CN111780286A - 一种盾构机带压仓防火型供排氧装置 - Google Patents

一种盾构机带压仓防火型供排氧装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，涉及盾构机领域，包括供氧管道和设置在供氧管道上的气压控制箱和供水箱，供氧管道内设置有叶轮结构，叶轮结构上通过转动杆在供氧管道内转动，转动杆的外端伸出供氧管道并设置有凸轮。本发明中，通过设置氧气加湿装置，能够对供氧的同时对其进行加湿，便于工作人员呼吸流畅；不同的氧气供氧速率所加湿的程度也不同，操作方便；通过设置叶轮结构，能够在发生火灾或者温度过高时，氧气输送正常；通过设置喷水结构，通过橡胶结构，喷水更加方便，不用喷头需要人为控制，而且长时间使用容易生锈。

Description

一种盾构机带压仓防火型供排氧装置
技术领域
本发明涉及盾构机领域，尤其涉及一种盾构机带压仓防火型供排氧装置。
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。
但是由于现有的盾构机带压仓防火型供排氧装置在供氧过程中，氧气没有水分，工作人员长时间使用会感到呼吸不流畅，故需要对氧气进行加湿，但是由于不同的人员肺活量不同，故供氧的量也不同，故需要的水分含量也不同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，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：一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，包括供氧管道和设置在供氧管道上的气压控制箱和供水箱，
所述供氧管道内设置有叶轮结构，叶轮结构上通过转动杆在供氧管道内转动，所述转动杆的外端伸出供氧管道并设置有凸轮；
所述气压控制箱内沿竖直方向滑动设置有活塞，活塞的底部设置有活塞杆，活塞杆的另一端伸出气压控制箱并转动连接有滚球；
所述滚球与所述凸轮相啮合，并配合做往复运动；
所述气压控制箱内设置有限位板，所述活塞杆上设置有弹簧，所述弹簧与所述限位板内壁相连接；
所述气压控制箱内设置有进气盘，所述进气盘为内部中空，底部开设有多个通孔结构，进气盘设置在活塞的上方，所述进气盘上连通有进气管，进气管上设置有单向阀,所述气压控制箱的两侧壁开设有相对称的通气孔，通气孔位于进气盘和活塞之间；
所述供水箱内设置有供水管，供水管伸出供水箱外并设置有喷水结构，喷水结构在供氧管道内；
所述进气管伸出气压控制箱并伸入供水箱内。
当需要对工作人员供氧时，供氧管道连通有供氧罐体，在供氧过程中，氧气没有水分，工作人员长时间使用会感到呼吸不流畅，故需要对氧气进行加湿，但是由于不同的人员肺活量不同，故供氧的量也不同，故需要的水分含量也不同，通过在供氧管道内设置有叶轮结构，氧气输送过程中会带动叶轮结构转动，通过转动杆的转动带动凸轮的转动，从而通过滚球和弹簧带动活塞杆做来回往复运动，从而通过对进气盘和进气管对供水箱产生气压，供水箱内压强变大，从而水进入到供水管，通过喷水结构对供氧管道内氧气进行加湿，供氧管道内氧气流量越大，叶片组转动越快，从而凸轮转动的越频繁，对氧气加湿的程度越大，通过设置单向阀，只允许气体进入进气管，进气不会排出。
优选的，所述喷水结构包括安装板，安装板的底部设置有橡胶体一，所述橡胶体一上开设有均匀分布的喷水孔；
所述安装板的顶部开设有条形孔，所述供水管的底端伸入条形孔内，所述条形孔的底部开设有与其相连通的扇形腔，且所述喷水孔与扇形腔相连通。
供水箱内的水通过压强差进入到供水管内，从而进入到扇形腔内，在压力的作用下，喷水孔打开，进行喷水加湿，由于橡胶体一的特殊性，喷水孔平时处于关闭状态，当压力达到一定程度下会张口进行喷水。
优选的，所述叶轮结构包括叶轮环，所述叶轮环上沿环形分布设置有四个叶片组，所述转动杆位于所述叶轮环内，所述叶片组与所述转动杆相连接。
优选的，所述叶片组由两个叶片和橡胶体二组成，两个所述叶片之间通过橡胶体二相连接；
所述橡胶体二(404)上下两个端面为圆弧形，所述腔体也设置成圆弧形，所述橡胶体二(404)的圆弧开口方向与所述腔体的圆弧开口方向相反，常态下，腔体的圆弧形状受橡胶体二(404)自身材料弹性的作用被压缩变形，在外界温度变大时，腔体内压强随之变大，常态下受压(橡胶体二自身材料弹性)变形的圆弧形腔体在气压作用下恢复圆弧形，橡胶体二(404)的圆弧形就会反向受压(气压)变形，圆弧形橡胶体二(404)的弧度就会变小，趋向于平面，使橡胶体二(404)横向伸展，叶片组(402)的两个叶片(403)之间的间距变大，叶片组(402)的受风面积变大，从而叶片组(402)的转速增加，实现增大供氧。
通过设置腔体，可以防止由于温度过高，或者发生火灾时，氧气供氧缓慢，温度越高，气体的流速就会越慢，从而影响对工作人员呼吸，当温度身高，腔体内的空气会发生膨胀，从而使两个叶片张开，增加叶片的截面面积，从而转速增加，实现增大供氧。
优选的，所述供水箱的顶部设置有压力管，压力管上设置有单向进气阀，通过设置单向进气阀，能够及时对供水箱内的压强进行补充。
优选的，所述供水箱内盛有水，所述进气管位于水位上，所述供水管位于水位下。
本发明的有益效果是：
本发明中，通过设置氧气加湿装置，能够对供氧的同时对其进行加湿，便于工作人员呼吸流畅；不同的氧气供氧速率所加湿的程度也不同，操作方便；通过设置叶轮结构，能够在发生火灾或者温度过高时，氧气输送正常；通过设置喷水结构，通过橡胶结构，喷水更加方便，不用喷头需要人为控制，而且长时间使用容易生锈。
附图说明
图1为本发明一种盾构机带压仓防火型供排氧装置的结构示意图；
图2为本发明侧视结构示意图；
图3为本发明喷水结构的结构示意图；
图4为本发明叶轮结构的结构示意图；
图5为本发明叶轮组的结构示意图；
图6为图5的俯视示意图。
附图标记：1-供氧管道；2-气压控制箱；3-供水箱；4-叶轮结构；401-叶片组；402-叶片组；403-叶片；404-橡胶体二；405-腔体；5-转动杆；6-凸轮；7-活塞；8-活塞杆；9-滚球；10-限位板；11-弹簧；12-进气盘；13-进气管；14-单向阀；15-供水管；16-喷水结构；161-安装板；162-橡胶体一；163-喷水孔；164-条形孔；165-扇形腔；17-压力管；18-进气阀。
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1-4所示，一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，包括供氧管道1和设置在供氧管道1上的气压控制箱2和供水箱3，
供氧管道1内设置有叶轮结构4，叶轮结构4上通过转动杆5在供氧管道1内转动，转动杆5的外端伸出供氧管道1并设置有凸轮6；
气压控制箱2内沿竖直方向滑动设置有活塞7，活塞7的底部设置有活塞杆8，活塞杆8的另一端伸出气压控制箱2并转动连接有滚球9；
滚球9与凸轮6相啮合，并配合做往复运动；
气压控制箱2内设置有限位板10，活塞杆8上设置有弹簧11，弹簧11与限位板10内壁相连接；
气压控制箱2内设置有进气盘12，进气盘12为内部中空，底部开设有多个通孔结构，进气盘12设置在活塞7的上方，进气盘12上连通有进气管13，进气管13上设置有单向阀14,气压控制箱2的两侧壁开设有相对称的通气孔，通气孔位于进气盘12和活塞7之间；
供水箱3内设置有供水管15，供水管15伸出供水箱3外并设置有喷水结构16，喷水结构16在供氧管道1内；
进气管13伸出气压控制箱2并伸入供水箱3内。
当需要对工作人员供氧时，供氧管道1连通有供氧罐体，在供氧过程中，氧气没有水分，工作人员长时间使用会感到呼吸不流畅，故需要对氧气进行加湿，但是由于不同的人员肺活量不同，故供氧的量也不同，故需要的水分含量也不同，通过在供氧管道1内设置有叶轮结构4，氧气输送过程中会带动叶轮结构4转动，通过转动杆5的转动带动凸轮6的转动，从而通过滚球9和弹簧11带动活塞杆8做来回往复运动，从而通过对进气盘12和进气管13对供水箱3产生气压，供水箱3内压强变大，从而水进入到供水管15，通过喷水结构16对供氧管道1内氧气进行加湿，供氧管道1内氧气流量越大，叶片组402转动越快，从而凸轮6转动的越频繁，对氧气加湿的程度越大，通过设置单向阀14，只允许气体进入进气管13，进气不会排出。
实施例2
如图3所示，喷水结构16包括安装板161，安装板161的底部设置有橡胶体一162，橡胶体一162上开设有均匀分布的喷水孔163；
安装板161的顶部开设有条形孔164，供水管15的底端伸入条形孔164内，条形孔164的底部开设有与其相连通的扇形腔165，且喷水孔163与扇形腔165相连通。
供水箱3内的水通过压强差进入到供水管15内，从而进入到扇形腔165内，在压力的作用下，喷水孔163打开，进行喷水加湿，由于橡胶的特殊性，喷水孔163平时处于关闭状态，当压力达到一定程度下会张口进行喷水。
实施例3
如图4-6所示，叶轮结构4包括叶轮环401，叶轮环401上沿环形分布设置有四个叶片组402，转动杆5位于叶轮环401内，叶片组402与转动杆5相连接。
叶片组402由两个叶片403和橡胶体二404组成，两个叶片403之间通过橡胶体二404相连接；橡胶体二404内部开设有腔体405，腔体405内填充有空气；橡胶体二404上下(基于附图5而言)两个端面为圆弧形，所述腔体405上下(基于附图5而言)两个端面也设置成圆弧形，所述橡胶体二404的圆弧开口方向与所述腔体的圆弧开口方向相反，常态下，腔体的圆弧形状受橡胶体二404自身材料弹性的作用被压缩变形，在外界温度变大时，腔体405内压强随之变大，常态下受压(橡胶体二自身材料弹性)变形的圆弧形腔体在气压作用下恢复圆弧形，橡胶体二404的圆弧形就会反向受压(气压)变形，圆弧形橡胶体二404的弧度就会变小，趋向于平面，使橡胶体二404横向伸展，叶片组402的两个叶片403之间的间距变大，叶片组402的受风面积变大，从而叶片组402的转速增加，实现增大供氧。
通过设置腔体，可以防止由于温度过高，或者发生火灾时，氧气供氧缓慢，温度越高，气体的流速就会越慢，从而影响对工作人员呼吸，当温度身高，腔体内的空气会发生膨胀，从而使两个叶片403张开，增加叶片403的截面面积，从而转速增加，保证供氧。
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 (6)

1.一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，包括供氧管道(1)和设置在供氧管道(1)上的气压控制箱(2)和供水箱(3)，其特征在于：
所述供氧管道(1)内设置有叶轮结构(4)，叶轮结构(4)上通过转动杆(5)在供氧管道(1)内转动，所述转动杆(5)的外端伸出供氧管道(1)并设置有凸轮(6)；
所述气压控制箱(2)内沿竖直方向滑动设置有活塞(7)，活塞(7)的底部设置有活塞杆(8)，活塞杆(8)的另一端伸出气压控制箱(2)并转动连接有滚球(9)；
所述滚球(9)与所述凸轮(6)相啮合，并配合做往复运动；
所述气压控制箱(2)内设置有限位板(10)，所述活塞杆(8)上设置有弹簧(11)，所述弹簧(11)与所述限位板(10)内壁相连接；
所述气压控制箱(2)内设置有进气盘(12)，所述进气盘(12)为内部中空，底部开设有多个通孔结构，进气盘(12)设置在活塞(7)的上方，所述进气盘(12)上连通有进气管(13)，进气管(13)上设置有单向阀(14),所述气压控制箱(2)的两侧壁开设有相对称的通气孔，通气孔位于进气盘(12)和活塞(7)之间；
所述供水箱(3)内设置有供水管(15)，供水管(15)伸出供水箱(3)外并设置有喷水结构(16)，喷水结构(16)在供氧管道(1)内；
所述进气管(13)伸出气压控制箱(2)并伸入供水箱(3)内。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，其特征在于：
所述喷水结构(16)包括安装板(161)，安装板(161)的底部设置有橡胶体一(162)，所述橡胶体一(162)上开设有均匀分布的喷水孔(163)；
所述安装板(161)的顶部开设有条形孔(164)，所述供水管(15)的底端伸入条形孔(164)内，所述条形孔(164)的底部开设有与其相连通的扇形腔(165)，且所述喷水孔(163)与扇形腔(165)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，其特征在于：
所述叶轮结构(4)包括叶轮环(401)，所述叶轮环(401)上沿环形分布设置有四个叶片组(402)，所述转动杆(5)位于所述叶轮环(401)内，所述叶片组(402)与所述转动杆(5)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，其特征在于：
所述叶片组(402)由两个叶片(403)和橡胶体二(404)组成，两个所述叶片(403)之间通过橡胶体二(404)相连接；
所述橡胶体二(404)内部开设有腔体，所述腔体内填充有空气；
所述橡胶体二(404)上下两个端面为圆弧形，所述腔体也设置成圆弧形，所述橡胶体二(404)的圆弧开口方向与所述腔体的圆弧开口方向相反，常态下，腔体的圆弧形状受橡胶体二(404)自身材料弹性的作用被压缩变形，在外界温度变大时，腔体内压强随之变大，常态下受压变形的圆弧形腔体在气压作用下恢复圆弧形，橡胶体二(404)的圆弧形就会反向受压变形，圆弧形橡胶体二(404)的弧度就会变小，趋向于平面，使橡胶体二(404)横向伸展，叶片组(402)的两个叶片(403)之间的间距变大，叶片组(402)的受风面积变大。
5.根据权利要求1所述的一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，其特征在于：
所述供水箱(3)的顶部设置有压力管(17)，压力管(17)上设置有单向进气阀(18)。
6.根据权利要求1所述的一种盾构机带压仓防火型供排氧装置，其特征在于：
所述供水箱(3)内盛有水，所述进气管(13)位于水位上，所述供水管(15)位于水位下。
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