一种隧道施工降温除尘装置的制作方法

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1.本实用新型属于隧道施工除尘降温的技术领域，具体涉及一种隧道施工降温除尘装置。

背景技术：

2.我国幅员辽阔，地形多变，在多山地区修建公路和铁路时，不可避免地需要开挖隧道。隧道开挖技术中应用时间最久，技术最为完善的施工方法就是钻爆法。钻爆法开挖隧道时也会有一些不便性，在施工过程中，由于要使用对掌子面进行爆破，导致施工现场的烟尘较大，空气质量非常不好，因此对通风技术要求极高，通风不及时，效果不理想会危害施工人员的身体健康，同时拖慢施工的进度。此外，在隧道施工过程中还经常遇到的一个问题就是高地温。在修建川藏铁路隧道时，这种问题尤为明显。隧道施工时要求温度不能过高，否则会影响工人的身体健康，严重时会有生命危险。在处理高地温问题时，最常用的方法就是机械通风，通过大型风机吹入低温空气，并带走隧道中的高温气体。此外，还可以采用隧道内堆积冰块的方式对隧道进行降温；但这些处理都存在一个问题，没有将这部分热能有效利用，无疑是一种能源上的浪费。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种隧道施工降温除尘装置，以解决现有在处理高地温时，并没有对高地温热能进行有效利用的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
5.一种隧道施工降温除尘装置，其包括降温组件和除尘组件；降温组件的出水端与除尘组件相连；
6.降温组件包括第一储热水箱、换热器、第二储热水箱、制冷机组和冷却塔；第一储热水箱的进水端与集水管道连通，其出水口与所述换热器连通；换热器的出水端与第二储热水箱的进水端连通，第二储热水箱的出水端设置有第一回流管道，第一回流管道穿过所述制冷机组并与换热器连通；冷却塔的出水口设有第二回流管道，第二回流管道穿过制冷机组并与冷却塔的进水口连通；
7.除尘组件与出水管道连通；出水管道穿入蒸发器中并回流至除尘组件的进水端。
8.进一步地，集水管道的前端设有过滤装置；过滤装置包括沿进水方向依次设置的过滤网、粗碎石层、细碎石层和活性炭层。
9.进一步地，第一储热水箱和换热器之间连通的管道上设有第一热水泵。
10.进一步地，第一回流管道上设有第二热水泵。
11.进一步地，制冷机组包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器；发生器的出口端依次与冷凝器、蒸发器和吸收器连通；吸收器与发生器的进口端连通；第一回流管道穿入发生器中并回流至换热器中；第二回流管依次穿过吸收器和冷凝器并回流至冷却塔中。
12.进一步地，冷凝器和蒸发器之间连通的管道上安装有第一节流阀；发生器和吸收
器之间分别通过第二连接管和第五连接管相连；第二连接管上安装有溶液泵，第四连接管上设有第二节流阀。
13.进一步地，除尘组件为雾炮机；雾炮机包括箱体和风筒；箱体的底部固定有多个滚轮，箱体的侧面设有控制装置，箱体的顶部设有水平转盘；水平转盘与箱体内的旋转电机的输出轴相连；风筒通过支撑架固定于水平转盘上；水平转盘上穿设有一根液压杆，液压杆的一端与风筒的前端连接，液压杆的另一端延伸至箱体内，并与箱体内部的液压泵相连；控制装置内集成有控制器和无线接收器；无线接收器、旋转电机和液压泵均与控制器电性连接。
14.进一步地，风筒的尖端上开设有喷嘴，喷嘴处加装有防尘盖板。
15.本实用新型提供的隧道施工降温除尘装置，具有以下有益效果：
16.本实用新型利用隧道中的地热作为驱动热源，通过溴化锂吸收式的制冷机组制备低温冷水，喷洒至隧道施工作业面处，可以有效地利用地热资源，对隧道施工现场进行降温，同时还可以实现除尘的目的。
附图说明
17.图1为本实用新型的原理框图。
18.图2为本实用新型制冷机组的工作原理图。
19.图3为本实用新型集水管道内的过滤装置的结构示意图。
20.图4为本实用新型雾炮机结构示意图。
21.其中，1、第一储热水箱；2、第一热水泵；3、第二储热水箱；4、换热器；5、第二热水泵；6、制冷机组；7、冷却塔；8、集水管道；9、废水管道；10、第一连接管；11、第一回流管道；12、第二回流管；13、出水管道；14、冷凝器；15、第二连接管；16、第一节流阀；17、蒸发器；18、溶液泵；19、吸收器；20、第二节流阀；21、发生器；22、第六连接管；23、第三连接管；24、第四连接管；25、第五连接管；26、机组外壳；
22.40、过滤网；41、粗碎石层；42、细碎石层；43、活性炭层；
23.51、风筒；52、液压杆；53、箱体；54、喷嘴；55、支撑架；56、水平转盘；57、控制装置；58、滚轮。
具体实施方式
24.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
25.实施例1
26.参考图1，本实施例的隧道施工降温除尘装置，其利用隧道中的高地热资源，实现隧道施工作业面降温除尘的目的，其具体包括：
27.降温组件和除尘组件，降温组件的出水端与除尘组件相连，以为除尘组件提供冷却水。
28.本实施例的降温组件利用地热作为驱动热源，以制备低温冷水，并将低温冷水喷洒在隧道的施工作业面，进行降温；同时，将低温冷水通过除尘组件喷洒，以实现除尘的目
的。
29.具体的，本实施例的降温组件包括第一储热水箱1、换热器4、第二储热水箱3、制冷机组6和冷却塔7。
30.其中，第一储热水箱1的进水端与集水管道8连通，在集水管道8的前端设有过滤装置；过滤装置包括沿进水方向依次设置的过滤网40、粗碎石层41、细碎石层42和活性炭层43。
31.参考图3，过滤网40可以过滤涌水中大直径的碎石颗粒，不同直径的粗碎石层41和细碎石层42可以过滤涌水中的颗粒杂质及泥土，活性炭可以吸附水中大部分的杂质，经过过滤后的涌水可以有效地防止管道堵塞。
32.第一储热水箱1出水口与换热器4连通，且在第一储热水箱1和换热器4之间连通的管道上设有第一热水泵2；换热器4上设有废水管道9，经过换热器4降温后的废水经废水管道9排出。
33.在具体作业时，通过集水管道8收集隧道内的涌水，涌水经过过滤装置的过滤后进入第一储热水箱1，在第一热水泵2的驱动下通过管道将热水送入换热器4，在换热器4中，隧道涌水中的热能进入到第一连接管10道内，实现热量的传递。
34.换热器4的出水端通过第一连接管10与第二储热水箱3的进水端连通，第二储热水箱3的出水端设置有第一回流管道11，第一回流管道11穿过制冷机组6并与换热器4连通，且在第一回流管道11上设有第二热水泵5；在具体作业时，在第二热水泵5的驱动下，经换热器4加热的热水通过第一回流管道11进入到制冷机组6内，在制冷机组6的制冷作用下，第一回流管中的水温度降低，并回流至换热器4中进行循环利用。
35.冷却塔7的出水口设有第二回流管12道，第二回流管12道穿过制冷机组6并与冷却塔7的进水口连通，以实现冷区塔中水的循环利用。
36.参考图2，本实施例的制冷机组6利用隧道开挖过程中的地热能源，驱动制冷机工作产生冷量，其具体包括：发生器21、冷凝器14、蒸发器17和吸收器19，发生器21的出口端依次与冷凝器14、蒸发器17和吸收器19连通，吸收器19与发生器21的进口端连通；整个制冷机组6的外部设有机组外壳，以包括机组的内部结构。
37.具体的，发生器21与冷凝器14之间通过第五连接管25连通，冷凝器14与蒸发器17之间通过第三连接管23连通，蒸发器17与吸收器19之间通过第六连接管22连通；吸收器19与发生器21之间通过第四连接管24和第二连接管15连通，其中第二连接管15用于将吸收器19内的稀溴化锂溶液输送到发生器21中，第四管道24用于将发生器21内的浓溶液输送到吸收器19内，即通过第二连接管15和第四连接管24实现发生器21和吸收器19内溶液动态平衡。
38.在第三连接管23上安装有第一节流阀16，第四连接管24上设有第二节流阀20，第二连接管15上安装有溶液泵18。
39.第一回流管道11穿入发生器21中并回流至换热器4中，第二回流管12依次穿过吸收器19和冷凝器14并回流至冷却塔7中，出水管道13穿入蒸发器17中并回流至除尘组件的进水端。
40.其中，第一回流管内的水为发生器21中的稀溴化锂溶液提供蒸发所需的热量；
41.第二回流管12中的水经过吸收器19和冷凝器14后，温度上升，并通过冷却塔7可以
降低管道内水的温度。
42.出水管道13内的水经蒸发器17吸收热量后，得到降温后的冷冻水，该冷冻水通过管道的出水口连接到除尘组件上；本实施例的出口管道13中的水来源为外界常温水，经降温后进入除尘组件。
43.本实施例为保证溴化锂的制冷机组6的运行稳定，不直接将涌出水作为热源参与溴化锂机组循环，设计换热器4将涌出水的热量转移到第一连接管10的清洁热水中，可以大大提高机组的使用寿命，防止发生堵塞及爆炸等危险。
44.实施例2
45.为进一步实现对隧道的除尘功能，本实施例提供一种除尘组件的具体实施结构，其具体为：
46.本实施例的除尘组件优选为雾炮机，但并不限定于炮雾机。
47.参考图4，本实施例的雾炮机包括箱体53和风筒51，箱体53的底部固定有多个滚轮58，以便于炮雾机的便携移动。
48.箱体53的侧面设有控制装置57，箱体53的顶部设有水平转盘56，水平转盘56与箱体53内的旋转电机的输出轴相连，风筒51通过支撑架55固定于水平转盘56上，在旋转电机的驱动下，可带动水平转盘56上的风筒51进行周向转动。
49.水平转盘56上穿设有一根液压杆52，液压杆52的一端与风筒51的前端连接，液压杆52的另一端延伸至箱体53内，并与箱体53内部的液压泵相连，液压泵作业以驱动液压杆52上下移动，进而带动风筒51的喷嘴54上下移动，以实现竖向的喷洒。
50.控制装置57内集成有控制器和无线接收器，无线接收器、旋转电机和液压泵均与控制器电性连接。
51.本实施例的控制器可以优选为stc51单片机；
52.无线接收器可以优选为kjf80.2a；
53.旋转电机可以优选为防爆电动机；
54.液压泵可以优选为电动液压泵；
55.在隧道内不适宜人员进入的条件下可远程无线控制机器运作状态，提高工作的效率。还可以在隧道设置温度传感器，温湿度传感器可以为本实施例的装置运作提供参数，实时地检测隧道内的温度、湿度、空气质量，方便设置装置的工作状态，以达到最佳的效果。
56.风筒51的尖端上开设有喷嘴54，喷嘴54处加装有防尘盖板，防止粉尘进入喷嘴54内堵塞喷嘴54。
57.本方案一种隧道施工降温除尘装置的工作原理为：
58.集水管道8收集隧道涌水，经过过滤装置过滤后进入第一储热水箱1内，在第一热水泵2的驱动下通过管道将热水送入换热器4，在换热器4中，隧道涌水中的热能进入到第一连接管10内，实现热量的传递。
59.开启第二热水泵5，在第二热水泵5的驱动下，经换热器4加热的热水通过第一回流管道11进入到溴化锂的制冷机组6内，在热水的加热下，发生器21内的稀溴化锂溶液蒸发出水蒸气，水蒸气通过第五连接管25进入到冷凝器14内，在第二回流管12内冷却水作用下，水蒸气液化，进入第三连接管23内，同时在第一节流阀16的作用下进入到蒸发器17内，水蒸发吸收出水管道13内水的热量，使出水管道13出水口温度降低。水蒸气通过第二连接管15进
入到吸收器19内，吸收器19内的浓溴化锂溶液吸收水蒸气变为稀溶液，通过溶液泵18将稀溶液泵18送到发生器21内调节溶液量，实现循环动态平衡。
60.第二回流管12中的水经过吸收器19和冷凝器14后，温度上升，通过冷却塔7可以降低第二回流管12内水的温度；经降温后的冷冻水通过出水管道13出水口连接到雾炮机上，在风扇的作用下，冷却水从喷嘴54中喷出；喷出的水雾与隧道空气中的粉尘结合，起到除尘的作用，同时低温冷水也可以达到给隧道进行降温的目的。
61.本方案的所有部件均采用更加密实的材料进行保护，如风筒51外壳、制冷机组6外壳均进行加固处理，确保在使用过程中的稳定性；装置设备均进行防爆处理，所有部件在工作时均接地，避免在工作过程中产生电火花引起危险。
62.虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

技术特征：

1.一种隧道施工降温除尘装置，其特征在于：包括降温组件和除尘组件；所述降温组件的出水端与除尘组件相连；所述降温组件包括第一储热水箱、换热器、第二储热水箱、制冷机组和冷却塔；所述第一储热水箱的进水端与集水管道连通，其出水口与所述换热器连通；所述换热器的出水端与所述第二储热水箱的进水端连通，所述第二储热水箱的出水端设置有第一回流管道，所述第一回流管道穿过所述制冷机组并与所述换热器连通；所述冷却塔的出水口设有第二回流管道，所述第二回流管道穿过所述制冷机组并与冷却塔的进水口连通；所述除尘组件与出水管道连通；所述出水管道穿入蒸发器中并回流至所述除尘组件的进水端。2.根据权利要求1所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述集水管道的前端设有过滤装置；所述过滤装置包括沿进水方向依次设置的过滤网、粗碎石层、细碎石层和活性炭层。3.根据权利要求1所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述第一储热水箱和换热器之间连通的管道上设有第一热水泵。4.根据权利要求1所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述第一回流管道上设有第二热水泵。5.根据权利要求1所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述制冷机组包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器；所述发生器的出口端依次与冷凝器、蒸发器和吸收器连通；所述吸收器与所述发生器的进口端连通；所述第一回流管道穿入所述发生器中并回流至所述换热器中；所述第二回流管依次穿过所述吸收器和所述冷凝器并回流至所述冷却塔中。6.根据权利要求5所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述冷凝器和蒸发器之间连通的管道上安装有第一节流阀；所述发生器和吸收器之间分别通过第二连接管和第五连接管相连；所述第二连接管上安装有溶液泵，第四连接管上设有第二节流阀。7.根据权利要求6所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述除尘组件为雾炮机；所述雾炮机包括箱体和风筒；所述箱体的底部固定有多个滚轮，箱体的侧面设有控制装置，箱体的顶部设有水平转盘；所述水平转盘与所述箱体内的旋转电机的输出轴相连；所述风筒通过支撑架固定于水平转盘上；所述水平转盘上穿设有一根液压杆，所述液压杆的一端与所述风筒的前端连接，所述液压杆的另一端延伸至箱体内，并与箱体内部的液压泵相连；所述控制装置内集成有控制器和无线接收器；所述无线接收器、旋转电机和液压泵均与控制器电性连接。8.根据权利要求7所述的隧道施工降温除尘装置，其特征在于：所述风筒的尖端上开设有喷嘴，所述喷嘴处加装有防尘盖板。

技术总结

本实用新型公开了一种隧道施工降温除尘装置，包括降温组件和除尘组件；降温组件的出水端与除尘组件相连；降温组件中的第一储热水箱的进水端与集水管道连通，其出水口与换热器连通；换热器与第二储热水箱的进水端连通，第二储热水箱的出水端设置有第一回流管道，第一回流管道穿过制冷机组并与换热器连通；冷却塔的出水口设有第二回流管道，第二回流管道穿过制冷机组并与冷却塔的进水口连通；除尘组件与穿入蒸发器中的出水管道连通。本实用新型利用隧道中的地热作为驱动热源，通过溴化锂吸收式的制冷机组制备低温冷水，喷洒至隧道施工作业面处，可以有效地利用地热资源，对隧道施工现场进行降温，同时还可以实现除尘的目的。同时还可以实现除尘的目的。同时还可以实现除尘的目的。