一种可扩幅浓密泡沫抑尘发射装备及方法与流程

本发明属于地下水利工程粉尘污染防治，具体涉及一种可扩幅浓密泡沫抑尘发射装备及方法。

背景技术：

1、抽水蓄能电站地下硐室普遍具有跨度大、净空高、断面呈拱形的典型特征，在施工与检修过程中，爆破开挖、岩壁打磨、设备拆装等作业会产生大量悬浮粉尘，严重威胁作业人员职业健康与施工安全。

2、现有泡沫降尘装置多针对煤矿窄巷道、皮带转载点等小空间场景设计，应用于抽水蓄能大型硐室时存在诸多技术缺陷：其一，喷射覆盖范围有限，单点喷射无法覆盖大跨度拱顶与高大侧壁，存在大量降尘盲区；其二，移动适配性差，硐室内同时存在施工轨道与无轨设备区，普通轮式装置通行受限，转场接驳管路繁琐；其三，传统泡沫含水率高，易造成硐室地面积水、机电设备受潮，无法适配机电设备密集的硐室环境；其四，作业模式单一，固定式或单喷头装置难以实现拱顶全域覆盖与设备周边、硐室转角等局部盲区补喷，无法兼顾全域降尘、定点抑尘、地面落尘固化等多种工况需求；其五，自动化程度低，需人工现场拆装喷射架、手动启停设备，无法根据粉尘浓度自动响应，难以适配抽水蓄能硐室多点位频繁转场的作业需求。因此，开发一款适配抽水蓄能大型硐室空间特征、转场便捷、覆盖高效、低含水率且自动化运行的移动式泡沫降尘系统，具有重要的工程应用价值。

技术实现思路

1、鉴于以上以及其它更多的构思而提出了本技术。

2、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可扩幅浓密泡沫抑尘发射装备，解决现有设备在大跨度拱形硐室中覆盖范围不足、转场适配性差、泡沫含水率高、自动化程度低、无法兼顾全域与定点抑尘的技术问题。

3、一种可扩幅浓密泡沫抑尘发射装备，包括轨轮两用承载底盘、剪叉式高程调节架、拱型适配折叠喷射梁组、一体化泡沫制备储供模块、三级叠网半干泡沫发生器、粉尘浓度在线监测单元、伸缩式手持补喷枪以及辅助补水储罐。

4、所述剪叉式高程调节架竖向固定安装于轨轮两用承载底盘的顶面中部，作为喷射机构的高程调节载体；所述拱型适配折叠喷射梁组铰接装配于剪叉式高程调节架的顶部承载台上端，可随高程调节架同步升降。

5、所述一体化泡沫制备储供模块与辅助补水储罐并排固定于轨轮两用承载底盘的顶面单侧，构成泡沫原液制备与存储的核心单元；一体化泡沫制备储供模块的出泡管路分别连通拱型适配折叠喷射梁组与伸缩式手持补喷枪，两路出泡管路相互独立，可分别单独控制启闭，兼顾全域覆盖与定点补喷需求。

6、所述拱型适配折叠喷射梁组展开后的整体弧度与抽水蓄能硐室拱顶断面轮廓相匹配，其弧形梁段沿自身长度方向均匀布置有多组三级叠网半干泡沫发生器，用于喷射形成连续的拱形抑尘泡沫幕。

7、所述粉尘浓度在线监测单元的信号输出端分别与剪叉式高程调节架的高程驱动液压缸控制端、拱型适配折叠喷射梁组的折叠驱动单元控制端电连接，构成全自动联动控制逻辑：当现场粉尘浓度高于预设安全阈值时，粉尘浓度在线监测单元输出启动信号，驱动剪叉式高程调节架抬升并使拱型适配折叠喷射梁组展开至工作形态；当现场粉尘浓度低于预设安全阈值时，粉尘浓度在线监测单元输出复位信号，驱动拱型适配折叠喷射梁组收拢并使剪叉式高程调节架下降至初始低位。

8、进一步地，所述轨轮两用承载底盘为轨轮一体化切换底盘结构，底盘底部同步装配有轨行轮组与胶轮行走组，底盘内部内置轮组切换液压缸，通过液压缸伸缩驱动两组行走轮升降以切换工作状态；底盘四角位置均装配有液压锁止支腿，装置就位作业时支腿向下伸出支撑地面，锁止整机位置并抵消泡沫喷射产生的反冲力，保障作业稳定性。

9、进一步地，所述剪叉式高程调节架包含剪叉臂组、高程驱动液压缸与顶部承载台；高程驱动液压缸铰接于剪叉臂组的中部位置，通过油缸伸缩带动剪叉臂组伸展或收缩，以此连续调节顶部承载台的作业高度，适配不同拱顶净高的硐室工况；高程驱动液压缸接收粉尘浓度在线监测单元的电控信号，实现全自动升降调控，无需人工手动调节。

10、进一步地，所述拱型适配折叠喷射梁组由多段弧形梁段与铰接折叠驱动单元组成；相邻两段弧形梁段之间通过铰接折叠驱动单元形成转动铰接配合，所述铰接折叠驱动单元包括铰接座、铰接轴和折叠驱动件，可在折叠驱动件带动下自动完成整体展开及收拢收纳动作；三级叠网半干泡沫发生器沿弧形梁段等间距排布，发泡器喷射出口朝向硐室拱顶与两侧岩壁，喷射形成连续无断点的弧形泡沫抑尘幕，覆盖硐室上部全部悬浮粉尘区域。

11、进一步地，所述一体化泡沫制备储供模块包含主清水储罐、发泡剂计量储罐、精准配比泵组、气动发泡主机、内置储气罐以及外接压气快接接口；主清水储罐、辅助补水储罐、发泡剂计量储罐三者的出料管路均对接至精准配比泵组，三者协同完成泡沫抑尘原液的精准配比制备；精准配比泵组的混合液出口接入气动发泡主机，气动发泡主机的进气端分别连通内置储气罐与外接压气快接接口，所述外接压气快接接口用于外接硐室压气管路，既可依托内置储气罐独立作业，也可外接管路实现长时间连续施工。

12、进一步地，所述三级叠网半干泡沫发生器由文丘里引射混流腔与三层孔径逐级缩小的不锈钢发泡网组依次串联构成；气液混合流体先流经文丘里引射混流腔，通过文丘里效应卷吸空气以强化气液混合效果，再逐层穿过三层不锈钢发泡网组被持续剪切细化，最终生成高吸附性、低含水率的半干抑尘泡沫介质，减少地面积水与设备受潮风险。

13、进一步地，所述伸缩式手持补喷枪由多级伸缩枪杆、锥形发泡喷嘴与快插连接端头组成；快插连接端头通过独立软管与一体化泡沫制备储供模块的内部管路连通，操作人员可调节多级伸缩枪杆的伸出长度，对准硐室角落、施工设备周边等拱型适配折叠喷射梁组难以直接覆盖的高产尘盲区实现定点精准抑尘。

14、进一步地，所述辅助补水储罐与主清水储罐之间设置有互通管路，二者配合精准配比泵组同步调节泡沫抑尘原液的总用水量，可根据现场爆破、开挖作业的产尘强度动态调整泡沫浓度与泡沫生成量，实现抑尘工况自适应调节。

15、进一步地，所述一体化泡沫制备储供模块的出泡管路包括与拱型适配折叠喷射梁组连通的第一出泡支路和与伸缩式手持补喷枪连通的第二出泡支路，第一出泡支路与第二出泡支路上分别设置有独立启闭控制阀，可根据作业需求单独开启全域抑尘模式、定点补喷模式或双模式同步运行。

16、本发明还提供一种采用上述系统的抽水蓄能硐室全域泡沫抑尘方法，包括以下步骤：

17、s1 转场就位：根据硐室内场地条件切换轨行轮组或胶轮行走组的工作状态，轨道区段采用轨行轮组行进，无轨设备区采用胶轮行走组机动；将系统移动至目标作业区段后，伸出液压锁止支腿支撑地面，锁止整机位置；

18、s2 自动触发作业：粉尘浓度在线监测单元实时采集硐室内部粉尘浓度数据，当粉尘浓度高于预设安全阈值时，同步输出电控信号至高程驱动液压缸与折叠驱动单元，驱动剪叉式高程调节架抬升、拱型适配折叠喷射梁组展开至匹配硐室拱顶轮廓的工作形态；

19、s3 泡沫制备与喷射：一体化泡沫制备储供模块内的精准配比泵组按设定比例抽取清水、补水与发泡剂，制备泡沫抑尘原液并输送至气动发泡主机；气液混合后进入三级叠网半干泡沫发生器生成半干泡沫，一路通过拱型适配折叠喷射梁组喷射形成全域抑尘泡沫幕，另一路通过伸缩式手持补喷枪对盲区进行定点补喷；

20、s4 自动复位收纳：当粉尘浓度回落至安全阈值以下并稳定后，粉尘浓度在线监测单元输出复位信号，系统自动停止发泡作业，拱型适配折叠喷射梁组向内收拢、剪叉式高程调节架下降至初始低位，整机切换为紧凑待机状态，可直接转场至下一作业区段。

21、与现有技术相比，本技术的技术方案的优点至少包括如下：

22、1. 全域覆盖抑尘效率高。拱型适配折叠喷射梁展开后高度匹配拱形硐室断面，多组发泡器同步喷射形成连续泡沫幕，可完整覆盖拱顶、高空侧壁等主要悬浮粉尘区域；搭配伸缩式手持补喷枪处理硐室转角、设备周边等盲区，显著提升大跨度硐室的降尘效率与覆盖完整性。

23、2. 全场景转场适配性强。轨轮双模式行走底盘可适配轨道、无轨两种硐室场地，转场无需额外转运设备；折叠收纳后整机尺寸大幅缩减，可顺利通过硐室门洞、设备夹层等狭小受限空间，适配多点位频繁转场的施工需求。

24、3. 低含水率适配机电密集环境。三级叠网半干泡沫发生器产出低含水率半干泡沫，在保证粉尘吸附能力的同时，大幅减少地面积水，有效规避机电设备受潮、短路、锈蚀风险，适配抽水蓄能硐室机电密集的工况特点。

25、4. 全自动闭环运行降本增效。依托粉尘浓度在线监测单元联动升降、折叠与发泡全流程，粉尘超标自动展开发泡、达标自动收拢停机，无需人工现场拆装喷射架、无需专人值守启停，大幅降低人工劳动强度，提升施工自动化水平。

26、5. 工况自适应连续作业能力强。一体化泡沫制备储供模块整合储水、储药、配比、储气全部功能，双水箱协同可动态调节泡沫浓度；内置储气罐与外接压气双供气模式，既可无外接管路独立作业，也可接驳硐室管网长时间连续施工，适配不同作业时长需求。

27、本技术的实施例能够实现其它未一一列出的有利技术效果，这些其它的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本技术后是可以预期和理解的。