一种高原隧道空气净化装置

技术领域

本申请涉及空气净化装置领域，具体而言，涉及一种高原隧道空气净化装置。

背景技术

在高原地区(海拔2500米及以上)的隧道施工过程中，掌子面掘进会产生大量的粉尘、氮氧化物等有害气体；机械施工装备在高海拔氧气稀薄环境下运行时工作效率会下降，较平原地区会产生更多的尾气排放，同时焊接作业也会产生大量焊接烟尘，高原隧道内作业人员工作强度大，环境粉尘多，局部通风不良，其健康保障和生命安全都受到了威胁。

国内现有的高原隧道除尘技术中，通常采用通风排尘、隧道除尘车、喷雾洒水、以及在喷雾过程中添加化学药剂等方式来进行隧道内环境治理；其中，通风排尘的效果不佳；简易式隧道除尘车在高原隧道使用存在除尘效率降低、移动续航能力差、存在尾气排放等缺陷，限制了其在高原隧道的应用；喷雾洒水及添加化学药剂，容易使隧道内潮湿，加剧隧道突泥突水风险。目前在高原隧道施工隧道空气净化方面，未见成熟完整且经济高效的隧道空气净化方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高原隧道空气净化装置，其具有机动性好、除尘效率高且方便的优点，能够重点解决隧道掘进面、二衬台车处粉尘聚集问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种高原隧道空气净化装置，其包括双向驾驶车底盘、安装于双向驾驶车底盘上的除尘器箱体、设于除尘器箱体下方且与除尘器箱体底部连接的粉尘富集斗、分别与除尘器箱体两端连接的污浊空气进口和净化管，净化管远离除尘器箱体的一端连接有负压风机，净化管的至少一端连接有电加热三元催化装置，除尘器箱体内插设有多个具有过滤孔的过滤板。

在一些可选的实施方案中，电加热三元催化装置包括催化筒、多个环形的固定架、多个分别连接固定架和催化筒的连接架、多个固定于固定架的三元催化剂及缠绕于固定架和连接架上的加热丝。

在一些可选的实施方案中，除尘器箱体上开设有连通内壁的清洁孔及用于开闭清洁孔的维护门。

在一些可选的实施方案中，负压风机远离净化管的一端连接有净化箱，净化箱内设有多个过滤网，净化箱连接有洁净空气出口。

在一些可选的实施方案中，过滤板的表面涂覆有起自清洁作用的聚四氟乙烯层。

在一些可选的实施方案中，过滤板的表面涂覆有起自清洁作用的石墨烯改性聚四氟乙烯层。

本申请的有益效果是：本实施例提供了一种高原隧道空气净化装置包括双向驾驶车底盘、安装于双向驾驶车底盘上的除尘器箱体、设于除尘器箱体下方且与除尘器箱体底部连接的粉尘富集斗、分别与除尘器箱体两端连接的污浊空气进口和净化管，净化管远离除尘器箱体的一端连接有负压风机，净化管的至少一端连接有电加热三元催化装置，除尘器箱体内插设有多个具有过滤孔的过滤板。本实施例提供的高原隧道空气净化装置具有机动性好、除尘效率高且方便的优点，能够重点解决隧道掘进面、二衬台车处粉尘聚集问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的高原隧道空气净化装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的高原隧道空气净化装置中过滤板的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的高原隧道空气净化装置中电加热三元催化装置的第一视角的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的高原隧道空气净化装置中电加热三元催化装置的第二视角的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的高原隧道空气净化装置中净化箱的剖视图。

图中：100、双向驾驶车底盘；110、除尘器箱体；111、清洁孔；112、维护门；120、粉尘富集斗；130、污浊空气进口；140、净化管；150、负压风机；160、过滤板；170、过滤孔；180、催化筒；190、固定架；200、连接架；210、三元催化剂；220、加热丝；230、净化箱；240、过滤网；250、洁净空气出口；300、电加热三元催化装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的高原隧道空气净化装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供一种高原隧道空气净化装置，其包括双向驾驶车底盘100、安装于双向驾驶车底盘100上的除尘器箱体110、设于除尘器箱体110下方且与除尘器箱体110底部连接的粉尘富集斗120、分别与除尘器箱体110两端连接的污浊空气进口130和净化管140，净化管140的两端分别连接有一个电加热三元催化装置300，净化管140远离除尘器箱体110一端连接的电加热三元催化装置300连接有负压风机150，除尘器箱体110内插设有十个具有过滤孔170的过滤板160；每个电加热三元催化装置300均包括催化筒180、四个同轴布置的环形的固定架190、六个分别连接固定架190和催化筒180的连接架200、十八个固定于固定架190的三元催化剂210及缠绕于固定架190和连接架200上的加热丝220，除尘器箱体110上开设有两个连通内壁的清洁孔111及用于开闭清洁孔111的维护门112，负压风机150远离净化管140的一端连接有净化箱230，净化箱230内设有5个过滤网240，净化箱230连接有洁净空气出口250，过滤板160的表面涂覆有起自清洁作用的石墨烯改性聚四氟乙烯层；负压风机150为专门设计的高原稀薄空气下使用的轻量化风机，该风机的叶片流线采用基于Bayes优化的摆线函数变截面模型，叶片材料采用纤维增强高分子复合材料和经过表面处理的轻合金材料铝合金、镁合金、钛合金制成。

本实施例提供的高原隧道空气净化装置使用双向驾驶车底盘100负载依次连通的除尘器箱体110、净化管140、负压风机150及连接于净化管140两端的电加热三元催化装置300，其中双向驾驶车底盘100解决了高原隧道洞内空间狭小、各施工工序物料转运、设备移动带来的空间避让问题，双向驾驶车底盘100不用在隧道洞内掉头，可以快速移动，机动性好，可以重点解决隧道掘进面、二衬台车处粉尘聚集问题；除尘器箱体110、净化管140、负压风机150能够配合吸入污浊空气并利用除尘器箱体110内的具有过滤孔170的过滤板160进行过滤，使污浊空气流速降低至2m/s以下，与表面涂覆有起自清洁作用的石墨烯改性聚四氟乙烯层的过滤板160充分接触，粉尘颗粒在过滤板160表面富集凝聚形成粉尘团簇，团簇的尺寸达到3-5mm及以上时在自身重力、撞击力、摇曳力等共同作用下从过滤板160表面跌落至下方的粉尘富集斗120内被统一收集起来，作业人员能够打开除尘器箱体110上的维护门112通过清洁孔111对除尘器箱体110内部和过滤板160进行清理，该过滤板160采用起自清洁作用的石墨烯改性聚四氟乙烯层使用寿命长，避免了传统布袋过滤在高原隧道高湿环境下滤袋孔易堵塞、易磨损、更换成本高的问题，同时自清洁的过滤板表面将粉尘聚集后可以自动落入到除尘灰斗内，避免了加装空气压缩机、喷吹装置的成本，同时减小设备体积，使设备更紧凑，经济性更好；净化管140两端分别连接的电加热三元催化装置300能够对流经净化管140的空气进行处理，将污浊空气中的氮氧化物、一氧化碳等有害气体催化氧化去除，最后经过净化的空气经负压风机150、净化箱230的洁净空气出口250排出，电加热三元催化装置300包括催化筒180、安装于催化筒180内壁的固定架190和连接架200、安装于固定架190上的三元催化剂210及缠绕于固定架190和连接架200上的加热丝220，通过加热丝220加热三元催化剂210催化氧化经过的污浊空气中的氮氧化物、一氧化碳等有害气体，实现空气净化功能，避免常规喷雾及添加化学药剂净化隧道内空气带来的隧道潮湿、突泥突水等安全施工风险；负压风机150远离净化管140的一端连接有净化箱230，净化箱230内设有5个过滤网240，能够对空气进行进一步的过滤处理，保证空气的洁净度；现有的风机叶片通常选用固定的叶片曲率和叶片倾角，材质以普通碳钢居多，在高原隧道稀薄空气的条件下，风机的效能会降低，影响隧道通风除尘的效果，而本申请采用轻量化风机叶片技术，可以解决高原隧道内空气稀薄环境下风机效能下降和风量风压不足的问题，避免了直接加大风机驱动电机功率带来的成本上升、运行维护成本增加，以及设备重量、体积增大带来的狭小空间使用难题。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。