CN117386454B - 一种隧道塌方预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道塌方预警装置，涉及报警装置领域，包括两个侧板和顶板，且两个侧板对称固定在顶板的底部，顶板顶部的两侧均通过螺栓连接有第一弹簧，且两个第一弹簧的顶部之间通过螺栓连接有防护板，防护板的形状为拱形，两个侧板相对的一侧外壁靠近顶部的位置通过螺栓连接有固定板，且固定板和顶板之间设置有两个第一预警机构，两个第一预警机构均包括连接架、两个推杆、两个支撑辊、传动带、传动组件、支撑块、位移传感器和蜂鸣报警器。本发明能够对隧道内部的施工人员进行预警处理，以便于施工人员及时的从隧道内撤出，防止由于隧道的空间较大导致声音在传递时发生分散以及由于施工的噪音较大使施工人员无法及时地作出回应。

Description

一种隧道塌方预警装置

技术领域

本发明涉及报警装置领域，尤其涉及一种隧道塌方预警装置。

背景技术

隧道拱顶因围岩形变挤压初期支护结构，隧道拱顶的初期支护结构超过形变限度失效引发局部坍塌，使隧道的内部发生塌方，对工程顺利进行和施工人员的人身安全造成重大威胁，因此，需要通过预警装置对隧道的塌方进行预警处理。

经检索，申请公布号为CN114333188A的中国专利申请，公开了一种隧道塌方预警装置，通过连杆将支撑隧道顶部的弧形顶撑的形变量传递到检测器，检测器检测弧形顶撑的形变量并传递给蜂鸣控制器，蜂鸣控制器在弧形顶撑的形变量达到设定限度时控制蜂鸣器发出警示声，指示塌方发生的潜在位置，提醒施工人员及时作出处理或及时避险，避免大面积垮塌的出现。但是，现有的装置在对隧道的塌方进行预警处理时，通常会采用观察顶部支撑的形变量来对隧道的塌方进行预警处理，但是，部分隧道的塌方是瞬间发生的，仅仅通过观察顶部支撑的形变量并不能及时有效的对隧道的预警作出反应，从而会对隧道施工人员的安全造成威胁。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种隧道塌方预警装置，包括两个侧板和顶板，且两个侧板对称固定在顶板的底部，所述顶板顶部的两侧均通过螺栓连接有第一弹簧，且两个第一弹簧的顶部之间通过螺栓连接有防护板，所述防护板的形状为拱形，两个所述侧板相对的一侧外壁靠近顶部的位置通过螺栓连接有固定板，且固定板和顶板之间设置有两个第一预警机构。

优选地，两个所述第一预警机构均包括连接架、两个推杆、两个支撑辊、传动带、传动组件、支撑块、位移传感器和蜂鸣报警器，且连接架的顶部与防护板的底部通过螺栓连接，连接架相对的两侧内壁之间通过轴承转动连接有两个转轴，两个转轴的外壁与两个推杆固定连接，顶板顶部的两侧均开设有固定槽，固定槽的底部开设有通口，固定槽的内壁滑动连接有推块，推块与推杆之间通过铰链连接，两个支撑辊与通口之间通过轴承形成转动连接，传动带与两个支撑辊转动连接，传动带的顶部与推块固定连接，固定板的顶部通过螺栓连接有支撑板，支撑块的底部与支撑板之间通过螺栓连接有第二弹簧，支撑板与传动带的底部之间通过传动组件连接，位移传感器固定在支撑块的底部，支撑板的底部开设有安装口，安装口的内壁与蜂鸣报警器之间通过螺栓连接，蜂鸣报警器位于位移传感器的正下方。

优选地，所述传动组件由固定杆和齿轮组成，且固定杆的底部与支撑板之间通过螺栓连接，支撑板的一侧与齿轮之间通过轴承形成转动连接，传动带的底部开设有多个齿槽，齿槽与齿轮啮合，齿轮的一侧靠近顶部的位置通过螺栓连接有销轴，销轴的外壁转动套接有轴套，轴套与支撑块之间通过铰链连接有连接轴。

优选地，所述支撑板的底部通过螺栓连接有防护罩，且蜂鸣报警器位于防护罩的内部，防护罩的形状为喇叭状。

优选地，所述支撑块底部的两侧与支撑板之间粘接有第一气囊，支撑板的内部开设有腔体，第一气囊与腔体之间开设有进气孔。

优选地，所述防护罩的底部开设有抽拉口，且抽拉口的内壁滑动连接有延伸板，延伸板的顶部与抽拉口之间通过螺栓连接有弹性件，腔体的底部与抽拉口之间开设有排气孔。

优选地，所述防护板的顶部开设有多个定位口，且定位口的内壁滑动连接有定位杆，定位杆的底部与顶板之间通过螺栓连接。

优选地，所述支撑板的顶部和顶板的底部之间通过螺栓连接有连接板，且连接板和传动带之间设置有第二预警机构。

优选地，所述第二预警机构包括推板、筒体、活塞杆和压力传感器，且推板的顶部与传动带底部的一侧固定连接，活塞杆与推板之间通过螺栓连接，筒体的一侧与连接板固定连接，活塞杆与筒体的内壁滑动连接，筒体的底部设置有出气孔，出气孔的底部设置有第二气囊，第二气囊的底部与压力传感器的顶部接触，压力传感器的底部与支撑板固定连接。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置的第一预警机构，当隧道顶部的落石体积较大时，预示着隧道会有塌方的危险，因此，通过第一预警机构能够对隧道的塌方进行预警处理，当体积较大的落石落在防护板上时，防护板会由于落石的重力作用而发生下移，此时，两个推杆会向两侧展开，而推杆在展开时会推动着传动带向一侧移动，传动带在移动时会带动齿轮进行转动，此时，销轴会随着齿轮的转动而转动，连接轴则会在销轴和轴套的作用下带动支撑块向下移动，此时，位移传感器与蜂鸣报警器之间的距离会逐渐接近，当位移传感器与蜂鸣报警器之间的距离足够接近时，位移传感器会对信号进行传递，同时，蜂鸣报警器在收到信号后会发出警报，从而对隧道内部的施工人员进行预警处理，以便于使施工人员及时的从隧道内撤出；

2.本发明通过设置的第一气囊、防护罩和延伸板，当支撑块在下移时，支撑块会对第一气囊进行挤压处理，此时，第一气囊内部的气体会通过进气孔输送至腔体的内部，并通过排气孔输送至抽拉口的内部，此时，延伸板会在气压的作用下从抽拉口的内部延伸出，此时，延伸出的延伸板与防护罩之间形成喇叭状，从而便于对蜂鸣报警器传递出的声音进行扩音处理，以便于施工人员能够及时的作出反应，防止由于隧道的空间较大导致声音在传递时发生分散以及由于施工的噪音较大使施工人员无法及时地作出回应，从而对施工人员的安全造成威胁；

3.本发明通过设置的第二预警机构，当隧道顶部的落石频繁发生时，推杆会带动传动带进行往复的移动，此时，推板会带动活塞杆在筒体的内部进行往复滑移，从而对第二气囊进行打气处理，以便于使第二气囊发生鼓起，而鼓起的第二气囊会对压力传感器进行挤压，当压力传感器收到的压力较大时，此时，压力传感器会发出信号，同时，蜂鸣报警器会发出警报，以便于提醒施工人员及时的撤离，防止由于落石频繁发生导致隧道发生坍塌，从而对施工人员的安全造成威胁，通过第一预警机构与第二预警机构之间的配合能够有效的对隧道的塌方进行预警处理，以便于提高隧道施工的安全性。

附图说明

图1为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的主视结构示意图；

图3为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的局部剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的第一预警机构结构示意图；

图5为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的第一预警机构剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的传动组件结构示意图；

图7为本发明提出的一种隧道塌方预警装置的第二预警机构结构示意图。

附图中：1、侧板；2、顶板；3、第一弹簧；4、防护板；5、定位口；6、定位杆；7、固定板；8、第一预警机构；9、蜂鸣报警器；10、位移传感器；11、防护罩；12、第二预警机构；13、固定槽；14、通口；15、连接架；16、转轴；17、推杆；18、推块；19、传动带；20、支撑辊；21、支撑板；22、第二弹簧；23、支撑块；24、第一气囊；25、连接轴；26、销轴；27、齿轮；28、轴套；29、抽拉口；30、腔体；31、延伸板；32、齿槽；33、固定杆；34、连接板；35、筒体；36、活塞杆；37、推板；38、第二气囊；39、压力传感器。

具体实施方式

实施例1

参照图1-6，一种隧道塌方预警装置，包括两个侧板1和顶板2，且两个侧板1对称固定在顶板2的底部，顶板2顶部的两侧均通过螺栓连接有第一弹簧3，且两个第一弹簧3的顶部之间通过螺栓连接有防护板4，防护板4的形状为拱形，两个侧板1相对的一侧外壁靠近顶部的位置通过螺栓连接有固定板7，且固定板7和顶板2之间设置有两个第一预警机构8，对隧道内部的施工人员进行预警处理，以便于使施工人员及时的从隧道内撤出。

在上述的基础上，两个第一预警机构8均包括连接架15、两个推杆17、两个支撑辊20、传动带19、传动组件、支撑块23、位移传感器10和蜂鸣报警器9，且连接架15的顶部与防护板4的底部通过螺栓连接，连接架15相对的两侧内壁之间通过轴承转动连接有两个转轴16，两个转轴16的外壁与两个推杆17固定连接，顶板2顶部的两侧均开设有固定槽13，固定槽13的底部开设有通口14，固定槽13的内壁滑动连接有推块18，推块18与推杆17之间通过铰链连接，两个支撑辊20与通口14之间通过轴承形成转动连接，传动带19与两个支撑辊20转动连接，传动带19的顶部与推块18固定连接，固定板7的顶部通过螺栓连接有支撑板21，支撑块23的底部与支撑板21之间通过螺栓连接有第二弹簧22，支撑板21与传动带19的底部之间通过传动组件连接，位移传感器10固定在支撑块23的底部，支撑板21的底部开设有安装口，安装口的内壁与蜂鸣报警器9之间通过螺栓连接，蜂鸣报警器9位于位移传感器10的正下方。

在上述的基础上，传动组件由固定杆33和齿轮27组成，且固定杆33的底部与支撑板21之间通过螺栓连接，支撑板21的一侧与齿轮27之间通过轴承形成转动连接，传动带19的底部开设有多个齿槽32，齿槽32与齿轮27啮合，齿轮27的一侧靠近顶部的位置通过螺栓连接有销轴26，销轴26的外壁转动套接有轴套28，轴套28与支撑块23之间通过铰链连接有连接轴25，当隧道顶部的落石体积较大时，预示着隧道会有塌方的危险，因此，通过第一预警机构8能够对隧道的塌方进行预警处理，当体积较大的落石落在防护板4上时，防护板4会由于落石的重力作用而发生下移，此时，两个推杆17会向两侧展开，而推杆17在展开时会推动着传动带19向一侧移动，传动带19在移动时会带动齿轮27进行转动，此时，销轴26会随着齿轮27的转动而转动，连接轴25则会在销轴26和轴套28的作用下带动支撑块23向下移动，此时，位移传感器10与蜂鸣报警器9之间的距离会逐渐接近，当位移传感器10与蜂鸣报警器9之间的距离足够接近时，位移传感器10会对信号进行传递，同时，蜂鸣报警器9在收到信号后会发出警报，从而对隧道内部的施工人员进行预警处理，以便于使施工人员及时的从隧道内撤出。

在上述的基础上，支撑板21的底部通过螺栓连接有防护罩11，且蜂鸣报警器9位于防护罩11的内部，防护罩11的形状为喇叭状，能够对蜂鸣报警器9进行防护处理，防止由于施工产生的碎石对蜂鸣报警器9造成损坏。

在上述的基础上，支撑块23底部的两侧与支撑板21之间粘接有第一气囊24，支撑板21的内部开设有腔体30，第一气囊24与腔体30之间开设有进气孔。

在上述的基础上，防护罩11的底部开设有抽拉口29，且抽拉口29的内壁滑动连接有延伸板31，延伸板31的顶部与抽拉口29之间通过螺栓连接有弹性件，腔体30的底部与抽拉口29之间开设有排气孔，当支撑块23在下移时，支撑块23会对第一气囊24进行挤压处理，此时，第一气囊24内部的气体会通过进气孔输送至腔体30的内部，并通过排气孔输送至抽拉口29的内部，此时，延伸板31会在气压的作用下从抽拉口29的内部延伸出，此时，延伸出的延伸板31与防护罩11之间形成喇叭状，从而便于对蜂鸣报警器9传递出的声音进行扩音处理，以便于施工人员能够及时的作出反应，防止由于隧道的空间较大导致声音在传递时发生分散以及由于施工的噪音较大使施工人员无法及时地作出回应，从而对施工人员的安全造成威胁。

在上述的基础上，防护板4的顶部开设有多个定位口5，且定位口5的内壁滑动连接有定位杆6，定位杆6的底部与顶板2之间通过螺栓连接。

实施例2

参照图1-7，一种隧道塌方预警装置，与实施例1相比，在实施例1的基础上，支撑板21的顶部和顶板2的底部之间通过螺栓连接有连接板34，且连接板34和传动带19之间设置有第二预警机构12。

在上述的基础上，第二预警机构12包括推板37、筒体35、活塞杆36和压力传感器39，且推板37的顶部与传动带19底部的一侧固定连接，活塞杆36与推板37之间通过螺栓连接，筒体35的一侧与连接板34固定连接，活塞杆36与筒体35的内壁滑动连接，筒体35的底部设置有出气孔，出气孔的底部设置有第二气囊38，第二气囊38的底部与压力传感器39的顶部接触，压力传感器39的底部与支撑板21固定连接，当隧道顶部的落石频繁发生时，推杆17会带动传动带19进行往复的移动，此时，推板37会带动活塞杆36在筒体35的内部进行往复滑移，从而对第二气囊38进行打气处理，以便于使第二气囊38发生鼓起，而鼓起的第二气囊38会对压力传感器39进行挤压，当压力传感器39收到的压力较大时，此时，压力传感器39会发出信号，同时，蜂鸣报警器9会发出警报，以便于提醒施工人员及时的撤离，防止由于落石频繁发生导致隧道发生坍塌，从而对施工人员的安全造成威胁，通过第一预警机构8与第二预警机构12之间的配合能够有效的对隧道的塌方进行预警处理，以便于提高隧道施工的安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种隧道塌方预警装置，包括两个侧板（1）和顶板（2），且两个侧板（1）对称固定在顶板（2）的底部，其特征在于，所述顶板（2）顶部的两侧均通过螺栓连接有第一弹簧（3），且两个第一弹簧（3）的顶部之间通过螺栓连接有防护板（4），所述防护板（4）的形状为拱形，两个所述侧板（1）相对的一侧外壁靠近顶部的位置通过螺栓连接有固定板（7），且固定板（7）和顶板（2）之间设置有两个第一预警机构（8）；

两个所述第一预警机构（8）均包括连接架（15）、两个推杆（17）、两个支撑辊（20）、传动带（19）、传动组件、支撑块（23）、位移传感器（10）和蜂鸣报警器（9），且连接架（15）的顶部与防护板（4）的底部通过螺栓连接，连接架（15）相对的两侧内壁之间通过轴承转动连接有两个转轴（16），两个转轴（16）的外壁与两个推杆（17）固定连接，顶板（2）顶部的两侧均开设有固定槽（13），固定槽（13）的底部开设有通口（14），固定槽（13）的内壁滑动连接有推块（18），推块（18）与推杆（17）之间通过铰链连接，两个支撑辊（20）与通口（14）之间通过轴承形成转动连接，传动带（19）与两个支撑辊（20）转动连接，传动带（19）的顶部与推块（18）固定连接，固定板（7）的顶部通过螺栓连接有支撑板（21），支撑块（23）的底部与支撑板（21）之间通过螺栓连接有第二弹簧（22），支撑板（21）与传动带（19）的底部之间通过传动组件连接，位移传感器（10）固定在支撑块（23）的底部，支撑板（21）的底部开设有安装口，安装口的内壁与蜂鸣报警器（9）之间通过螺栓连接，蜂鸣报警器（9）位于位移传感器（10）的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述传动组件由固定杆（33）和齿轮（27）组成，且固定杆（33）的底部与支撑板（21）之间通过螺栓连接，支撑板（21）的一侧与齿轮（27）之间通过轴承形成转动连接，传动带（19）的底部开设有多个齿槽（32），齿槽（32）与齿轮（27）啮合，齿轮（27）的一侧靠近顶部的位置通过螺栓连接有销轴（26），销轴（26）的外壁转动套接有轴套（28），轴套（28）与支撑块（23）之间通过铰链连接有连接轴（25）。

3.根据权利要求1所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述支撑板（21）的底部通过螺栓连接有防护罩（11），且蜂鸣报警器（9）位于防护罩（11）的内部，防护罩（11）的形状为喇叭状。

4.根据权利要求3所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述支撑块（23）底部的两侧与支撑板（21）之间粘接有第一气囊（24），支撑板（21）的内部开设有腔体（30），第一气囊（24）与腔体（30）之间开设有进气孔。

5.根据权利要求4所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述防护罩（11）的底部开设有抽拉口（29），且抽拉口（29）的内壁滑动连接有延伸板（31），延伸板（31）的顶部与抽拉口（29）之间通过螺栓连接有弹性件，腔体（30）的底部与抽拉口（29）之间开设有排气孔。

6.根据权利要求1所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述防护板（4）的顶部开设有多个定位口（5），且定位口（5）的内壁滑动连接有定位杆（6），定位杆（6）的底部与顶板（2）之间通过螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述支撑板（21）的顶部和顶板（2）的底部之间通过螺栓连接有连接板（34），且连接板（34）和传动带（19）之间设置有第二预警机构（12）。

8.根据权利要求7所述的一种隧道塌方预警装置，其特征在于，所述第二预警机构（12）包括推板（37）、筒体（35）、活塞杆（36）和压力传感器（39），且推板（37）的顶部与传动带（19）底部的一侧固定连接，活塞杆（36）与推板（37）之间通过螺栓连接，筒体（35）的一侧与连接板（34）固定连接，活塞杆（36）与筒体（35）的内壁滑动连接，筒体（35）的底部设置有出气孔，出气孔的底部设置有第二气囊（38），第二气囊（38）的底部与压力传感器（39）的顶部接触，压力传感器（39）的底部与支撑板（21）固定连接。