CN213512236U - 一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其包括单向限位装置，所述单向限位装置能限制其内腔流体沿固定方向流动，所述单向限位装置一端设置有温度限位装置，所述温度限位装置包括壳体，所述壳体内设置有滑动机构，所述温度限位装置内流动的液体的温度改变，所述滑动机构能实现壳体内通道的开合或关闭：所述滑动机构包括固定连接于壳体内壁上的贮压箱，所述贮压箱与壳体内侧面之间存在间隙，所述贮压箱内设置有相变件，所述贮压箱上密封滑动连接有滑动块，所述滑动块上固设有密封体，所述密封体移动时能与壳体内侧面接触压紧将壳体内腔隔断。本申请具有提高冻土帷幕施工安全性的效果。
Description
技术领域
本申请涉及隧道冻结法施工设备的技术领域，尤其是涉及一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀。
背景技术
富水砂层冻结帷幕基于冻结法的施工原理为利用人工制冷技术，在冻结孔中循环低温盐水，使地层中的水冻结成冰，将天然岩土变成人工冻土，在要开挖土体周围形成封闭的连续冻结帷幕，使其弹性模量增大，进而增加冻土帷幕强度与稳定性；以抵抗围岩压力、水压并隔绝地下水与开挖体之间的联系；然后在该封闭冻土帷幕保护下进行开挖与衬砌支护的施工。
如图1所示，现有的冻结法包括冻结管13，冻结管13内流动有低温盐水，低温盐水能使地层中的水冻结成冰，将天然岩土变成人工冻土12，便于施工。冻结管13通过保温管道连通于冻结站11，冻结站11通过人工制冷技术，使冻结管13内流入冻结站11内的高温盐水降温为低温盐水，冻结管13与冻结站11之间连接有用于引导盐水从冻结管13流向冻结站11的第一管道14，以及用于引导盐水从冻结站11流向冻结管13的第二管道15，第二管道15上连接有安全阀16，安全阀16包括单向限位装置161，单向限位装置161为现有的单向阀，单向限位装置161能容纳第二管道15内的盐水从冻结站11流向冻结管13，而限制第二管道15内的盐水从冻结管13流入冻结站11。
针对上述中的相关技术，发明人认为当冻结站出现故障或者其他设备出现问题，导致从冻结站流向冻结管的盐水温度相对较高时，单向限位装置仍能使流体继续流动，此时盐水无法实现对隧道旁的水以及天然岩石冻结成人工冻土，甚至会对已经冻结的人工冻土吸热，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
本申请的目的是提供一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其具有提高冻土帷幕施工安全性的效果。
本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，包括单向限位装置，所述单向限位装置能限制其内腔流体沿固定方向流动，所述单向限位装置一端设置有温度限位装置，所述温度限位装置包括壳体，所述壳体内设置有滑动机构，所述温度限位装置内流动的液体的温度改变，所述滑动机构能实现壳体内通道的开合或关闭。
通过采用上述技术方案，当从冻结站流入安全阀的温度低于固定温度时，当盐水通过单向限位装置后与温度限位装置接触，盐水能从温度限位装置与壳体之间通过；当从冻结站流入单向限位装置的温度高于该温度时，盐水通过单向限位装置后与温度限位装置接触，温度限位装置能阻断壳体的通道，限制盐水从壳体内的流动，实现阻断高温盐水从单向限位装置内的流通，提高冻土帷幕施工时的安全性。
本申请进一步设置为：所述滑动机构包括固定连接于壳体内壁上的贮压箱，所述贮压箱与壳体内侧面之间存在间隙，所述贮压箱内设置有相变件，所述贮压箱上密封滑动连接有滑动块，所述滑动块上固设有密封体，所述密封体移动时能与壳体内侧面接触压紧将壳体内腔隔断。
通过采用上述技术方案，当壳体内的液体温度较低时，相变件的温度降低，相变件为液态，滑动块带动滑动块移动，密封体与壳体的内壁相分离，盐水能在壳体内部的通道内流动；
当壳体内的液体温度较低时，相变件的温度降低，相变件为气态，滑动块带动滑动块移动，密封体与壳体的内壁相接触压紧，壳体内部通道封闭，阻碍盐水流经壳体。
本申请进一步设置为：所述贮压箱上固设有与其内腔连通的滑动管，所述滑动管套设于滑动块外侧，所述贮压箱与滑动块的密封滑动连接。
通过采用上述技术方案，滑动管提高温度变化时，相变件相同体积变化时，贮压箱内腔产生的压强，提高密封体与壳体压紧连接的稳定性。
本申请进一步设置为：所述贮压箱与壳体之间固设有固定杆，所述固定杆沿贮压箱的周向间隔设置有若干个。
通过采用上述技术方案，固定杆实现贮压箱与壳体之间的稳定连接，贮压箱与壳体的内壁之间有间隙，便于盐水在壳体内的流动。
本申请进一步设置为：所述壳体包括用于与密封体侧面接触压紧的斜管部，所述斜管部的内径沿远离贮压箱方向逐渐减小。
通过采用上述技术方案，便于密封体与斜管部的内壁之间的密封，当安全阀内的液体温度较低时，密封体与斜管部的内壁相分离，盐水能在密封体与斜管部之间的间隙内流动；当安全阀内的液体温度较高时，密封体与斜管部的内壁相抵触，密封体能阻断斜管部内部的通道，减少盐水从斜管部内流动的情况发生。
本申请进一步设置为：所述密封体的材料为弹性件。
通过采用上述技术方案，所述密封体的材料为弹性件，当安全阀内的液体温度较高时，密封块与斜管部的内壁相抵触压紧，密封体弹性变形，提高密封体与斜管部的内壁之间的密封效果，减少盐水从斜管部内流动的情况发生。
本申请进一步设置为：所述相变件为丁烷。
通过采用上述技术方案，丁烷的沸点为-0.5，当从冻结站流入安全阀的温度低于零下零点五摄氏度，贮压箱内的丁烷的温度降低，丁烷成为液态，使得丁烷的体积减小，贮压箱内的压强减小，则滑动块在滑动管内向靠近贮压箱的方向滑动，密封体与壳体内壁相离，则盐水能从密封体与壳体之间的间隙通过；当从冻结站流入安全阀的温度高于零下零点五摄氏度，贮压箱内的丁烷的温度升高，丁烷的状态转变为气态，使得丁烷的体积增大，贮压箱内的压强增大，则滑动块在滑动管内向远离贮压箱的方向滑动，与滑动块固定连接的密封体向远离贮压箱的方向移动，则密封体与壳体接触压紧，阻断壳体的通道，限制盐水于壳体内的流动。
本申请进一步设置为：所述密封体位于贮压箱背向单向限位装置的出口端。
通过采用上述技术方案，密封体与壳体接触压紧时，单向限位装置内的水压能进一步抵压密封体，提高密封效果。
本申请进一步设置为：所述密封体包括圆台结构的封严端，所述密封体包括固定于封严端与滑动块连接端面上的导引端，所述导引端为套设于滑动管外侧的圆环，所述导引端外径沿朝向封严端方向逐渐增大，直至与封严端与滑动块连接端的直径相同
通过采用上述技术方案，减小密封体朝向单向限位装置方向移动时的有水压产生的阻力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：
1、当从冻结站流入安全阀的温度低于固定温度时，当盐水通过单向限位装置后与温度限位装置接触，盐水能从温度限位装置与壳体之间通过；当从冻结站流入单向限位装置的温度高于该温度时，盐水通过单向限位装置后与温度限位装置接触，温度限位装置能阻断壳体的通道，限制盐水从壳体内的流动，实现阻断高温盐水从单向限位装置内的流通，提高冻土帷幕施工时的安全性；
2、当壳体内的液体温度较低时，相变件的温度降低，相变件为液态，滑动块带动滑动块移动，密封体与壳体的内壁相分离，盐水能在壳体内部的通道内流动；当壳体内的液体温度较低时，相变件的温度降低，相变件为气态，滑动块带动滑动块移动，密封体与壳体的内壁相接触压紧，壳体内部通道封闭，阻碍盐水流经壳体；
3、便于密封体与斜管部的内壁之间的密封，当安全阀内的液体温度较低时，密封体与斜管部的内壁相分离，盐水能在密封体与斜管部之间的间隙内流动；当安全阀内的液体温度较高时，密封体与斜管部的内壁相抵触，密封体能阻断斜管部内部的通道，减少盐水从斜管部内流动的情况发生。
附图说明
图1是相关技术中富水砂层联络通道冻土帷幕施工设备的示意图；
图2是本申请实施例一中单向限位装置和温度限位装置的剖面结构示意图；
图3是沿图2中A-A向的剖视图。
图4是本申请实施例二中滑动机构的剖面结构示意图。
图中，11、冻结站；12、冻土；13、冻结管；14、第一管道；15、第二管道；16、安全阀；161、单向限位装置；162、温度限位装置；17、盐水；2、壳体；21、直管部；22、斜管部；3、滑动机构；31、贮压箱；32、相变件；33、固定杆；34、滑动管；35、滑动块；36、密封体；361、封严端；362、导引端。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例一
参照图2，为本申请公开了一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，包括单向限位装置161，单向限位装置161为现有的单向阀，单向限位装置161仅能使盐水17从冻结站11流向冻结管13。
包括连接于单向限位装置161出口端的温度限位装置162，温度限位装置162能容纳低温盐水17能通过，而限制高温盐水17的通过。本申请中高温盐水17是指温度高于零摄氏度的盐水17，低温盐水17是指温度低于零摄氏度的盐水17。
其中盐水17的流动方向如图的箭头所示，盐水17由安全阀16的入口流入，依次经过单向限位装置161以及温度限位装置162，由安全阀16的出口端流出。
温度限位装置162包括壳体2，壳体2一端与单向限位装置161的出口端连通，壳体2的形状为管状，壳体2能容纳盐水17通过。
壳体2包括直管部21，直管部21为直圆管，直管部21的长度方向的一端与单向限位装置161连接，当盐水17进入单向限位装置161后，能通过单向限位装置161流入直管部21。
直管部21背向单向限位装置161的一端连接有斜管部22，斜管部22的内壁形状为内径沿远离直管部21方向逐渐减小的圆台，斜管部22的内壁沿盐水17流动的方向上呈逐渐变细。
壳体2内设置有滑动机构3，滑动机构3包括贮压箱31，贮压箱31为两端封闭的圆管，贮压箱31的轴线与直管部21的轴线重合。
贮压箱31内设置有相变件32，当温度降低至一定温度时，相变件32能实现由气态转变为液态，当温度升高至一定温度时，相变件32的形态由液态转化为气态，本实施例中，相变件32为丁烷，丁烷的沸点为零下零点五摄氏度，当丁烷的温度高于零下零点五摄氏度时，丁烷的状态为气态，当丁烷的低于高于零下零点五摄氏度时，丁烷的状态为液态。
参照图2和图3，贮压箱31的外侧壁与圆管部之间有间隙，间隙用于容纳盐水17通过，贮压箱31上连接有固定杆33，固定杆33为杆件，固定杆33的一端与贮压箱31的外侧壁固定连接，另一端与直管部21的内侧壁固定连接，固定杆33沿贮压箱31的周向设置有若干个，本实施例中固定杆33沿贮压箱31的周向均匀间隔设置有三个。
贮压箱31朝向斜管部22的一端连接有滑动密封部，滑动密封部包括滑动管34，滑动管34的形状为圆管状，滑动管34的直径等于贮压箱31直径的一半，在其它实施例中，滑动管34的直径为贮压箱31直径的四分之一，滑动管34穿设于贮压箱31上，滑动管34的轴线与贮压箱31的轴线重合设置，滑动管34的内部与贮压箱31的内部相通。
滑动管34背向贮压箱31的一端连接有滑动块35，滑动块35为直径与滑动管34的内径相等圆柱，滑动块35与滑动管34的轴线重合设置，滑动块35与滑动管34之间滑动连接，滑动块35与滑动管34之间密封配合连接，滑动块35外侧开设有密封槽，滑动块35外侧套设有位于密封槽内的动密封圈，当滑动块35沿滑动管34的轴线往复滑动时提高滑动块35与滑动管34之间的密封效果。
滑动块35背向贮压箱31的一端连接有密封体36，密封体36为直径沿远离滑动块35方向逐渐增大的圆台，密封体36的外侧壁的形状与斜管的内侧壁的形状相匹配，当滑动块35朝向斜管部22方向移动时，密封体36侧面能与斜管部22内侧面接触压紧，本实施例中，密封体36的材料为弹性件，优选地，密封体36为橡胶，便于密封体36与斜管部22内侧面相接触抵压实现对斜管部22内部的阻断。
上述实施例的实施原理为：
当从冻结站11流入安全阀16的温度低于零下零点五摄氏度，当盐水17通过单向限位装置161后与贮压箱31接触，贮压箱31内的丁烷的温度降低，丁烷的温度降低至低于零下零点五摄氏度时，丁烷的状态为液态，使得丁烷的体积减小，贮压箱31内的压强减小，则滑动块35在滑动管34内向靠近贮压箱31的方向滑动，与滑动块35固定连接的密封体36向靠近贮压箱31的方向移动至图所述位置，则盐水17能从密封体36与壳体2之间的间隙通过。
当从冻结站11流入安全阀16的温度高于零下零点五摄氏度，当盐水17通过单向限位装置161后与贮压箱31接触时，贮压箱31内的丁烷的温度升高，当丁烷的温度升高至高于零下零点五摄氏度时，丁烷的状态转变为气态，使得丁烷的体积增大，贮压箱31内的压强增大，则滑动块35在滑动管34内向远离贮压箱31的方向滑动，与滑动块35固定连接的密封体36向远离贮压箱31的方向移动至图所述位置，则密封块与斜管相连接，能阻断斜管的通道，限制盐水17从斜管内的流动，实现阻断高于零下零点五摄氏度的盐水17从安全阀16内的流通。
实施例二
参照图4，一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，与实施例1不同之处在于，密封体36包括圆台结构的封严端361，密封体36包括固定于封严端361与滑动块35连接端面上的导引端362，导引端362为套设于滑动管34外侧的圆环，导引端362外径沿朝向封严端361方向逐渐增大，直至与封严端361与滑动块35连接端的直径相同。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，包括单向限位装置(161)，所述单向限位装置(161)能限制其内腔流体沿固定方向流动，其特征在于：所述单向限位装置(161)一端设置有温度限位装置(162)，所述温度限位装置(162)包括壳体(2)，所述壳体(2)内设置有滑动机构(3)，所述温度限位装置(162)内流动的液体的温度改变，所述滑动机构(3)能实现壳体(2)内通道的开合或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述滑动机构(3)包括固定连接于壳体(2)内壁上的贮压箱(31)，所述贮压箱(31)与壳体(2)内侧面之间存在间隙，所述贮压箱(31)内设置有相变件(32)，所述贮压箱(31)上密封滑动连接有滑动块(35)，所述滑动块(35)上固设有密封体(36)，所述密封体(36)移动时能与壳体(2)内侧面接触压紧将壳体(2)内腔隔断。
3.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述贮压箱(31)上固设有与其内腔连通的滑动管(34)，所述滑动管(34)套设于滑动块(35)外侧，所述贮压箱(31)与滑动块(35)的密封滑动连接。
4.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述贮压箱(31)与壳体(2)之间固设有固定杆(33)，所述固定杆(33)沿贮压箱(31)的周向间隔设置有若干个。
5.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述壳体(2)包括用于与密封体(36)侧面接触压紧的斜管部(22)，所述斜管部(22)的内径沿远离贮压箱(31)方向逐渐减小。
6.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述密封体(36)的材料为弹性件。
7.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述相变件(32)为丁烷。
8.根据权利要求2所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述密封体(36)位于贮压箱(31)背向单向限位装置(161)的出口端。
9.根据权利要求8所述的一种富水砂层联络通道冻土帷幕的安全阀，其特征在于：所述密封体(36)包括圆台结构的封严端(361)，所述密封体(36)包括固定于封严端(361)与滑动块(35)连接端面上的导引端(362)，所述导引端(362)为套设于滑动管(34)外侧的圆环，所述导引端(362)外径沿朝向封严端(361)方向逐渐增大，直至与封严端(361)与滑动块(35)连接端的直径相同。
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