用于隧道施工的吸气式除尘装置的制作方法

：本发明涉及隧道施工设备，特别涉及一种用于隧道施工的吸气式除尘装置。

背景技术

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背景技术：

1、在隧道内进行开掘施工时，由于环境相对封闭，隧道内开掘施工段存在扬尘问题，尤其在对干燥岩土层进行开凿时，如不进行抑尘除尘操作，严重的扬尘不仅会影响施工人员的长期健康，还会因能见度降低而增加施工事故风险。

2、应对隧道施工扬尘问题通常采用风机强制通风或喷水抑尘方案，喷水抑尘方案会导致隧道内严重积水影响施工的正常进行，需要配套供水和排水设施来实施，在部分岩土环境下会改变岩土承力性能，影响隧道壁的结构稳定性，增加相应的施工支护成本并产生安全风险。风机强制通风由于吹气方式扬尘会直接由隧道口排入大气，污染严重，目前多采用施工段抽气、隧道外除尘后排放方案，该方式的隧道外除尘过程方案较多，减速沉降、布袋过滤、喷淋等方案及其组合均有应用，虽然对隧道内施工段的抑尘效率受风机和吸气管效率限制通常较低，但环境污染小，实施过程安全稳定。

3、但是现有的吸气通风除尘方案任然存在缺陷，在对岩土层进行开掘过程中，存留在岩土层内的植物根系、动物尸体及部分深埋的腐殖质所产生的甲烷、硫化氢、一氧化碳等气体污染物会溢散进隧道内，现有的吸气通风除尘方案虽然在隧道外除尘过程中可以滤除大部分扬尘，但是对于上述低浓度的气体污染物无法进行有效滤除，直接排放依然存在空气污染，并且由于上述气体污染物的浓度低，采用常规的烧灼无害化处理方案需要额外消耗大量能源或燃料，反而引起更大的间接污染并增加施工成本。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、鉴于此，有必要提供一种用于隧道施工的吸气式除尘装置，基于隧道施工的吸气通风除尘方案进行改进，以可接受的较低成本对吸除的低浓度有害气体进行无害化处理。

2、用于隧道施工的吸气式除尘装置，包括吸气口装置、膨胀腔、电晕极、静电吸附装置、灰斗、排气管、风机、排放口。

3、其中，吸气口装置通过进气管与膨胀腔前端连接，膨胀腔与进气管连接处安装电晕极，膨胀腔内安装静电吸附装置，静电吸附装置下方设置有灰斗，膨胀腔末端通过排气管与风机连接，风机排气口连接至排放口。

4、上述结构中吸气口装置由前置过滤器、吸气指向管和吸气指向管支架组成，前置过滤器用于去除吸入空气中的大颗粒尘土，吸气指向管为软管，通过吸气指向管支架架设在施工扬尘区。

5、工作时，吸气指向管由吸气指向管支架架设在隧道内工作段处，风机启动使隧道内空气沿吸气口装置、进气管、膨胀腔、排气管、风机、排放口路径运动，电晕极与静电吸附装置通电使电晕极与静电吸附装置之间产生电位差并在电晕极处产生电晕，过程中，气流通过前置过滤器时，由前置过滤器滤除掉尺寸较大的扬尘颗粒，防止其在后续过程中堆积堵塞静电吸附装置，气流进入膨胀腔时，受电晕影响气流中的悬浮颗粒物带电，并在电位差作用下吸附在静电吸附装置上，同时，空气受电晕影响产生活性氧即臭氧，混入气流中，在气流穿过排气管过程中活性氧与空气中低浓度的甲烷、硫化氢等有害气体反应使之氧化无害化，从而减少相关的污染。

6、在排气管长度较短的场合下，为了使无害化反应完全，应当在排气管上设置折流板、折流箱并安装紫外灯以提高无害化反应速度。

7、优选的，前置过滤器为旋风除尘器，其除了去除大颗粒尘土功能外，在高湿度隧道环境中还具有将空气中凝露的液滴与大颗粒尘土充分混合并一同收集，降低空气相对湿度的功能，防止凝露液滴向后沾染静电吸附装置形成泥浆造成设备堵塞。

8、优选的，本设计还包括阻燃铜网，阻燃铜网安装在膨胀腔前端，位于电晕极与进气管之间，进气管气流穿过阻燃铜网进入膨胀腔，该结构用于防止隧道内可燃气体意外超标，进而被电晕极引燃导致爆燃事故。

9、优选的，排放口安装有催化器装置或水幕装置，在排放前对电晕产生的过量臭氧、氮氧化物、无害化过程中产生的硫氧化物进行喷淋吸除。

10、优选的，膨胀腔为水平安装的纺锤形容器，其两端收敛部分别为膨胀腔前端和膨胀腔后端，分别与进气管和排气管连接，静电吸附装置为孔板状，垂直安装在纺锤形中部，灰斗设置在静电吸附装置下方，静电吸附装置下端伸入灰斗内，吸附在静电吸附装置上的灰土累积后由自重使之滑落，落入灰斗以方便清理。

11、进一步的，静电吸附装置由落灰管和枝状连接在落灰管上的吸附叶片组成，吸附叶片上部设置滑灰槽，用于接盛上方吸附叶片的落灰并导入落灰管内。

12、或者，膨胀腔由第一膨胀管和第二膨胀管呈v型首尾连接组成，灰斗设置在v型底部，第一膨胀管前端连接进气管，第二膨胀管后端连接排气管，静电吸附装置安装在第二膨胀管侧壁上，静电吸附装置下端伸入灰斗内。

13、进一步的，静电吸附装置由滑灰板和吸附板组成，滑灰板贴附在第二膨胀管侧壁上，吸附板为百叶结构板状，有间隙的安装在滑灰板上，其百叶叶片倾斜嵌插设置，使每个百叶叶片下部均位于下方百叶叶片上部与滑灰板之间，重力坠落的灰土沿滑灰板滑入灰斗，期间由百叶叶片遮蔽，防止滑落过程中被气流重新吹起进入排气管。

14、优选的，静电吸附装置还安装有振动锤，周期性的震荡静电吸附装置，使落灰流畅不堵塞。

15、本发明提供了一种用于隧道施工的吸气式除尘装置，基于电晕放电静电吸附浮尘的同时产生臭氧的原理，实现对隧道施工扬尘与污染气体渗漏的同步无害化处理，其设备成本较低且核心设备布置集中，便于使用养护。

技术特征：

1.用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，包括吸气口装置、膨胀腔、电晕极、静电吸附装置、灰斗、排气管、风机、排放口；

2.如权利要求1所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述前置过滤器为旋风除尘器。

3.如权利要求1所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，还包括阻燃铜网，阻燃铜网安装在膨胀腔前端，位于电晕极与进气管之间，进气管气流穿过阻燃铜网进入膨胀腔。

4.如权利要求1所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述排放口安装有催化器装置或水幕装置。

5.如权利要求1所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述膨胀腔为水平安装的纺锤形容器，其两端收敛部分别为膨胀腔前端和膨胀腔后端，分别与进气管和排气管连接，静电吸附装置为孔板状，垂直安装在纺锤形中部，灰斗设置在静电吸附装置下方，静电吸附装置下端伸入灰斗内。

6.如权利要求1所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述膨胀腔由第一膨胀管和第二膨胀管呈v型首尾连接组成，灰斗设置在v型底部，第一膨胀管前端连接进气管，第二膨胀管后端连接排气管，静电吸附装置安装在第二膨胀管侧壁上，静电吸附装置下端伸入灰斗内。

7.如权利要求5所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述静电吸附装置由落灰管和枝状连接在落灰管上的吸附叶片组成，吸附叶片上部设置滑灰槽，用于接盛上方吸附叶片的落灰并导入落灰管内。

8.如权利要求6所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述静电吸附装置由滑灰板和吸附板组成，滑灰板贴附在第二膨胀管侧壁上，吸附板为百叶结构板状，有间隙的安装在滑灰板上，其百叶叶片倾斜嵌插设置，使每个百叶叶片下部均位于下方百叶叶片上部与滑灰板之间。

9.如权利要求5至8任一项所述的用于隧道施工的吸气式除尘装置，其特征在于，所述静电吸附装置还安装有振动锤。

技术总结
本发明涉及隧道施工设备技术领域，特别涉及一种用于隧道施工的吸气式除尘装置；包括吸气口装置、膨胀腔、电晕极、静电吸附装置、灰斗、排气管、风机、排放口，其中，吸气口装置通过进气管与膨胀腔前端连接，膨胀腔与进气管连接处安装电晕极，膨胀腔内安装静电吸附装置，静电吸附装置下方设置有灰斗，膨胀腔末端通过排气管与风机连接，风机排气口连接至排放口；本发明基于电晕放电静电吸附浮尘的同时产生臭氧的原理，实现对隧道施工扬尘与污染气体渗漏的同步无害化处理，其设备成本较低且核心设备布置集中，便于使用养护。

技术研发人员：宁世凯,姜喜东,谢润泽,李斌,李宁旭,赵轩平,周斌斌
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团西北工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15