一種全斷面隧道掘進機的除塵系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種全斷面隧道掘進機，尤其涉及一種全斷面隧道掘進機的除塵系統。
【背景技術】
[0002]全斷面隧道掘進機在隧道掘進過程中，不可避免地將產生大量粉塵或高濃度的含塵氣體。現有技術中，一般通過安裝在刀盤上各截割刀周邊的高壓噴水管進行噴水/霧降塵，并通過刀盤上的泡沫噴出管噴射泡沫，以加強噴水/霧降塵的除塵效果;并通過安裝在刀盤背面的抽風風筒，在外部排風風機的抽吸作用下，將攜帶大量粉塵的氣流抽吸排走;與此同時，安裝在刀盤背面的壓風風筒源源不斷的補風，維持氣壓平衡與氣流循環。
[0003]但是，現有技術的除塵裝置，由于結構上先天不足，存在以下的缺陷或者不足，主要表現在以下兩個方面:
[0004]—是，由于其高壓噴水管的內徑均勻一致，這一方面，在刀盤工作過程中，由于掌子面彈射出來的巖石顆粒容易射入管內，造成堵塞事故頻出，進而影響噴水/霧降塵與除塵效果；
[0005]二是，抽風風筒工作過程，其含塵氣流的抽除率并不十分理想，仍有大量的(總量)高濃度含塵氣體向遠離刀盤的后方擴散，進而造成操作工人工作區域環境惡劣，影響操作人員的身體健康。
[0006]如何有效提高全斷面隧道掘進機除塵系統的除塵效率、降低高壓水噴射管被物料堵塞后的維修難度，已經成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是，提供一種結構簡單、實用性好、維修簡便、除塵降塵效率高的全斷面隧道掘進機除塵系統。
[0008]本發明為實現上述目的，需要解決的技術問題是，如何提高氣幕阻塵效果，并有效提高除塵、降塵效率，以避免高濃度含塵氣體進入操作空間；以及如何通過高壓水噴射管(噴嘴)結構形式的改變，有效解決因物料堵塞所致維修困難的技術問題。
[0009]本發明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是，一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，包括壓風風筒、抽風風筒和高壓水噴射管；其中，壓風風筒和抽風風筒一上一下分別布置在全斷面隧道掘進機的刀盤的右側;壓風風筒的出口與刀盤之間的距離為1.5-2米;抽風風筒的進風口與刀盤之間的距離為0.5-1米;在刀盤上的每一個截割刀的周邊位置處均分別設置有若干通孔，所述高壓水噴射管數量為若干，分別安裝在與其對應的上述通孔內；各高壓水噴射管相互并聯連接在高壓供水水管上，由高壓供水水管供水；其特征在于，所述壓風風筒為三段式結構，自左向右依次為出風管、氣幕發生裝置和與外部壓縮空氣發生裝置連通的第一進風風管；
[0010]所述氣幕發生裝置為一風管，其壁面上沿徑向均勻開設有若干數量的通透的環形狹縫；
[0011 ]所述出風管、氣幕發生裝置和第一進風風管的內徑相等；
[0012]所述氣幕發生裝置的最左端與刀盤之間的距離為4-5米；
[0013]所述高壓水噴射管內部空腔呈近似漏斗形狀，高壓水噴射管的進水口端內部開孔為左細右粗的錐形孔、出水口端內部開孔為直徑均一的圓孔;上述錐形孔的細端與上述圓孔的直徑相等；
[0014]所述直管段的出口管內壁上設置有倒角，倒角角度為15-25°。
[0015]上述技術方案直接帶來的技術效果是，由于氣幕發生裝置直接安裝在壓風風筒出口端之前的位置處，將對外部高壓風產生分壓或泄壓作用，從而在氣幕發生裝置位置處及其周邊鄰接區域形成一氣壓相對較高的風壓區(類似于“高壓氣幕墻”)；而壓風風筒出口端由于風壓相對較小，使得刀盤至上述氣壓相對較高的風壓區之間形成一相對低壓區域。這樣，刀盤工作過程中所產生的粉塵將始終被強制控制在靠近刀盤的一側，進而被抽風風筒抽走。
[0016]S卩，本發明的技術思想概括而言就是:在抽風風筒的進風管口端的前后區域，形成一高一低的兩個氣壓空間，將刀盤工作過程中所產生的粉塵有效控制在靠近刀盤的一側，進而保證粉塵抽吸的效率。
[0017]并且，上述技術方案中，通過“高壓水噴射管內部空腔呈近似漏斗形狀，高壓水噴射管的進水口端內部開孔為左細右粗的錐形孔、出水口端內部開孔為直徑均一的圓孔;上述錐形孔的細端與上述圓孔的直徑相等”這一結構上的改進，使得高壓水噴射管的出水壓力更加穩定;并且，在外部高壓水栗供水壓力一定的情況下，可以產生比直管更大的噴出水壓。
[0018]上述技術方案中，直管段的出口管內壁上設置有15-25°的倒角，其目的是，可以保證高壓水噴射管所噴射出的水流形成更大的夾角，從而有效將截割刀周邊的粉塵牢牢地“包裹，，住。
[0019]實際上，在高壓水噴射出來后，經掌子面反射(漫反射)后，將對被“包裹”住的粉塵進行二次沖刷、清洗，進一步提高除塵效率。
[0020]優選為，上述環形狹縫的寬度為3-5毫米;相鄰兩條狹縫之間的間距為25-30厘米。
[0021]該優選技術方案直接帶來的技術效果是，上述環形狹縫的寬度為3-5毫米，可以有效保證從狹縫出口出來的氣流成射流狀態，并有效抵達下方的機身壁面上。
[0022]上述技術方案中“相鄰兩條狹縫之間的間距為25-30厘米”目的是，可以更好地保證上述“高壓氣幕墻”的穩定。
[0023]進一步優選，上述氣幕發生裝置的長度為3米。
[0024]該優選技術方案直接帶來的技術效果是，可以使得上述高壓區域的長度大于上述低壓區域的長度。從而，有效保證氣幕發生裝置效能的發揮。
[0025]進一步優選，上述高壓水噴射管的喇叭口端的設置有外螺紋，并通過一活接頭與高壓供水水管上的支管連接。
[0026]該優選技術方案直接帶來的技術效果是，采用活接頭與高壓供水水管上的支管連接，便于高壓水噴射管的更換。
[0027]特別是，在發生高壓水噴射管被巖石顆粒堵塞的情況下，使用鋼釬即可十分容易地將堵塞在直管段的顆粒物向后敲擊，即可排出。
[0028]進一步優選，上述高壓水噴射管的直管段與所述通孔之間成松配合。
[0029]該優選技術方案直接帶來的技術效果是，一方面，便于高壓水噴射管的拆卸與安裝；另一方面，可有效避免高壓水噴射管在通孔內因側向受力，產生晃動，進而造成出水方向偏離恒定角度。
[0030]綜上所述，本發明相對于現有技術，具有結構簡單、實用性好、維修簡便、除塵降塵效率高等有益效果。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明的全斷面隧道掘進機除塵系統的結構示意圖；
[0032]附圖標記說明:1_第一進風風管;2-環形狹縫;3-出風管;4-抽風風筒;5-氣幕發成裝置;6-高壓水噴射管;7-通孔;8-刀盤;9-截割刀；10-高壓供水水管；11-壓風風筒；
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖，對本發明進行詳細說明。
[0034]如圖所示，本發明的全斷面隧道掘進機的降除塵系統，包括壓風風筒11、抽風風筒4和高壓水噴射管6;其中，壓風風筒11和抽風風筒4一上一下分別布置在全斷面隧道掘進機的刀盤8的右側;壓風風筒11的出口與刀盤8之間的距離為1.5-2米;抽風風筒4的進風口與刀盤8之間的距離為0.5-1米;在刀盤上的每一個截割刀9的周邊位置處均分別設置有若干通孔7，上述高壓水噴射管6數量為若干，分別安裝在與其對應的上述通孔內；各高壓水噴射管相互并聯連接在高壓供水水管10上，由高壓供水水管10供水；
[0035]上述壓風風筒為三段式結構，自左向右依次為出風管3、氣幕發生裝置5和與外部壓縮空氣發生裝置連通的第一進風風管I;
[0036]上述氣幕發生裝置為一風管，其壁面上沿徑向均勻開設有若干數量的通透的環形狹縫2 ；
[0037]上述出風管3、氣幕發生裝置5和第一進風風管I的內徑相等；
[0038]上述氣幕發生裝置5的最左端與刀盤之間的距離為4-5米；
[0039]上述高壓水噴射管6內部空腔呈近似漏斗形狀，高壓水噴射管的進水口端內部開孔為左細右粗的錐形孔、出水口端內部開孔為直徑均一的圓孔;上述錐形孔的細端與上述圓孔的直徑相等；
[0040]上述直管段的出口管內壁上設置有倒角，倒角角度為15-25°。
[0041 ] 上述環形狹縫2的寬度為3-5毫米;相鄰兩條狹縫之間的間距為25-30厘米。
[0042]上述氣幕發生裝置5的長度為3米。
[0043]上述高壓水噴射管6的喇叭口端的設置有外螺紋，并通過一活接頭與高壓供水水管上的支管連接。
[0044]上述高壓水噴射管6的直管段與上述通孔之間成松配合。
【主權項】
1.一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，包括壓風風筒、抽風風筒和高壓水管；其中，壓風風筒和抽風風筒一上一下分別布置在全斷面隧道掘進機的刀盤的右側;壓風風筒的出口與刀盤之間的距離為1.5-2米;抽風風筒的進風口與刀盤之間的距離為0.5-1米;在刀盤上的每一個截割刀的周邊位置處均分別設置有若干通孔，所述高壓水管數量為若干，分別安裝在與其對應的上述通孔內；各高壓水噴射管相互并聯連接在高壓供水水管上，由高壓供水水管供水;其特征在于，所述壓風風筒為三段式結構，自左向右依次為出風管、氣幕發生裝置和與外部壓縮空氣發生裝置連通的第一進風風管； 所述氣幕發生裝置為一風管，其壁面上沿徑向均勻開設有若干數量的通透的環形狹縫； 所述出風管、氣幕發生裝置和第一進風風管的內徑相等； 所述氣幕發生裝置的最左端與刀盤之間的距離為4-5米； 所述高壓水噴射管內部空腔呈近似漏斗形狀，高壓水噴射管的進水口端內部開孔為左細右粗的錐形孔、出水口端內部開孔為直徑均一的圓孔;上述錐形孔的細端與上述圓孔的直徑相等； 所述直管段的出口管內壁上設置有倒角，倒角角度為15-25°。2.根據權利要求1所述的一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，其特征在于，所述環形狹縫的寬度為3-5毫米;相鄰兩條狹縫之間的間距為25-30厘米。3.根據權利要求1所述的一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，其特征在于，所述氣幕發生裝置的長度為3米。4.根據權利要求1所述的一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，其特征在于，所述高壓水噴射管的喇叭口端的設置有外螺紋，并通過一活接頭與高壓供水水管上的支管連接。5.根據權利要求1所述的一種全斷面隧道掘進機的降除塵系統，其特征在于，所述高壓水噴射管的直管段與所述通孔之間成松配合。
【專利摘要】本發明公開了一種全斷面隧道掘進機除塵系統，其在現有技術的基礎上，通過在壓風風筒出風口的后方增設氣幕發生裝置，使得在抽風風筒的進風管口端的前后區域，形成一高一低的兩個氣壓空間，將刀盤工作過程中所產生的粉塵有效控制在靠近刀盤的一側，進而保證粉塵抽吸的效率；并且，通過將高壓水噴射管內部開孔有現有技術的等徑圓孔改變為進水口端左細右粗的錐形孔、出水口端內部孔徑均一的圓孔等系列技術手段，有效地解決了現有技術存在的除塵效率低，高壓水管被物料堵塞后維修難度大的技術問題。本發明相對于現有技術，具有結構簡單、實用性好、維修簡便、除塵降塵效率高等有益效果。
【IPC分類】E21F5/20, E21F5/04, E21F5/00, E21D9/11
【公開號】CN105507934
【申請號】CN201610020883
【發明人】聶文, 魏文樂, 馬驍, 彭慧天, 劉陽昊, 薛嬌, 劉強
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月13日