CN118088250B - 一种隧道活塞风降尘控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道降尘技术领域，提出了一种隧道活塞风降尘控制装置，包括多个嵌设在隧道内壁上的降尘机构、位于隧道出口处的滤尘机构以及控制器，所述降尘机构包括底箱、传动箱和活塞箱，所述底箱的内部转动连接有风轮，所述风轮的一部分位于底箱的外部，所述风轮的中心处设置有中心转轴。本发明通过风轮、喷淋驱动组件和喷淋降尘组件的设置，在列车进入隧道时所产生的气流能够带动风轮转动从而联动带动喷淋驱动组件运行，使得喷淋降尘组件能够对隧道内进行喷淋降尘，配合设置的转速传感器能够对风轮的转速进行检测，以便控制雾化喷淋管开启的数量，同时在风轮转动时能够带动发电机及压电片发电，以便对该装置进行供电，从而达到一举两得的效果。
Description
技术领域
本发明涉及隧道降尘技术领域，具体为一种隧道活塞风降尘控制装置。
背景技术
隧道中高速运行的列车，就像管道里的塞子，车头形成正压，推动气流运动，产生压缩气流，排出隧道外，车尾形成负压，带动气流卷吸形成活塞风，由于列车壁和隧道壁限制了空气侧向流和向上流的空间，因此列车在隧道内的速度越大，侧面所产生的气流也越大。
隧道扬尘是困扰隧道正常使用，影响列车安全行驶的重大问题，在实际的隧道中，某些铁路线中投入运营的车辆车流密度大、载重量大、线路环境复杂、隧道多，运煤列车频繁穿越隧道时，由于产生较大气流，车厢内煤炭表面被吹起，造成隧道内扬尘，同时还会将尘土在活塞风的作用下带到隧道出口处，快速膨胀扩散至隧道外部，对隧道内外的环境会造成较大影响，因此基于上述问题提出一种隧道活塞风降尘控制装置。
发明内容
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种隧道活塞风降尘控制装置，包括多个嵌设在隧道内壁上的降尘机构、位于隧道出口处的滤尘机构以及控制器，所述降尘机构包括底箱、传动箱和活塞箱，所述底箱的内部转动连接有风轮，所述风轮的一部分位于底箱的外部，所述风轮的中心处设置有中心转轴，所述中心转轴延伸至传动箱的内部并固定有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮通过传动组件连接有发电机，所述传动组件还连接有第二传动齿轮；
所述活塞箱的内部设置有喷淋注液腔和连通腔，所述喷淋注液腔与连通腔连通，所述第二传动齿轮连接有延伸至喷淋注液腔内部的喷淋驱动组件，所述传动箱的内部安装有压电片，所述喷淋驱动组件与压电片间歇接触，所述喷淋注液腔通过进液管与蓄水箱连接，所述连通腔通过出液管连接有喷淋降尘组件；
所述活塞箱的内部还设置有加液腔和存储腔，所述中心转轴的表面还连接有加液驱动组件，所述加液驱动组件的一端延伸至加液腔的内部，所述加液腔的出液端与出液管连通；
所述喷淋降尘组件包括第一雾化喷淋管和第二雾化喷淋管，所述出液管连接有连管，所述连管与第一雾化喷淋管连接，所述连管的表面还设置有分支管，所述分支管通过电磁阀与第二雾化喷淋管连接，所述中心转轴的底部连接有转速传感器，所述转速传感器、电磁阀均与控制器连接，用于根据转速控制电磁阀的启闭。
优选的，所述传动组件包括第一传动小齿轮和第二传动小齿轮，所述第一传动小齿轮和第二传动小齿轮之间设置有第二电磁联轴器，所述第一传动小齿轮与第二传动齿轮连接，所述第二传动小齿轮与第一传动齿轮连接。
优选的，所述喷淋驱动组件包括与第二传动齿轮连接的转杆，所述转杆的表面连接有两个凸轮盘，两个所述凸轮盘之间转动连接有连杆，所述连杆的一端转动连接有活塞推杆，所述活塞推杆的一端位于喷淋注液腔的内部并固定连接有双向活塞头。
优选的，所述喷淋注液腔的表面安装有两个单向进水阀，两个所述单向进水阀分别位于双向活塞头的两侧，所述进液管分别与两个单向进水阀连接，所述喷淋注液腔与连通腔之间安装有两个单向出水阀，两个所述单向出水阀也位于双向活塞头的两侧。
优选的，所述加液驱动组件包括设置在加液腔内部的单向注液活塞头，所述单向注液活塞头的表面转动连接有推杆，所述推杆的另一端转动连接有转盘，所述转盘与中心转轴之间设置有联动结构，所述加液腔与存储腔之间安装有单向进液阀，所述加液腔与出液管之间安装有单向出液阀。
优选的，所述联动结构包括固定套接在中心转轴表面的第一联动齿轮，所述第一联动齿轮啮合连接有第二联动齿轮，所述第二联动齿轮的中心处设置有轴杆，所述轴杆与转盘之间通过第一电磁联轴器连接。
优选的，所述压电片与发电机所产生的电流通过转换后与蓄电池连接用于给装置供电。
优选的，所述滤尘机构包括开设在隧道出口顶部的多个排风口、设置在隧道外部的除尘器，多个所述排风口通过进风管与除尘器连接，隧道的顶部还开设有送风通道，所述送风通道的一端与隧道的进口顶部连通，所述除尘器的出风端与送风通道连通，隧道进口设置有列车检测传感器。
本发明提供了一种隧道活塞风降尘控制装置。具备以下有益效果：
1、本发明通过风轮、喷淋驱动组件和喷淋降尘组件的设置，在列车进入隧道时所产生的气流能够带动风轮转动从而联动带动喷淋驱动组件运行，使得喷淋降尘组件能够对隧道内进行喷淋降尘，配合设置的转速传感器能够对风轮的转速进行检测，以便控制雾化喷淋管开启的数量，同时在风轮转动时能够带动发电机及压电片发电，以便对该装置进行供电，从而达到一举两得的效果。
2、本发明通过存储腔和加液驱动组件的设置，在喷淋降尘时，当需要在喷淋水内加入驱虫药剂时，只需将加液驱动组件中的第一电磁联轴器通电，即可在风轮转动时联动带动加液驱动组件运行，从而将液体药剂注入与喷淋水混合，进行喷淋降尘，通过定期的操作，避免隧道内病虫害影响隧道内结构的安全性和稳定性。
3、本发明通过滤尘机构的设置，列车进入隧道时，活塞风作用下其中一部分空气被压缩推至列车头的前方，而排风口的设置，可使压缩空气从排风口进入除尘器，经除尘器除尘后，将空气送至送风通道处，送风通道可通过多个出风口排出至隧道的进口处，并在喷淋降尘的作用下进行二次净化，与喷淋降尘相辅相成，形成循环，使得从隧道出口扩散出去的灰尘大大减少。
附图说明
图1为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置的局部立体图；
图2为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置中降尘机构的整体示意图；
图3为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置中降尘机构的传动组件、喷淋驱动组件示意图；
图4为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置中降尘机构的加液驱动组件示意图；
图5为图4中A处的放大图；
图6为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置中凸轮盘的立体图；
图7为本发明一种隧道活塞风降尘控制装置中滤尘机构的示意图。
其中，1、底箱；2、传动箱；3、活塞箱；301、喷淋注液腔；302、连通腔；303、加液腔；304、存储腔；305、出液管；306、进液管；4、风轮；41、中心转轴；5、转速传感器；6、加液驱动组件；601、第一联动齿轮；602、第二联动齿轮；603、第一电磁联轴器；604、转盘；605、推杆；606、单向注液活塞头；607、单向进液阀；608、单向出液阀；7、传动组件；701、第一传动小齿轮；702、第二传动小齿轮；703、第二电磁联轴器；8、喷淋驱动组件；801、双向活塞头；802、单向进水阀；803、转杆；804、单向出水阀；805、活塞推杆；806、连杆；807、凸轮盘；9、第二传动齿轮；10、第一传动齿轮；11、喷淋降尘组件；1101、连管；1102、分支管；1103、电磁阀；1104、第一雾化喷淋管；1105、第二雾化喷淋管；12、发电机；13、压电片；14、除尘器；15、排风口；16、送风通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-图3和图6所示，本发明实施例提供一种隧道活塞风降尘控制装置，包括多个嵌设在隧道内壁上的降尘机构以及控制器，降尘机构包括底箱1、传动箱2和活塞箱3，底箱1的内部转动连接有风轮4，风轮4的一部分位于底箱1的外部，当列车经过隧道时高速行驶产生的气流能够带动风轮4实现转动，风轮4的形状和大小可以根据隧道的宽度以及列车的时速等进行设计，以确保能够带动其他组件实现运行，风轮4的中心处设置有中心转轴41，中心转轴41延伸至传动箱2的内部并固定有第一传动齿轮10，第一传动齿轮10通过传动组件7连接有发电机12，传动组件7还连接有第二传动齿轮9，传动组件7包括第一传动小齿轮701和第二传动小齿轮702，第一传动小齿轮701和第二传动小齿轮702之间设置有第二电磁联轴器703，第一传动小齿轮701与第二传动齿轮9连接，第二传动小齿轮702与第一传动齿轮10连接，活塞箱3的内部设置有喷淋注液腔301和连通腔302，喷淋注液腔301与连通腔302连通，第二传动齿轮9连接有延伸至喷淋注液腔301内部的喷淋驱动组件8。
具体的，第一传动齿轮10与第二传动小齿轮702连接，第二传动小齿轮702与发电机12连接，通过大直径的齿轮带动小直径的齿轮转动，能够提高第二传动小齿轮702的转速，从而提高对发电机12的发电效果，第一传动小齿轮701与第二传动齿轮9连接，小直径的齿轮带动大直径的齿轮转动，使得对第二传动齿轮9的驱动更为省力一些，同时在不需要进行喷淋降尘时，可将第二电磁联轴器703断电，这样风轮4在转动时，只需要带动发电机12进行发电即可，不需要带动喷淋驱动组件8运行。
传动箱2的内部安装有压电片13，喷淋驱动组件8与压电片13间歇接触，喷淋注液腔301通过进液管306与蓄水箱连接，蓄水箱为设置在隧道的上方或者外部的水池，用于在喷淋降尘时供水，蓄水箱的内部设置有液位传感器和抽液水泵，可以自动进行抽水补给，连通腔302通过出液管305连接有喷淋降尘组件11，喷淋驱动组件8包括与第二传动齿轮9连接的转杆803，转杆803的表面连接有两个凸轮盘807，两个凸轮盘807之间转动连接有连杆806，连杆806的一端转动连接有活塞推杆805，活塞推杆805的一端位于喷淋注液腔301的内部并固定连接有双向活塞头801，在第二传动齿轮9转动时可以带动凸轮盘807转动，如图6所示，凸轮盘807中间为圆盘，在转动时可推动活塞推杆805来回移动，从而将蓄水箱内的水抽入喷淋注液腔301内部，同时在凸轮盘807转动的同时可以对压电片13进行按压，从而实现发电。
喷淋注液腔301的表面安装有两个单向进水阀802，两个单向进水阀802分别位于双向活塞头801的两侧，进液管306分别与两个单向进水阀802连接，喷淋注液腔301与连通腔302之间安装有两个单向出水阀804，两个单向出水阀804也位于双向活塞头801的两侧，可实现双向进排水，保证喷淋降尘时的持续稳定。
喷淋降尘组件11包括第一雾化喷淋管1104和第二雾化喷淋管1105，出液管305连接有连管1101，连管1101与第一雾化喷淋管1104连接，连管1101的表面还设置有分支管1102，分支管1102通过电磁阀1103与第二雾化喷淋管1105连接，中心转轴41的底部连接有转速传感器5，转速传感器5、电磁阀1103均与控制器连接，用于根据转速控制电磁阀1103的启闭。
具体的，正常情况下电磁阀1103处于关闭的状态，第二雾化喷淋管1105不使用，只通过第一雾化喷淋管1104进行喷淋，若列车时速较高，转速传感器5检测到风轮4的转速超出预设值时，证明喷淋注液腔301内部的流量在增加较多，则通过控制器控制将电磁阀1103打开，通过第一雾化喷淋管1104和第二雾化喷淋管1105同时喷淋，提高降尘效果，从而对降尘起到控制作用。
压电片13与发电机12产生的电流通过转换后与蓄电池连接用于给装置供电，更为节能。
其中隧道的进口设置有列车检测传感器。
工作原理：在列车没有驶入隧道的情况下，第一电磁联轴器603和第二电磁联轴器703均处于断电状态，此时风轮4、加液驱动组件6和喷淋驱动组件8之间互不干涉，在正常自然风带动风轮4转动时只能带动发电机12转动，不会对其他部件造成影响，当列车进入隧道时，首先列车检测传感器检测到列车的进入，将信号反馈给控制器，控制器会控制第二电磁联轴器703通电，在列车行驶时，侧面产生的较强气流会带动风轮4转动，风轮4转动时能够带动传动组件7转动，从而带动发电机12转动发电，并带动第二传动齿轮9转动，第二传动齿轮9转动时又联动带动活塞推杆805，从而将水从蓄水箱内经单向进水阀802抽入喷淋注液腔301内，又经单向出水阀804导入喷淋降尘组件11，通过活塞推杆805带动双向活塞头801连续运动，能够将水从第一雾化喷淋管1104喷出，给隧道内降尘，将煤炭表面打湿，避免列车上煤炭的灰尘因列车进入隧道风速较大而过多的被扬起，而当列车时速过快时，灰尘会被扬起的更多，同时风轮4的转速会变得更大，从而联动带动进入喷淋注液腔301的水会更多，故当转速传感器5检测到转速超出预设值时，会通过控制器控制将电磁阀1103打开，从而第一雾化喷淋管1104和第二雾化喷淋管1105进行同时喷淋，提高降尘效果，其中第一雾化喷淋管1104和第二雾化喷淋管1105表面的喷头呈交错设置，以便喷淋更加均匀。
实施例2：
如图2-图5所示，活塞箱3的内部还设置有加液腔303和存储腔304，中心转轴41的表面还连接有加液驱动组件6，加液驱动组件6的一端延伸至加液腔303的内部，加液腔303的出液端与出液管305连通，加液驱动组件6包括设置在加液腔303内部的单向注液活塞头606，单向注液活塞头606的表面转动连接有推杆605，推杆605的另一端转动连接有转盘604，转盘604与中心转轴41之间设置有联动结构，加液腔303与存储腔304之间安装有单向进液阀607，加液腔303与出液管305之间安装有单向出液阀608，联动结构包括固定套接在中心转轴41表面的第一联动齿轮601，第一联动齿轮601啮合连接有第二联动齿轮602，第二联动齿轮602的中心处设置有轴杆，轴杆与转盘604之间通过第一电磁联轴器603连接。
具体的，为了避免隧道内病虫害影响隧道内结构的安全性和稳定性，可在存储腔304内部加入除病虫害的液体药剂，存储腔304的表面设置有进药阀用于进药，可定期的在喷淋降尘时将药剂混入水中喷出。
工作原理：在需要加药喷淋时，将第一电磁联轴器603通电，故在风轮4转动的同时能够带动第一联动齿轮601转动，第一联动齿轮601带动第二联动齿轮602转动从而使转盘604带动推杆605推动单向注液活塞头606移动，从而将药液打入出液管305内与水融合，并喷出。
实施例3：
在列车进入隧道时，其中一部分空气被压缩推至列车头的前方，这部分气体往往携带有隧道内部卷起的灰尘，如果被推出至外部容易膨胀扩散开来影响周围的环境，因此进行进一步设置；
如图7所示，隧道活塞风降尘控制装置还包括位于隧道出口处的滤尘机构，滤尘机构包括开设在隧道出口顶部的多个排风口15、设置在隧道外部的除尘器14，多个排风口15通过进风管与除尘器14连接，隧道的顶部还开设有送风通道16，送风通道16的一端与隧道的进口顶部连通，除尘器14的出风端与送风通道16连通。
具体的，除尘器14也与控制器连接，除尘器14为旋风除尘设备，当除尘器14开启时，在位于列车前方的压缩空气从排风口15进入除尘器14，经除尘器14除尘后，并将空气送至送风通道16处，送风通道16可通过多个出风口排出至隧道的进口处，并在喷淋降尘的作用下进行二次净化，形成循环，使得从隧道出口扩散出去的灰尘大大减少。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种隧道活塞风降尘控制装置，包括多个嵌设在隧道内壁上的降尘机构、位于隧道出口处的滤尘机构以及控制器，其特征在于：所述降尘机构包括底箱（1）、传动箱（2）和活塞箱（3），所述底箱（1）的内部转动连接有风轮（4），所述风轮（4）的一部分位于底箱（1）的外部，所述风轮（4）的中心处设置有中心转轴（41），所述中心转轴（41）延伸至传动箱（2）的内部并固定有第一传动齿轮（10），所述第一传动齿轮（10）通过传动组件（7）连接有发电机（12），所述传动组件（7）还连接有第二传动齿轮（9）；
所述活塞箱（3）的内部设置有喷淋注液腔（301）和连通腔（302），所述喷淋注液腔（301）与连通腔（302）连通，所述第二传动齿轮（9）连接有延伸至喷淋注液腔（301）内部的喷淋驱动组件（8），所述传动箱（2）的内部安装有压电片（13），所述喷淋驱动组件（8）与压电片（13）间歇接触，所述喷淋注液腔（301）通过进液管（306）与蓄水箱连接，所述连通腔（302）通过出液管（305）连接有喷淋降尘组件（11）；
所述活塞箱（3）的内部还设置有加液腔（303）和存储腔（304），所述中心转轴（41）的表面还连接有加液驱动组件（6），所述加液驱动组件（6）的一端延伸至加液腔（303）的内部，所述加液腔（303）的出液端与出液管（305）连通；
所述喷淋降尘组件（11）包括第一雾化喷淋管（1104）和第二雾化喷淋管（1105），所述出液管（305）连接有连管（1101），所述连管（1101）与第一雾化喷淋管（1104）连接，所述连管（1101）的表面还设置有分支管（1102），所述分支管（1102）通过电磁阀（1103）与第二雾化喷淋管（1105）连接，所述中心转轴（41）的底部连接有转速传感器（5），所述转速传感器（5）、电磁阀（1103）均与控制器连接，用于根据转速控制电磁阀（1103）的启闭；
所述喷淋驱动组件（8）包括与第二传动齿轮（9）连接的转杆（803），所述转杆（803）的表面连接有两个凸轮盘（807），两个所述凸轮盘（807）之间转动连接有连杆（806），所述连杆（806）的一端转动连接有活塞推杆（805），所述活塞推杆（805）的一端位于喷淋注液腔（301）的内部并固定连接有双向活塞头（801）；
所述喷淋注液腔（301）的表面安装有两个单向进水阀（802），两个所述单向进水阀（802）分别位于双向活塞头（801）的两侧，所述进液管（306）分别与两个单向进水阀（802）连接，所述喷淋注液腔（301）与连通腔（302）之间安装有两个单向出水阀（804），两个所述单向出水阀（804）也位于双向活塞头（801）的两侧；
所述加液驱动组件（6）包括设置在加液腔（303）内部的单向注液活塞头（606），所述单向注液活塞头（606）的表面转动连接有推杆（605），所述推杆（605）的另一端转动连接有转盘（604），所述转盘（604）与中心转轴（41）之间设置有联动结构，所述加液腔（303）与存储腔（304）之间安装有单向进液阀（607），所述加液腔（303）与出液管（305）之间安装有单向出液阀（608）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道活塞风降尘控制装置，其特征在于：所述传动组件（7）包括第一传动小齿轮（701）和第二传动小齿轮（702），所述第一传动小齿轮（701）和第二传动小齿轮（702）之间设置有第二电磁联轴器（703），所述第一传动小齿轮（701）与第二传动齿轮（9）连接，所述第二传动小齿轮（702）与第一传动齿轮（10）连接。
3.根据权利要求1所述的一种隧道活塞风降尘控制装置，其特征在于：所述联动结构包括固定套接在中心转轴（41）表面的第一联动齿轮（601），所述第一联动齿轮（601）啮合连接有第二联动齿轮（602），所述第二联动齿轮（602）的中心处设置有轴杆，所述轴杆与转盘（604）之间通过第一电磁联轴器（603）连接。
4.根据权利要求1所述的一种隧道活塞风降尘控制装置，其特征在于：所述压电片（13）与发电机（12）所产生的电流通过转换后与蓄电池连接用于给装置供电。
5.根据权利要求1所述的一种隧道活塞风降尘控制装置，其特征在于：所述滤尘机构包括开设在隧道出口顶部的多个排风口（15）、设置在隧道外部的除尘器（14），多个所述排风口（15）通过进风管与除尘器（14）连接，隧道的顶部还开设有送风通道（16），所述送风通道（16）的一端与隧道的进口顶部连通，所述除尘器（14）的出风端与送风通道（16）连通，隧道进口设置有列车检测传感器。
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