近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统的制作方法

本发明属于近海地下工程通风防腐领域，涉及近海地下工程空气处理和输送系统，特别涉及一种利用盐雾过滤、空气幕与送风贴附射流，并可保障地下工程室内大气腐蚀性等级的近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统。

背景技术：

地下工程内部的墙壁岩体会散发氡气等有害气体，同时，地下工程内部的设备在工作时往往散发一定的热量。为了排除有害气体、带走设备散热，营造适合工作人员和设备运行所需的室内空气环境，需要引入室外新风进行通风。交通洞是连接地下工程和室外地面的运输通道，很多地下工程利用交通洞作为引入室外新风的风道，这样可以节省专门设置进风道，降低大量工程成本。

但近海地区与内陆相比，室外空气含有大量盐雾，导致大气腐蚀性等级较高，暴露于室外空气的金属腐蚀速率随之大幅提高。例如海南沿海地区的大气腐蚀性等级比北京高两个等级，碳钢的腐蚀速率是北京的4~6倍。因此，在室外空气引入室内前，必须对室外空气进行盐雾过滤处理，降低空气中的盐雾含量，减缓室内金属部件腐蚀速率，降低腐蚀损失。

为满足人员和车辆进出的需求，交通洞常处于敞开的状态，不可能在整个截面设置盐雾过滤器。因此，利用交通洞作为进风通道，做到既能为地下工程室内送入经盐雾过滤处理后的新风，又能阻挡室外含盐新风的自然侵入，成为一个难题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供利用交通洞作为进风通道，不但能够为近海地下工程提供经盐雾处理的新风，而且还能阻挡室外含盐空气的自然侵入的近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统，包括壳体，壳体的两端分别设有进风口和出风口，所述壳体固定设置在交通洞顶板下表面且进风口临近并朝向交通洞入口；壳体内设有两块隔板ⅰ，每块隔板ⅰ竖直间隔设置且与气流流动方向垂直，从而将壳体内部分隔成三个腔室，沿气流流动方向依次为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室、第二腔室分别为盐雾处理腔室、静压分流腔室；第三腔室内水平设置有隔板ⅱ，以将第三腔室分隔成上下平行设置的送风静压腔室和空气幕静压腔室，所述出风口设置在送风静压腔室对应的壳体上。

所述盐雾处理腔室内设有盐雾过滤器和离心风机，所述盐雾过滤器为板式过滤器且与气流流动方向垂直设置，盐雾过滤器的四边分别与壳体固定连接；离心风机设置在盐雾过滤器尾端，且离心风机进口设置在盐雾处理腔室内，离心风机出口设置在静压分流腔室内，以将盐雾处理腔室和静压分流腔室连通。

送风静压腔室对应的隔板ⅰ上设有送风静压腔室进口，从而将送风静压腔室与静压分流腔室连通；出风口处设有平行流送风格栅，从而形成送风射流，并在出风口上方的对应的交通洞顶板上设有大于或者等于出风口宽度的光滑贴附板，所述光滑贴附板沿送风射流方向设置且有一长度。

空气幕静压腔室对应的隔板ⅰ上设有空气幕静压腔室进口，从而将空气幕静压腔室与静压分流腔室连通；空气幕静压腔室的底端设有百叶风口以在空气幕静压腔室底端形成空气幕射流以阻挡未经处理的含盐空气接进入地下工程室内。

进一步地，所述盐雾过滤器包括粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器，粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器沿气流流动方向依次间隔设置；离心风机设置在高效盐雾过滤器尾端。

进一步地，粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器采用的滤纸为玻璃纤维滤纸或聚丙烯滤纸中任意一种。

进一步地，粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器对应的壳体上设有检修口，在壳体上设有与检修口对应的检修门，检修门与壳体连接，检修门里侧四周与检修口之间设有密封条，以保证盐雾处理腔室的密封性。

进一步地，检修门外侧设有辅助把手，便于检修时开启检修门。

进一步地，粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器的两侧均设有压力传感器，并在壳体外侧设有报警器，报警器上设有分别与粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器对应的警示灯，所述报警器通过信号线与各压力传感器连接，报警器根据各压力传感器传送的压力信号计算得到粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器两侧的压差，当压差大于设定值时，报警器上对应的警示灯亮起，便于操作人员更换对应的过滤器。

进一步地，送风静压腔室进口和空气幕静压腔室进口处各设有一风阀，分别用于调节进入送风静压腔室和空气幕静压腔室的风量。

进一步地，所述百叶风口上设有若干叶片，所有叶片相互平行设置且每个叶片的两侧位于交通洞纵向方向，每个叶片的上端可转动固定在空气幕静压腔室内，下端伸出百叶风口一长度。

进一步地，每个叶片上端通过转轴可转动固定在空气幕静压腔室内，每个叶片上端设有沿交通洞横向的贯穿孔，转轴穿过贯穿孔且与叶片固定连接，所有转轴同一端均套设有传动齿轮，在空气幕静压腔室内设有与所有传动齿轮啮合的传动齿条，在空气幕静压腔室内设有与传动齿条对应的导轨，所述传动齿条卡设在导轨上并可在导轨上往复移动；在空气幕静压腔室内还设有步进电机、电控盒，电控盒内设有配电器和控制器，所述配电器分别与控制器和步进电机连接，控制器与步进电机连接以控制步进电机工作；步进电机的输出轴套设有主动齿轮，所述主动齿轮与传动齿条啮合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在室外空气引入近海地下工程室内之前，依次利用粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器、高效盐雾过滤器处理室外含盐的空气，可以有效降低空气中盐雾浓度和空气腐蚀等级，不但可以为室内提供新风，排除室内有害气体，而且还可降低和保证地下工程室内的空气腐蚀等级，减缓室内机械设备的腐蚀速率，延长机械设备的使用寿命。

2、本发明通过利用空气幕阻挡室外含盐空气的自然侵入，同时还可通过调节空气幕百叶风口叶片的倾斜角度，使空气幕在各种条件下都能起到良好的隔离效果。

3、本发明在送风段处利用光滑贴附板，使送风射流拥有更长的贴附距离与冲入深度，可避免因出风口和进风口距离近导致出风口和进风口气流短路现象（把送风射流再次吸入进风口重复过滤，减小了送入地下工程室内的总送风量），从而保证地下工程室内得到足量的新风。

4、本发明使近海地下工程利用交通洞作为进风道成为可能，从而节省建造进风道的成本；同时，本发明的交通洞可保持常开的状态，不影响人员、车辆的频繁进出。

附图说明

图1-本发明纵剖面结构示意图。

图2-本发明周围环境气流流向图。

图3-本发明空气幕百叶风口侧面结构示意图。

图4-本发明空气幕百叶风口轴测结构示意图。

图5-本发明侧面结构示意图。

图6-本发明布置示意图。

其中：1-空气盐雾处理段；2-风机段；3-送风段；4-空气幕段；5-壳体；6-进风口；7-粗效盐雾过滤器；8-中效盐雾过滤器；9-高效盐雾过滤器；10-离心风机；11-静压分流腔室；12-风阀；13-送风静压腔室；14-出风口；15-光滑贴附板；16-空气幕静压腔室；17-百叶风口；18-压力传感器；19-报警器；20-室外未处理含盐空气；21-送风射流；22-空气幕射流；23-检修门；24-密封条；25-叶片；26-传动齿轮；27-传动齿条；28-导轨；29-主动齿轮；30-电控盒；31-步进电机；32-控制器；33-配电器；34-辅助把手。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参见图1、图2、图3、图4和图5，近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统，包括壳体5，壳体5的两端分别设有进风口6和出风口14，所述壳体5固定设置在交通洞顶板下表面且进风口6临近并朝向交通洞入口；壳体5内设有两块隔板ⅰ，每块隔板ⅰ竖直间隔设置且与气流流动方向垂直，从而将壳体5内部分隔成三个腔室，沿气流流动方向依次为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室、第二腔室分别为盐雾处理腔室、静压分流腔室11；第三腔室内水平设置有隔板ⅱ，以将第三腔室分隔成上下平行设置的送风静压腔室13和空气幕静压腔室16，所述出风口14设置在送风静压腔室对应的壳体上。

所述盐雾处理腔室内设有粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8、高效盐雾过滤器9和离心风机10，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9均为板式过滤器，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9沿气流流动方向依次间隔设置且与气流流动方向垂直，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9的四边分别与壳体固定连接；离心风机10设置在高效盐雾过滤器9尾端，且离心风机10进口设置在盐雾处理腔室内，离心风机10出口设置在静压分流腔室11内，以将盐雾处理腔室和静压分流腔室11连通。

这里，粗效盐雾过滤器用于过滤粒径大于或者等于3μm的盐雾；中效盐雾过滤器用于过滤粒径大于或者等于1μm的盐雾；高效盐雾过滤器用于过滤粒径大于或者等于0.3μm的盐雾，这样室外未处理含盐空气20进入盐雾处理腔室后依次通过粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9，可有效降低空气中盐雾浓度，空气腐蚀等级也会随之降低；同时这样竖直设置粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9可以有效提高过滤器的使用效率，而且这样依次对不同粒径大小的盐雾进行过滤可以延长各过滤器的使用周期。

送风静压腔室13对应的隔板ⅰ上设有送风静压腔室进口，从而将送风静压腔室13与静压分流腔室11连通；出风口14处设有平行流送风格栅，从而形成送风射流21，并在出风口上方的对应的交通洞顶板上设有大于或者等于出风口宽度的光滑贴附板15，所述光滑贴附板15沿送风射流方向设置且有一长度。

这样在离心风机10的作用下，送风静压腔室13内的空气经平行流送风格栅形成送风射流21，以水平方向送出。该送风射流21上部为光滑贴附板15，由于靠近光滑贴附板的这一侧不能卷吸空气，气体的流速大静压小；而下部气流流速小静压大，上下压力差把送风射流21向上压，使得送风射流21呈水平贴附状态。但是，由于室外未处理含盐空气的温度一般低于室内，送风射流21的温度低于周围空气，在浮力和重力不平衡的条件下，水平贴附的送风射流21将发生弯曲，因此水平贴附距离是有限的，送风射流21的冲入深度也是有限的。而且，参见图2，由于进风口6处静压较低，如果送风射流21受到影响，将有部分气流进入进风口6造成气流短路。为避免气流短路现象的发生，应使送风射流21在交通洞内具有更长的水平贴附距离与冲入深度。为此，在平行流送风格栅后连接光滑贴附板15，并将其布置在交通洞顶部，光滑贴附板15将减少送风射流21水平运动时的阻力，使其具有更长的冲入深度。同时，为进一步延长冲入深度，在实际设计中，光滑贴附板15的长度应足够长。

空气幕静压腔室16对应的隔板ⅰ上设有空气幕静压腔室进口，从而将空气幕静压腔室16与静压分流腔室11连通；空气幕静压腔室的底端设有百叶风口17以在空气幕静压腔室底端形成空气幕射流22以阻挡未经处理的含盐空气接进入地下工程室内。

这里这样设置，是因为在实际中，当地下工程室内外存在温差，室外未处理含盐空气则会在热压作用下进入交通洞；同时，当室外风速达到一定值时，在风压的作用下，室外未处理含盐空气也会侵入交通洞。在这里设置空腔幕静压腔室，在离心风机的作用下，空气幕静压腔室内具有较高的静压，然后空气幕静压腔室内的空气通过百叶风口射出形成空气幕射流，空气幕射流能够卷吸其内外两侧的空气，稀释和带走卷吸进来的盐雾微粒，阻挡室外未处理含盐空气穿透气幕进入交通洞，这样也能够抵抗热压与风压的不利作用，控制交通洞内的气流流动方向。

同时，在实际设计中，应合理设计百叶风口17沿交通洞纵向的长度，保证空气幕射流22的宽度和隔离能力，并应合理设计空气幕射流22的初始速度大小，保证其抗干扰能力。

由此可见，近海地下工程利用交通洞进风的空气处理和输送系统的工作流程可分成四段，分别为空气盐雾处理段1，风机段2，送风段3与空气幕段4。空气盐雾处理段1为进风口到高效盐雾过滤器这部分；风机段2包括离心风机和静压分流腔室；送风段包括送风静压腔室、平行流送风格栅和光滑贴附板；空气幕段4包括空气幕静压腔室和百叶风口。具体地，近海室外含盐空气依次经过空气盐雾处理段1、风机段2后，气流分为两部分，一部分经过送风段3后形成送风射流21，送入地下工程室内；另一部分经过空气幕段4后在本系统下方空间产生空气幕射流22，以阻挡高盐雾浓度的室外未处理含盐空气20的自然侵入地下工程室内。

具体实施时，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9采用的滤纸为玻璃纤维滤纸或聚丙烯滤纸中任意一种。

这里的玻璃纤维滤纸或聚丙烯滤纸的憎水性强，可以有效防止盐雾在滤纸表面融化而透过过滤器。

具体实施时，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9对应的壳体上设有检修口，在壳体上设有与检修口对应的检修门23，检修门23与壳体5连接，检修门里侧四周与检修口之间设有密封条24，以保证盐雾处理腔室的密封性。

这里设置检修门是为了便于安装和拆卸过滤器的滤纸。本实施例中采用的密封条为橡胶密封软条，同时设置了三道检修门，检修门的数量可以根据需要设置。

具体设施时，检修门23外侧设有辅助把手34，便于检修时开启检修门23。

具体实施时，粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9的两侧均设有压力传感器18，并在壳体5外侧设有报警器19，报警器19上设有分别与粗效盐雾过滤器7、中效盐雾过滤器8和高效盐雾过滤器9对应的警示灯，所述报警器19通过信号线与各压力传感器18连接，报警器19根据各压力传感器18传送的压力信号计算得到粗效盐雾过滤器、中效盐雾过滤器和高效盐雾过滤器两侧的压差，当压差大于设定值时，报警器上对应的警示灯亮起，便于操作人员更换对应的过滤器。

具体实施时，送风静压腔室进口和空气幕静压腔室进口处各设有一风阀12，分别用于调节进入送风静压腔室13和空气幕静压腔室16的风量。

这里，两个风阀分别用于调节气流进入送风静压腔室13和空气幕静压腔室16的阻力，进而调节送风射流21和空气幕射流22的流量与流速。

具体实施时，所述百叶风口17上设有若干叶片25，所有叶片25相互平行设置且每个叶片25的两侧位于交通洞纵向方向，每个叶片25的上端可转动固定在空气幕静压腔室16内，下端伸出百叶风口17一长度。

这里通过转动叶片25以调节叶片倾斜角度α。当室外风速较高时，空气幕射流22在压差导致的侧压力作用下，将向室内方向发生弯曲。通过调节叶片25倾斜角度α，使空气幕射流22的初始速度方向倾斜向外，保证弯曲后的空气幕射流22仍可阻挡室外未处理含盐空气的进入。在实际使用中，为达到阻挡效果，并尽可能减少回流至进风口6的风量，应根据需要调节叶片角度α使空气幕射流22能够到达地面，并使空气幕射流22的中心轴线速度方向在地面处垂直于地面，即保证θ=90°。例如，当室外风压为0时，应调节叶片角度α为90°；当室外风压为正，应调节叶片角度α<90°；当室外风压为负，应调节叶片角度α>90°。空气幕射流22内部，以气流中心轴线为界，靠近交通洞内侧的气流将作为新风流入地下工程室内，外侧的气流将回流至进风口6或吹出交通洞。

具体实施时，每个叶片25上端通过转轴可转动固定在空气幕静压腔室16内，每个叶片25上端设有沿交通洞横向的贯穿孔，转轴穿过贯穿孔且与叶片25固定连接，所有转轴同一端均套设有传动齿轮26，在空气幕静压腔室16内设有与所有传动齿轮26啮合的传动齿条27，在空气幕静压腔室16内设有与传动齿条27对应的导轨28，所述传动齿条27卡设在导轨28上并可在导轨28上往复移动；在空气幕静压腔室16内还设有步进电机31、电控盒30，电控盒30内设有配电器33和控制器32，所述配电器33分别与控制器32和步进电机31连接，控制器32与步进电机31连接以控制步进电机31工作；步进电机31的输出轴套设有主动齿轮29，所述主动齿轮29与传动齿条27啮合。

步进电机为小型轴向可伸缩电机，并可正转与反转。正常情况下电机输出轴上的主动齿轮与传动齿条啮合，在维修或断电情况下电机输出轴可自动收缩使得主动齿轮与传动齿条脱离，以利于维修更换。同时可以遥控控制器，对控制器发出指令，从而控制步进电机模式，当步进电机工作时使得输出轴转动，驱动传动齿条在导轨水平运动，传动齿条运动过程中带动传动齿轮转动，进一步带动转轴转动，进而带动叶片转动实现倾斜角度α的调节。

所述光滑贴附板为表面粗糙度明显低于交通洞混凝土壁面或岩石壁面的板，如镀锌钢板或pvc板。

参见图6，本系统安装于近海地下工程交通洞顶板下，并靠近交通洞入口处。在实际设计时，可根据交通洞的截面宽度与该空气处理和输送系统的空气幕作用宽度确定该系统安装数量。当需要安装多个时，各系统应平行布置于同一交通洞深度的顶板下。图6中安装有两套该系统。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。