一种隧道施工除尘除烟辅助通风装置的制作方法

本发明涉及一种隧道除尘除烟通风装置，具体是一种隧道施工除尘除烟辅助通风装置，属于隧道除尘技术领域。

背景技术：

在当前的隧道施工中，无轨运输钻爆法因其具有灵活、快速和高效的特点，已成为隧道施工的主要方法，然而，无轨运输钻爆法在隧道施工中会产生大量的游离二氧化硅粉尘和炮烟，并且各种施工机械设备燃油产生的尾气也进入空气中。由于隧道是一个相对密闭的空间，隧道内的粉尘和有害气体浓度过高时，将会对施工人员的安全健康产生不利影响，对环境造成巨大危害。

目前，针对长大隧道施工通风系统大多数采用以水为主的湿式除尘技术，如喷雾洒水，水幕降尘，脉冲喷吹袋式除尘，静电除尘等。但湿式除尘的除尘效率不高，并且水雾影响视线，排放的污水影响施工和清渣运输；而静电除尘有超高压静电，在潮湿的隧道施工环境中使用有一定的危险性，而且占地面积相对较大；脉冲喷吹袋式除尘一般采用布袋式滤袋为过滤元件，滤袋在清灰过程中容易破损，处理相同风量时，滤袋体积是滤筒的2-3倍，此外，在以往隧道用除尘通风设备设计中很少考虑对烟气的处理，致使隧道施工环境中烟气弥漫，极大影响施工安全和人员健康。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种隧道施工除尘除烟辅助通风装置，将隧道掘进面的通风功能与粉尘，烟气处理融为一体，极大的精简设备的体积结构，改善通风状况，实现对隧道内污浊气流的高效净化，改善掘进面的工作环境，保护施工人员的身心健康。

为了实现上述目的，本发明提供的一种隧道施工除尘除烟辅助通风装置，包括集中设置在平板车上的除尘箱体、抽出式通风机和除烟箱体，除尘箱体的入口一侧连接有吸尘罩，除尘箱体的另一侧与抽出式通风机的入口相连接，除烟箱体设置在该装置的尾部，与抽出式通风机的出口相连接，

除尘箱体包括干式过滤除尘部分、脉喷清灰部分和收集卸灰部分，干式过滤除尘部分由金属过滤网、导流板、滤筒组成，金属过滤网设置在吸尘罩内部，导流板的上端固定设置在除尘箱体的内壁上，下端悬空设置，滤筒设置在除尘箱体的内部，在滤筒的上方设置有孔洞，孔洞与抽出式通风机的入口连通；

脉喷清灰部分设置在除尘箱体内部上方位置，脉喷清灰部分由气动先导阀、气管、清灰指示器、高压空气集气包、通气导管、气动脉冲阀、喷吹管、喷吹口组成，气动先导阀设置在除尘箱体的侧壁上，所述的气动先导阀分别与清灰指示器、气动脉冲阀连接，高压空气集气包通过通气导管与气管管路连通，气管与喷吹管连通，通过手动按下气动先导阀来启动气动脉冲阀，高压空气集气包中的压缩空气就会经由通气导管进入气管中，再由气管通过气动脉冲阀进入到喷吹管中，进而从喷吹管上设置的多个喷吹口中喷出，喷吹口)的喷吹方向朝向滤筒；

收集卸灰部分设置在除尘箱体内部下方位置，收集卸灰部分由电动机，卸灰刮板和卸灰阀组成，电动机通过皮带带动卸灰刮板工作，卸灰阀设置在卸灰刮板下方；所述的卸灰阀由插板和卸灰底板组成，插板外侧连接有手柄、上方焊接有推灰板，挡灰板焊接在卸灰底板上，卸灰底板与除尘箱体的底端固定在一起；

除烟箱体由废液回收箱、反应池、单向阀、试液添加池、水泵、喷水管路、雾化喷头、液体过滤膜组成，除尘箱体中的烟气通过反应池进气管进入到反应池中，试液添加池通过单向阀与反应池的一端相连接，反应池的另一端与喷水管路的一端连通，在喷水管路上设置水泵，喷水管路上装有雾化喷头，废液回收箱的顶端设置废液入口，在废液回收箱的侧壁上设置有液体过滤膜，液体过滤膜与反应池的一侧连通且其顶端高于反应池的顶端。

作为本发明优选的技术方案，导流板由矩形板和“V”形板组成，所述的矩形板的一端固定设置在除尘箱体的内壁上，“V”形板固定连接在矩形板的另一端。

作为本发明优选的技术方案，矩形板与垂直方向夹角为15～30°，垂直高度为滤筒高度的1/4～1/3；“V”形板与滤筒平行焊接在矩形板下部，“V”形板高度为滤筒高度的2/3～3/4。

作为本发明优选的技术方案，试液添加池内为氢氧化钠溶液。

作为本发明优选的技术方案，所述的喷水管路分为上下相对的两个输出管路，即管路一、管路二，管路一上的雾化喷头与管路二上的雾化喷头相互之间交错排列。

作为本发明优选的技术方案，反应池进气管壁面有出气孔，且上部出气孔小，下部出气孔大。

本发明在抽出式通风机负压的作用下，将隧道掘进中产生的污浊空气由吸尘罩进入到除尘箱体内进行粉尘过滤，之后气流经抽出式通风机流入到到除烟箱体中进行进一步的烟气处理，最终净化后的空气经除烟箱体的出口排出；在除烟箱体内，烟气首先通过反应池进气管进入反应池内与反应池内的氢氧化钠溶液接触反应，实现烟气的初步净化，其次是通过水泵将反应池内的氢氧化钠溶液输送到喷水管路中经雾化喷头喷出，使喷出后的碱性溶液喷雾与烟气中酸性气体进行中和反应，以实现对烟气的进一步净化处理；本发明将隧道掘进面的通风功能与粉尘，烟气处理融为一体，极大的精简了设备的体积结构，改善了通风状况，实现了对隧道内污浊气流的高效净化；该装置使用以滤筒为过滤元件的干式除尘技术取代了以往的湿式除尘，有效提高了除尘效率，零耗水且不污染环境；设计了新型的卸灰阀结构，可以将插板抽出距离缩短4/5，大大减小了卸灰的操作距离；反应池进气管周壁的孔洞增加了烟气与反应池内氢氧化钠溶液的接触机会，使烟气净化更彻底，可以有效清除隧道内的炮烟和机电设备产生的尾气，改善隧道内作业环境，保护施工人员身心健康，指导实际工程的安全施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面放大示意图；

图3是图1中导流板的结构示意图；

图4是本发明中除尘箱体卸灰阀密封状态下的结构示意图；

图5是本发明中除尘箱体卸灰阀卸灰状态下的结构示意图。

图中：1、吸尘罩，2、金属过滤网，3、导流板，3.1、矩形板，3.2、“V”形板，4、滤筒，5、气动先导阀，6、气管，7、除尘箱体，8、清灰指示器，9、喷水管路，9.1、管路一，9.2、管路二，10、废液入口，11、液体过滤膜，12、雾化喷头，13、反应池进气管，14、抽出式通风机，15、平板车，16、除烟箱体，17、试液添加池，18、单向阀，19、反应池，20、水泵，21、电动机，22、卸灰阀，22.1、镂空区，22.2、推灰板，22.3、挡灰板，22.4、卸灰底板，22.5、插板，22.6、手柄，23、卸灰刮板，24、孔洞，25、高压空气集气包，26、通气导管，27、气动脉冲阀，28、喷吹管，29、喷吹口，30、废液回收箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示的一种隧道施工除尘除烟辅助通风装置，包括集中设置在平板车15上的除尘箱体7、抽出式通风机14和除烟箱体16，除尘箱体7的入口一侧连接有吸尘罩1，除尘箱体7的另一侧与抽出式通风机14的入口相连接，除烟箱体16设置在该装置的尾部，与抽出式通风机14的出口相连接，

除尘箱体7包括干式过滤除尘部分、脉喷清灰部分和收集卸灰部分，干式过滤除尘部分由金属过滤网2、导流板3、滤筒4组成，金属过滤网2设置在吸尘罩1内部，导流板3的上端固定设置在除尘箱体7的内壁上，下端悬空设置，滤筒4设置在除尘箱体7的内部，在滤筒4的上方设置有孔洞24，孔洞24与抽出式通风机14的入口连通；

如图1、图2所示，脉喷清灰部分设置在除尘箱体7内部上方位置，脉喷清灰部分由气动先导阀5、气管6、清灰指示器8、高压空气集气包25、通气导管26、气动脉冲阀27、喷吹管28、喷吹口29组成，气动先导阀5设置在除尘箱体7的侧壁上，所述的气动先导阀5分别与清灰指示器8、气动脉冲阀27连接，高压空气集气包25通过通气导管26与气管6管路连通，气管6与喷吹管28连通，通过手动按下气动先导阀5来启动气动脉冲阀27，高压空气集气包25中的压缩空气就会经由通气导管26进入气管6中，再由气管6通过气动脉冲阀27进入到喷吹管28中，进而从喷吹管28上设置的多个喷吹口29中喷出，喷吹口29的喷吹方向朝向滤筒4；

如图1、图4、图5所示，收集卸灰部分设置在除尘箱体7内部下方位置，收集卸灰部分由电动机21，卸灰刮板23和卸灰阀22组成，电动机21通过皮带带动卸灰刮板23工作，卸灰阀22设置在卸灰刮板23下方；所述的卸灰阀22由插板22.5和卸灰底板22.4组成，插板22.5外侧连接有手柄22.6、上方焊接有推灰板22.2，挡灰板22.3焊接在卸灰底板22.4上，卸灰底板22.4与除尘箱体7的底端固定在一起；

如图1所示，除烟箱体16由废液回收箱30、反应池19、单向阀18、试液添加池17、水泵20、喷水管路9、雾化喷头12、液体过滤膜11组成，除尘箱体7中的烟气通过反应池进气管13进入到反应池19中，试液添加池17通过单向阀18与反应池19的一端相连接，反应池19的另一端与喷水管路9的一端连通，在喷水管路9上设置水泵20，喷水管路9上装有雾化喷头12，废液回收箱30的顶端设置废液入口10，在废液回收箱30的侧壁上设置有液体过滤膜11，液体过滤膜11与反应池19的一侧连通且其顶端高于反应池19的顶端。

进一步，如图3所示，为了减小入口风流对于除尘箱体7内前排滤筒4的冲击，同时使含尘气流能够向下方转移，本发明优选将导流板3设置成由矩形板3.1和“V”形板3.2组成，矩形板3.1的一端固定设置在除尘箱体7的内壁上，“V”形板3.2固定连接在矩形板3.1的另一端，下部“V”形板3.2不仅对滤筒4具有保护作用，还能使含尘气流进一步的向除尘箱体7后方转移，充满滤筒4之间的间隙，让气流均匀分布在除尘箱体7的内部，使后方滤筒4也能够充分发挥过滤作用。

为了进一步提高“V”形板3.2对滤筒4的保护作用，将矩形板3.1与垂直方向夹角为15～30°，垂直高度为滤筒高度的1/4～1/3；“V”形板3.2与滤筒4平行焊接在矩形板3.1下部，“V”形板3.2高度为滤筒高度的2/3～3/4。

进一步，为了将烟气进行净化处理，本发明将试液添加池17内的溶液设置为氢氧化钠溶液，试液添加池17内的氢氧化钠溶液会通过单向阀18流入到反应池19内，由水泵20将溶液进一步的输送到喷水管路9中，最终由雾化喷头12喷出，喷出后的碱性溶液喷雾会与烟气中的硫氧化物、氮氧化物、硫化氢等酸性气体进行中和反应，对烟气进行净化处理。

进一步，为了实现雾化范围的完全覆盖，本发明将喷水管路9分为上下相对的两个输出管路，即管路一9.1、管路二9.2，管路一9.1上的雾化喷头12与管路二9.2上的雾化喷头12相互之间交错排列。

进一步，为增加烟气与反应池内氢氧化钠溶液的接触机会，降低烟气流速，使烟气净化更彻底，本发明反应池进气管13壁面设置有出气孔，且上部出气孔小，下部出气孔大。

工作原理：在抽出式通风机14负压的作用下，隧道掘进产生的含尘气流将会由吸尘罩1进入到除尘箱体7内，其中大颗粒的尘粒会被金属过滤网2过滤阻挡，而含有微细粉尘的气流会经由导流板3进入到除尘箱体7内部，进而再经过滤筒4时得到净化过滤，粉尘由于滤料的捕集作用会聚集在滤筒4的外侧形成粉尘层，过滤后的空气则经过滤筒内部和滤筒上方的孔洞24进入到除尘箱体7上部区域，之后流出抽出式通风机14。

粉尘在滤筒4表面积聚时，会增大装置的内部阻力，进而影响除尘效果。因此需要对滤筒外表面的粉尘层进行及时的清理，此功能借助于脉喷清灰部分来实现。参见图1和图2，清灰指示器8内附有压差计，可以测量滤筒4内外两侧的压力差，随着过滤的进行，滤筒4外表面捕集的粉尘逐渐增多时，滤筒4内外两侧的压力差也逐渐增大，当达到一定的压差值后，清灰指示器8便开始发出清灰指示，通过手动按下气动先导阀5来启动气动脉冲阀27，此时，高压空气集气包25中的压缩空气就会经由通气导管26进入气管6中，再由气管6通过气动脉冲阀27进入到喷吹管28中，进而从喷吹口29喷出。压缩空气在极短的时间内高速喷入滤筒4的滤芯内，同时诱导数倍于喷射气流的空气，形成空气冲击波，使得滤料产生膨胀、振动，粉尘受到反冲作用而脱落，脱落后的粉尘层落在除尘箱体下方的卸灰刮板23上。收集卸灰部分由电动机21，卸灰刮板23和卸灰阀22组成，电动机21通过传动带与卸灰刮板23相连接，卸灰阀22固定在除尘箱体底部，位于卸灰刮板23两端的正下方。电动机21启动后，会带动卸灰刮板23转动，将沉降在卸灰刮板23上的粉尘带入到卸灰阀22中收集起来。

参见图4和图5，卸灰阀由插板22.5和卸灰底板22.4组成，插板22.5外侧连接有手柄22.6，其上方焊接有推灰板22.2，手柄22.6和推灰板22.2与插板22.5连接为一个整体。挡灰板22.3焊接在卸灰底板22.4上，卸灰底板22.4与除尘箱体整体固定在一起。当卸灰阀内集满粉尘后，通过向外拉动插板22.5，挡灰板22.3会拦截插板22.5上的粉尘，使粉尘落入插板22.5与卸灰底板22.4之间形成的镂空区22.1，同时，推灰板22.2也会将卸灰底板22.4上的粉尘推入镂空区22.1。粉尘经镂空区排出会直接落到地面上，并进行润湿处理，以防止其二次飞扬。由于在隧道掘进作业中，多数掘进断面较为狭窄，而借助于此种设计可以将插板抽出距离缩短4/5，大大减小了卸灰的操作距离。

参见图1，掘进作业产生的污风经过除尘箱体7的处理后会除去其中的粉尘，然后由抽出式通风机14将气流压入到除烟箱体16中进行进一步的烟气处理。试液添加池17通过单向阀18与反应池19相连接，试液添加池17内为碱性液体氢氧化钠溶液，雾化喷头12采用上下双向分布、互相交错的排列方式，以实现雾化范围的全覆盖。试液添加池17内的氢氧化钠溶液会通过单向阀18流入到反应池19内，烟气经反应池进气管13流入到反应池19内部，与反应池19中的氢氧化钠溶液充分接触，烟气中的硫氧化物、氮氧化物、硫化氢等酸性气体会与反应池19中的碱性溶液发生中和反应，以实现对烟气的初步净化。水泵20将反应池19中的溶液输送到喷水管路9中，最终由雾化喷头12喷出。喷出后的碱性溶液喷雾会与未除净的烟气进行进一步反应，实现对烟气的完全净化。反应后的溶液会经废液入口10流入到废液回收箱30中，经液体过滤膜11过滤掉废液中的固体颗粒杂质，之后流入到反应池19中进行不断的循环使用。而净化后的空气由除烟箱体16的出口流出。