一种盾尾应急液氮存储系统的制作方法

1.本实用新型涉及盾构技术领域，更具体而言，涉及一种盾尾应急液氮存储系统。


背景技术：

2.盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
3.盾构施工中盾构机尾盾会存在有渗漏水的情况，若不及时进行处理，将会迅速的形成渗漏通道，进而造成地层颗粒损失，已成型隧道受力不均，管片内力增大，最终管片失稳、破坏，造成不可弥补的损失，而现有的盾构机尾盾仅通过尾刷和盾尾油脂起到防止盾尾漏水的作用，止水效果，无法实现渗透水的快速止水。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种盾尾应急液氮存储系统，该系统可实现液氮存储的远程监控和控制，通过监控软件可实时掌握盾尾工作环境的现场情况，在盾尾突发渗漏水的状况时，可快速的解决盾尾渗漏水情况。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种盾尾应急液氮存储系统，该装置设置于盾构机尾部，包括控制台、液氮罐、液氮存储箱和冻结循环管，所述液氮罐设置在盾构机的外部，所述液氮存储箱固定设置在盾构机的内部，液氮罐通过电磁阀与液氮存储箱联接，所述冻结循环管设置在盾构机盾尾的内部，所述液氮存储箱连接有低温循环泵，所述低温循环泵的输出端通过单向阀与冻结循环管连通，所述控制台与电磁阀和低温循环泵电性连接。
7.所述控制台包括监控模块、数据收集模块和数据编程模块，所述监控模块和数据收集模块均连接有显示终端，所述数据收集模块与数据编程模块通信连接，所述数据编程模块连接有设备控制模块。
8.所述设备控制模块分别与电磁阀和低温循环泵电性连接。
9.所述低温循环泵上设置有流速仪，所述流速仪与数据收集模块通信连接。
10.所述液氮存储箱内设置有液量检测器，所述液量检测器与数据收集模块通信连接。
11.所述单向阀与冻结循环管之间设置有氮气流量计，所述氮气流量计与数据收集模块通信连接。
12.所述冻结循环管的进口和出口处分别设置有进口温度传感器和出口温度传感器，所述进口温度传感器和出口温度传感器均与数据收集模块通信连接。
13.所述盾构机盾尾设置有监控摄像头，所述监控摄像头与监控模块通信连接。
14.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：
15.通过设置控制台可实现液氮存储的远程监控和控制，通过监控模块可实时掌握盾尾工作环境的现场情况，通过实时数据收集模块可对采集到的数据进行集中处理，处理后的数据通过显示终端显示出后可便于工作人员直观的判断出应急液氮存储的运行情况，从而便于工作人员通过数据编程模块对低温循环泵进行远程控制，在盾尾突发渗漏水的状况时，通过以上多个零件、软件的相互配合可更快速的解决盾尾渗漏水的情况。
附图说明
16.图1为本实用新型系统连接示意图；
17.图2为本实用新型控制部分连接示意图；
18.图中：1为控制台、2为液氮罐、3为电磁阀、4为液氮存储箱、5为低温循环泵、6为流速仪、7为液量检测器、8为单向阀、9为氮气流量计、10为冻结循环管、11为进口温度传感器、12为出口温度传感器、13为监控摄像头、101为监控模块、102为数据收集模块、103为数据编程模块、104为显示终端、105为设备控制模块。
具体实施方式
19.下面对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1、图2所示，一种盾尾应急液氮存储系统，该装置设置于盾构机尾部，包括控制台1、液氮罐2、液氮存储箱4和冻结循环管10，液氮罐2设置在盾构机的外部，液氮罐2设置在盾构机外部的液氮存储装置，需要使用时通过盾构机配套的输料车送至工作地点，液氮存储箱4固定设置在盾构机的内部，液氮罐2通过电磁阀3与液氮存储箱4联接，冻结循环管10设置在盾构机盾尾的内部，液氮存储箱4连接有低温循环泵5，低温循环泵5的输出端通过单向阀8与冻结循环管10连通，单向阀8起到防止液氮回流的作用，冻结循环管10设置于盾尾内部的螺旋管道，通过此管道内部流动的液氮可对盾构机外部的土壤以及积水进行冷却冻结，控制台1与电磁阀3和低温循环泵5电性连接。
21.优选的，控制台1包括监控模块101、数据收集模块102和数据编程模块103，监控模块101和数据收集模块102均连接有显示终端104，监控模块101和数据收集模块102采集到的监控图像或实时数据将显示在显示终端104上，数据收集模块102与数据编程模块103通信连接，数据编程模块103能够对数据收集模块102收集到的数据进行计算或处理，数据编程模块103连接有设备控制模块105，通过数据编程模块103的计算处理，控制设备控制模块105对装置电磁阀3和低温循环泵5进行控制。
22.优选的，设备控制模块105分别与电磁阀3和低温循环泵5电性连接。
23.优选的，低温循环泵5上设置有流速仪6，流速仪6用于测量低温循环泵5流速，流速仪6与数据收集模块102通信连接。
24.优选的，液氮存储箱4内设置有液量检测器7，液量检测器7对液氮存储箱4内的液氮量进行检测，液量检测器7与数据收集模块102通信连接。
25.优选的，单向阀8与冻结循环管10之间设置有氮气流量计9，氮气流量计9适用于测量液氮总流量的计量仪表，氮气流量计9与数据收集模块102通信连接。
26.优选的，冻结循环管10的进口和出口处分别设置有进口温度传感器11和出口温度传感器12，进口温度传感器11和出口温度传感器12分别用于测量冻结循环管10进口和出口端的温度，进口温度传感器11和出口温度传感器12均与数据收集模块102通信连接。
27.优选的，盾构机盾尾设置有监控摄像头13，监控摄像头13与监控模块101通信连接。
28.数据收集模块102能够收集液氮存储箱4的容量、电磁阀的3运行状态、低温循环泵5的运行情况以及冻结循环管10的温度变化，通过此功能可便于工作人员直观的判断出液氮输送情况，通过冻结循环管10的温度变化可快速判断出盾尾渗透水的冻结情况。低温循环泵5的流速和电磁阀3的启动、关闭条件进行设置，电磁阀3的启动、关闭条件所输入的数值是液氮存储箱4内的液氮量数值，通过数据编程模块103可快速调节低温循环泵5的运行状态以及电磁阀3的工作调节，从而实时液氮存储的远程控制。
29.本系统运行操作为：s1：监控摄像头13运行对盾尾工作环境进行视频监控，采集到的视频数据传输至控制台1内部的监控模块101，监控模块101对视频数据进行处理后传输至显示终104端进行显示，以便工作人员远程监控盾尾工作的环境情况；
30.s2：在工作人员通过监控视频发现盾尾处出现渗漏水情况时，通过控制台1内部的设备控制模块105启动低温循环泵5工作，并向地面工作人员发出信号，使地面工作人员将液氮罐2运输至盾尾工作处；
31.s3：低温循环泵5开始工作，可将液氮存储箱4内的液态氮通过单向阀8输送至冻结循环管10内，由于冻结循环管10内温度高于液氮存储箱4内的温度，因此液态氮进入冻结循环管10内后会受热汽化，液氮汽化过程中会吸收大量的热量，使盾尾接触位置的土壤以及渗漏水降温凝结，从而快速解决盾尾渗漏水的情况；
32.s4：液氮罐2送至盾尾处通过电磁阀与液氮存储箱4进行快速连接，其电磁阀3的启动运行条件可通过数据编程模块103进行设置，其运行条件设置数值即为液氮存储箱4内部的剩余液氮量的数值，当液氮存储箱4内剩余液氮量数值与电磁阀3启动数值相匹配时，控制台1内的设备控制模块105会发送信号至电磁阀3，电磁阀3启动运行后液氮罐2内的液氮可进入液氮存储箱4内进行液氮补充，当液氮存储箱4内液氮量达到电磁阀3关闭条件时，电磁阀3自动关闭；
33.s5：在低温循环泵5启动输送液氮的过程中，液量检测器7、流速仪6、氮气流量计9、进口温度传感器11、出口温度传感器12同步工作，其检测到的数据会传输至控制台1内部的数据收集模块102；
34.s6：数据收集模块102接收到监测数据后会对其进行处理并传输至显示终104端，显示终104端可显示：液氮存储箱4的总容量和剩余量，电磁阀3的运行状态，低温循环泵5的运行状态、运行时间、实时流速以及总输送量，冻结循环管10的进口实时温度、出口实时温度、进口与出口实时温度差以及进口温度与出口温度变化曲线表；
35.s7：工作人员根据显示终104端显示的实时数据可直观的掌握液氮流动的情况，另外根据冻结循环管10进口温度与出口温度变化曲线表可判断出盾尾渗透水的凝结情况，通过以上多个数据反映的情况可实时调节低温循环泵5的输送流速，以便能够更好的对盾尾
处渗透水进行冻结；
36.s8：在盾尾处渗透水完全冻结后即可通过控制台1上的设备控制模块105关闭低温循环泵5，使液氮停止输送，并在液氮存储箱4内部液氮填满后将液氮罐2拆除送回地面。
37.上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。