CN211314269U - 一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，属于工程建设技术领域。它包括盾构机车架，所述盾构机车架的一侧安装有二次通风冷却器和压缩冷凝机组，所述二次通风冷却器和压缩冷凝机组之间通过避震软管相连；所述盾构机车架顶部设置有进风管路和送风管路，所述进风管路与二次通风冷却器上的进风口相连，所述送风管路与二次通风冷却器上的出风口相连；所述压缩冷凝机组内包括多台压缩机，多台压缩机并联，且每台压缩机均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。本实用新型采用多机运行，设备运行的可靠性大大提高，任一制冷系统发生故障都不会影响空气冷却的进行，提高了系统稳定性，机组能效比高，同时降低了运行成本。

Description

一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，属于工程建设技术领域。

背景技术

现有技术下，盾构机是在地面以下暗挖隧道的一种施工掘进机械，它是一个既能支承地层压力又能在地层中推进的钢结构体。目前盾构法建造的隧道主要用于水底公路隧道、地铁区间隧道、市政管线隧道和排水隧道等地下工作。盾构包括头部、本体和盾尾，盾尾后有多节车架，工人作业区主要就在盾尾空间和车架内。

盾构施工过程中，在其作业区域和隧道内不同程度存在工作环境内温度高的问题，通常在37度以上，这对设备运行的经济性、安全性和作业人员的工作效率及身体健康都造成了较大的影响。因而需要一套降温设备，将引入的外部新鲜空气降温后对隧道作业面进行冷却。

目前使用的盾构机的冷风系统为水冷冷水机组与空气冷却装置组合，即水冷冷水机组安装在盾构机的后配套拖车上，在冷水机组上方的风管内部依次设置有二次风机、热交换器；热交换器通过管路连接到冷水机组出水口，热交换器和冷水机组的出水口之间的管路上还安装有管道泵、冷媒水箱；冷水机组冷却水连接到外循环水系统。但是上述盾构机的冷风系统存在的缺点为：机组体积较大，不适宜相对狭窄的作业面；制冷机组为单机运行，设备功率大，机组启动电流较大，对配电要求较高；因采取了二次热交换，及增设循环水泵，因而设备的能效比较差；单机运行设备的可靠性较低；设备性价比低。

专利公开号为CN109268055A的中国专利公开了一种盾构机施工降温系统，包括台车车架、冷水机组、表冷器和冷却塔；冷水机组设置在台车车架上，台车车架上设置有通风道，表冷器设置于通风道内；冷水机组具有冷冻出水口、冷冻回水口、循环出水口和循环回水口；冷冻出水口和冷冻回水口之间连接有表冷器，循环出水口和循环回水口之间连接有冷却塔。

上述专利中的盾构机施工降温系统利用冷水机组对循环水降温处理为冷冻水，将冷冻水引入表冷器对通风道内的风进行冷却，从而对盾构机施工环境进行降温，而循环水又可以通过与冷却塔的热交换进行降温冷却，从而将盾构机施工环境的热量转移到外部，可以明显缓解施工环境的湿热程度，解决了现有技术的盾构机的降温系统降温效果差的问题；但仍然是单机运行，设备功率大，机组启动电流较大，对配电要求较高且设备运行可靠性低，一旦制冷系统故障则影响整体运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，它结构可靠性好、制冷能效比高、运行成本低，通过该装置的运行在有效的降低盾构机操作区域的温度的同时，降低了制冷机组的运行能耗，提高了盾构机掘进作业的经济性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，包括盾构机车架，所述盾构机车架的一侧安装有二次通风冷却器和压缩冷凝机组，所述二次通风冷却器和压缩冷凝机组之间通过避震软管相连；

所述盾构机车架顶部设置有进风管路和送风管路，所述进风管路与二次通风冷却器上的进风口相连，所述送风管路与二次通风冷却器上的出风口相连；

所述压缩冷凝机组内包括多台压缩机，多台压缩机并联，且每台压缩机均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。

所述制冷循环系统包括冷凝器；

所述冷凝器通过管路连接到干燥过滤器，所述冷凝器和干燥过滤器之间的管路上设置有球阀；

所述干燥过滤器通过管路连接到二次通风冷却器，所述干燥过滤器和二次通风冷却器之间的管路上依次设置有电磁阀和热力膨胀阀。

所述二次通风冷却器进风侧设置二次风机；

所述二次通风冷却器底部设置有凝结水排放口；

所述二次通风冷却器和压缩机之间连接管路，并在压缩机的进口管上设置气液分离器。

所述冷凝器还连接冷却水管路，所述冷却水管路包括冷却水进口管和冷却水出口管，并通过管道与冷却塔相连。

所述进风管路的进风口设置有送风机。

所述送风管路上还设置有温度传感器。

所述冷却塔设置在施工隧道外。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置由冷水机组的间接式制冷方式改进制冷剂直接膨胀制冷，根据通风量及环境温度的变化设计了多机并联空气冷却机组以匹配新风热负荷的变化需求；同时采用多台压缩机并联使用，每个压缩机具备独立的制冷循环系统；隧道外空气经多机并联机组直接冷却，机组配套温控系统根据出风温度自动控制各个压缩机的运行；

机组结构紧凑、体积小、重量轻，占地小；压缩机的单机功率小，启动电流小；机组能效比高，运行费用大大降低；

同时，由于采用多机运行，设备运行的可靠性大大提高，任一制冷系统发生故障都不会影响空气冷却的进行，提高了系统运行稳定性；

整体设备系统集成化、自动化好，安装、使用简单、性价比高。

附图说明

图1为本实用新型一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置中的二次通风冷却器结构原理示意图。

图3为本实用新型一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置中的制冷循环系统结构原理示意图。

其中：1、盾构机车架；2、进风管路；3、送风管路；4、二次通风冷却器；5、避震软管；6、冷却水管路；7、压缩冷凝机组；8、送风机；9、温度传感器；10、冷凝器；11、干燥过滤器；12、热力膨胀阀；13、二次风机；14、凝结水排放口；15、压缩机；16、气液分离器；17、电磁阀；18、球阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明 ：

如图1~3所示，一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，包括盾构机车架1，所述盾构机车架1的一侧安装有二次通风冷却器4和压缩冷凝机组7，所述二次通风冷却器4和压缩冷凝机组7之间通过避震软管5相连；

所述盾构机车架1顶部设置有进风管路2和送风管路3，所述进风管路2与二次通风冷却器3上的进风口相连，所述送风管路3与二次通风冷却器3上的出风口相连；

所述压缩冷凝机组7内包括多台压缩机15，多台压缩机15并联，且每台压缩机15均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。

所述制冷循环系统包括冷凝器10；

所述冷凝器10通过管路连接到干燥过滤器11，所述冷凝器10和干燥过滤器11之间的管路上设置有球阀18；

所述干燥过滤器11通过管路连接到二次通风冷却器4，所述干燥过滤器11和二次通风冷却器3之间的管路上依次设置有电磁阀17和热力膨胀阀12。

所述二次通风冷却器4进风侧设置二次风机13；

所述二次通风冷却器4底部设置有凝结水排放口14；

所述二次通风冷却器4和压缩机15之间连接管路，并在压缩机15的进口管上设置气液分离器16。

所述冷凝器10还连接冷却水管路6，所述冷却水管路6包括冷却水进口管和冷却水出口管，并通过管道与冷却塔相连。

所述进风管路2的进风口设置有送风机8。

所述送风管路3上还设置有温度传感器9。

所述冷却塔设置在施工隧道外。

在本实施例中，本实用新型一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置的压缩冷凝机组7内包括4台压缩机15。

在本实施例中，本实用新型一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：隧道外的新风在送风机8的驱动下通过进风管路2，进入二次通风冷却器4；

步骤二：新风在二次通风冷却器4内由制冷剂蒸发吸热被冷却后通过送风管路3进入盾构机挖掘区域，并对此区域进行冷却降温；

步骤三：在二次通风冷却器4内蒸发的低温、低压的制冷剂气体被压缩冷凝机组7中的压缩机吸入并压缩成高温、高压的气体后送入水冷冷凝器中放热，凝结成高压、常温的液体，再经热力膨胀阀节流后再次进入二次通风冷却器4内蒸发吸热，从而形成了一个制冷循环；

步骤四：在送风管路3上由温度传感器9检测从二次通风冷却器4冷却后的空气温度；

当经过1台压缩机15运行后的出风温度达不到预设定的出风温度要求时，第2台压缩机15启动、执行制冷循环；

若出风温度仍达不到设定要求时，依次加载第3台、第4台压缩机15执行制冷循环，以满足预设的出风温度；

当出风温度较低时，多台压缩机15会依次减载，维持一个恒定的出风温度要求，既满足了作业人员的舒适度要求，又最大限度的降低了隧道开挖的运行费用。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，包括盾构机车架（1），其特征在于：所述盾构机车架（1）的一侧安装有二次通风冷却器（4）和压缩冷凝机组（7），所述二次通风冷却器（4）和压缩冷凝机组（7）之间通过避震软管（5）相连；

所述盾构机车架（1）顶部设置有进风管路（2）和送风管路（3），所述进风管路（2）与二次通风冷却器（4）上的进风口相连，所述送风管路（3）与二次通风冷却器（4）上的出风口相连；

所述压缩冷凝机组（7）内包括多台压缩机（15），多台压缩机（15）并联，且每台压缩机（15）均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述制冷循环系统包括冷凝器（10）；

所述冷凝器（10）通过管路连接到干燥过滤器（11），所述冷凝器（10）和干燥过滤器（11）之间的管路上设置有球阀（18）；

所述干燥过滤器（11）通过管路连接到二次通风冷却器（4），所述干燥过滤器（11）和二次通风冷却器（4）之间的管路上依次设置有电磁阀（17）和热力膨胀阀（12）。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述二次通风冷却器（4）进风侧设置二次风机（13）；

所述二次通风冷却器（4）底部设置有凝结水排放口（14）；

所述二次通风冷却器（4）和压缩机（15）之间连接管路，并在压缩机（15）的进口管上设置气液分离器（16）。

4.根据权利要求2所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述冷凝器（10）还连接冷却水管路（6），所述冷却水管路（6）包括冷却水进口管和冷却水出口管，并通过管道与冷却塔相连。

5.根据权利要求1所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述进风管路（2）的进风口设置有送风机（8）。

6.根据权利要求1所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述送风管路（3）上还设置有温度传感器（9）。

7.根据权利要求4所述的一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，其特征在于：所述冷却塔设置在施工隧道外。

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