CN113893962B - 隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备及其喷淋方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备及其喷淋方法，包括高压泵组、溶液箱和雾化喷淋装置，支撑底座上设置有报警控制器和泵组控制器，雾化喷淋装置包括第一喷淋组件和第二喷淋组件，第一喷淋组件连接有驱动组件，通过驱动组件带动第一喷淋组件的转动，第二喷淋组件匹配设置在第一喷淋组件的上方，通过第一喷淋组件的转动带动第二喷淋组件的运动。本发明喷淋方法如下：1)设备的移动；2)溶液的添加；3)气体传感器的安装；4)设备运行。本发明具有高精度、高实时性、有害气体专门针对性、便捷性、高安全性等特点，适用于铁路、公路及城市轨道交通等受有毒有害气体危害的隧道施工。

Description

隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备及其喷淋方法
技术领域
本发明属于隧道内有害气体监测处理技术领域，具体涉及隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备及其喷淋方法。
背景技术
有害气体对隧道工程存在着巨大的威胁(如CH4、H2引发的燃爆，CO、H2S、SO2引发的人员中毒，CO2引发的人员窒息)。隧道施工过程中，有害气体常由掌子面或未支护洞壁逸出或涌出，当洞内气体达到一定浓度时会造成一系列灾害，威胁作业人员的人身安全，并造成工期延误，甚至造成巨大的工程事故。
目前行业内主要采用人工巡检或简易的自动监测设备进行隧道施工有害气体监测，这种监测方案主要存在以下几个方面的不足：①人工巡检方式效率较低，实时性差，不足以应对快速涌出的有害气体；②目前的自动监测设备主要是采用带气体传感器和声光报警器的一体机，出现有害气体浓度异常后只能为作业人员提供警示，没有应急处理措施，在洞内有害气体浓度上升较快的情况下，洞内作业人员在收到报警后往往来不及撤离；③简易的自动监测设备只有浓度超限报警，没有浓度超增速报警，即仅在洞内浓度达到设定报警浓度限值时开始报警，而浓度上升过快时则没有相应的报警机制。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备及其喷淋方法的技术方案，设计合理，该设备可对隧道内空气中常见的有害气体进行实时监测，当有害气体浓度变化率过快或浓度超过限值时发出报警，并在有害气体浓度超限时自动开启雾化喷淋系统，对有害气体进行及时喷淋处理，设备具有高精度、高实时性、有害气体专门针对性、便捷性、高安全性等特点，适用于铁路、公路及城市轨道交通等受有毒有害气体危害的隧道施工。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，包括高压泵组、溶液箱和雾化喷淋装置，通过高压泵组将溶液箱内的溶液输送到雾化喷淋装置，高压泵组、溶液箱和雾化喷淋装置均位于支撑底座上，支撑底座上设置有报警控制器和泵组控制器，高压泵组与泵组控制器连接，泵组控制器与报警控制器连接，溶液箱上设置有声光报警器，声光报警器与报警控制器连接，雾化喷淋装置包括第一喷淋组件和第二喷淋组件，第一喷淋组件连接有驱动组件，驱动组件与报警控制器连接，通过驱动组件带动第一喷淋组件的转动，第二喷淋组件匹配设置在第一喷淋组件的上方，通过第一喷淋组件的转动带动第二喷淋组件的运动。
进一步，支撑底座的下方设置有拖挂车架，拖挂车架的设计具有较高的承载力，同时具备很好的移动性，可以将设备与驱动行走设备相连接，从而实现整个设备的拖行移动，从而跟随隧道的掘进过程进行快速移动布置，安全便捷，移动到位后也能够平稳放置，保证设备的整体稳固性。
进一步，溶液箱内设置有液位传感器，液位传感器与泵组控制器连接，通过液位传感器监测溶液箱内的液位高度，通过液位传感器可以实时监测溶液箱内的液体的余量，并且可以以百分比等方式进行可视化显示，使工作人员能实时了解溶液箱中的液位状态，在溶液箱内溶液不足时，可以通过泵组控制器关闭高压泵组并进行提醒，既可以放置高压泵组的空转，以可以便于及时进行溶液的补充，保证设备的正常运行，使用操作更加的安全可靠。
进一步，溶液箱的底部设置有泄液管，泄液管上设置有泄液阀，溶液箱的顶部设置有进液管，进液管上设置有过滤器和进液阀，通过过滤器对进入到溶液箱内的溶液进行过滤，设计合理，通过泄液管可以将溶液箱内的液体进行排出清空处理，当需要排空时，打开泄液阀即可，而在其他的状态下泄液阀始终处于关闭状态，进液管可以对溶液箱内进行溶液的输送补充，通过进液阀控制进液管的导通或闭合，使用操作自动化且安全，且在进液管上设置了过滤器，使得进入到溶液箱内的溶液都必须经过过滤器的过滤，从而将溶液中的粗颗粒杂质等过滤去除，避免杂质颗粒等造成管道的堵塞，或影响到高压泵组、雾化喷淋装置的使用。
进一步，溶液箱通过送液管与高压泵组相连通，高压泵组通过送液管与雾化喷淋装置相连通，位于高压泵组与雾化喷淋装置之间的送液管上设置有压力传感器、单向阀和安全阀，压力传感器与泵组控制器连接，通过压力传感器可以监测送液管中的溶液压力并向泵组控制器实时反馈，并且配有压力表可以用于使用者的实时查看，从而根据监测的溶液压力泵组控制器控制高压泵组进行实时调整，当管道中溶液压力过低时，泵组控制器提高高压泵组的输出功率，当管道中溶液压力过高时，泵组控制器降低高压泵组的输出功率，从而使得送液管中的溶液压力始终稳定于预定值，保证喷淋效果，且确保操作安全性能，单向阀的设计使得溶液只能够单向输送，防止管道中的溶液回流对高压泵组造成损坏，安全阀的设计可以在管道中溶液压力超过设定的压力值且不可控时的极端条件下进行自动卸压，从而保证系统安全运行。
进一步，第一喷淋组件和第二喷淋组件固定安装在支撑框上，第一喷淋组件包括喷淋盘和导向杆，喷淋盘倾斜设置在导向杆的顶端，导向杆的内部与喷淋盘的内部相连通，喷淋盘的侧壁和顶端面上均设置有第一喷淋口，导向杆上设置有限位盘，支撑框上设置有限位槽，限位盘匹配卡接在限位槽内，导向杆的底端贯穿支撑框延伸至支撑框的下方，导向杆延伸出的端部通过第一软管与送液管相连通，支撑框为第一喷淋组件和第二喷淋组件的安装提供安装支撑面，保证雾化喷淋装置的平稳安装放置，导向杆通过限位盘限位卡接在支撑框的限位槽内，保证第一喷淋组件的精准安装限位，导向杆的底端贯穿出支撑框且通过第一软管与送液管相连通，而导向杆的内部又与喷淋盘相连通，从而使得溶液可以经导向杆流入到喷淋盘内，再从喷淋盘的第一喷淋口喷出，并且喷淋盘的侧壁和顶端面上同时设置了第一喷淋口，从而实现多角度喷淋，保证喷淋效果，且采用第一软管实现送液管与导向杆之间的连通，符合驱动组件带动第一喷淋组件的转动设置，由于第一软管的可拉伸、弯曲变形等，从而不会影响到导向杆的轴向转动，整个设计紧凑合理，同时第一软管上还设置了托架，托架固定安装在支撑框的底面上，通过托架对第一软管进行支撑托举，避免第一软管垂落影响到设备的实用，同时也便于管道的实际管理和围护。
进一步，驱动组件包括驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，驱动电机位于支撑框的顶面上，主动齿轮和从动齿轮均位于支撑框内，从动齿轮固定安装在导向杆上，驱动电机的电机轴延伸至支撑框内与主动齿轮相连接，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，结构设计合理，驱动电机通过电机轴带动与之相连接的主动齿轮的转动，主动齿轮带动与之相啮合的从动齿轮的同步转动，从动齿轮转动时带动与之固定连接的导向杆的转动，导向杆再带动顶端的喷淋盘的转动，从而实现喷淋盘的转动喷淋设置，实现全方位的喷淋作业，确保喷淋面积，确保溶液与空气中有害气体的充分接触处理，整个操作自动化，且通过齿轮带动可以保证整个操作过程中的稳定性，且从动齿轮和主动齿轮又隐藏在支撑框的内部，从而可以对齿轮进行一定保护，避免喷淋的溶液之间喷淋在齿轮表面，同时主动齿轮的底部还设置了辅助座，辅助座支撑在支撑框内，辅助座只是起到辅助支撑但不影响到主动齿轮的转动，从而提高整体结构稳固性和可靠性，提高安全性能。
进一步，第二喷淋组件包括辅助架、导通轴和喷淋头，辅助架固定在支撑框上，喷淋头对称设置在导通轴的两端，两个喷淋头的相反面上均设置有第二喷淋口，导通轴的中部转动连接在辅助架上，导通轴的中部设置有连接端，连接端通过第二软管与送液管相连通，导通轴的两端均设置有延伸段，延伸段与导通轴之间设置有限位环，延伸段上设置有导通口，延伸段的端部设置有螺纹段，喷淋头套设在延伸段上，螺纹段的端部延伸出喷淋头，螺纹段的延伸端部螺纹旋接有限位螺母，喷淋头位于限位螺母与限位环之间，导通口位于对应的喷淋头的内部，结构设计巧妙合理，导通轴的中部与辅助架转动连接，使得导通轴可以带动喷淋头上下摆动，同时喷淋头自身又套设在导通轴两端的延伸段上，且通过限位螺母与限位环限位，使得喷淋头只能够围绕延伸段轴向转动无法横向移动，安装拆卸方便简单，同时延伸段上的导通口正好位于对应喷淋头内，从而实现导通轴与喷淋头之间的导通，送液管将液体从第二软管输送到导通轴内，再从导通轴两端的导通口进入到喷淋头内，最终从喷淋头上的第二喷淋口喷洒出去，通过喷淋头的喷淋角度和喷淋盘的喷淋角度使得整个雾化喷淋装置的喷淋更加的多角度设置，有效提高雾化喷淋装置的喷淋效果，确保对有害气体的处理速率。
进一步，喷淋头上设置有第一锥形弧面，喷淋盘上设置有第二锥形弧面，第一锥形弧面与第二锥形弧面相匹配，喷淋头上的第一锥形弧面匹配贴附在喷淋盘上的第二锥形弧面上，采用第一锥形弧面和第二锥形弧面的巧妙设计，配合喷淋盘自身倾斜设置在导向杆的顶端，且导向杆也不安装在喷淋盘的底面中心处的设计，使得驱动组件带动喷淋盘转动时，喷淋盘转动过程中两侧的高度会发生变化，而两个喷淋头正好位于喷淋盘的两侧，从而使得喷淋头会由于高度差的变化会上下摆动，同时喷淋头在摆动过程中第一锥形弧面始终贴附在第二锥形弧面上，且由于喷淋头自身可以转动，使得在第二锥形弧面的转动中可以推动喷淋头转动，从而使得喷淋头既可以上下摆动也可以自身轴向转动，使得喷淋头的喷淋角度和范围更加的广泛全面，有效提高喷淋效果和喷淋速率，提高安全性能。
采用如上述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备的喷淋方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)设备的移动：将支撑底座下方的拖挂车架与汽车相连，通过汽车将设备整体拖行至施工隧道内，且确保设备移动到距离隧道的掌子面10m以内，再将设备平稳摆放好，并确保雾化喷淋装置朝向隧道掘进方向设置；通过拖挂车架使得设备配合小型的车辆就可以实现整体拖行，从而实现快速布置，安全便捷；并且在隧道掘进过程中，按照设备移动方式适时对设备的位置进行移动；
2)溶液的添加：通过液位传感器检测溶液箱内的溶液量，确保溶液箱内的溶液液位超过溶液箱的2/3，当溶液箱内的溶液量不足时，保持泄压阀的关闭，打开进液阀，从进液管往溶液箱内输送溶液，直至溶液箱内的溶液量达到要求，并且溶液在进入到溶液箱内必须经过进液管上的过滤器的过滤除杂；确保溶液箱的溶液至少达到溶液箱的2/3，从而保证溶液的正常供应，并且对溶液进行定期检查，确保溶液没有发生过期变质等现象，从而保证喷淋效果，并通过泄液管定期对溶液箱内进行排液清洁；
3)气体传感器的安装：在隧道未支护段上安装气体传感器，气体传感器安装在隧道掌子面的5m范围内，并确保隧道掌子面的顶部、底部和中部两侧均安装有至少一个气体传感器；通过设置多个气体传感器，并将气态传感器设置在隧道掌子面附近和隧道掌子面的顶部、底板和中部两侧，从而有效提高感应灵敏度，提高安全性能；并且在隧道掘进过程中，按照气体传感器的安装方式适时对气体传感器的位置进行调整；
4)设备运行：
(1)通过气体传感器实时监测空气中的有害气体浓度，当气体传感器感应到有害气体涌出且空气的有害气体浓度没有超出设定值时，报警控制器启动进行涌出报警，声光报警器闪黄光并发出滴的警示声，提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，当气体传感器检测到空气中有害气体的浓度超出设定值时，报警控制器进行超限报警，声光报警器闪红灯并发出滴滴滴的警示声提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，同时泵组控制器控制高压泵组启动，通过高压泵组将溶液箱内的溶液输送到雾化喷淋装置内进行雾化喷淋作业，溶液从导向杆底端进入到第一喷淋组件中，再经导向杆输送到喷淋盘内，从喷淋盘侧壁和顶端面上的第一喷淋口喷出，溶液从导通轴中部的连接端进入到第二喷淋组件中，再经导通轴两端的导通口进入到对应喷淋头内，最终从喷淋头上的第二喷淋口喷出，直至空气中的有害气体浓度降低至正常值范围内；
(2)在泵组控制器控制高压泵组启动的同时，驱动组件启动，驱动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动相啮合的从动齿轮转动，从动齿轮带动固定连接的导向杆转动，从而带动喷淋盘的转动，实现喷淋盘的转动喷淋，同时喷淋盘转动过程中会带动两侧的喷淋头上下摆动和喷淋头自身的轴向转动，实现喷淋头的转动喷淋和摆动喷淋；通过驱动组件的驱动，使得喷淋盘可以转动，喷淋盘转动中带动喷淋头的转动和摆动，从而使得整个喷淋面积更广泛，喷淋角度更全面，喷淋效果更佳，降低事故的发生率，提高施工安全性能。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明整体设计合理，使用操作方便简单，通过该设备可对隧道内空气中常见的有害气体进行实时监测，当有害气体浓度变化率过快或浓度超过限值时发出报警，并在有害气体浓度超限时自动开启雾化喷淋系统，对有害气体进行及时喷淋处理，设备具有高精度、高实时性、有害气体专门针对性、便捷性、高安全性等特点，适用于铁路、公路及城市轨道交通等受有毒有害气体危害的隧道施工，本并且本设备在喷淋时通过第一喷淋组件、第二喷淋组件的同时喷淋作业，可以保证喷淋效果，并且配合驱动组件可以带动第一喷淋组件的转动喷淋作业，第一喷淋组件转动时会带动第二喷淋组件上的喷淋头转动和摆动，从而使得喷淋角度更加的多方位，喷淋面积更加的广泛。
本发明中实时监测有害气体的气体传感器组可对CH4、CO、H2S、SO2、CO2、H2、NO2等常见隧道有害气体进行实时浓度监测，每种气体分别搭载一个高精度传感器和一个大量程传感器，由程序算法对数据进行分析，同时兼顾了高速响应速度、高精度和超大测量范围。另外，系统还具备自动零点校准、零点漂移、温度漂移、传感器线性度等多种算法，保证系统的稳定性和数据的准确性。有害气体实时监测系统可同时配对8个传感器组，可选用有线或无线方式配对，使传感器组可在隧道内任意位置灵活安装。有害气体实时监测系统采用卡尔曼算法对传感器数据进行实时分析、计算，预测有害气体的浓度变化趋势，对有害气体变化率和浓度超限进行精确预测，提前判断，保证在灾害来临之前做出提前响应。当系统预测有害气体变化率过快时，判定隧道中存在有害气体涌出现象，发出有害气体涌出报警；当系统预测有害气体浓度变化趋势为即将超限时，系统发出有害气体浓度超限报警，并向有害气体自动雾化喷淋系统发出超限指令，由泵组控制器控制开启雾化喷淋系统。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备的结构示意图；
图2为本发明中驱动装置与第一喷淋组件的安装位置结构示意图；
图3为本发明中拖挂车架与支撑底座的安装位置结构示意图；
图4为本发明中驱动装置带动第一喷淋组件转动180°后雾化喷淋装置的状态结构示意图；
图5为本发明中第一喷淋组件与第二喷淋组件的安装位置结构示意图；
图6为本发明中第一喷淋组件的结构示意图；
图7为本发明中喷淋头与导通轴的安装结构示意图；
图8为本发明中导通轴的结构示意图；
图9为本发明中雾化喷淋装置的结构示意图。
图中：1-高压泵组；2-溶液箱；3-雾化喷淋装置；4-支撑底座；5-报警控制器；6-泵组控制器；7-声光报警器；8-第一喷淋组件；9-第二喷淋组件；10-驱动组件；11-拖挂车架；12-泄液管；13-泄液阀；14-进液管；15-过滤器；16-进液阀；17-送液管；18-压力传感器；19-单向阀；20-支撑框；21-喷淋盘；22-导向杆；23-第一喷淋口；24-限位盘；25-限位槽；26-第一软管；27-驱动电机；28-主动齿轮；29-从动齿轮；30-电机轴；31-辅助架；32-导通轴；33-喷淋头；34-延伸段；35-限位环；36-第二喷淋口；37-螺纹段；38-限位螺母；39-第一锥形弧面；40-第二锥形弧面；41-第二软管；42-导通口；43-安全阀；44-连接端。
具体实施方式
如图1至图9所示，为本发明隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，包括高压泵组1、溶液箱2和雾化喷淋装置3，通过高压泵组1将溶液箱2内的溶液输送到雾化喷淋装置3，高压泵组1、溶液箱2和雾化喷淋装置3均位于支撑底座4上，支撑底座4上设置有报警控制器5和泵组控制器6，高压泵组1与泵组控制器6连接，泵组控制器6与报警控制器5连接，溶液箱2上设置有声光报警器7，声光报警器7根据实际气体传感器监测的结果进行对应的报警提醒，声光报警器7与报警控制器5连接，雾化喷淋装置3包括第一喷淋组件8和第二喷淋组件9，第一喷淋组件8连接有驱动组件10，通过驱动组件10带动第一喷淋组件8的转动，驱动组件10与报警控制器5连接，第二喷淋组件9匹配设置在第一喷淋组件8的上方，通过第一喷淋组件8的转动带动第二喷淋组件9的运动。
支撑底座4的下方设置有拖挂车架11，拖挂车架11的设计具有较高的承载力，同时具备很好的移动性，可以将设备与驱动行走设备相连接，从而实现整个设备的拖行移动，从而跟随隧道的掘进过程进行快速移动布置，安全便捷，移动到位后也能够平稳放置，保证设备的整体稳固性。
溶液箱2内设置有液位传感器(图中未画出)，液位传感器与泵组控制器6连接，通过液位传感器监测溶液箱2内的液位高度，通过液位传感器可以实时监测溶液箱2内的液体的余量，并且可以以百分比等方式进行可视化显示，使工作人员能实时了解溶液箱2中的液位状态，在溶液箱2内溶液不足时，可以通过泵组控制器6关闭高压泵组1并进行提醒，既可以放置高压泵组1的空转，以可以便于及时进行溶液的补充，保证设备的正常运行，使用操作更加的安全可靠。
溶液箱2的底部设置有泄液管12，泄液管12上设置有泄液阀13，溶液箱2的顶部设置有进液管14，进液管14上设置有过滤器15和进液阀16，通过过滤器15对进入到溶液箱2内的溶液进行过滤，设计合理，通过泄液管13可以将溶液箱2内的液体进行排出清空处理，当需要排空时，打开泄液阀13即可，而在其他的状态下泄液阀13始终处于关闭状态，进液管14可以对溶液箱2内进行溶液的输送补充，通过进液阀16控制进液管14的导通或闭合，使用操作自动化且安全，且在进液管14上设置了过滤器15，使得进入到溶液箱2内的溶液都必须经过过滤器15的过滤，从而将溶液中的粗颗粒杂质等过滤去除，避免杂质颗粒等造成管道的堵塞，或影响到高压泵组1、雾化喷淋装置3的使用。
溶液箱2通过送液管17与高压泵组1相连通，高压泵组1通过送液管17与雾化喷淋装置3相连通，位于高压泵组1与雾化喷淋装置3之间的送液管17上设置有压力传感器18、单向阀19和安全阀43，压力传感器18与泵组控制器6连接，通过压力传感器18可以监测送液管17中的溶液压力并向泵组控制器6实时反馈，并且配有压力表可以用于使用者的实时查看，从而根据监测的溶液压力泵组控制器6控制高压泵组1进行实时调整，当管道中溶液压力过低时，泵组控制器6提高高压泵组1的输出功率，当管道中溶液压力过高时，泵组控制器6降低高压泵组1的输出功率，从而使得送液管17中的溶液压力始终稳定于预定值，保证喷淋效果，且确保操作安全性能，单向阀19的设计使得溶液只能够单向输送，防止管道中的溶液回流对高压泵组1造成损坏，安全阀43的设计可以在管道中溶液压力超过设定的压力值且不可控时的极端条件下进行自动卸压，从而保证系统安全运行。
第一喷淋组件8和第二喷淋组件9固定安装在支撑框20上，第一喷淋组件8包括喷淋盘21和导向杆22，喷淋盘21倾斜设置在导向杆22的顶端，导向杆22的内部与喷淋盘21的内部相连通，喷淋盘21的侧壁和顶端面上均设置有第一喷淋口23，导向杆22上设置有限位盘24，支撑框20上设置有限位槽25，限位盘24匹配卡接在限位槽25内，导向杆22的底端贯穿支撑框20延伸至支撑框20的下方，导向杆22延伸出的端部通过第一软管26与送液管17相连通，支撑框20为第一喷淋组件8和第二喷淋组件9的安装提供安装支撑面，保证雾化喷淋装置3的平稳安装放置，导向杆22通过限位盘24限位卡接在支撑框20的限位槽25内，保证第一喷淋组件8的精准安装限位，导向杆22的底端贯穿出支撑框20且通过第一软管26与送液管17相连通，而导向杆22的内部又与喷淋盘21相连通，从而使得溶液可以经导向杆22流入到喷淋盘21内，再从喷淋盘21的第一喷淋口23喷出，并且喷淋盘21的侧壁和顶端面上同时设置了第一喷淋口23，从而实现多角度喷淋，保证喷淋效果，且采用第一软管26实现送液管17与导向杆22之间的连通，符合驱动组件10带动第一喷淋组件8的转动设置，由于第一软管26的可拉伸、弯曲变形等，从而不会影响到导向杆22的轴向转动，整个设计紧凑合理，同时第一软管26上还设置了托架，托架固定安装在支撑框20的底面上，通过托架对第一软管26进行支撑托举，避免第一软管26垂落影响到设备的实用，同时也便于管道的实际管理和围护。
驱动组件10包括驱动电机27、主动齿轮28和从动齿轮29，驱动电机27位于支撑框20的顶面上，主动齿轮28和从动齿轮29均位于支撑框20内，从动齿轮29固定安装在导向杆22上，驱动电机27的电机轴30延伸至支撑框20内与主动齿轮28相连接，主动齿轮28与从动齿轮29相互啮合，结构设计合理，驱动电机27通过电机轴30带动与之相连接的主动齿轮28的转动，主动齿轮28带动与之相啮合的从动齿轮29的同步转动，从动齿轮29转动时带动与之固定连接的导向杆22的转动，导向杆22再带动顶端的喷淋盘21的转动，从而实现喷淋盘21的转动喷淋设置，实现全方位的喷淋作业，确保喷淋面积，确保溶液与空气中有害气体的充分接触处理，整个操作自动化，且通过齿轮带动可以保证整个操作过程中的稳定性，且从动齿轮29和主动齿轮28又隐藏在支撑框20的内部，从而可以对齿轮进行一定保护，避免喷淋的溶液之间喷淋在齿轮表面，同时主动齿轮28的底部还设置了辅助座，辅助座支撑在支撑框20内，辅助座只是起到辅助支撑但不影响到主动齿轮28的转动，从而提高整体结构稳固性和可靠性，提高安全性能。
第二喷淋组件9包括辅助架31、导通轴32和喷淋头33，辅助架31固定在支撑框20上，喷淋头33对称设置在导通轴32的两端，两个喷淋头33的相反面上均设置有第二喷淋口36，导通轴32的中部转动连接在辅助架31上，导通轴32的中部设置有连接端44，连接端44通过第二软管41与送液管17相连通，第二软管41可拉伸、弯曲变形等不会影响到导通轴32的摆动，导通轴32的两端均设置有延伸段34，延伸段34与导通轴32之间设置有限位环35，延伸段34上设置有导通口42，延伸段34的端部设置有螺纹段37，喷淋头33套设在延伸段34上，螺纹段37的端部延伸出喷淋头33，螺纹段37的延伸端部螺纹旋接有限位螺母38，喷淋头33位于限位螺母38与限位环35之间，导通口32位于对应的喷淋头33的内部，结构设计巧妙合理，导通轴32的中部与辅助架31转动连接，使得导通轴32可以带动喷淋头33上下摆动，同时喷淋头33自身又套设在导通轴32两端的延伸段34上，且通过限位螺母38与限位环35限位，使得喷淋头33只能够围绕延伸段34轴向转动无法横向移动，安装拆卸方便简单，同时延伸段34上的导通口42正好位于对应喷淋头33内，从而实现导通轴32与喷淋头33之间的导通，送液管17将液体从第二软管41输送到导通轴32内，再从导通轴32两端的导通口42进入到喷淋头33内，最终从喷淋头33上的第二喷淋口36喷洒出去，通过喷淋头33的喷淋角度和喷淋盘21的喷淋角度使得整个雾化喷淋装置3的喷淋更加的多角度设置，有效提高雾化喷淋装置3的喷淋效果，确保对有害气体的处理速率。
喷淋头33上设置有第一锥形弧面39，喷淋盘21上设置有第二锥形弧面40，第一锥形弧面39与第二锥形弧面40相匹配，喷淋头33上的第一锥形弧面39匹配贴附在喷淋盘21上的第二锥形弧面40上，采用第一锥形弧面39和第二锥形弧面40的巧妙设计，配合喷淋盘21自身倾斜设置在导向杆22的顶端，且导向杆22也不安装在喷淋盘21的底面中心处的设计，使得驱动组件10带动喷淋盘21转动时，喷淋盘21转动过程中两侧的高度会发生变化，而两个喷淋头33正好位于喷淋盘21的两侧，从而使得喷淋头33会由于高度差的变化会上下摆动，同时喷淋头33在摆动过程中第一锥形弧面39始终贴附在第二锥形弧面40上，且由于喷淋头33自身可以转动，使得在第二锥形弧面40的转动中可以推动喷淋头33转动，从而使得喷淋头33既可以上下摆动也可以自身轴向转动，使得喷淋头33的喷淋角度和范围更加的广泛全面，有效提高喷淋效果和喷淋速率，提高安全性能。
采用如上述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备的喷淋方法，包括如下步骤：
1)设备的移动：将支撑底座4下方的拖挂车架11与汽车相连，通过汽车将设备整体拖行至施工隧道内，且确保设备移动到距离隧道的掌子面10m以内，再将设备平稳摆放好，并确保雾化喷淋装置3朝向隧道掘进方向设置；通过拖挂车架11使得设备配合小型的车辆就可以实现整体拖行，从而实现快速布置，安全便捷；并且在隧道掘进过程中，按照设备移动方式适时对设备的位置进行移动；
2)溶液的添加：通过液位传感器检测溶液箱2内的溶液量，确保溶液箱2内的溶液液位超过溶液箱2的2/3，当溶液箱2内的溶液量不足时，保持泄压阀的关闭，打开进液阀16，从进液管14往溶液箱2内输送溶液，直至溶液箱2内的溶液量达到要求，并且溶液在进入到溶液箱2内必须经过进液管14上的过滤器15的过滤除杂；确保溶液箱2的溶液至少达到溶液箱2的2/3，从而保证溶液的正常供应，并且对溶液进行定期检查，确保溶液没有发生过期变质等现象，从而保证喷淋效果，并通过泄液管12定期对溶液箱2内进行排液清洁；
3)气体传感器的安装：在隧道未支护段上安装气体传感器，气体传感器安装在隧道掌子面的5m范围内，并确保隧道掌子面的顶部、底部和中部两侧均安装有至少一个气体传感器；通过设置多个气体传感器，并将气态传感器设置在隧道掌子面附近和隧道掌子面的顶部、底板和中部两侧，从而有效提高感应灵敏度，提高安全性能；并且在隧道掘进过程中，按照气体传感器的安装方式适时对气体传感器的位置进行调整；
4)设备运行：
(1)通过气体传感器实时监测空气中的有害气体浓度，当气体传感器感应到有害气体涌出且空气的有害气体浓度没有超出设定值时，报警控制器5启动进行涌出报警，声光报警器7闪黄光并发出滴的警示声，提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，当气体传感器检测到空气中有害气体的浓度超出设定值时，报警控制器5进行超限报警，声光报警器7闪红灯并发出滴滴滴的警示声提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，同时泵组控制器6控制高压泵组1启动，通过高压泵组1将溶液箱2内的溶液输送到雾化喷淋装置3内进行雾化喷淋作业，溶液从导向杆22底端进入到第一喷淋组件8中，再经导向杆22输送到喷淋盘21内，从喷淋盘21侧壁和顶端面上的第一喷淋口23喷出，溶液从导通轴32中部的连接端44进入到第二喷淋组件9中，再经导通轴32两端的导通口42进入到对应喷淋头33内，最终从喷淋头33上的第二喷淋口36喷出，直至空气中的有害气体浓度降低至正常值范围内；
(2)在泵组控制器6控制高压泵组1启动的同时，驱动组件10启动，驱动电机27带动主动齿轮28转动，主动齿轮28带动相啮合的从动齿轮29转动，从动齿轮29带动固定连接的导向杆22转动，从而带动喷淋盘21的转动，实现喷淋盘21的转动喷淋，同时喷淋盘21转动过程中会带动两侧的喷淋头33上下摆动和喷淋头33自身的轴向转动，实现喷淋头33的转动喷淋和摆动喷淋；通过驱动组件10的驱动，使得喷淋盘21可以转动，喷淋盘21转动中带动喷淋头33的转动和摆动，从而使得整个喷淋面积更广泛，喷淋角度更全面，喷淋效果更佳，降低事故的发生率，提高施工安全性能。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，其特征在于：包括高压泵组、溶液箱和雾化喷淋装置，通过所述高压泵组将所述溶液箱内的溶液输送到所述雾化喷淋装置，所述高压泵组、所述溶液箱和所述雾化喷淋装置均位于支撑底座上，所述支撑底座上设置有报警控制器和泵组控制器，所述高压泵组与所述泵组控制器连接，所述泵组控制器与所述报警控制器连接，所述溶液箱上设置有声光报警器，所述声光报警器与所述报警控制器连接，所述雾化喷淋装置包括第一喷淋组件和第二喷淋组件，所述第一喷淋组件连接有驱动组件，通过所述驱动组件带动所述第一喷淋组件的转动，所述驱动组件与所述报警控制器连接，所述第二喷淋组件匹配设置在所述第一喷淋组件的上方，通过所述第一喷淋组件的转动带动所述第二喷淋组件的运动，所述第一喷淋组件和所述第二喷淋组件固定安装在支撑框上，所述第一喷淋组件包括喷淋盘和导向杆，所述喷淋盘倾斜设置在所述导向杆的顶端，所述导向杆的内部与所述喷淋盘的内部相连通，所述喷淋盘的侧壁和顶端面上均设置有第一喷淋口，所述导向杆上设置有限位盘，所述支撑框上设置有限位槽，所述限位盘匹配卡接在所述限位槽内，所述导向杆的底端贯穿所述支撑框延伸至所述支撑框的下方，所述导向杆延伸出的端部通过第一软管与送液管相连通，所述驱动组件包括驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机位于所述支撑框的顶面上，所述主动齿轮和所述从动齿轮均位于所述支撑框内，所述从动齿轮固定安装在所述导向杆上，所述驱动电机的电机轴延伸至所述支撑框内与所述主动齿轮相连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合，所述第二喷淋组件包括辅助架、导通轴和喷淋头，所述辅助架固定在支撑框上，所述喷淋头对称设置在所述导通轴的两端，两个所述喷淋头的相反面上均设置有第二喷淋口，所述导通轴的中部转动连接在所述辅助架上，所述导通轴的中部设置有连接端，所述连接端通过第二软管与所述送液管相连通，所述导通轴的两端均设置有延伸段，所述延伸段与所述导通轴之间设置有限位环，所述延伸段上设置有导通口，所述延伸段的端部设置有螺纹段，所述喷淋头套设在所述延伸段上，所述螺纹段的端部延伸出所述喷淋头，所述螺纹段的延伸端部螺纹旋接有限位螺母，所述喷淋头位于所述限位螺母与所述限位环之间，所述导通口位于对应的所述喷淋头的内部，所述喷淋头上设置有第一锥形弧面，所述喷淋盘上设置有第二锥形弧面，所述第一锥形弧面与所述第二锥形弧面相匹配，所述喷淋头上的所述第一锥形弧面匹配贴附在所述喷淋盘上的所述第二锥形弧面上。
2.根据权利要求1所述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，其特征在于：所述支撑底座的下方设置有拖挂车架。
3.根据权利要求1所述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，其特征在于：所述溶液箱内设置有液位传感器，所述液位传感器与所述泵组控制器连接，通过所述液位传感器监测所述溶液箱内的液位高度。
4.根据权利要求1所述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，其特征在于：所述溶液箱的底部设置有泄液管，所述泄液管上设置有泄液阀，所述溶液箱的顶部设置有进液管，所述进液管上设置有过滤器和进液阀，通过所述过滤器对进入到所述溶液箱内的溶液进行过滤。
5.根据权利要求1所述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备，其特征在于：所述溶液箱通过送液管与所述高压泵组相连通，所述高压泵组通过所述送液管与所述雾化喷淋装置相连通，位于所述高压泵组与所述雾化喷淋装置之间的所述送液管上设置有压力传感器、单向阀和安全阀，所述压力传感器与所述泵组控制器连接。
6.基于权利要求1所述的隧道有害气体实时报警自动雾化喷淋治理设备的喷淋方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）设备的移动：将支撑底座下方的拖挂车架与汽车相连，通过汽车将设备整体拖行至施工隧道内，且确保设备移动到距离隧道的掌子面10m以内，再将设备平稳摆放好，并确保雾化喷淋装置朝向隧道掘进方向设置；
2）溶液的添加：通过液位传感器检测溶液箱内的溶液量，确保溶液箱内的溶液液位超过溶液箱的2/3，当溶液箱内的溶液量不足时，保持泄压阀的关闭，打开进液阀，从进液管往溶液箱内输送溶液，直至溶液箱内的溶液量达到要求，并且溶液在进入到溶液箱内必须经过进液管上的过滤器的过滤除杂；
3）气体传感器的安装：在隧道未支护段上安装气体传感器，气体传感器安装在隧道掌子面的5m范围内，并确保隧道掌子面的顶部、底部和中部两侧均安装有至少一个气体传感器； 4)设备运行：
（1）通过气体传感器实时监测空气中的有害气体浓度，当气体传感器感应到有害气体涌出且空气的有害气体浓度没有超出设定值时，报警控制器启动进行涌出报警，声光报警器闪黄光并发出滴的警示声，提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，当气体传感器检测到空气中有害气体的浓度超出设定值时，报警控制器进行超限报警，声光报警器闪红灯并发出滴滴滴的警示声提醒施工人员立即立即停止工作并撤离，同时泵组控制器控制高压泵组启动，通过高压泵组将溶液箱内的溶液输送到雾化喷淋装置内进行雾化喷淋作业，溶液从导向杆底端进入到第一喷淋组件中，再经导向杆输送到喷淋盘内，从喷淋盘侧壁和顶端面上的第一喷淋口喷出，溶液从导通轴中部的连接端进入到第二喷淋组件中，再经导通轴两端的导通口进入到对应喷淋头内，最终从喷淋头上的第二喷淋口喷出，直至空气中的有害气体浓度降低至正常值范围内；
（2）在泵组控制器控制高压泵组启动的同时，驱动组件启动，驱动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动相啮合的从动齿轮转动，从动齿轮带动固定连接的导向杆转动，从而带动喷淋盘的转动，实现喷淋盘的转动喷淋，同时喷淋盘转动过程中会带动两侧的喷淋头上下摆动和喷淋头自身的轴向转动，实现喷淋头的转动喷淋和摆动喷淋。
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