CN212774368U - 一种隧道静电除尘通风系统试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道静电除尘通风系统试验装置，包括隧道模型、静电除尘单元、粉尘检测单元、风机单元及粉尘发生单元；隧道模型的两端敞开，静电除尘单元、粉尘检测单元、风机单元及粉尘发生单元均设置在隧道模型中；静电除尘单元用于对隧道模型内进行除尘，粉尘检测单元用于检测隧道模型内的粉尘浓度，风机单元用于对隧道模型内施加纵向风，粉尘发生单元用于向隧道模型内散播粉尘；本实用新型利用粉尘发生单元向隧道模型内散播粉尘，利用静电除尘单元及风机单元对隧道模型内粉尘进行除尘，通过粉尘检测单元对除尘前后的粉尘浓度进行测试，实现了在室内测试隧道静电除尘效果，能够最大化避免现场试验的风险，试验结果较好。

Description

一种隧道静电除尘通风系统试验装置

技术领域

本实用新型属于隧道运营通风系统技术领域，特别涉及一种隧道静电除尘通风系统试验装置。

背景技术

在隧道运营中，有毒有害烟气会危害车内乘客以及工作人员的身体健康，因而降低有害烟气浓度是隧道运营通风设计的主要目的与设计标准；对于有害气体，可以通过通风的方式降低有害气体浓度，达到人体安全浓度之下；而对于有害烟尘，也可以通过送入新鲜空气以降低其浓度，但更有效的方法是通过静电除尘或集中排烟等方式将有害烟尘的收集或排除。在应用静电除尘的隧道中，往往需要测试静电除尘的效果，而要对运营期间的隧道进行除尘效果测试，必须采取相应的措施，若为高速公路，封闭高速公路的成本很高，若为普通公路隧道，虽不必封锁道路，但车辆来往给测试人员的安全带来了巨大隐患。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种隧道静电除尘通风系统试验装置，以解决现有隧道除尘效果测试中，需要对隧道进行封闭成本较高或对车辆安全产生较大隐患。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种隧道静电除尘通风系统试验装置，包括隧道模型、静电除尘单元、粉尘检测单元、风机单元及粉尘发生单元；隧道模型的两端敞开，静电除尘单元、粉尘检测单元、风机单元及粉尘发生单元均设置在隧道模型中；静电除尘单元用于对隧道模型内进行除尘，粉尘检测单元用于检测隧道模型内的粉尘浓度，风机单元用于对隧道模型内施加纵向风，粉尘发生单元用于向隧道模型内散播粉尘。

进一步的，静电除尘单元设置在隧道模型的顶部中心，静电除尘单元沿隧道模型的纵向方向均匀布置。

进一步的，静电除尘单元包括支撑框架、正放电件、接地件、负放电件及电源；支撑框架固定设置在隧道模型的顶部中心，正放电件与负放电件的两端水平固定在支撑框架上，正放电件与负放电件平行间隔设置；接地件水平设置在正放电件与负放电件之间，接地件的两端固定在支撑框架上；电源包括正电源和负电源，正放电件与正电源连接，负放电件与负电源连接；正放电件、接地件及负放电件采用板状结构。

进一步的，粉尘检测单元沿隧道模型的纵向方向均匀布置，且对称设置在隧道模型的侧壁中部。

进一步的，粉尘检测单元采用激光粉尘仪或静电粉尘检测仪。

进一步的，风机单元设置在隧道模型的端部敞口处，风机单元设置在隧道模型的顶部中心。

进一步的，粉尘发生单元设置在隧道模型的底板中心，且沿隧道模型的纵向方向均匀布置。

进一步的，粉尘发生单元包括壳体、鼓风机、粉尘盒、粉尘滤网、粉尘盒支架及旋转卡扣；壳体为中空柱状壳体，壳体竖向设置在隧道模型的底板中心；

粉尘盒支架固定设置在壳体的底端，粉尘盒通过旋转卡扣安装在粉尘盒支架上，粉尘盒中装有模拟粉尘；鼓风机对称设置在壳体的底端两侧，鼓风机通过倾斜风道与壳体连通；粉尘滤网安装在壳体的顶端，且与隧道模型的底板内表面平齐；粉尘滤网在鼓风的作用下能够水平旋转。

进一步的，隧道模型采用透明材质制作，透明材质采用有机玻璃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种隧道静电除尘通风系统试验装置，通过设置隧道模型，在隧道模型利用粉尘发生单元向隧道模型内散播粉尘，利用静电除尘单元及风机单元对隧道模型内的散播的粉尘浓度检测除尘处理，通过粉尘检测单元对除尘处理前后的粉尘浓度进行测试，实现了在室内测试隧道静电除尘的效果；测试时根据相似比例原理，对隧道模型、粉尘量、静电除尘单元及风机单元按照相似比例设计，能够实现最大化模拟实际效果，减小试验误差；本实用新型装置结构简单，易于制作，操作简便，能够最大化避免现场试验的风险。

进一步的，通过将静电除尘单元设置在隧道模型顶部中心，且沿着隧道模型纵向方向均匀布置，可以最大化利用隧道模型内剩余空间，减少单独设置旁道的成本；同时，静电除尘单元靠近风机单元附近设置，加速粉尘流动，可以提高静电除尘的效率。

进一步的，静电除尘单元采用正放电件、负放电件及接地件组合，结构简单，便于对接地件上堆积灰尘的清洗；正放电件、负放电件及接地件采用板状结构，有效增大了电场面积，提高除尘效率。

进一步的，粉尘检测单元设置在隧道模型的侧壁中部，模拟隧道现场测试的实际情况，粉尘检测单元对称设置在隧道中心两侧，通过对同一断面两个粉尘检测单元的粉尘浓度检测值求平均值，确保了粉尘浓度检测的精度，提高了试验结果的准确度。

进一步的，粉尘检测单元采用激光粉尘仪或静电粉尘检测仪，安装方便，精度较好，可以较好地实现对粉尘浓度的检测。

进一步的，风机单元设置在隧道中心线上方，符合隧道内实际情况，有节省空间、增加通风效果的优点。

进一步的，粉尘发生单元位于隧道底部，接近实际情况中汽车尾气烟尘排放的位置，与实际隧道中产生的粉尘的位置相同，符合实际情况，试验结果真实度较高。

进一步的，粉尘发生单元由鼓风机、粉尘盒、粉尘支架及粉尘滤网组合，鼓风机与壳体之间通过倾斜风道连接，在鼓风机的作用下，在粉尘盒上方区域形成负压，带动粉尘进入隧道模型中，有效避免了风流直接接触粉尘造成扬尘过大，最大化接近隧道内实际情况；粉尘盒与粉尘盒支架之间通过旋转卡扣固定，结构简单，便于对粉尘盒进行拆卸更换，当粉尘盒中粉尘用尽时，可以通过旋转卡扣将粉尘盒取出，加入新的粉尘；通过设置粉尘滤网可以避免过大颗粒的干扰，粉尘滤网网片在风流的作用下可以实现自动旋转，从而将粉尘均匀地散播至隧道模型中。

进一步的，隧道模型采用透明材质制作，便于试验人员对隧道内的空气流动形态或粉尘散播规律进行直观观察，便于观察隧道内的除尘效果以及设备仪器工作状况。

综上，本实用新型所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，能够根据具体模拟试验对隧道模型的三维尺度及粉尘量大小等进行调整设计，最大化模仿实际效果，减小试验误差；能够最大化规避现场试验的风险，实现在室内测试隧道静电除尘的效果，易于制造，操作简便，试验结果可靠；模型实验指的是实体试验通过在比例缩小或等比模型上进行相应的试验，获取相关数据，并将研究结果应用于原型的一种重要的试验研究方法，广泛应用于各学科领域并表现出良好的可靠性，其关键是要根据相似理论进行模型设计；为模拟隧道内实际情况，本实用新型相关模型按照相似理论进行设计，能够实现对隧道内情况的模拟。

附图说明

图1为本实用新型所述的隧道静电除尘通风系统试验装置的正视图；

图2为本实用新型所述的隧道静电除尘通风系统试验装置的侧视图；

图3为本实用新型所述的隧道静电除尘通风系统试验装置中的粉尘发生单元结构示意图；

图4为本实用新型所述的隧道静电除尘通风系统试验装置中的静电除尘单元结构示意图。

其中，1隧道模型，2静电除尘单元，3粉尘检测单元，4风机单元，5粉尘发生单元，6模型支架；21支撑框架，22正放电件，23接地件，24负放电件，25电源；51壳体，52鼓风机，53粉尘盒，54粉尘滤网，55粉尘盒支架，56旋转卡扣。

具体实施方式

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

附图1-4所示，本实用新型提供了一种隧道静电除尘通风系统试验装置，包括隧道模型1、静电除尘单元2、粉尘检测单元3、风机单元4、粉尘发生单元5及模型支架6；隧道模型1 水平设置在模型支架6上，通过模型支架6将隧道模型1固定在试验地面上。

隧道模型1的两端敞开，隧道模型1根据相似原理，根据实际隧道结构尺寸按照设计比例设计，隧道模型1内的空气流动及粉尘散播能够满足模拟试验要求，确保了隧道模型1能够精确的模拟实际隧道内的通风气流运动和粉尘散播规律；隧道模型1采用透明材质制作，便于试验人员对隧道内的空气流动形态或粉尘散播规律进行直观观察；优选的，透明材质采用有机玻璃。

静电除尘单元2、粉尘检测单元3、风机单元4及粉尘发生单元5均设置在隧道模型1中；静电除尘单元2用于对隧道模型1内进行除尘，粉尘检测单元3用于检测隧道模型1内的粉尘浓度，风机单元4用于对隧道模型1内施加纵向风，纵向风的方向与隧道模型1的纵向方向一致；粉尘发生单元5用于向隧道模型1内散播粉尘。

静电除尘单元2设置在隧道模型1的顶部中心，静电除尘单元2沿隧道模型1的纵向方向均匀布置；静电除尘单元2包括支撑框架21、正放电件22、接地件23、负放电件24及电源25，支撑框架21固定设置在隧道模型1的顶部中心，正放电件22与负放电件24的两端水平固定在支撑框架21上，正放电件22与负放电件24水平间隔设置；接地件23水平设置在正放电件22与负放电件24之间，接地件23的两端固定在支撑框架21上；电源25包括正电源和负电源，正放电件22与正电源连接，负放电件24与负电源连接。

支撑框架21为金属结构，正放电件22及负放电件24与支撑框架21绝缘固定连接；接地件23与支撑框架21非绝缘固定连接，实现接地件23的接地效果。

静电除尘单元2中正电源和负电源工作时，正放电件22和接地件23之间产生第一电场，在第一电场的作用下含尘气体被电离并产生正离子，正离子与灰尘碰撞结合使灰尘带正电荷；与此同时，负放电件24和接地件23之间产生第二电场，在第二电场的作用下含尘气体被电离并产生负离子，负离子与灰尘碰撞结合使灰尘带负电荷；在第一电场及第二电场的作用下，带有正电荷的灰尘及带负电荷的灰尘会附着到接地件23上，从而实现静电除尘的目的。

粉尘检测单元3用于除尘处理前后对隧道模型1中的粉尘进行检测，粉尘检测单元3沿隧道模型1的纵向方向均匀布置，且对称设置在隧道模型1的侧壁中部；优选的，粉尘检测单元 3采用激光粉尘仪或静电粉尘检测仪；粉尘检测单元3对称设置在隧道模型的侧壁中部，模拟隧道现场测试的实际情况，其对称设置在隧道中心两侧，通过对同一断面两个粉尘检测单元的粉尘浓度检测值求平均值，确保了粉尘浓度检测的精度，提高了试验结果的准确度。

风机单元4设置在隧道模型1的端部敞口处，风机单元4设置在隧道模型1的顶部中心，风机单元1向隧道模型内施加纵向风，用于模拟隧道内实际情况；优选的，风机采用模型射流风机。

粉尘发生单元5设置在隧道模型1的底板中心，粉尘发生单元5沿隧道纵向方向均匀布置；粉尘发生单元5包括壳体51、鼓风机52、粉尘盒53、粉尘滤网54、粉尘盒支架55及旋转卡扣56；壳体51为中空柱状壳体，壳体51竖向设置在隧道模型1的底板中心；粉尘盒支架55 固定设置在壳体51的底端，粉尘盒53通过旋转卡扣56安装在粉尘盒支架55上，粉尘盒支架上留有空隙用于气流的进入；粉尘盒53中装有模拟粉尘，模拟粉尘采用将实际隧道现场取样的岩石粉碎得到；粉尘盒与粉尘盒支架之间通过旋转卡扣固定，结构简单，便于对粉尘盒进行拆卸更换，当粉尘盒中粉尘用尽时，可以通过旋转卡扣将粉尘盒取出，加入新的粉尘。

鼓风机52对称设置在壳体51的底端两侧，鼓风机52通过风道与壳体51连通；优选的，鼓风机52与壳体51之间的风道倾斜设置，在鼓风机的作用下，在粉尘盒上方区域形成负压，带动粉尘进入隧道模型中，有效避免了风流直接接触粉尘造成扬尘过大，最大化接近隧道内实际情况；粉尘滤网54安装在壳体51的顶端，且与隧道模型1的底板内表面平齐，粉尘滤网 54用于过滤颗粒过大的粉尘；根据现有的风扇扇叶工作原理，粉尘滤网54中的网片预设倾斜角度设置，粉尘滤网54在鼓风的作用下能够发生水平旋转，以便更好地将粉尘散播至装置本体内。

本实用新型所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤1、利用粉尘发生单元5产生粉尘，将粉尘散播至隧道模型1内；具体的，将现场取样的岩石粉碎为模拟粉尘，将模拟粉尘放在粉尘盒中，然后固定在粉尘盒支架上，粉尘盒支架上留有空隙用于气体流动，通过鼓风机在壳体中形成负压将粉尘吸入壳体内部，再通过粉尘滤网将粉尘散播至隧道模型1中；

步骤2、对隧道模型1内粉尘浓度进行测试；

步骤3、开启风机单元及静电除尘单元对隧道模型1内进行除尘处理；

步骤4、除尘处理后，对隧道模型1内的粉尘浓度进行测试；

步骤5、对除尘处理后的隧道模型内粉尘浓度进行对比，获取所述静电除尘通风系统的除尘效率。

上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (9)

1.一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，包括隧道模型(1)、静电除尘单元(2)、粉尘检测单元(3)、风机单元(4)及粉尘发生单元(5)；隧道模型(1)的两端敞开，静电除尘单元(2)、粉尘检测单元(3)、风机单元(4)及粉尘发生单元(5)均设置在隧道模型(1)中；静电除尘单元(2)用于对隧道模型(1)内进行除尘，粉尘检测单元(3)用于检测隧道模型(1)内的粉尘浓度，风机单元(4)用于对隧道模型(1)内施加纵向风，粉尘发生单元(5)用于向隧道模型(1)内散播粉尘。

2.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，静电除尘单元(2)设置在隧道模型(1)的顶部中心，静电除尘单元(2)沿隧道模型(1)的纵向方向均匀布置。

3.根据权利要求2所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，静电除尘单元(2)包括支撑框架(21)、正放电件(22)、接地件(23)、负放电件(24)及电源(25)；支撑框架(21)固定设置在隧道模型(1)的顶部中心，正放电件(22)及负放电件(24)的两端水平固定在支撑框架(21)上，正放电件(22)与负放电件(24)平行间隔设置；接地件(23)水平设置在正放电件(22)与负放电件(24)之间，接地件(23)的两端固定在支撑框架(21)上；电源(25)包括正电源和负电源，正放电件(22)与正电源连接，负放电件(24)与负电源连接；正放电件(22)、接地件(23)及负放电件(24)采用板状结构。

4.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，粉尘检测单元(3)沿隧道模型(1)的纵向方向均匀布置，且对称设置在隧道模型(1)的侧壁中部。

5.根据权利要求4所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，粉尘检测单元(3)采用激光粉尘仪或静电粉尘检测仪。

6.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，风机单元(4)设置在隧道模型(1)的端部敞口处，风机单元(4)设置在隧道模型(1)的顶部中心。

7.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，粉尘发生单元(5)设置在隧道模型(1)的底板中心，且沿隧道模型(1)的纵向方向均匀布置。

8.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，粉尘发生单元(5)包括壳体(51)、鼓风机(52)、粉尘盒(53)、粉尘滤网(54)、粉尘盒支架(55)及旋转卡扣(56)；壳体(51)为中空柱状壳体，壳体(51)竖向设置在隧道模型(1)的底板中心；

粉尘盒支架(55)固定设置在壳体(51)的底端，粉尘盒(53)通过旋转卡扣(56)安装在粉尘盒支架(55)上，粉尘盒(53)中装有模拟粉尘；鼓风机(52)对称设置在壳体(51)的底端两侧，鼓风机(52)通过倾斜风道与壳体(51)连通；粉尘滤网(54)安装在壳体(51)的顶端，且与隧道模型(1)的底板内表面平齐；粉尘滤网(54)在鼓风的作用下能够水平旋转。

9.根据权利要求1所述的一种隧道静电除尘通风系统试验装置，其特征在于，隧道模型(1)采用透明材质制作，透明材质采用有机玻璃。

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