的出水端经螺纹连接，电磁水阀1进水端和自来水管或水泵出水管经管道及管道接头连接；所述喷水管包括左支管81、中支管82、右支管83，左支管81左端为封闭式结构右端具有一段外径小于左端外径的外螺纹811，右支管83的右侧横向焊接在连接支管73上端左侧的上部开孔外、且和连接支管73内部相通，右支管83的左侧具有内螺纹831；所述中支管82具有相同的三根，每根中支管82左端具有内螺纹821右端具有一段外径小于左端外径的外螺纹822；所述三根中支管82中，每相邻两根中支管82之间，通过左端一根中支管82的右部外螺纹822旋入右端一根中支管82左部的外螺纹821、实现两根中支管82之间的连接；所述最右端一根中支管82的右部外螺纹旋入右支管83的左部内螺纹，实现最右端一根中支管82和右支管83的连接；所述左支管81右端外螺纹811旋入最左端一根中支管的左部内螺纹822，实现左支管81和最左端一根中支管82的连接；所述中间一只中支管82的上外端中部纵向水平分布焊接有一只矩形支撑板823（长度60厘米），支撑板823的前后两端各有一个开孔，两套光电开关3分别垂直安装在两个开孔内、且光电开关3的探测头垂直朝向地面下端；所述稳压电源2、控制电路5、延时电路6安装在防水元件盒9内电路板上，元件盒9安装在支撑壳4的前外侧端。三只左支管81、中支管82的下端以及右支管83的左端下部间隔一定距离分别具有多个开孔作为喷水孔10。

图1、2、3所示，电磁水阀DC是品牌LUCKMIKA/乐记美嘉的直流12V常闭阀芯电磁水阀成品、功率2W。稳压电源U1是品牌欧姆龙、型号S8FS-C03524的交流220V转12V直流开关电源模块成品，功率200W。光电开关U2及U3是品牌鑫社电气、型号GP18-300DN1的远距离红外反射光电开关成品，工作电压直流12V，其具有三根连接线，其中两根是电源输入线，另一根是信号输出线，光电开关U2、U3的下端具有一个探测头，工作时其探测头的发射头会发射出红外光线，当最远3米范围内，探测头发射出的红外光线被物品阻挡、经探测头的接收头接收到后，信号输出线3脚会输出高电平，无物品阻挡时其信号输出线3脚不输出高电平，在光电开关U2、U3的壳体上端内具有调节旋钮，调节旋钮向左调节其探测头的探测距离变近，向右调节时其探测头的探测距离变远。控制电路包括NPN三极管Q1、电阻R和继电器J，其间经电路板布线连接，NPN三极管Q1集电极和继电器J负极电源输入端连接，电阻R一端和NPN三极管Q1基极连接，继电器J正极电源输入端和控制电源输入端连接。延时电路包括可调电阻RP及RP1、可控硅VS、继电器J1、二极管VD、电解电容C1，其间经电路板布线连接，可调电阻RP1一端和可控硅VS阳极、继电器J1控制电源输入端连接，可调电阻RP1另一端和电解电容C1正极、可调电阻RP一端连接，可调电阻RP另一端和二极管VD正极连接，二极管VD负极和可控硅VS控制极连接，电解电容C1负极和继电器J1负极电源输入端连接。稳压电源U1的电源输入两端1及2脚分别和交流220V电源两极经导线连接，稳压电源U1的电源输出两端3及4脚分别和第一套光电开关U2电源输入两端1、2脚及控制电路的电源输入两端继电器J正极电源输入端、NPN三极管Q1发射极经导线连接；所述第一套光电开关U2的信号输出端3脚和控制电路的信号输入端电阻R另一端经导线连接，控制电路的电源输出两端继电器J常开触点端及NPN三极管Q1发射极和延时电路的电源输入两端电阻R1一端及电解电容C1负极分别经导线连接，延时电路的电源输出两端可控硅VS阴极及电解电容C1负极和第二套光电开关U3的电源输入两端1及2脚分别经导线连接；所述第二套光电开关U3的信号输出端3脚和延时电路的信号输入端继电器J1正极电源输入端经导线连接，延时电路的电源输出两端继电器J1的常开触点端及负极电源输入端和电磁水阀DC的电源输入两端分别经导线连接。

图1、2、3中所示，本发明通过支撑壳的四个车轮44能方便把本发明推动到需要的位置（方便在现场移动位置）。由于喷水管、进水管分别具有多段、能方便拆卸组装，因此运输转运时不占有运输空间，收纳也便利，到现场后能在较快时间内组装完毕并投入使用。本发明到达现场后、经加水管43往支撑壳4内加满水，然后旋入螺堵45，加满水后的支撑壳4重量变大提高了设备整体的稳定性（并可在支撑壳4上端压上包括砖块在内的重物，更具有稳定性）；不使用本发明、转运时，使用者可旋下支撑壳开孔41的螺堵42将水排出，这样，设备整体重量降低，利于转运及收纳。本发明使用前，根据汽车货箱需要的高度把一根或多根活动支管72垂直安装在固定支管71的上端，然后把连接支管73安装在最上端一根活动支管72的上端；并根据汽车货箱的横向宽度把一根和或多根中支管82，横向分布和左支管81、右支管83连接在一起；喷水管、进水管安装后，喷水管高度高于汽车货箱的高度（喷水管横向位于隧道运输渣土道路的上端、进水管垂直位于道路的最边沿侧端），且横向宽度和汽车货箱宽度接近（为了防止水喷在地面，也可横向宽度小于汽车货箱宽度，水雾状喷出后也能有效对货箱内侧端的渣土进行喷雾）。本发明将电磁水阀DC的进水端和自来水管等用软管连接后就可投入应用。

图1、2、3中所示，220V交流电源进入稳压电源U1后，稳压电源U1在其内部电路作用下3及4脚会输出稳定的12V直流电源进入第一套光电开关U2及控制电路的电源输入端，于是，第一套光电开关U2和控制电路处于得电工作状态。实际应用中，隧道内运输渣土的车辆、运输渣土时会经过本发明喷水管的下端，当车头接近本发明时、车头会先阻挡支撑板823后侧下端光电开关U2的探测头发射出的红外光线（车头上端和光电开关U2的探测头下间距不超过50cm，光电开关U2的探测头探测距离是3米），于是，光电开关U2的3脚会输出高电平经电阻R降压限流进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器J负极电源输入端，继电器J得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，12V电源经继电器J控制电源输入端及常开触点端、通过可调电阻RP1降压限流为电解电容C1充电；12V电源经可调电阻RP1为电解电容C1充电时，刚开始的0.3秒钟时间内，电解电容C1电没有充满时，12V电源正极经可调电阻RP1、可调电阻RP降压限流后进入二极管VD正极，并经二极管VD单向导通后进入可控硅VS的控制极电压低于可控硅VS的触发电压（低于0.8V），可控硅VS不导通，那么后续，第二套光电开关U3也就不会得电工作，电磁水阀DC不会得电阀芯关闭，自来水等不会进入进水管及喷水管内；当充电0.3秒钟后，电解电容C1充满电后，12V电源正极经可调电阻RP1、可调电阻RP降压限流后进入二极管VD正极，并经二极管VD单向导通后进入可控硅VS的控制极电压高于可控硅VS的触发电压，于是，可控硅VS被触发导通，进而第二套光电开关U3得电工作（第二套光电开关U3正极电源输入端和可控硅VS阴极连接），为后续电磁水阀DC得电工作其内部阀芯打开，自来水进入进水管及喷水管内（对渣土进行喷水）做好准备；本发明通过电解电容C1、可控硅VS、可调电阻RP、可调电阻RP1、二极管VD充电延迟后续电磁水阀DC的得电时间，是因为隧道内运输渣土的车辆、运输渣土经过本发明喷水管的下端，当车头刚接近本发明、光电开关U2的3脚输出高电平继电器J得电吸合时，如果此刻光电开关U3马上得电控制电磁水阀DC得电工作阀芯打开，那么自来水就会马上进入进水管、喷水管对汽车进行喷水，喷出的水就会喷射在驾驶室上端（喷水管喷出的水是雾状散开、具有一定的半径），造成不必要的水浪费，还会因为水从驾驶台流到地面造成地面积水；0.3秒钟延时后，由于车辆经过本发明喷水管下时一直在运动，那么喷水管喷出的水就会喷射在货箱内的渣土上，尽可能减少了地面积水，并节省水资源（实际生产中，生产方和终端使用方的技术人员，通过改变可调电阻RP1的电阻值，能改变电解电容C1充满电、可控硅VS被触发导通的时间，可调电阻RP1的电阻值调节得小时，电解电容C1充电时间变快，那么后续电磁水阀DC得电的时间会提前，相应喷水管喷水的时间提前，可调电阻RP1的电阻值调节得大时，电解电容C1充电时间变慢，那么后续电磁水阀DC得电的时间会延后，相应喷水管喷水时间会延迟，具体时间生产人员及应用方技术人员根据实际需要调节，尽可能保证货箱前端位于喷水管下时，喷水管喷水，车辆在施工隧道内行进，由于隧道路况不好且达到喷水处时驾驶员会减速，一般速度不快，因此0.3秒钟左右延时能满足实际需要）。

图1、2、3中所示，当车辆经过本发明喷水管的下端，车头刚接近本发明、光电开关U2的3脚输出高电平继电器J得电吸合，延时0.3秒钟第二套光电开关U3得电工作后，如果汽车的货箱内装载有较多量渣土，也就是高度较高时（举例来说货车的货箱最高点3.5米、底盘离地1米，光电开关U3间隔车顶50厘米，光电开关U3调节其调节旋钮后探测头探测距离是295厘米，那么光电开关U3的探测头就能探测货箱内245厘米高度内是否装载有渣土，5厘米是因为货箱内底部不可能是平整的、作为差值，且货车也不可能只装载5厘米高度的渣土），渣土会阻挡支撑板823前侧下端的光电开关U3的探测头发射出的红外光线，（同时继续阻断光电开关U2的探测头发射出的红外光线）于是，光电开关U3的3脚会输出高电平进入继电器J1正极电源输入端，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于，电磁水阀DC正极电源输入端和继电器J1常开触点端连接，所以此刻电磁水阀DC会得电工作其内部阀芯打开，这样，自来水或水泵输出具有压力的水会经固定支管71、活动支管72、连接支管73流入右支管83、中支管82、左支管81内，并同时从右支管83、中支管82、左支管81下端的喷水孔10喷出，这样就能有效对货箱内的渣土进行喷水加湿作业，防止车辆行进中尘土飞扬导致环境污染。实际情况下，当汽车的货箱内没有装载渣土，由于没有渣土阻挡支撑板823前侧下端的光电开关U3的探测头发射出的红外光线，那么，光电开关U3的3脚不再输出高电平进入继电器J1正极电源输入端，继电器J1失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，进而电磁水阀DC也就不会得电工作其阀芯处于关闭状态，有效防止了车厢内没有装载渣土，喷水管喷水造成的水资源浪费及地面积水。车辆继续行进时，当货箱后侧端不再位于第一套光电开关U2的探测头下端时，光电开关U2的探测头由于没有了物品阻挡其3脚会停止输出高电平，进而，继电器J、第二套光电开关U3、延时电路及电磁水阀DC全部失电不再工作（电磁水阀DC阀芯关闭），为下一辆车经过喷水管下端，喷水管喷水做好准备。本发明中，由于支撑板823长度只有60厘米，且喷水管喷出的水是雾状散开、且具有一定的半径（略大于60厘米），因此能有效保证电磁水阀DC失电阀芯关闭后，车厢内后端的渣土能得到喷水加湿。本发明能自动控制喷雾管（喷水管）对汽车货箱内渣土进行喷水，还能在车辆内没有渣土时不进行喷水作业，有效节省了水源，并尽可能不会造成地面积水。本发明具备智能化，不需要人为操作、给施工部门节省了人工支出，并减少了出现事故的几率。NPN三极管Q1型号是9013；继电器J、J1是DC4123型12V继电器；电解电容C1型号是1μF /25V；电阻R阻值是4.7K；可调电阻RP1、RP型号分别是1M（本实施例调节到272K左右）、1M（本实施例调节到470K左右）；二极管VD型号是1N4007。可控硅VS型号是MCR100-8。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，包括电磁水阀、稳压电源、光电开关、喷水管、进水管、支撑壳；其特征在于还具有控制电路、延时电路；所述支撑壳是空心结构，支撑壳有加水口和放水口；所述进水管包括固定支管、活动支管和连接支管，固定支管安装在支撑壳上；所述活动支管具有相同的多根，多根活动支管和固定支管、连接支管之间分别连接；所述固定支管有旁路管，旁路管、电磁水阀、供水管之间连接在一起，所述喷水管包括左支管、中支管、右支管；所述中支管具有相同的多根，多根中支管和左支管、右支管之间分别连接；所述其中一根中支管有支撑板，光电开关有两套，两套光电开关分别垂直安装在支撑板前后侧下端；所述稳压电源、控制电路、延时电路安装在元件盒内；所述稳压电源的电源输出两端分别和第一套光电开关及控制电路的电源输入两端电性连接；所述第一套光电开关的信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出两端和延时电路的电源输入两端分别电性连接，延时电路的电源输出两端和第二套光电开关的电源输入两端分别电性连接；所述第二套光电开关的信号输出端和延时电路的信号输入端电性连接，延时电路的电源输出两端和电磁水阀的电源输入两端分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，多只左支管、中支管的下端以及右支管的一端下部间隔距离分别具有多个开孔作为喷水孔。

3.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，电磁水阀的阀芯是常闭式结构。

4.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，稳压电源是交流转直流开关电源模块。

5.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，光电开关是外反射光电开关。

6.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，控制电路包括NPN三极管、电阻和继电器，其间经电路板布线连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，继电器正极电源输入端和控制电源输入端连接。

7.根据权利要求1所述的一种隧道挖掘用渣土运输车自动加湿装置，其特征在于，延时电路包括可调电阻、可控硅、继电器、二极管、电解电容，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和可控硅阳极、继电器控制电源输入端连接，第一只电阻另一端和电解电容正极、第二只可调电阻一端连接，第二只可调电阻另一端和二极管正极连接，二极管负极和可控硅控制极连接，电解电容负极和继电器负极电源输入端连接。

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