一种用于隧道事故紧急处理的隧道通风空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于隧道事故紧急处理的隧道通风空气净化装置。

背景技术

隧道是一种人工挖掘或构筑的地下通道，用于连接两个地点，穿越山脉、河流、城市等地形障碍，为交通运输、供水、供电、通信等提供便利，我国地势广阔，公路线网庞大，交通流量也大，而且，在很多山川地势中，需要建设很多公路隧道。

在车辆行驶中，会因为诸多原因导致事故，部分事故甚至会产生火灾，发生事故时，需要及时进行处理，但由于隧道空间狭小，施救难度较大，施救时间较长，产生的浓烟也相对较多，在人员撤离以及后续施救的过程中，浓烟会造成较大阻碍，影响隧道视野，也会影响人员安全。

对于一些较短的隧道而言，隧道内的射流风机会在发生事故时开启，及时将浓烟排出，但对于较长的隧道而言，气流行程较大，浓烟无法及时排出，且在排出的过程中，容易充满整个隧道，因此，现有技术中为了能够及时对浓烟进行处理，需要在隧道内设置相应的烟气吸收管道，并统一输送至静电过滤净化机组处进行净化处理，从而及时消除隧道内的浓烟，而且在未发生事故火灾时，也可以借助上述设备对隧道内部空气进行吸收和净化。

而且，为了提高设备对烟气处理的效率，可以将吸收管道沿隧道长度方向分布，并间隔设置多个吸风口，形成多点位吸气，以提高对烟气处理的及时性。

但是，由于未发生事故时，所需抽气功率较小，抽气气压较小，部分管吸风口甚至可以关闭，而事故突发时，抽气功率需要加大，从而会导致管口处气流快速变化，进而导致管口处气压产生突变，此外，隧道内有大型汽车快速行驶时造成的活塞风在经过吸风口时，或者发生事故时部分位置产生爆燃导致气压增大时，都会引起吸风口处的气压瞬间变化，进而导致吸风口处产生振动冲击，在长期使用后，容易导致管道有脱落的风险。

发明内容

本发明提供的一种用于隧道事故紧急处理的隧道通风空气净化装置，所要解决的问题是：现有的净化装置在使用时吸风口处形成气压突变时，容易导致吸风口处结构产生振动冲击，在长期使用后，容易导致管道有脱落的风险，影响设备使用寿命和使用安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于隧道事故紧急处理的隧道通风空气净化装置，包括静电过滤净化机组、烟气吸收管道和气流补充管道，烟气吸收管道上设置有多个吸风口，各吸风口处均安装有吸风端口组件，气流补充管道上设置有多个出风口，烟气吸收管道与静电过滤净化机组的吸风管连接，气流补充管道与静电过滤净化机组的出风管连接；吸风端口组件包括吸风筒，且吸风筒的底端设置有风量控制结构；吸风筒中设置有变容释压结构，吸风筒上设置有变容腔，变容释压结构位于变容腔中，吸风筒内腔压力增加或减小时，变容释压结构通过压缩变容腔空间以增加吸风筒内腔空间或通过增加变容腔空间以压缩吸风筒内腔空间。

在一个优选的实施方式中，风量控制结构包括控制转盘，控制转盘转动安装在吸风筒的底部结构上，控制转盘和吸风筒的底部结构上均设置有多个相互适配的扇形口，吸风筒的底部安装有转动控制器，控制转盘固定安装在转动控制器的输出轴上。

在一个优选的实施方式中，变容释压结构为形变扩容式变容释压结构，该形变扩容式变容释压结构包括弹性膜，弹性膜固定安装在变容腔与吸风筒内腔连通位置处。

在一个优选的实施方式中，变容释压结构为滑动扩容式变容释压结构，变容腔中设置有滑道，滑道与吸风筒的内腔连通，滑动扩容式变容释压结构包括活动体，活动体滑动安装在滑道中，且活动体与滑道之间设置密封结构，吸风筒内部空气压力变化时，活动体在变容腔内滑动。

在一个优选的实施方式中，活动体与滑道之间设置有弹性件，弹性件为弹簧，且活动体的两侧均设置弹簧，该弹簧用于对活动体提供一个向其原始位置进行复位的弹性势能。

在一个优选的实施方式中，变容腔中存储有静压液体，静压液体的液面低于透气孔，变容腔用于对活动体提供一个向吸风筒中心处方向的压力，活动体靠近吸风端口组件中心处的一侧与吸风筒之间设置有弹性件，该弹性件用于对活动体提供一个与静压液体对活动体形成压力方向相反的弹力。

在一个优选的实施方式中，静压液体为水可以选用水，变容腔中连接有循环供液管该循环供液管用于连接水循环系统，且水循环系统包括管道、泵机和水源，泵机通过管道与水源和循环供液管连接，对变容腔进行水的输送。

在一个优选的实施方式中，在一个优选的实施方式中，变容腔中还设置有粘稠液体，粘稠液体浮于静压液体液面上。

在一个优选的实施方式中，各吸风筒的外部均固定安装有烟雾传感器，活动体的内部设置有出液孔，且出液孔贯穿活动体设置，出液孔中设置有封堵结构，该封堵结构开启时，出液孔导通，使变容腔中的水从出液孔流出。

在一个优选的实施方式中，封堵结构为热熔封堵结构，热熔封堵结构为热熔性材料，且热熔封堵结构为球状，出液孔的靠近吸风端口组件中心处的一端设置有封堵槽，热熔封堵结构安装在封堵槽中，且该封堵槽的外部安装有限制盖，该限制盖用于将热熔封堵结构限制于封堵槽中。

本发明的有益效果在于：本发明在发生事故时，通过吸风端口组件和烟气吸收管道将烟气进行吸收并经静电过滤净化机组及时处理，再由气流补充管道向隧道底部排出，形成一个从下向上的气流，有利于烟气的上升，从而在下方形成一个安全的无烟区域，能够便于隧道内人员的撤离和施救人员的施救，同时浓烟无需经大行程向外排放，处理效率较高，且本设备通过变容释压结构可以对吸风端口组件中的气压变化进行及时且有效的缓冲，避免了烟气吸收管道内部的空气瞬间振动，能够保证烟气吸收管道内部风压整体相对稳定，避免对其他部位造成影响，极大的提高了设备的使用效果和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明烟气吸收管道上吸风端口组件的分布图。

图3为本发明吸风筒中控制转盘的结构示意图。

图4为本发明采用形变扩容式变容释压结构时吸风端口组件的结构示意图。

图5为本发明采用形变扩容式变容释压结构且吸风端口组件内压力增加时的示意图。

图6为本发明采用形变扩容式变容释压结构且吸风端口组件内压力减小时的示意图。

图7为本发明采用滑动扩容式变容释压结构的其中一种结构示意图。

图8为本发明滑动扩容式变容释压结构的另一种结构示意图。

图9为本发明基于图8的局部结构放大图。

图10为本发明基于图8中滑动扩容式变容释压结构的分布俯视图。

图11为本发明活动体的剖视图。

图12为本发明出液孔导通时的结构示意图。

附图标记为：1、静电过滤净化机组；11、烟气吸收管道；12、气流补充管道；13、风机组件；2、吸风端口组件；21、吸风筒；22、控制转盘；221、转动控制器；23、变容腔；231、滑道；232、静压液体；233、粘稠液体；24、透气孔；25、循环供液管；3、变容释压结构；31、弹性膜；32、活动体；321、弹性件；322、出液孔；323、热熔封堵结构；324、限制盖；4、烟雾传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1至图12，一种用于隧道事故紧急处理的隧道通风空气净化装置，包括静电过滤净化机组1、烟气吸收管道11和气流补充管道12，静电过滤净化机组1设置隧道内部后外部单独建设的处理室内，烟气吸收管道11沿隧道长度设置在隧道内的顶部，烟气吸收管道11上设置有多个吸风口，各吸风口处均安装有吸风端口组件2，气流补充管道12沿隧道长度设置在隧道的底部，且气流补充管道12上设置有多个出风口；

静电过滤净化机组1上还设置有风机组件13，烟气吸收管道11与静电过滤净化机组1的吸风管连接，气流补充管道12与静电过滤净化机组1的出风管连接，风机组件13用于烟气吸收管道11进行吸气，吸入气体经静电过滤净化机组1净化处理后，由气流补充管道12向隧道内排放；

吸风端口组件2包括吸风筒21，吸风筒21固定安装在烟气吸收管道11的吸风口处，吸风筒21的底端设置有风量控制结构，风量控制结构用以控制吸风端口组件2的开关以及吸入风量大小；

需要说明的是，如果发生事故，并产生大量浓烟，此时，可以加大风机组件13的抽气功率，并关闭不必要的吸风端口组件2，此时，接近浓烟区域的吸风端口组件2可以在隧道上方对烟气进行吸收（烟气上飘，在上方更容易收集），同时，经处理后的空气，再由气流补充管道12向隧道底部排出，形成一个从下向上的气流，有利于烟气的上升，从而在下方形成一个安全的无烟区域，能够便于隧道内人员的撤离和施救人员的施救。

而事故突发时，抽气功率需要加大、隧道内有大型汽车快速行驶时造成的活塞风在经过吸风口或者事故时部分位置产生爆燃等因素导致吸风筒21中的气压变化时，会对吸风端口组件2形成压力冲击，容易造成吸风端口组件2以及烟气吸收管道11的振动，为此，本实施例在吸风筒21中还设置了变容释压结构3，具体的，吸风筒21的上设置有变容腔23，变容释压结构3位于变容腔23中，变容腔23上设置有透气孔24，变容腔23通过透气孔24与外界大气连通，例如，当因为某些原因导致吸风筒21内腔压力增加时，变容释压结构3增加吸风筒21内腔空间并压缩变容腔23空间，以增加吸风筒21内腔空间的形式，来释放吸风筒21内瞬间释放的压力，且变容释压结构3设置在吸风筒21的侧面，变容释压结构3增加吸风筒21容量时，将气流向水平方向引导，从而可以减小气流压力在瞬间增加时对吸风筒21底部的竖向冲击，极大的减少了吸风端口组件2的振动，降低了对吸风端口组件2和烟气吸收管道11振动损伤的同时，也能够减小噪音，避免了烟气吸收管道11内部的空气瞬间振动，而且在后续逐渐稳定的过程中，变容释压结构3逐渐恢复至初始状态，以缓慢的速度恢复吸风筒21内腔的原有空间，避免气流的突然变化，能够保证烟气吸收管道11内部风压整体相对稳定，避免对其他部位造成影响，极大的提高了设备的使用效果和使用寿命。

参照说明书附图3和图4，风量控制结构包括控制转盘22，控制转盘22转动安装在吸风筒21的底部结构上，控制转盘22和吸风筒21的底部结构上均设置有多个相互适配的扇形口，吸风筒21的底部安装有转动控制器221，控制转盘22固定安装在转动控制器221的输出轴上，从而借助转动控制器221（例如伺服电机）驱动控制转盘22转动，即可通过调整控制转盘22上扇形口与吸风筒21底部结构上的扇形口的重合程度，即可控制吸风端口组件2的开启关闭以及风量控制。

参照说明书附图4至图6，本实施例提供一种变容释压结构3的方案，具体的，变容释压结构3为形变扩容式变容释压结构，该形变扩容式变容释压结构包括弹性膜31，弹性膜31固定安装在变容腔23与吸风筒21内腔连通位置处，吸风端口组件2正常吸风时，烟气能够有效的从吸风筒21中被吸入，因此，弹性膜31处于正常舒展状态，当吸风筒21内部气压突然变大时，参照说明书附图5，此时，增加的气压可以挤压弹性膜31，使其向变容腔23内形变，增加吸风筒21内腔的容量，从而对瞬间增加的压力进行有效的缓冲，而后续吸风筒21内压力逐渐平复的过程中，弹性膜31再由自身弹性作用慢慢恢复，相反，当吸风筒21内部气压突然减小时，弹性膜31可以反向形变，进行缓冲。

在上述方案中，受限于弹性膜31本身材料原因，弹性膜31的形变空间有限，缓冲效果有限，为此，本实施例还提供另一种变容释压结构3，变容释压结构3为滑动扩容式变容释压结构，变容腔23中设置有滑道231，滑道231与吸风筒21的内腔连通，滑动扩容式变容释压结构包括活动体32，活动体32滑动安装在滑道231中，且活动体32与滑道231之间设置密封结构，用于隔断变容腔23与吸风筒21内腔的隔断空间，其中，活动体32具有向其初始位置移动的复位势能，例如，当吸风筒21内形成可瞬间的压力增加时，可以挤压活动体32，使其向变容腔23内滑动，从而增加吸风筒21内腔的容量，对瞬间增加的压力进行有效的缓冲，在后续吸风筒21内压力逐渐平复的过程中，活动体32再进行复位。

具体的，参照说明书附图6和图7，为了便于活动体32复位，滑道231可以为平直滑道，活动体32与滑道231之间设置有弹性件321，具体的，上述弹性件为弹簧，此方案中，可以在活动体32的两侧均设置弹簧，借助弹簧对活动体32提供一个向其原始位置进行复位的弹性势能，以弹性势能作为活动体32的复位势能。

进一步的，参照说明书附图8至图10，本实施例还提供另一种滑动扩容式变容释压结构，并提供另外一种为活动体32提供向吸风筒21内方向滑动的复位势能，具体的，滑道231为平直滑道，变容腔23位于活动体32远离吸风端口组件2内腔的一侧中存储有静压液体232，静压液体232的液面始终低于透气孔24，变容腔23中的静压液体232用于对活动体32提供一个向吸风筒21中心处方向的压力，而活动体32靠近吸风端口组件2中心处的一侧与吸风筒21之间设置有弹性件321，该弹性件321用于对活动体32提供一个与静压液体232对活动体32形成压力方向相反的弹力，例如，吸风筒21内压力增加时，气体压力推动活动体32向变容腔23中挤压，并挤压静压液体232，使静压液体232液面升高，从而形成缓冲。

需要说明的是，活动体32与滑道231之间做好动密封处理，避免静压液体232直接流至静电过滤净化机组1中，同时，也可以在变容腔23中设置柔性膜，将静压液体232置于柔性膜中，膜与活动体32接触，借助静压液体232的液体压力对活动体32提供其复位势能的压力，而静压液体232的液面相对于活动体32的高度越高，对活动体32形成的液体压力也就越大，因此，可以根据实际场景设定静压液体232的量。

在吸风筒21内瞬间压力增大时，或者因为其他原因导致吸风筒21以及烟气吸收管道11内整体压力瞬间增大时，参照说明书附图9，吸风筒21中的气体压力向四周分散，推动活动体32移动，挤压变容腔23使静压液体232液面升高，当后续吸风筒21内压力逐渐平复的过程中，活动体32再受液体压力的作用逐渐复位。

需要说明的是，由于变容腔23中存储了静压液体232，在其面对活动体32的横向运动挤压时，可以有效的减少活动体32本身的运动冲击以及运动振动，相当于在吸风筒21的周围形成一个能够吸收振动和振动能量的缓冲机构，将原本相对于吸风筒21底部的竖向压力分散成水平压力后再进行有效吸收，能够有效的提高对吸风端口组件2以及烟气吸收管道11的保护，并减少振动噪音，同时，由于各吸风端口组件2的变容腔23中始终存在静压液体232，因此，即使是其他原因导致的烟气吸收管道11或者吸风端口组件2产生的振动，也可以借助静压液体232的流动性能来减小吸风筒21的本身结构振动以及振动噪音（参照水杯装水前后敲击对比，装水后敲击水杯水杯本体明显振动减小），尤其是其他原因导致的吸风筒21以及烟气吸收管道11在竖直方向上的振动，也可以借助静压液体232的流动性减少振动冲击，提高对吸风端口组件2的保护效果。

需要说明的是，上述静压液体232可以选用水，水具有良好的比热容，在烟气静哥吸风端口组件2时，可以对烟气的温度进行一定的吸收，从而能够避免烟气吸收管道11过热。

而为了提高对吸收烟气的热量吸收效果，可以在变容腔23中连接有循环供液管25，循环供液管25用于连接水循环系统，且水循环系统至少包括管道、泵机和水源，即，在水循环系统的作用下，变容腔23中形成循环水流，从而形成一组换热结构，在事故发生时，可以向变容腔23中循环通入冷水，即可对吸收的烟气进行降温，对烟气吸收管道11形成有效的保护，而由于静压液体232采用了水，为了避免在减振作用后静压液体232表面乱晃，本实施例还在变容腔23中还设置了流动性相对较差的粘稠液体233，粘稠液体233浮于静压液体232液面上，具体的，粘稠液体233可以使用油脂，一则可以对静压液体232进行保温，二则可以减少静压液体232液面的波动，减小初步缓冲后静压液体232本身的微小晃动。

进一步的，参照说明书附图11和图12，在事故较为严重，除了烟气较大，火势也相对较大时，火势的蔓延，容易导致部分设备烧毁，因此，为了能够有效的控制火势，本实施例还提供以下技术方案，具体的，各吸风筒21的外部均固定安装有烟雾传感器4，烟雾传感器4用于对其所处区域内的空气进行检测，并在检测到烟雾产生时，即可识别到火灾的发生，此时即可及时报警，同时可以通过隧道管理系统，自动开启静电过滤净化机组1进行烟气处理。

参照说明书附图9至图12，本实施例还提供一种能够辅助灭火的方案，活动体32的内部设置有出液孔322，且出液孔322贯穿活动体32设置，出液孔322中设置有封堵结构，当发生火灾时，可以选择开启活动体32中的封堵结构，使出液孔322导通，即可使变容腔23中的水从吸风端口组件2泄出，辅助灭火。

进一步的，上述封堵结构为热熔封堵结构323，热熔封堵结构323为热熔性材料，例如蜡、热熔胶体等，且热熔封堵结构323为球状，出液孔322的靠近吸风端口组件2中心处的一端设置有封堵槽，热熔封堵结构323安装在封堵槽中，且该封堵槽的外部可拆卸安装有限制盖324，该限制盖324用于将热熔封堵结构323限制于封堵槽中，当某位置火灾严重，火势较大时，该位置温度过高，可以将热熔封堵结构323融化，使出液孔322导通，并配合水循环系统持续供水，即可对此处进行灭火，而结束后，可以将活动体32取出，拆开限制盖324重新装入新的热熔封堵结构323即可继续使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。