CN220203952U - 用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，包括底座和底座上安装的一号雾炮、二号雾炮、智能控制单元和粉尘浓度传感器；一号雾炮和二号雾炮均包括雾炮本体、水雾喷头和高压水泵，且一号雾炮、二号雾炮沿掌子面的前后位置布置，雾炮本体内部设置有风扇；所述一号雾炮的水雾喷头朝向掌子面，并喷射颗粒直径为30‑60μm的水雾，二号雾炮的水雾喷头背向掌子面，并喷射颗粒直径为10‑30μm的水雾；所述的智能控制单元获取粉尘浓度传感器的数据，并控制一号雾炮、二号雾炮按照设定的工作档位工作。本实用新型基于前后位置的双向雾炮喷头，将爆破产生的灰尘进行了分级吸智能附处理，在满足降尘要求的同时，起到了节能效果。

Description

用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置

技术领域

本实用新型涉及隧道爆破技术领域，涉及一种用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置。

背景技术

隧道在掌子面爆破时会产生大量粉尘，长期处于高浓度粉尘会对施工人员的肺部健康造成极大危害，同时粉尘浓度过高会使隧道内可视距离缩短，严重威胁隧道施工安全。虽然施工方在隧道掌子面爆破后采用了部分粉尘防治措施，但从应用效果来看，防尘效果不是很理想，尤其是掘进工作面的粉尘浓度仍然处于严重超标的状态。

雾炮由于其良好的降尘效果被广泛应用于隧道中，是专业的粉尘治理仪器。雾炮能够在短时间内将水从高压喷嘴中喷出形成水雾，水雾会与粉尘颗粒结合成团，在重力作用下发生沉降，达到降低隧道粉尘浓度的目的。

由于隧道爆破时会产生大量粉尘，现有雾炮只能吸附部分粒径较大的粉尘颗粒，其余小颗粒粉尘会在风机的带动下运动到隧道内其他位置，会造成除尘不彻底的问题，同时现有雾炮不能根据隧道内粉尘浓度进行自动调节，会造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型是为了提高雾炮的降尘率，使其能够吸附不同粒径的粉尘，同时可以根据隧道内的粉尘浓度变化自动调节水量的大小，解决传统雾炮降尘效率低、降尘不彻底的问题。

本实用新型的技术方案如下：

用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，包括底座和底座上安装的一号雾炮、二号雾炮、智能控制单元和粉尘浓度传感器；一号雾炮和二号雾炮均包括雾炮本体、水雾喷头和高压水泵，且一号雾炮、二号雾炮沿掌子面的前后位置布置，雾炮本体内部设置有风扇；所述一号雾炮的水雾喷头朝向掌子面，并喷射颗粒直径为30-60μm的水雾，二号雾炮的水雾喷头背向掌子面，并喷射颗粒直径为10-30μm的水雾；所述的智能控制单元获取粉尘浓度传感器的数据，并控制一号雾炮、二号雾炮按照设定的工作档位工作。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，一号雾炮、二号雾炮与底座之间均设置了回转支座，使得一号雾炮、二号雾炮在底座上独立旋转。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，一号雾炮、二号雾炮的下端均设置了液压推杆，控制水雾喷头的高度和喷雾角度。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，液压推杆设置在回转支座上方。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，一号雾炮、二号雾炮的下端部和回转支座之间均设置了固定臂。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，固定臂通过两端的活动铰链分别固定在雾炮下端部和回转支座上。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，在回转支座上还分别设置了对应一号雾炮、二号雾炮的储水箱，所述的储水箱与高压水泵相连通。

上述用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置中，储水箱外表面设置有容量刻度线。

本实用新型的有益效果如下：

一、本实用新型根据隧道爆破施工的特点，在掌子面前后位置处设置了两只吸附不同灰尘粒径的雾炮，两个雾炮通过设置高压水泵的压力进而改变了水雾的颗粒直径。其中一号雾炮靠近掌子面，喷射颗粒直径为30-60μm的水雾，主要用于吸附爆破后掌子面附近产生的直径在10μm以上的粉尘；二号雾炮可以喷射颗粒直径为10-30μm之间的水雾，主要用于吸附直径在10μm以下的远距离扬尘，故二号雾炮设置在距离掌子面略远一点的位置区域。本实用新型基于前后位置的双向雾炮喷头，将爆破产生的灰尘进行了分级吸附处理，提高了降尘效率和原设备降尘不彻底的问题，最大程度地保证了现场工作人员的身体健康安全，同时提高了隧道内的可见距离，保证隧道内运输车辆的行车安全。

二、本实用新型的对雾炮进行了智能控制，可以根据隧道内粉尘浓度自动调节雾炮水量，当粉尘浓度低于30mg/m³时，智能控制器会将雾炮水量调为一挡；当粉尘浓度在30-80mg/m³时，智能控制器会将雾炮水量调为二挡；当粉尘浓度高于80mg/m³时，智能控制器会将雾炮水量调为三挡，在满足降尘要求的同时，起到了节能效果。

附图说明

图1为本实用新型降尘装置的在隧道使用的原理示意图；

图2为本实用新型降尘装置的组成结构示意图；

图3为本实用新型雾炮及喷头的结构示意图；

图4为本实用新型雾炮智能控制原理示意图；

附图标记为：1-一号雾炮；2-水雾喷头；3-高压水泵；4-回转电机；5-固定臂；6-液压推杆；7-二号雾炮；8-智能控制单元；9-回转支座；10-底座；12-粉尘浓度传感器；14-储水箱；16-掌子面。

具体实施方式

在隧道掌子面施工时，特别是进行爆破后，粉尘浓度迅速升高，一般在掌子面附近设置降尘雾炮即可降低粉尘浓度，但对于特长隧道，施工掌子面数量较多，并且通风难度大，为了降低掌子面粉尘浓度，保证施工人员身体健康，本实用新型提出了一种降尘型智能高压雾炮装置。本装置可以有效降低隧道内不同粒径的粉尘浓度，同时在智能控制单元的辅助下，降尘型智能高压雾炮可以根据隧道内粉尘浓度自动调节雾炮水量，既可以提高降尘效率，同时减少水资源的浪费。

如图1和图2所示，本实用新型的降尘装置包括底座10和底座10上安装的一号雾炮1、二号雾炮7、智能控制单元8和粉尘浓度传感器12。其中一号雾炮1和二号雾炮7均为现有的产品，包括雾炮本体、水雾喷头2和高压水泵3，雾炮本体内设置有风扇，依靠风扇喷出的气流进一步破碎和雾化液滴，对粉尘进行吸附。其中一号雾炮1设置在靠近掌子面16一侧，距掌子面10-16m，水雾喷头2朝向掌子面16。雾炮的水雾颗粒直径通过调整高压水泵3的供水压力或者喷嘴的参数来进行调节和控制。当供水压力越大时，喷出的水雾越细，将一号雾炮1的供水压力调整到可以喷射出直径在30-60μm之间的水雾，对直径在10μm以上的粉尘颗粒进行吸附，所述二号雾炮7设置在远离掌子面16一侧，距掌子面12-18m，二号雾炮7的水雾喷头2背向掌子面，二号雾炮7的供水压力略高于一号雾炮1，可以喷射出直径在10-30μm之间的水雾，对远离掌子面残余的扬尘小颗粒粉尘进行吸附。

在底座10上还设置了两只回转支座9，一号雾炮1、二号雾炮7分别固定在对应的回转支座9上，回转支座采用常规的齿轮或蜗轮传动方式(图中未画出)，在回转电机4的驱动下，使得雾炮在水平方向进行360°旋转，在局部粉尘浓度较大时进行点对点降尘，提升了雾炮的灵活性和工作效率。

如图3所示，高压水泵3用螺栓固定在回转支座9上，高压水泵3带有储水箱14，可以为雾炮提供不同的水压，进而改变水雾颗粒的直径，同时也可以保证在施工现场水压不稳定甚至停水时持续为雾炮提供水源。储水箱14外表面设置有容量刻度线，便于直接看出剩余水量等信息。

为了控制水雾喷头2的高度和喷雾角度，一号雾炮1、二号雾炮7的下端一侧设置了独立的液压推杆6，雾炮的另一侧则设置了固定臂5，固定臂5通过两端活动铰链固定在雾炮的和回转支座9之间，液压推杆6伸缩引起雾炮的角度变化，并保持位置相对稳定。

如图1和图4所示，为了适应爆破施工的间歇性特点，实现除尘的智能化控制，降尘装置还包括设置在底座10上的智能控制单元8和粉尘浓度传感器12；所述的智能控制单元8获取粉尘浓度传感器12的数据，并控制一号雾炮1、二号雾炮7的工作档位。当粉尘浓度低于30mg/m³时，智能控制单元会将雾炮水量调为一挡；当粉尘浓度在30-80mg/m³时，智能控制单元会将雾炮水量调为二挡；当粉尘浓度高于80mg/m³时，智能控制单元会将雾炮水量调为三挡。智能控制单元8可采用STM32F系列的MCU(单片机)来实现，当采用MCU单片机实现时，MCU对粉尘浓度传感器的输出信号进行AD转换，并与设定的电压阈值进行比较，根据比较结果发出指令给智能控制电路，控制一号雾炮1、二号雾炮7按照设定的档位工作。当然智能控制单元8也可以采用比较器电路来实现，通过比较粉尘浓度传感器的输出信号和设定的电压信号幅值，进而改变档位开关控制电路的电平，驱动雾炮按照设定的工作档位工作。无论是单片机还是纯电路控制单元为简单的常规控制技术，这里不再赘述。

本实用新型在原有单台降尘雾炮的基础上，增加了一台参数不同的雾炮和智能控制单元，通过高压水泵的水压控制来改变两台雾炮的水雾颗粒直径，同时依据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T3660-2020)中所提供的粉尘容许浓度，由智能控制单元可以根据粉尘浓度传感器的数据对雾炮的工作档位进行自动调整，进而改变雾炮的出水量，实现对不同颗粒直径的分级智能吸附，在满足降尘要求的同时，起到了节能效果。

Claims (8)

1.用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：包括底座(10)和底座(10)上安装的一号雾炮(1)、二号雾炮(7)、智能控制单元(8)和粉尘浓度传感器(12)；一号雾炮(1)和二号雾炮(7)均包括雾炮本体、水雾喷头(2)和高压水泵(3)，且一号雾炮(1)、二号雾炮(7)沿掌子面(16)的前后位置布置，雾炮本体内部设置有风扇；所述一号雾炮(1)的水雾喷头(2)朝向掌子面，并喷射颗粒直径为30-60μm的水雾，二号雾炮(7)的水雾喷头(2)背向掌子面，并喷射颗粒直径为10-30μm的水雾；所述的智能控制单元(8)获取粉尘浓度传感器(12)的数据，并控制一号雾炮(1)、二号雾炮(7)按照设定的工作档位工作。

2.根据权利要求1所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：一号雾炮(1)、二号雾炮(7)与底座之间均设置了回转支座(9)，使得一号雾炮(1)、二号雾炮(7)在底座(10)上独立旋转。

3.根据权利要求2所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：一号雾炮(1)、二号雾炮(7)的下端均设置了液压推杆(6)，控制水雾喷头(2)的高度和喷雾角度。

4.根据权利要求3所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：液压推杆(6)设置在回转支座(9)上方。

5.根据权利要求2所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：一号雾炮(1)、二号雾炮(7)的下端部和回转支座(9)之间均设置了固定臂(5)。

6.根据权利要求5所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：固定臂(5)通过两端的活动铰链分别固定在雾炮下端部和回转支座(9)上。

7.根据权利要求2所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：在回转支座(9)上还分别设置了对应一号雾炮(1)、二号雾炮(7)的储水箱(14)，所述的储水箱(14)与高压水泵(3)相连通。

8.根据权利要求7所述的用于隧道掌子面爆破施工的降尘装置，其特征在于：储水箱(14)外表面设置有容量刻度线。