通风结构和通风系统的制作方法

本发明涉及隧道工程
技术领域：
，尤其涉及一种通风结构和通风系统。
背景技术：
：隧道施工过程中，长距离独头掘进施工，外界空气无法有效流动到隧道内部，而施工人员和施工设备都需要新鲜空气(氧气)完成作业，因此相关技术中采用洞口设置轴流风机通过风筒布将外界空气压入到隧道作业面，从而保证人员和内燃设备能够正常作业。但是由于隧道较长，空气沿风筒布长距离传输，风量损失较大且风压不足，排出洞内油烟、粉尘效率较低，无法有效改善隧道内部空气环境，作业面得不到足够的新鲜空气，导致施工设备无法正常作业，且严重危及作业人员生命健康。上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。技术实现要素：基于此，针对风量在管道内传输效率低下，无法改善隧道内部空气环境，导致施工人员和施工设备无法正常施工的问题，有必要提供一种通风结构和通风系统，旨在有效改善隧道内部空气环境，使施工人员和施工设备能够正常作业。为实现上述目的，本发明提出的一种通风结构，应用于隧道，包括：通风管道，所述通风管道沿隧道进出方向设置；小风室，所述小风室连通所述通风管道，所述小风室的出气端设置有接力风机；和大风室，所述大风室的容量空间大于所述小风室的容量空间，所述大风室连通所述通风管道，所述小风室和所述大风室间隔设置于所述通风管道。可选地，所述通风管道包括压入式进气段，所述入式进气段设置在所述隧道的入口，所述大风室设置于所述小风室远离所述隧道的入口。可选地，所述通风结构还包括制氧室和氧含量检测组件，所述制氧室具有连通所述压入式进气段的输氧管道，所述氧含量检测组件设置于所述小风室和/或所述大风室。可选地，所述小风室和/或所述大风室设置有过滤部件。可选地，所述通风结构还包括导流风机，所述导流风机设于所述隧道的壁面侧壁或顶端。可选地，所述大风室的出气端连接有所述接力风机。可选地，在所述通风管道的由隧道内部向隧道口的延伸方向上，远离所述隧道口设置的接力风机的运行功率小于等于靠近所述隧道口设置的接力风机运行功率。可选地，所述小风室和所述大风室与所述通风管道连接位置设置有紧固部件。可选地，所述紧固部件设置有密封部件。此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种通风系统，包括：送风机和如上文所述通风结构，所述送风机设置于所述隧道的入口一侧，所述送风机将隧道外部空气传送至所述通风管道内。本发明提出的技术方案中，在隧道内设置通风管道，通风管道分别连通有小风室和大风室，小风室的出气端设置有接力风机，在通风管道内风压不足时，接力风机能够增加对小风室内空气的作用，加快小风室内的空气流动，从而为施工作业面提供更多空气。另外，大风室具有容量大于小风室的容量空间，能够储存较多空气，保证有充足的空气分支到其它巷道或有充足的空气接力传输至施工作业面，加快空气流动，排出油烟、粉尘，使施工人员和施工设备能够正常作业。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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明通风结构一实施例的结构示意图；图2为本发明小风室的结构示意图；图3为本发明大风室的结构示意图；图4为本发明紧固部件的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称10隧道40大风室20通风管道410第二过滤部件210压入式进气段50制氧室220紧固部件510输氧管道221第一紧固部60氧含量检测组件222第二紧固部70导流风机230密封部件80接力风机30小风室90送风机本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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的一部分实施例，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作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。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。请参阅图1所示，本实施例提出的一种通风结构，应用于隧道10，尤其是高原隧道，由于海拔较高，空气稀薄，更加需要流动充足的空气满足施工要求。通风结构包括：通风管道20、小风室30和大风室40。通风管道20沿隧道10进出方向设置，具体地，通风管道20是金属管道，是一种硬质管道。通风管道20从隧道10的隧道入口位置延伸至隧道10的施工作业面附近，通风管道20用于将隧道10外界的空气传输至施工作业面。在传统上，从隧道10外传输空气采用的是风筒布，采用风筒布易漏风，且难以在长距离上保持风压。通常通风管道20的铺设位置靠近隧道10的侧壁面，进而能够避开中间区域，节省空间，避免影响施工设备进出。由于通风管道20在传输空气的过程中，空气与管道内壁面产生摩擦，或者管道密封性不佳，都会导致流动的空气减损，即风量造成损失。在通风管道20上还设置有小风室30，小风室30连通通风管道20，通风管道20向隧道10传输空气的过程中，空气会经过小风室30。在小风室30的出气端设置有接力风机80，接力风机80用于加大隧道10内的空气传输的压力，让空气在通风管道20内快速的流动，从而弥补空气流动摩擦造成损失的风压。另外，在通风管道20上还设置有大风室40，大风室40连通通风管道20，通过通风管道20传输的空气会经过大风室40，大风室40的容量空间大于小风室30的容量空间，通过大风室40具有容量较大的容量空间，大风室40能够用于储存足量空气，从而提供充足的气体来源，在风量有损失的情况下，能够及时的补充空气。另外，大风室40还可以作为通风分支枢纽结构，用于向2个以上巷道供风。通常来说，在不影响作业施工运输的情况下，小风室30的体积在20立方米，大风室40的体积在100立方米。本实施例的技术方案中，在隧道10内设置通风管道20，通风管道20分别连通有小风室30和大风室40，在隧道10内设置通风管道20，通风管道20分别连通有小风室30和大风室40，小风室30的出气端设置有接力风机80，在通风管道20内风压不足时，接力风机80能够增加对小风室30内空气的作用，加快小风室30内的空气流动，从而为施工作业面提供更多空气。另外，大风室40具有容量大于小风室30的容量空间，能够储存下足够的气体，保证有充足的空气分支到其它巷道或有充足的空气传输至施工作业面，加快空气流动，排出油烟、粉尘，使施工人员和施工设备能够正常作业。在其中一实施例中，通风管道20包括压入式进气段210，压入式进气段210设置在隧道10的入口，小风室30、大风室40依次远离隧道10的入口。其中，所述压入式进气段210是，隧道10外的空气在轴流风机作用下压入至通风管道20内。通常随着通风管道20的延伸，流动的空气逐渐更多的与管道内壁接触以及接口漏风等因素，必然会产生风损，风量、风压开始下降，直接串联轴流风机80，必然引起前端出现负压，导致管道吸憋，因此在轴流风机后端增加小风室30，小风室30通过吸入隧道在该部位的洞内污风，并通过小风室30所设置的特殊过滤板，去除污风中含有的油烟、粉尘，对风量进行补偿，提高接力风机80接力所需的足够的风量，避免吸憋的问题。例如，小风室30的距离隧道10的出入口位置1.5km～2.0km之间。大风室40也距离小风室30间隔一定距离设置，例如，大风室40距离小风室30间隔1km。其中，小风室30和大风室40是串联在通风管道20上的，而大风室40的体积大于小风室30的体积，通过这种大小相互间隔的方式，即能够保证通风管道20内有足量的空气，还能够节约安装成本，且避免占据大量施工作业空间。具体的设置方式可以是一个小风室30后面连接一个大风室40，大风室40后面再连接有小风室30，从而如此循环的大小间隔设置，直至将空气传输至施工作业面。另外，小风室30和大风室40间隔设置方式不限于一个小风室30后面连接一个大风室40，可以是多个小风室30连接一个大风室40，还可以是一个小风室30后面连接多个大风室40，具体的设置方式，可以依据风量损失情况和施工作业空间进行调整。在其中一实施例中，通风结构还包括制氧室50和氧含量检测组件60，制氧室50具有连通压入式进气段210的输氧管道，氧含量检测组件60设置于小风室30和/或大风室40，可以理解的是，氧含量检测组件60设置于小风室30，或者氧含量检测组件60设置于大风室40，或者氧含量检测组件60设置于小风室30和大风室40。制氧室50具有连通压入式进气段210的输氧管道510，制氧室50也可称为制氧站，制氧室50的作用在于提供纯氧气，通常制氧室50设置在隧道10的进出口附近，制氧室50生产的氧气通过输氧管道510传输至通风管道20内。地球在太阳系中诞生至今，大约经历了45亿年演化，更是上演了亿万年的生物进化大戏，从开始的单细胞生物逐渐演化至今的千万物种，这期间更是进化出厌氧生物和好氧生物两种类型，当然随着地球环境的逐渐变化，厌氧生物目前只维持在细菌级别，而好氧生物占据地球绝对的统治地位。人类就是典型的好氧生物，目前地球上空气中的氧气含量占据20％左右，地球上的好氧生物已经很好的适应了这个氧气含量。对于人类而言过高的氧气含量或者过低的氧气含量都会对人体产生不良影响。例如氧气含量过多，会造成氧中毒，即体内的氧过多，会产生氧自由基，氧自由基极为活跃，在体内到处流窜，攻击和杀死各种细胞，导致细胞和器官的代谢和功能障碍，并能促使基因突变诱发癌症。而氧气含量过低，会造成红细胞含氧量不足，导致人体供氧不足，会造成意识模糊、呼吸困难，甚至窒息。因此维持施工作业面的氧气含量稳定是保证施工作业人员正常工作的重要条件，另外很多施工设备中需要消耗燃油，燃油燃烧也需要氧气，否则发动机无法提供充足的动力。氧含量检测组件60能够检测出所处环境中的氧气含量，通常设定的标准氧气含量在18％～20％，氧含量检测组件60还通过信号线610连接控制终端620。控制终端和制氧室50连接。当氧含量检测组件60检测到氧气含量低于18％时，将检测到的信号通过信号线610传输给控制终端620。控制终端620控制制氧室50加大氧气制造量，并通过输氧管道510向压入式进气段210传输更多氧气，改善氧气含量较低的情况。当氧含量检测组件60检测到氧气含量高于20％时，将检测到的信号通过信号线610传输给控制终端620。控制终端620控制制氧室50减少氧气制造量，或者关闭输氧管道510，从而减少向压入式进气段210传输的氧气量，改善氧气含量较高的情况。由此可知，通过氧含量检测组件60能够灵活调整施工作业面的氧气含量，保证人员和设备正常作业。另外，控制终端620带有操作界面的控制器，例如电脑等。控制器能够控制制氧室50产生氧气量的多少。在其中一实施例中，小风室30和/或大风室40设置有过滤部件，可以理解的是，小风室30设置有过滤部件，或者大风室40设置有过滤部件，或者小风室30和大风室40设置有过滤部件。过滤部件包括第一过滤部件和第二过滤部件。例如，小风室30表面开设有补偿风口(未标识)，补偿风口设置有第一过滤部件(图未示)。通过补偿风口的设置，小风室30和隧道10的内部空气环境保持连通，从而能够将隧道10内现存的空气补充入通风管道20内。具体的方式可以是在串流的轴流风机80作用下，小风室30内产生负压，空气向具有负压的小风室30内流动。还可以是，在靠近补偿风口的位置设置有送风装置，将隧道10内的空气传送至小风室30内。通过上述两种方式中的一种，或者两种方式相互结合，将隧道10内部空气传送至小风室30内，从而弥补通风管道20内损失的风量。另外，隧道10内时常处于施工状态，灰尘、油烟较大，且可能还包括有微量的化学性气体等。通过在补偿风口位置设置第一过滤部件，能够对进入到小风室30的空气进行过滤，提高传输到施工作业面空气的清洁程度，第一过滤部件可以分为三个过滤器，初级过滤器、中级过滤器和化学过滤器，隧道10内的空气依次经过初级过滤器、中级过滤器和化学过滤器的过滤。初级过滤器用于过滤大颗粒物质，中级过滤器用于过滤小颗粒物质，化学过滤器用于过滤隧道中钻孔凿岩、施工设备运作、炸药爆破等产生的废气。小风室30可以为长方体形状，补偿风口可以设置于小风室30传输空气方向的四周侧面上，同样第一过滤部件也可以设置于四周，如此能够加大进气面积，同时保证空气得到有效过滤。参阅图2所示，进一步地，大风室40内部设置第二过滤部件410，第二过滤部件410过滤经大风室40流通的空气。由此可知，为了进一步保证过滤效果，在大风室40内部还设置第二过滤部件410，第二过滤部件410能够再次对空气进行过滤，第二过滤部件410的设置也可以包括三个过滤器，即初级过滤器、中级过滤器和化学过滤器，也可是设置其中一个，或者采用其他过滤器。第二过滤部件410主要是对空气进行二次过滤，更好的提高传输至施工作业面的空气清洁程度。在其中一实施例中，通风结构包括导流风机70，导流风机70设于隧道10的壁面。具体地，导流风机70用于将隧道10内部的空气吹向外部，加快空气的循环速度，即导流风机70的导流方向是由隧道10内部吹向隧道10外部的。由于隧道10的距离较长，通常沿隧道10的进出方向，排列设置有若干导流风机70。导流风机70可以设置于隧道10的边墙或顶端位置，一般需避免影响施工。参阅图3所示，在其中一实施例中，大风室40的出气端连接有接力风机80，接力风机80加强从大风室40出来的气流压力。可以理解的是，接力风机80的设置位置有三种情况，第一种情况是，小风室30的出气端设置有接力风机80。第二种情况是，在大风室40的出气端设置有接力风机80。第三种情况是，在小风室30的出气端和大风室40的出气端均设置有接力风机80。空气在隧道10内传输的过程中，风量减少就是气体的总量逸散掉了，同时气体的压力也减少了，而气压的减少导致气体传输效率变慢，设置接力风机80能够保证气体传输的持续动力，从而更加有效迅速的将气体传输至施工作业面。在其中一实施例中，在通风管道20的由隧道10内部向隧道口的延伸方向上，远离所述隧道口设置的接力风机80的运行功率小于等于靠近所述隧道口设置的接力风机80运行功率。具体地，接力风机80沿通风管道20设置，且接力风机80通常靠近小风室30和大风室40，且接力风机80的设置有多个，则后面设置的接力风机80的运行功率小于等于前面设置的接力风机80运行功率，接力风机80运行工作时会产生吸力，也就是说，后面吸力不能大于前面的吸力，也可以理解为接力风机80的运行功率是由外向内逐渐降低的。接力风机80在抽取空气的情况，小风室30、大风室40以及通风管道20内部产生负压，外界会对小风室30、大风室40以及通风管道20产生压力，如果接力风机80运行功率过高，导致小风室30、大风室40以及通风管道20的表面承受较大压力，小风室30、大风室40以及通风管道20在压力作用下容易被压憋。参阅图4所示，小风室30和大风室40与通风管道20连接位置设置有紧固部件220，紧固部件220包括设置第一紧固部221和第二紧固部222，第一紧固部221和第二紧固部222对接紧固，将小风室30和大风室40与通风管道20连接。另外，紧固部件220例如法兰盘。第一紧固部221和第二紧固部222分别设置有对应的螺纹孔，在螺纹孔内设置螺钉将第一紧固部221和第二紧固部222固定在一起，由此能够将小风室30和大风室40与通风管道20连通在一起。在其中一个实施例中，紧固部件220设置有230，密封部件230包括密封圈。具体地，第一紧固部221和第二紧固部222之间接触面设置有密封圈。第一紧固部221和第二紧固部222之间的位置由于紧固的力度或者接触面平整度的影响，可能存在间隙，通过接触面设置密封圈，能够避免空气在经过接触面是逸散到外界。在其中一实施例中，小风室30采用轻质材料，大风室40采用硬质材料。具体地，小风室30采用可以采用现有的轻质材料，例如轻质钢板，或者轻质塑钢，小风室30一般架设在隧道10的内壁面上。大风室40可以采用现有的硬质材料，例如硬质钢板。一般小风室30和大风室40的搭建都可以利用隧道10的内壁面部分，也就是说，隧道10的内壁面和轻质板材形成小风室30。隧道10的内壁面和硬质板材形成大风室40。通过这种小风室30采用现有轻质材料，大风室40采用现有硬质材料的方式，软硬搭配结合使用，能够保证通风结构的整体强度适宜。另外，大风室40占用的体积空间较大，在设置大风室40时，可以在隧道10的内壁面上挖设一段增加的空间，从而能够使满足大风室40体积要求的情况下，还能够避免占据隧道10内的施工通道。再者，小风室30和大风室40的搭建采用模块化设计，在施工完毕后，易于拆卸，还能够将拆卸下的部件重新组装，能够用于新的隧道施工中。本发明还提供一种通风系统，包括：送风机90和如上文所述的通风结构，送风机90设置于隧道10的入口一侧，送风机90将隧道10外部新鲜空气传送至通风管道20内。通风结构应用于隧道10，尤其是高原隧道，由于海拔较高，空气稀薄，更加需要流动充足的空气满足施工要求。通风结构包括：通风管道20、小风室30和大风室40。通风管道20沿隧道10进出方向设置，具体地，通风管道20从隧道10的隧道入口位置延伸至隧道10的施工作业面附近，通风管道20用于将隧道10外界的空气传输至施工作业面。通常通风管道20的铺设位置靠近隧道10的侧壁面，进而能够避开中间区域，节省空间，避免影响施工设备进出。由于通风管道20在传输空气的过程中，空气与管道内壁面产生摩擦，或者管道密封性不佳，都会导致流动的空气减损，即风量造成损失。在通风管道20上还设置有小风室30，小风室30连通通风管道20，通风管道20向隧道10传输空气的过程中，空气会经过小风室30。在小风室30的出气端设置有接力风机80，接力风机80用于加大隧道10内的空气传输的压力，让空气在通风管道20内快速的流动，从而弥补空气流动摩擦造成损失的风压。另外，在通风管道20上还设置有大风室40，大风室40连通通风管道20，通过通风管道20传输的空气会经过大风室40，大风室40的容量空间大于小风室30的容量空间，通过大风室40具有容量较大的容量空间，大风室40能够用于储存足量空气，从而提供充足的气体来源。另外，大风室40还可以作为通风分支枢纽结构，用于向2个以上巷道供风。通常来说，在不影响作业施工运输的情况下，小风室30的体积在20立方米，大风室40的体积在100立方米。本实施例的技术方案中，在隧道10内设置通风管道20，通风管道20分别连通有小风室30和大风室40，在隧道10内设置通风管道20，通风管道20分别连通有小风室30和大风室40，小风室30的出气端设置有接力风机80，在通风管道20内风压不足时，接力风机80能够增加对小风室30内空气的作用，加快小风室30内的空气流动，从而为施工作业面提供更多空气。另外，大风室40具有容量大于小风室30的容量空间，能够储存下足够的气体，保证有充足的空气分支到其它巷道或有充足的空气接力传输至施工作业面，加快空气流动，排出油烟、粉尘，使施工人员和施工设备能够正常作业。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12