发动机辅助供氧装置及高原湿喷机的制作方法

本实用新型属于隧道断面支护施工设备技术领域，具体涉及一种发动机辅助供氧装置及高原湿喷机。

背景技术：

湿喷机因其作业效率高、作业质量好、环境污染小等特点在国内隧道断面初期支护施工中逐渐得到认可和推广。随着我国西部大开发战略部署的持续推进，越来越多的隧道施工在西部高原地区开展，对工程机械的需求量也在加大。但国内现有的湿喷机大部分适用于平原环境，对于空气稀薄缺氧、气压低、温差大、气温低、辐射强的高原环境不太适应，工作性能不太可靠。因此，高原型湿喷机面临许多挑战，同时也存在着较大的发展机遇。

专利CN 204715449 U介绍一种高原型挖掘装载机，其结构为①驾驶室配备生命支持系统，制氧机满足驾驶员对氧气的需求；②可调独立散热系统，为发动机节能；③低温加热系统，提高发动机低温启动性能；④驾驶室安装LOW-E防紫外线保暖玻璃，提高驾驶室温度稳定性和舒适性。

专利CN 202543999 U介绍一种适用于高原地区的平地机，其特征在于①采用具有高原气压补偿器的功率恢复增压技术的发动机；②采用燃油水循环预热装置和空气进气预热装置改善发动机低温启动性能；③驾驶室全密封，具有换新风功能，车窗为防紫外线玻璃，内置暖风和座椅电加热功能等改善其舒适性；④液压胶管外裹防紫外线护套，使用耐低温橡胶密封件，改善其液压件寿命和性能。

专利CN 203008021 U介绍一种高原型装载机，其特征在于①液压系统配备耐低温型胶软管；②驾驶室配备防紫外线玻璃；③驾驶室设有冷暖空调改善舒适性；④驾驶室设有氧气瓶，防止驾驶员高原缺氧反应；⑤动力系统配备高原型发动机。所谓的高原型发动机即是利用乙醚的易挥发、低燃点的特点，在发动机启动时自动喷入从而改善发动机的低温启动性能。

专利CN 107269366 A介绍一种利用排气热能提高发动机高原功率的方法及发动机，其特征在于①将发动机的高温排气通过热电转化装置或蒸汽发电装置后输出电能；利用输出的电能电解水生成氢气和氧气，生成的氢气和氧气通过管路分别与发动机的进气管连通，与发动机进气一同进入气缸，为发动机补充氧气。

目前尚没有专门适用于高原地区的湿喷机。在所查到的公示技术文件中，缺少一种利用发动机外的设备（位于车体上）循环、可持续对发动机进行供氧，从而来提高发动机在高原环境下输出功率的技术方案；目前所查到的公示技术文件中，对于高原型的工程机械，缺少在电气元件的选择和防护、散热处理方面的技术方案。目前所查到的公示技术文件中，对于高原型的工程机械，缺少在流体箱体方面进行高原适应性处理的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种结构设计合理，适合于4000m海拔、-40℃环境温度，并能够实现正常爬坡行驶、喷浆作业的发动机辅助供氧装置及高原湿喷机。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种发动机辅助供氧装置，用于通过高原湿喷机的空压机总成对动力系统的辅助供氧，包括：支气管路，其连接设置在所述空压机总成的出气端；分子筛，所述分子筛的进气端与所述支气管路连通，所述空压机总成的压缩空气经所述分子筛后，分流为两路气体并分别从第一管路和第二管路排出；以及储氧罐，其与所述第一管路连通，且在所述储氧罐与所述动力系统之间设置有截止阀。

所述第一管路上设置有单向阀。

一种高原湿喷机，包括：车架，在所述车架底部设置有行走系统，在所述车架上设置有臂架总成和驾驶室总成；设置在所述车架上的动力系统、空压机总成和泵送系统，所述动力系统包括内燃机动力系统和电机动力系统；以及如上述的发动机辅助供氧装置。

还包括液压系统、电气系统、速凝剂添加系统和电缆卷筒总成。

所述臂架总成设置在所述车架的前端，所述驾驶室总成和动力系统均通过减震器支撑设置在所述车架前部，所述空压机总成和电气系统设置在所述车架的中部，所述泵送系统、电缆卷筒总成和速凝剂添加系统设置在所述车架的后部。

所述动力系统的燃油箱、液压系统的液压油箱和速凝剂添加系统的速凝剂箱均设有能够实现背压的空气滤清器。

还包括空气预热系统和能够实现电加热的燃油滤清器，所述空气预热系统匹配设置在所述动力系统的空气进气端，且所述空气预热系统设置在所述驾驶室总成下部。

所述车架上还配备有乙醚启动液，并与所述动力系统连接。

所述液压系统的液压软管外部涂有紫外线防护涂层，且所述液压软管为耐低温软管。

所述车架上部设置有覆盖防护板。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

①本申请通过设置发动机辅助供氧装置，其能够结合湿喷机本身的特点，对空压机进行改装，从而进一步的实现制氧、储氧和供氧的控制，使得发动机爬坡等功率输出较大时使用，保障了其对高海拔地区的适应性能力。

②本申请对电气元件的材料的选择和防护。其选用耐低温柔性电缆；主电机采用4000m高原型电机，内部绝缘性能和整机散热性能进行改善。

③本申请中的燃油箱、液压油箱、速凝剂箱均增加内部背压功能，减少因高原环境气压低造成的发动机、液压泵、速凝剂泵吸油（或速凝剂）能力差的问题，从而克服高原工况环境对设备的正常运行情况的影响。

④本申请通过双动力泵送控制。正常情况下泵送系统依靠电机作为动力源。在无电源情况下，使用辅助供氧装置，可以使用发动机短时间内驱动泵送系统工作，或者清理输送管路内的混凝土沉积。

⑤本申请还通过设置空气进气预热装置，改善发动机低温启动性能；并且采用带电加热的油滤对燃油进行预热，改善发动机的低温启动性能；进一步的通过在车体上配备乙醚启动液，在低温环境下，通过电气系统控制乙醚启动液的喷射，从而改善发动机启动性能。

⑥本申请的管线等均设置有防护措施，其中液压系统配套耐低温的胶管、橡胶密封件，液压胶管外裹涂有防紫外线涂料的护套，防止户外强光照影响寿命，对于电机动力系统配备高原型蓄电池，从而提高供电的稳定性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的高原湿喷机的结构示意图。

图2为根据本实用新型实施例的发动机辅助供氧装置的结构示意图。

图中序号：

100为车架、110为臂架总成、120为驾驶室总成、130为覆盖防护板、140为行走系统、150为制动系统、160为转向系统、170为标识；

200为动力系统、210为空气预热系统；

300为空压机总成；

400为泵送系统；

501为支气管路、502为主气管路、503为分子筛、504为储氧罐、505为第一管路、506为第二管路、507为单向阀、508为截止阀；

600为液压系统；

700为电气系统；

800为速凝剂添加系统；

900为电缆卷筒总成。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1和图2，本实用新型公开了一种发动机辅助供氧装置，用于通过高原湿喷机的空压机总成对动力系统的辅助供氧，包括支气管路501、分子筛503和储氧罐504，支气管路501连接设置在空压机总成300的出气端；分子筛503的进气端与支气管路501连通，空压机总成300的压缩空气经分子筛503后，分流为主要成分为氧气和氮气的两路气体并分别从第一管路505和第二管路506排出；储氧罐504与第一管路505连通，且在储氧罐504与动力系统200之间设置有截止阀508，第一管路505上设置有单向阀507。

空压机是湿喷机正常喷浆作业时必备的一部分。在湿喷机正常喷浆作业时，动力系统200不工作，空压机总成300通过主气管路502在臂架总成110的喷头处给混凝土管路提供高压空气，通过支气管路501连接分子筛503，经分子筛503过滤后氧气通过单向阀进入储氧罐504；湿喷机结束正常作业返回时，或者在无电源供应采用内燃模式驱动泵送系统工作时，可通过电气系统700控制储氧罐504和发动机进气管之间导通，给发动机提供适量的氧气，从而提高发动机的动力性能。在本实施例中，其分子筛503能够使得压缩空气中的氮气和二氧化碳被分离，从而使得流出的气体为高浓度的氧气，并对氧气进行储存。

为了进一步的优化高原湿喷机的工况适应情况，本申请还提供了一种高原湿喷机，其包括车架100、设置在车架100上的动力系统200、空压机总成300、泵送系统400和如上述的发动机辅助供氧装置，在车架100底部设置有行走系统140，在车架100上设置有臂架总成110和驾驶室总成120；动力系统200包括内燃机动力系统和电机动力系统。 其高原湿喷机还包括有液压系统600、电气系统700、速凝剂添加系统800和电缆卷筒总成900。高原湿喷机具有双动力泵送控制功能，在无电力供应时，使用发动机辅助供氧装置，可以使用发动机短时间内驱动泵送系统工作，或者清理输送管路内的混凝土沉积；车架100上部设置有覆盖防护板130。

其中，臂架总成110设置在车架100的前端，驾驶室总成120和动力系统200均通过减震器支撑设置在车架100前部，空压机总成300和电气系统700设置在车架100的中部，泵送系统400、电缆卷筒总成900和速凝剂添加系统800设置在车架100的后部。

在动力系统200的燃油箱、液压系统600的液压油箱和速凝剂添加系统800的速凝剂箱均设有能够实现背压的空气滤清器，从而能够使得箱体内保持一定的压强，并大于外界的大气压强，从而减少泵吸能力差的问题。

在驾驶室总成120的下部车架100上还设置有空气预热系统210，在油箱上连接有能够实现电加热的燃油滤清器，其空气预热系统210匹配设置在动力系统200的空气进气端，从而改变发动机的低温启动性能；为了进一步的改善发动机的启动性能，在车架100上还配备有乙醚启动液，从而根据工况条件，由电气系统控制乙醚启动液的喷量和时机。

本实施例中还包括标识170，其分别贴在车架、臂架总成、空压机总成、泵送系统总成、电缆卷筒总成和电气系统上。

本实施例中的动力系统采用涡轮增压发动机，在驾驶室总成中设置有制动系统150和转向系统160。

本实施例中的液压系统所用液压软管采用耐低温的胶管，液压胶管外裹涂有防紫外线涂料的护套防止户外强光照影响寿命；同时采用耐低温的橡胶密封件；其电缆卷筒总成所用线缆和连接电控箱的电缆均选用耐低温柔性电缆。

进一步的，电气系统所用主电机采用4000m高原型电机，内部绝缘性能和整机散热性能进行改善；所用连接空压机和主电机的线缆均选用耐低温柔性电缆；蓄电池采用高原型蓄电池。

本实用新型提供了一种能在4000m海拔、-40℃环境温度的高原上正常作业的湿喷机，其发动机动力性能方面得到了提高，与平原环境下的动力性能相比，之间的差距有所减小。且低温加热系统能够使得整机在-40℃环境下顺利启动；整机在高原环境下电气、液压故障率降低，使用寿命得到提高，各项功能的稳定性、可靠性得到保障。

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或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。