一种低粉尘全断面硬岩掘进机的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，具体的是一种低粉尘全断面硬岩掘进机。


背景技术：

2.全断面岩石隧道掘进机(tbm)应用于山岭、城市、跨海等全断面岩石隧道的开挖工程，设备自动化水平高、施工效率高是这种设备的突出特点。然而tbm刀盘切削掌子面时会产生大量的粉尘，设备配套的皮带机在运输渣土时因其高速运转引起扬尘、在主机皮带机和二次皮带机转接处也会造成扬尘现象。虽然设备配套有除尘器，在刀盘上设置有喷水口、在主机刀盘下渣口、主机皮带机和二次皮带机转接处都设置有喷水降尘装置，但是效果不好，尤其是遇到粉质砂岩时，粉尘更大甚至出现数米内不见人影，导向系统找不到靶子的难题。


技术实现要素：

3.为了解决现有掘进机施工时粉尘较大的问题，本实用新型提供了一种低粉尘全断面硬岩掘进机，该低粉尘全断面硬岩掘进机设置了高压水雾化降尘系统，利用雾化的水气对灰尘的包裹作用，实现抑制扬尘扩散的目的，从而降低了tbm主机和设备桥的粉尘污染。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低粉尘全断面硬岩掘进机，包括主机皮带机和高压水雾化降尘系统，高压水雾化降尘系统含有高压水供应主管、喷雾单元、控制单元和粉尘检测单元，喷雾单元含有雾化喷嘴组和高压水供应支管，雾化喷嘴组能够向主机皮带机喷射水雾，雾化喷嘴组通过高压水供应支管与高压水供应主管连接，高压水供应支管上设有水流量控制阀，粉尘检测单元能够检测粉尘浓度并将检测到的粉尘浓度信息发送给控制单元，控制单元能够根据所述粉尘浓度信息控制水流量控制阀的开度。
5.高压水雾化降尘系统含有多个喷雾单元和多个粉尘检测单元，控制单元能够独立地控制每个喷雾单元中的水流量控制阀，多个喷雾单元并联设置，喷雾单元与粉尘检测单元一一对应，或多个喷雾单元共用一个粉尘检测单元。
6.高压水雾化降尘系统含有六个喷雾单元，沿从前向后的方向，六个喷雾单元依次为第一喷雾单元、第二喷雾单元、第三喷雾单元、第四喷雾单元、第五喷雾单元和第六喷雾单元，所述低粉尘全断面硬岩掘进机还包括刀盘、主驱动和二次皮带机。
7.第一喷雾单元、第二喷雾单元、第三喷雾单元和第四喷雾单元均位于主机皮带机的前部，第五喷雾单元和第六喷雾单元均位于主机皮带机的后部。
8.第一喷雾单元的雾化喷嘴组、第二喷雾单元的雾化喷嘴组、第三喷雾单元的雾化喷嘴组、第四喷雾单元的雾化喷嘴组第五喷雾单元的雾化喷嘴组和第六喷雾单元的雾化喷嘴组均位于主机皮带机的上方。
9.第一喷雾单元的雾化喷嘴组、第二喷雾单元的雾化喷嘴组、第三喷雾单元的雾化
喷嘴组和第四喷雾单元的雾化喷嘴组均位于主机皮带机和主驱动之间。
10.第一喷雾单元的雾化喷嘴组的喷射方向为倾斜向前，第一喷雾单元的雾化喷嘴组的喷射方向朝向刀盘的下渣口，第二喷雾单元的雾化喷嘴组、第三喷雾单元的雾化喷嘴组和第四喷雾单元的雾化喷嘴组的喷射方向均为倾斜向后。
11.第五喷雾单元的雾化喷嘴组和第六喷雾单元的雾化喷嘴组的喷射方向均为倾斜向后，第五喷雾单元的雾化喷嘴组和第六喷雾单元的雾化喷嘴组的喷射方向均为主机皮带机与所述二次皮带机的转渣衔接处。
12.高压水雾化降尘系统含有两个粉尘检测单元，第一个粉尘检测单元位于所述低粉尘全断面硬岩掘进机的刀盘的下渣口，第二个粉尘检测单元位于主机皮带机与所述二次皮带机的转渣衔接处。
13.雾化喷嘴组含有从左向右间隔排列的多个喷嘴，所述喷嘴的喷射方向朝下，所述喷嘴的喷射角度能够调节，高压水供应支管上设有水压传感器，水压传感器与控制单元连接，水流量控制阀为电控水流量控制阀。
14.本实用新型的有益效果是：可以有效提高全断面隧道掘进机主机段、主机皮带机段、转渣处等容易扬尘位置灰尘的抑制作用；可以降低了隧道内粉尘的含量，提高隧道内空气清洁度，有利于导向系统激光吧的辨识。喷雾降尘系统在全断面隧道掘进机上的应用，大大减少了原有喷水降尘技术的水的使用量，使主机段更干燥，工人清渣、安装管片、挂网等主机段工作更舒适，同时可以解决掘进机下坡掘进主机段积水大不便人员施工的问题。可以有效的节约水资源、提高工作环境的舒适性和施工效率。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
16.图1是本实用新型所述低粉尘全断面硬岩掘进机的示意图。
17.图2是图1中a-a断面的示意图。
18.图3是图1中主机皮带机前部的放大示意图。
19.图4是图1中主机皮带机后部的放大示意图。
20.图5是高压水雾化降尘系统的示意图。
21.图6是雾化喷嘴组的示意图。
22.1、刀盘；2、高压水雾化降尘系统；3、主驱动；4、主大梁；5、主机皮带机；
23.21、高压水供应主管；22、喷雾单元；23、控制单元；24、粉尘检测单元；
24.221、雾化喷嘴组；222、高压水供应支管；223、水流量控制阀；224、水压传感器；
25.201、第一喷雾单元；202、第二喷雾单元；203、第三喷雾单元；204、第四喷雾单元；205、第五喷雾单元；206、第六喷雾单元。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
27.一种低粉尘全断面硬岩掘进机，包括主机皮带机5和高压水雾化降尘系统2，高压
水雾化降尘系统2含有高压水供应主管21、喷雾单元22、控制单元23和粉尘检测单元24，喷雾单元22含有雾化喷嘴组221和高压水供应支管222，雾化喷嘴组221能够向主机皮带机5喷射水雾，雾化喷嘴组221通过高压水供应支管222与高压水供应主管21连接，高压水供应支管222上设有水流量控制阀223，粉尘检测单元24能够检测粉尘浓度并将检测到的粉尘浓度信息发送给控制单元23，控制单元23能够根据所述粉尘浓度信息控制水流量控制阀223的开度，如图1至图5所示。
28.在本实施例中，粉尘检测单元24和喷雾单元22的雾化喷嘴组221的数量和位置可以根据需要而定，高压水雾化降尘系统2可以根据需要设置有多个喷雾单元22和多个粉尘检测单元24，控制单元23能够独立地控制每个喷雾单元22中的水流量控制阀223的开度，多个喷雾单元22并联设置，喷雾单元22与粉尘检测单元24一一对应，例如每个喷雾单元22能够向对应的粉尘检测单元24处喷射水雾，或多个喷雾单元22共用一个粉尘检测单元24，多个喷雾单元22可以向对应的粉尘检测单元24处喷射水雾。
29.高压水雾化降尘系统2的结构形式可依据杨尘点位置空间条件采取不同结构形式的适应性设计。喷嘴向扬尘源的延长线应覆盖扬尘源,以输送皮带机为例,喷雾区域可以覆盖皮带机的整个断面。喷雾单元22的雾化喷嘴组221的安装位置在掘进机容易扬尘的位置，一般安装在主机中心下渣口、主机皮带机的上方和主机皮带机的末端。也可以在主机皮带机和二次皮带机的上方依据皮带机扬尘情况间隔布置。
30.在本实施例中，高压水雾化降尘系统2含有六个喷雾单元22，沿从前向后的方向，六个喷雾单元22依次为第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203、第四喷雾单元204、第五喷雾单元205和第六喷雾单元206，所述低粉尘全断面硬岩掘进机还包括刀盘1、主驱动3、主大梁4和二次皮带机。第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204均位于主机皮带机5的前部，第五喷雾单元205和第六喷雾单元206均位于主机皮带机5的后部。
31.在本实施例中，第一喷雾单元201的雾化喷嘴组221、第二喷雾单元202的雾化喷嘴组221、第三喷雾单元203的雾化喷嘴组221、第四喷雾单元204的雾化喷嘴组221第五喷雾单元205的雾化喷嘴组221和第六喷雾单元206的雾化喷嘴组221均位于主机皮带机5的上方。
32.在本实施例中，第一喷雾单元201的雾化喷嘴组221、第二喷雾单元202的雾化喷嘴组221、第三喷雾单元203的雾化喷嘴组221和第四喷雾单元204的雾化喷嘴组221均位于主机皮带机5和主驱动3之间。第一喷雾单元201的雾化喷嘴组221的喷射方向为倾斜向前，第一喷雾单元201的雾化喷嘴组221的喷射方向朝向刀盘1的下渣口，第二喷雾单元202的雾化喷嘴组221、第三喷雾单元203的雾化喷嘴组221和第四喷雾单元204的雾化喷嘴组221的喷射方向均为倾斜向后，如图1所示。
33.在本实施例中，第五喷雾单元205的雾化喷嘴组221和第六喷雾单元206的雾化喷嘴组221的喷射方向均为倾斜向后，第五喷雾单元205的雾化喷嘴组221和第六喷雾单元206的雾化喷嘴组221的喷射方向均为主机皮带机5与所述二次皮带机的转渣衔接处(主机皮带机5与所述二次皮带机前后设置)，抑制转渣过程中扬起的灰尘，起到降尘的作用。
34.在本实施例中，高压水雾化降尘系统2含有两个粉尘检测单元24，第一个粉尘检测单元24位于所述低粉尘全断面硬岩掘进机的刀盘1的下渣口，第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204共用第一个粉尘检测单元24，第二个粉尘检
测单元24位于主机皮带机5与所述二次皮带机的转渣衔接处，第五喷雾单元205和第六喷雾单元206共用第二个粉尘检测单元24。
35.在本实施例中，雾化喷嘴组221含有从左向右间隔排列的多个喷嘴，所述喷嘴的喷射方向朝下，所述喷嘴的喷射角度能够调节，所述喷嘴的喷射角度为前后向下72
°
，如图6所示。高压水供应支管222上设有水压传感器224，水压传感器224与控制单元23连接，水流量控制阀223为电控水流量控制阀。
36.下面介绍所述低粉尘全断面硬岩掘进机的工作过程。
37.例如，高压水雾化降尘系统2含有两个粉尘检测单元24，第一个粉尘检测单元24位于所述低粉尘全断面硬岩掘进机的刀盘1的下渣口，第二个粉尘检测单元24位于主机皮带机5与所述二次皮带机的转渣衔接处。高压水供应主管21与所述低粉尘全断面硬岩掘进机的高压水供应系统连接，高压水雾化降尘系统2内的高压水引自所述低粉尘全断面硬岩掘进机的高压水供应系统。
38.当第一个粉尘检测单元24检测到粉尘超标时，第一个粉尘检测单元24会给控制单元23传输粉尘超标信号，控制单元23在收到粉尘超标的信号后，会给第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204的水流量控制阀223一个开启指令，高压水就会通过第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204的雾化喷嘴组221以雾化的水喷出，起到主机皮带机5前部降尘的功能。当第一个粉尘检测单元24检测到空气中粉尘含量达标后，控制单元23可以给第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204的水流量控制阀223一个关闭信号，第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204的雾化喷嘴组221停止喷雾。
39.第一个粉尘检测单元24将实时的粉尘浓度回传控制单元23，控制单元23也可根据粉尘的浓度来独立的调节第一喷雾单元201、第二喷雾单元202、第三喷雾单元203和第四喷雾单元204的水流量控制阀223的开口度，从而控制水雾的喷出量，起到节水的作用。
40.水压传感器224实时检测系统供水压力，为了确保水雾的形成，供水压力要维持在一定的压力之上，水压传感器224检测供水压力，实时传输给控制单元23，通过控制单元23控制掘进机高压水系统的供水压力，以满足雾化喷嘴的压力需求。
41.主机皮带机5后部的降尘过程与主机皮带机5前部的降尘过程基本相同，本实用新型不再详细介绍，如图1至图6所示。所述低粉尘全断面硬岩掘进机相对于现有降尘技术相比，将喷水改为喷雾，利用水雾对扬尘的高度包裹实现抑尘，灭尘的目的，与原技术相比，增加灰尘浓度监测装置可以精确判断扬尘情况，喷雾量自适应调节装置可以适时开启和关闭灭尘装置和灭尘系统，适时调整喷雾的量使控制抑尘更精准，同时减少了水的使用。
42.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向，方位词“右”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“前”表示图1中的左侧方向，方位词“后”表示图1中的右侧方向。本实用新型采用了使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
43.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所
以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。