一种盾构机施工降温系统的制作方法

本实用新型涉及盾构机技术领域，特别是涉及一种盾构机施工降温系统。

背景技术：

随着我国城镇化的快速推进，城市轨道交通发展迅猛，地铁建设如火如荼。盾构机是地铁隧道施工中的大型施工机械，其整机功率大、热源多，在施工过程中会产生大量的热量，加上地下空间的潮湿形成了湿热的恶劣施工环境，产生了一系列的不利影响。

在盾构法轨道施工过程中，盾构机总装机功率一般都在1400KW左右，它将源源不断地产生热量；盾构机本身的冷水循环带出部分热量到隧道外部，相当部分热量仍然释放在盾构机的施工现场。当室外环境温度达到35℃左右时，盾构机周围的环境温度可以达到40℃甚至45℃，在如此高温环境下，工作人员还要通过体力劳动进行施工，无法保证安全生产。

目前，在施工过程中通常采用临时降温的方法：

1、个体保护降温：施工人员穿戴冷却背心、冷却帽或采用普通冰柜、矿泉水瓶、塑料袋灌水制作冰块，用于个体防护。

2、冰块降温：利用冰的溶解热和冰水混合物与附近空气温差来传递热量。由于融冰速度慢，换热影响空气范围小，空气参数不可控，因此只能作为临时降温办法。

3、喷雾洒水降温：利用喷雾器接高压风与高压水进行喷雾洒水作业，进而降温。此方法会使得原本高湿的环境，湿度更高，不能有效解决高温高湿的问题。

4、增大风量降温：在盾构法隧道施工中，主要通过盾构机本身的水系统、出渣系统、通风系统携带出大部分的热量。通风是影响隧道温度的最终手段，因为通风能够直接影响施工人员皮肤感知的温度，但是通风风量又不能无限大，主要因为：

(1)增大风量就会增大风速，一方面增大了压力损失造成浪费，另一方面风速超过1.5-2m/s时，会吹起巷道的尘土，影响工人的身体健康；

(2)风机的功率与风量是三次方的关系，风量增加风机功率随之变大；

(3)风量达到相应的数值后，再增加风量，降温的效果却逐步减弱，此时能够显著降温的因素是进气温度，而不是进气量。

综上所述，现有的盾构机施工过程的降温方法的降温效果都十分有限，且通过增大风量的方法还会明显增大功率造成能源消耗，甚至影响施工人员的身体健康，因此，越来越需要一种结构简单、能耗低、降温效果好的盾构机施工降温系统。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、能耗低、降温效果好的盾构机施工降温系统。

一种盾构机施工降温系统，包括台车车架、冷水机组、表冷器和冷却塔；

所述冷水机组设置在所述台车车架上，所述台车车架上设置有通风道，所述表冷器设置于所述通风道内；

所述冷水机组具有冷冻出水口、冷冻回水口、循环出水口和循环回水口；所述冷冻出水口和所述冷冻回水口之间连接有所述表冷器，所述循环出水口和循环回水口之间连接有所述冷却塔。

本实用新型的盾构机施工降温系统通过设置冷水机组、表冷器和冷却塔，利用冷水机组对循环水降温处理为冷冻水，将冷冻水引入表冷器对通风道内的风进行冷却，从而对盾构机施工环境进行降温，而循环水又可以通过与冷却塔的热交换进行降温冷却，从而将盾构机施工环境的热量转移到外部，可以明显缓解施工环境的湿热程度，解决了现有技术的盾构机的降温系统降温效果差的问题。

进一步优选地，所述通风道内还设置有送风管和加压风机，所述送风管和加压风机分别位于所述表冷器的两侧。所述送风管可以将风引流到通风道内；所述加压风机可以用于对通风道内的风进行加压，加快风的流通，从而提高风与表冷器的热交换，可以明显降低风的温度。

进一步优选地，所述送风管为帆布送风管。帆布送风管具有结构简单、方便安装等特点。

进一步优选地，所述冷水机组和所述表冷器位于所述台车车架尾部；所述台车车架上设置有多个车轮。将所述冷水机组和所述表冷器设置于所述台车车架尾部，方便安装且不占用盾构机前部的施工空间。

进一步优选地，所述表冷器为多个，多个所述表冷器串联连接并沿所述通风道依次设置。通过设置多个表冷器，可以提高与通风道内风的换热效果，降低风的温度。

进一步优选地，所述冷水机组包括相互连接的蒸发器、压缩机和冷凝器，所述蒸发器具有所述冷冻出水口和所述冷冻回水口，所述冷凝器具有所述循环出水口和所述循环回水口。通过所述蒸发器、压缩机和冷凝器，将循环水制冷成冷冻水，从而输送到表冷器对风进行降温。

进一步优选地，所述冷水机组还包括过滤器和膨胀阀，所述冷凝器依次经所述过滤器和所述膨胀阀与所述蒸发器连接。所述过滤器可以对自所述冷凝器流入到蒸发器中的冷凝水进行过滤；所述膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在所述蒸发器中吸收热量达到制冷效果。

进一步优选地，所述盾构机施工降温系统还包括冷冻回水泵，所述冷冻回水泵固定于所述台车车架上，所述表冷器经所述冷冻回水泵与所述蒸发器的冷冻回水口连接。所述冷冻回水泵可以将表冷器中换热后的冷冻水抽回到所述冷水机组的蒸发器中。

进一步优选地，所述盾构机施工降温系统还包括冷却加压泵，所述冷却加压泵固定于所述台车车架上，所述冷凝器的循环出水口经所述冷却加压泵与所述冷却塔连接。所述冷却加压泵可以将冷凝器中的循环水抽入所述冷却塔中进行冷却。

相对于现有技术，本实用新型的盾构机施工降温系统通过设置冷水机组、表冷器和冷却塔，利用冷水机组对循环水降温处理为冷冻水，将冷冻水引入表冷器对通风道内的风进行冷却，从而对盾构机施工环境进行降温，而循环水又可以通过与冷却塔的热交换进行降温冷却，从而将盾构机施工环境的热量转移到外部，可以明显缓解施工环境的湿热程度，解决了现有技术的盾构机的降温系统降温效果差的问题。本实用新型的盾构机施工降温系统具有结构简单、能耗低、降温效果好等特点。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构的结构示意图。

图2是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构的侧视图。

图3是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构连接示意图。

图4是冷水机组的主视图。

图5是冷水机组的侧视图。

图6是本实用新型的盾构机施工降温系统某一实施例降温前后的效果示意图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

请参阅图1-图3。图1是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构的结构示意图。图2是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构的侧视图。图3是本实用新型的盾构机施工降温系统优选结构连接示意图。

本实用新型的盾构机施工降温系统，包括台车车架1、冷水机组2、表冷器3和冷却塔4。所述冷水机组2设置在所述台车车架1上，所述台车车架1上设置有通风道，所述表冷器3设置于所述通风道内。

所述冷水机组2具有冷冻出水口、冷冻回水口、循环出水口和循环回水口；所述冷冻出水口和所述冷冻回水口之间连接有所述表冷器3，所述循环出水口和循环回水口之间连接有所述冷却塔4。

具体地，所述冷水机组2和所述表冷器3位于所述台车车架1尾部。将所述冷水机组2和所述表冷器3设置于所述台车车架1尾部，方便安装且不占用盾构机前部的施工空间。所述台车车架1上设置有多个车轮。

请进一步参阅图4和图5。图4是冷水机组的主视图。图5是冷水机组的侧视图。

本实施例的所述冷水机组2包括相互连接的蒸发器21、压缩机22和冷凝器23，所述蒸发器21具有所述冷冻出水口和所述冷冻回水口，所述冷凝器23具有所述循环出水口和所述循环回水口。通过所述蒸发器21、压缩机22和冷凝器23，将循环水制冷成冷冻水，从而输送到表冷器3对风进行降温。

优选地，所述冷水机组2还包括过滤器24和膨胀阀25，所述冷凝器23依次经所述过滤器24和所述膨胀阀25与所述蒸发器21连接。所述过滤器24可以对自所述冷凝器23流入到蒸发器21中的冷凝水进行过滤；所述膨胀阀25使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在所述蒸发器21中吸收热量达到制冷效果。

所述盾构机施工降温系统还包括冷冻回水泵9，所述冷冻回水泵9固定于所述台车车架1上，所述表冷器3经所述冷冻回水泵9与所述蒸发器21的冷冻回水口连接。所述冷冻回水泵9可以将表冷器3中换热后的冷冻水抽回到所述冷水机组2的蒸发器21中。

所述盾构机施工降温系统还包括冷却加压泵5，所述冷却加压泵5固定于所述台车车架1上，所述冷凝器23的循环出水口经所述冷却加压泵5与所述冷却塔4连接。所述冷却加压泵5可以将冷凝器23中的循环水抽入所述冷却塔4中进行冷却。

优选地，所述通风道内还设置有送风管6和加压风机7，所述送风管6和加压风机7分别位于所述表冷器3的两侧。所述送风管6可以将风引流到通风道内；所述加压风机7可以用于对通风道内的风进行加压，加快风的流通，从而提高风与表冷器3的热交换，可以明显降低风的温度。

所述通风道可以充分利用盾构机原有的送风系统进行设置。本实施例的所述送风管6优选地设置为帆布送风管。帆布送风管具有结构简单、方便安装等特点。

进一步优选地，所述表冷器3为多个，多个所述表冷器3串联连接并沿所述通风道依次设置。通过设置多个表冷器3，可以提高与通风道内风的换热效果，降低风的温度。

本实施例的所述盾构机施工降温系统还优选地设置了远程主机控制箱8，所述远程主机控制箱8固定于所述台车车架1上，所述远程主机控制箱8与所述冷水机组2信号连接以控制所述冷水机组2运行。所述远程主机控制箱8可以对所述冷水机组2的运行进行自动控制。

由于盾构机的型号、使用年限、土层结构各不相同，不同地区的环境温度也有差异，因此，本实用新型的盾构机施工降温系统应该遵循以下的设计原则：

通风风量可以根据人员、电焊、瓦斯稀释、废气稀释、最小风量等进行计算。通风制冷量＝热功率产热+渣土搅动摩擦产热-外部循环水散热-出渣散热。可以根据制冷量和安装位置，对所述冷水机组做出非标化设计。根据风量、风压和制冷冷量设计表冷器。

需要指出的是，本实用新型的盾构机施工降温系统的冷却塔4可以与盾构机现有的冷却循环水系统共用，这样，可以明显降低实施难度，降低实施的成本。

本实用新型的盾构机施工降温系统可以根据产热和散热相平衡的热力学平衡原理，对各部进行非标准化设计，设计的最终目标可以使得盾构机的工作区体感温度达到28℃左右。

请参阅图6，图6是本实用新型的盾构机施工降温系统某一实施例降温前后的效果示意图。

由图6可知，管片拼装平台和连接桥降温前的平均温度为35℃；管片拼装平台和连接桥降温后的平均温度为28℃；管片拼装平台降温后的最低温度可达25.5℃。

根据中铁《铁路隧道施工规范》规定的隧道施工温度为28℃的要求，此实施例结果完全满足设计要求和施工要求。

因此，本实用新型的盾构机施工降温系统解决了隧道盾构施工过程中的高温问题，为施工人员提供了一个比较舒适的工作环境，为安全生产提供了保证。

相对于现有技术，本实用新型的盾构机施工降温系统通过设置冷水机组、表冷器和冷却塔，利用冷水机组对循环水降温处理为冷冻水，将冷冻水引入表冷器对通风道内的风进行冷却，从而对盾构机施工环境进行降温，而循环水又可以通过与冷却塔的热交换进行降温冷却，从而将盾构机施工环境的热量转移到外部，可以明显缓解施工环境的湿热程度，解决了现有技术的盾构机的降温系统降温效果差的问题。本实用新型的盾构机施工降温系统具有结构简单、能耗低、降温效果好等特点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。