本发明涉及全断面隧道掘进机技术领域，更具体地说，涉及一种防冻设备。此外，本发明还涉及一种包括上述防冻设备的掘进机低温防灾害系统，以及适用于上述掘进机低温防灾害系统的液体回收方法。
背景技术：
掘进机产品装机功率较大，运行中会产生大量的热量，一般配置水循环冷却系统给设备冷却降温，再由外部冷却水带走掘进机产品热量。掘进机调试时普遍使用冷却水，由于拆机排水作业较繁琐，工人作业量较大，当拆机时没有排水或排水不彻底，主驱动单元等元件以及冷却系统局部管路因存留冷却水，在低温环境下运输、存放、二次调试时，容易结冰膨胀，使掘进机存在冻坏的风险，造成经济损失，甚至延误施工工期。
此外，使用防冻液调试的掘进机中，工人拆机作业时防冻液回收较困难，回收率只有50％左右，浪费较为严重，因防冻液价格较高，调试成本增加。
综上所述，如何提供一种可提高作业效率的防冻设备和掘进机低温防灾害的系统及方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种防冻设备，可以实现转运、加注、移动、回收过滤以及自清洁等多种功能，并且操作方便，可以提高作业效率。
本发明的另一个目的是提供一种包括上述防冻设备的掘进机低温防灾害系统，以及适用于上述掘进机低温防灾害系统的液体回收方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种防冻设备，包括：
储液罐，用于储存液体；
加注回收管路，用于将所述储液罐中的液体加注至掘进机冷却系统，或用于使所述掘进机冷却系统的液体回收至所述储液罐，所述加注回收管路的一端与所述储液罐的进液口连通；
补液排放管路，用于向所述储液罐中补加所述液体，或用于使所述储液罐中的液体排出，所述补液排放管路的一端与所述储液罐的出液口连通；
气源管路，用于使压缩空气进入；
气动泵，用于驱动所述加注回收管路和所述补液排放管路中的液体流动，所述补液排放管路、所述加注回收管路和所述气源管路均与所述气动泵连接；
阀门组件，用于控制所述进液口和所述出液口的开闭，以及控制所述加注回收管路、所述补液排放管路以及所述气源管路的通断。
优选的，所述阀门组件包括设置于所述加注回收管路并用于控制所述加注回收管路通断的第一阀门开关、设置于所述储液罐的进液口的第二阀门开关、设置于所述储液罐的出液口的第三阀门开关、设置于所述补液排放管路与所述气动泵之间的第四阀门开关、设置于所述补液排放管路的第五阀门开关以及设置于所述气源管路的第六阀门开关，且所述第六阀门开关设置于所述气源管路与所述气动泵之间。
优选的，所述第二阀门开关与所述进液口之间设置有过滤器，且所述第二阀门开关与所述过滤器、所述过滤器与所述进液口均通过管路连接；
所述过滤器用于过滤回收来自所述掘进机冷却系统的液体，且能对所述储液罐内回收的液体进行二次循环过滤。
优选的，所述气动泵与所述加注回收管路之间设置有单向阀，且所述单向阀设置于所述第一阀门开关与所述第二阀门开关之间，以使所述液体只能由所述气动泵流向所述加注回收管路或所述储液罐。
优选的，所述气源管路设置有减压阀、压缩空气管路以及用于控制所述压缩空气管路开闭的第七阀门开关，且所述减压阀、所述第六阀门开关沿所述气源管路中气体的流向依次设置，所述压缩空气管路的一端、与设置于所述减压阀和所述第六阀门开关之间的管路连接。
优选的，还包括用于带动所述储液罐、所述加注回收管路、所述补液排放管路、所述气动泵、所述气源管路以及所述阀门组件移动的移动设备，所述移动设备设置有用于放置所述储液罐、所述加注回收管路、所述补液排放管路、所述气动泵、所述气源管路以及所述阀门组件的放置台。
优选的，所述移动设备设置有方便管路存放的管路挂件。
一种掘进机低温防灾害系统，包括掘进机冷却系统以及上述任一项所述的防冻设备，且所述防冻设备与所述掘进机冷却系统连接。
一种液体回收方法，适用于上述掘进机低温防灾害系统，包括：
对掘进机冷却系统中后配套部分的液体进行回收；
对所述掘进机冷却系统中盾体部分的液体进行回收。
优选的，所述对掘进机冷却系统中后配套部分的液体进行回收，包括：
使用压缩空气整体冲排所述后配套部分中冷却管路内的液体；
按照所述冷却管路的管径由大至小依次独立冲排所述后配套部分中各个设备的冷却管路内的液体；
所述对所述掘进机冷却系统中盾体部分的液体进行回收，包括：
使用压缩空气整体冲排所述盾体部分中冷却管路内的液体；
按照所述冷却管路的管径由大至小依次独立冲排所述盾体部分中各个设备的冷却管路内的液体。
在使用本发明提供的防冻设备的过程中，当需要向储液罐内补加液体时，可以通过阀门组件打开补液排放管路、气源管路以及气动泵，使液体由补液排放管路经气动泵进入储液罐内，完成液体的转运功能。
当需要将储液罐内的液体排出时，可以将液体的出液口以及补液排放管路打开，使液体流出。
当需要将储液罐内的液体加注至掘进机冷却系统时，需要通过阀门组件打开加注回收管路、气动泵、气源管路以及储液罐的出液口，储液罐内的液体由出液口流出，经气动泵、气源管路加注至掘进机冷却系统。
当需要回收掘进机冷却系统内的液体时，需要通过阀门组件打开气源管路、储液罐的进液口，使掘进机冷却系统内的液体经加注回收管路流入储液罐内。
为了使液体能够顺利流出或流入储液罐，需要在储液罐设置进排气口。
相比于现有技术，本发明所提供的防冻设备可以实现向掘进机冷却系统内加注液体和回收掘进机冷却系统内的液体至储液罐，操作过程中只需要连接相关管路和控制阀门组件中各个阀门的开关切换，操作简单方便，提高了掘进机冷却系统内液体的回收作业效率。另外，相比于现有的回收方式，由于不会出现因人为因素而导致的掘进机冷却系统内液体回收不彻底的情况，本发明提供的防冻设备可以使掘进机冷却系统内的液体回收比例增加，避免浪费，降低调试成本。
此外，本发明还提供了一种包括上述防冻设备的掘进机低温防灾害系统，以及一种适用于上述掘进机低温防灾害系统的液体回收方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统的具体实施例的结构示意图；
图2为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统对后配套部分中的防冻液进行回收的具体实施例的结构示意图；
图3为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统对盾体部分中的防冻液进行回收的具体实施例的结构示意图；
图4为本发明所提供的防冻设备的具体实施例的原理结构示意图；
图5为本发明所提供的防冻设备的外观结构侧视图；
图6为本发明所提供的防冻设备的外观结构轴测图。
图1-6中：
01为盾体热源、02为后配套热源、03为第一进气口、04为第一排放口、05为水罐、06为外循环冷却水、07为第二进气口、08为第二排放口、1为第一阀门开关、2为第二阀门开关、3为第三阀门开关、4为第四阀门开关、5为第五阀门开关、6为第六阀门开关、7为第七阀门开关、8为减压阀、9为气动泵、10为压力表、11为过滤器、12为储液罐、121为进排气口、122为进液口、123为出液口、13为移动设备、14为单向阀、15为管路挂件、16为连接管路、0a为加注回收管路、0b为补液排放管路、0c为气源管路、0c1为压缩空气管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种防冻设备，可以实现向掘进机冷却系统内加注液体或回收掘进机冷却系统内的液体至储液罐，操作过程简单方便，提高了掘进机冷却系统内液体的回收效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述防冻设备的掘进机低温防灾害系统，以及一种适用于上述掘进机低温防灾害系统的液体回收方法。
请参考图1-6，图1为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统的具体实施例的结构示意图；图2为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统对后配套部分中的防冻液进行回收的具体实施例的结构示意图；图3为本发明所提供的掘进机低温防灾害系统对盾体部分中的防冻液进行回收的具体实施例的结构示意图；图4为本发明所提供的防冻设备的具体实施例的原理结构示意图；图5为本发明所提供的防冻设备的外观结构侧视图；图6为本发明所提供的防冻设备的外观结构轴测图。
本具体实施例提供了一种防冻设备，包括：储液罐12，用于储存液体；加注回收管路0a，用于将储液罐12中的液体加注至掘进机冷却系统，或用于使掘进机冷却系统的液体回收至储液罐12，加注回收管路0a的一端与储液罐12的进液口122连通；补液排放管路0b，用于向储液罐12中补加液体，或用于使储液罐12中的液体排出，补液排放管路0b的一端与储液罐12的出液口123连通；气源管路0c，用于使压缩空气进入；气动泵9，用于驱动加注回收管路0a和补液排放管路0b中的液体流动，补液排放管路0b、加注回收管路0a和气源管路0c均与气动泵9连接；阀门组件，用于控制储液罐12的进液口122和出液口123的开闭，以及控制加注回收管路0a、补液排放管路0b以及气源管路0c的通断。
在使用本具体实施例提供的防冻设备的过程中，当需要向储液罐12内补加液体时，可以通过阀门组件打开补液排放管路0b、气源管路0c以及气动泵9，使液体由补液排放管路0b经气动泵9进入储液罐12内，完成液体的转运功能。
当需要将储液罐12内的液体排出时，可以将储液罐12的出液口123以及补液排放管路0b打开，使液体流出。
当需要将储液罐12内的液体加注至掘进机冷却系统时，需要通过阀门组件打开加注回收管路0a、气动泵9、气源管路0c以及储液罐12的出液口123，储液罐12内的液体由出液口123流出，经气动泵9、气源管路0c流出至掘进机冷却系统。
当需要回收掘进机冷却系统内的液体时，需要通过阀门组件打开气源管路0c、储液罐12的进液口122，使掘进机冷却系统内的液体经加注回收管路0a流入储液罐12内。
为了使液体能够顺利流出或流入储液罐12，需要在储液罐12设置进排气口121，当向储液罐12内加注液体时，储液罐12内的气体由进排气口121排出；当使储液罐12内的液体排出时，可以使空气由进排气口121进入。
相比于现有技术，本具体实施例所提供的防冻设备可以实现向掘进机冷却系统内加注液体或回收掘进机冷却系统内的液体至储液罐12，操作过程中只需要连接相关管路并控制阀门组件中各个阀门的开关切换，操作简单方便，提高了掘进机冷却系统内液体的回收效率。另外，相比于现有的回收方式，由于不会出现因人为因素而导致的掘进机冷却系统内液体回收不彻底的情况，本具体实施例提供的防冻设备可以使掘进机冷却系统内的液体回收比例增加，避免浪费，降低调试成本。
在上述实施例的基础上，可以使阀门组件包括设置于加注回收管路0a并用于控制加注回收管路0a通断的第一阀门开关1、设置于储液罐12进液口122的第二阀门开关2、设置于储液罐12出液口123的第三阀门开关3、设置于补液排放管路0b与气动泵9之间的第四阀门开关4、设置于补液排放管路0b的第五阀门开关5以及设置于气源管路0c的第六阀门开关6，且第六阀门开关6设置于气源管路0c与气动泵9之间。
需要进行说明的是，阀门组件中的各个阀门开关可以手动控制其开闭，也可以通过相关控制系统控制阀门开关自动开闭，实现操作过程的自动化，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
优选的，为了避免连接加注回收管路0a与补液排放管路0b的管路中液体的回流，可以在气动泵9与加注回收管路0a之间设置单向阀14，且单向阀14设置于第一阀门开关1与第二阀门开关2之间，以使液体只能由气动泵9流向加注回收管路0a或储液罐12。
优选的，在第二阀门开关2与进液口122之间设置过滤器11，且第二阀门开关2与过滤器11、过滤器11与进液口122均通过管路连接。
优选的，可以在气源管路0c设置减压阀8、压缩空气管路0c1以及用于控制压缩空气管路0c1开闭的第七阀门开关7，且减压阀8、第六阀门开关6沿气源管路0c中气体的流向依次设置，压缩空气管路0c1的一端、与设置于减压阀8和第六阀门开关6之间的管路连接。
减压阀8的设置，在使用的过程中，可以将减压阀8压力设置在3-5bar，禁止工人调整压力，防止压力过高损坏掘进机冷却系统元件。
优选的，可以在加注回收管路0a设置压力表10，用于监测加注回收管路0a内的压力。
通过使用压缩空气作为能源介质，可以直接取自工厂的气源，节约成本。
如图4所示，在使用本申请文件所提供的防冻设备的过程中，当需要向储液罐12内加注液体时，可以打开第二阀门开关2、第四阀门开关4、第五阀门开关4和第六阀门开关6，关闭第一阀门开关1、第三阀门开关3和第七阀门开关7，液体由补液排放管路0b进入，流经第五阀门开关5在气动泵9的作用下，流经单向阀14、第二阀门开关2、过滤器11由进液口122进入储液罐12，完成转运功能；当需要向掘进机冷却系统内加注液体时，需要将第一阀门开关1、第三阀门开关3、第四阀门开关4和第六阀门开关6打开，将第二阀门开关2、第五阀门开关5和第七阀门开关7关闭，并使加注回收管路0a与掘进机冷却系统连接，开启气动泵9，储液罐12内的液体由出液口123流出，流经第三阀门开关3、第四阀门开关4，经气动泵9、单向阀14、第一阀门开关1流入掘进机的冷却系统管路，完成加注功能；当需要对储液罐12内的液体进行过滤时，需要将第二阀门开关2、第三阀门开关3、第四阀门开关4和第六阀门开关6打开，将第一阀门开关1、第五阀门开关5和第七阀门开关7关闭，工业气源流经减压阀8、第六阀门开关6驱动气动泵9工作，在气动泵9的作用下储液罐12内的液体由出液口123流出，流经第三阀门开关3、第四阀门开关4、气动泵9、第二阀门开关2、过滤器11再由进液口122进入储液罐12，完成自清洁功能，避免储液罐12内的液体杂质较多影响使用；当需要对掘进机冷却系统内的液体进行回收时，需要将第一阀门开关1、第二阀门开关2和第七阀门开关7打开，将第四阀门开关4、第五阀门开关5和第六阀门开关6关闭，并将压缩空气管路0c1与掘进机冷却系统的管路的进气口连接，将加注回油管路与掘进机冷却系统的排放口连接，在回收的过程中，压缩气体作用于掘进机冷却系统，使掘进机冷却系统内的液体排出，并经第一阀门开关1、第二阀门开关2、过滤器11进入储液罐12，完成回收过滤功能，并且回收过滤功能的设置可以有效解决掘进机冷却系统内杂质较多影响散热效率的问题，可以实现掘进机内液体的重复使用。
在上述实施例的基础上，还包括用于带动储液罐12、加注回收管路0a、补液排放管路0b、气动泵9、气源管路0c以及阀门组件移动的移动设备13，移动设备13设置有用于放置储液罐12、加注回收管路0a、补液排放管路0b、气动泵9、气源管路0c以及阀门组件的放置台。
优选的，移动设备13可以是移动小车，如图5、6所示，储液罐12、加注回收管路0a、补液排放管路0b、气动泵9、气源管路0c以及阀门组件等均放置于移动小车，并且移动小车上还设置有围栏，避免设备掉落；当然，移动设备13还可以是其它满足要求的结构，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
还可以在移动设备13设置方便管路存放的管路挂件15，避免在管路安装的过程中重复拆卸，使用方便。
需要进行说明的是，本申请文件中提到的各个阀门开关、单向阀14、气动泵9等设置之间均通过连接管路16进行连接。
除了上述防冻设备，本发明还提供一种包括上述实施例公开的防冻设备的掘进机低温防灾害系统，该掘进机低温防灾害系统包括掘进机冷却系统以及上述任一项所提到的防冻设备，且防冻设备与掘进机冷却系统连接；该掘进机低温防灾害系统涉及的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
需要进行说明的是，在实际使用的过程中，可以使用冷却水进行调试，调试完之后将冷却水排出；也可以是使用防冻液进行调试，防冻液的使用可以避免低温结冰的安全隐患，调试完之后，将防冻液回收，减少浪费，本申请文件中提到的防冻设备在使用的过程中，主要使用防冻液，避免低温结冰的风险，并且调试完之后将防冻液回收，减少浪费；但是在外在环境合适的条件下，也可以使用冷却水，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
此外，本发明还提供了一种液体回收方法，主要适用于上述提到的掘进机低温防灾害系统，包括：
步骤s1，对掘进机冷却系统中后配套部分的液体进行回收。
步骤s2，对掘进机冷却系统中盾体部分的液体进行回收。
需要进行说明的是，掘进机的热源主要包括主驱动单元、螺旋机、空压机、液压泵站、注浆机、电气柜等，并联设置于冷却系统内，在对掘进机冷却系统的液体进行回收的过程中，需要将掘进机冷却系统分为盾体部分和后配套部分进行回收，在设备桥处分隔开，关闭管路球阀。
上述步骤s1包括：
步骤s11，使用压缩空气整体冲排后配套部分中冷却管路内的液体。
上述步骤s11中，使用压缩空气整体冲排后配套部分中冷却管路内的液体冲排时间大约为15分钟。
步骤s12，按照冷却管路的管径由大至小依次独立冲排后配套部分中各个设备的冷却管路内的液体。
后配套热源02由螺旋机、空压机、液压泵站、电气柜等组成，在步骤s12中，整体冲排完之后，再将螺旋机、液压泵站和电气柜冷却管路阀门关闭，独立冲排空压机冷却管路内的防冻液或冷却水，冲排时间大约为5分钟，关闭空压机的冷却管路阀门；之后按照冷却管路管径由大至小的顺序，依次对螺旋机、液压泵站、注浆机、电器柜等装置的冷却管路进行独立冲排。
上述步骤s2包括：
步骤s21，使用压缩空气整体冲排盾体部分中冷却管路内的液体。
上述步骤s21中，使用压缩空气整体冲排盾体部分中冷却管路内的液体冲排时间大约为15分钟。
步骤s22，按照冷却管路的管径由大至小依次独立冲排盾体部分中各个设备的冷却管路内的液体。
盾体热源01由主驱动电机和减速机、主驱动密封、主驱动齿轮油等组成，整体冲排完之后，再将主驱动密封、主驱动电机和减速机冷却管路阀门关闭，独立冲排齿轮油冷却管路内防冻液或冷却水，冲排时间大约为5min，关闭其冷却管路阀门；按照冷却管路直径由大至小的原则，依次独立冲排主驱动密封、主驱动电机和减速机等冷却管路内防冻液或冷却水。
相比于现有技术，本具体实施例所提供的液体回收方法，可以使掘进机冷却系统的防冻液的回收利用率提高40％，并且作业效率提高了50％。
如图1-3所示，在对掘进机低温防灾害系统中的防冻液或冷却水进行回收的过程中，如图3所示，对盾体部分的冷却管路内的液体进行回收时，需要使压缩空气由第一进气口03进入，回收的防冻液或冷却水由第一排放口04排出，第一进气口03与压缩空气管路0c1连接，第一排放口04与加注回收管路0a连接；如图2所示，对后配套部分的冷却管路内的液体进行回收时，需要使压缩空气由第二进气口07进入，回收的防冻液或冷却水由第二排放口08排出，第二进气口07与压缩空气管路0c1连接，第二排放口08与加注回收管路0a连接；并且掘进机低温防灾害系统中还设置有水罐05，在向掘进机低温防灾害系统的冷却系统加注防冻液或冷却水时，需要使水罐05的加注口与加注回收管路0a连接，水罐05与外循环冷却水06连通，在使用的过程中，可以使外循环冷却水06通过热交换器对掘进机冷却系统内的液体进行冷却降温。
需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一阀门开关1、第二阀门开关2、第三阀门开关3、第四阀门开关4、第五阀门开关5、第六阀门开关6和第七阀门开关7，第一排放口04和第二排放口08，第一进气口03和第二进气口07中的第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
以上对本发明所提供的掘进机低温防灾害系统、液体回收方法、防冻设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。