一种防止气爆装置的制作方法

本实用新型涉及深层隧道调蓄排水系统的安全装置，特别涉及一种防止气爆装置。

背景技术：

随着我国工业的发展与城市化进程的推进，城市工业污水和市政排污量不断增加，现有排水管网排污能力已无法满足日益增长的城市污水排污需求。为解决城市污水问题因运而生的城市深层隧道排水系统，便可有效地缓解城市合流制溢流(cso)、内涝等问题，并在一些国家获得应用并取得了较好的工程效果。我国在一些城市(广州、上海、深圳等地)也已采用深层隧道来解决城市洪涝问题。

为避开深层隧道建设对地下管线和地铁等设施的影响，城市深层隧道调蓄排水系统一般建设在地下40m～60m处，主要由竖井、隧道、调蓄池和排涝泵等结构组成。深层隧道典型段包括竖井1以及连接在竖井之间的隧道2，如图1中所示；当发生大暴雨时，底面汇集的大量雨水通过竖井进入地下深层隧道，存储部分雨水，在未使用深层隧道时，隧道内处于无水状态被空气填充，发生大暴雨时涝水通过各竖井进入深层隧道，由隧道和调蓄池容积对涝水进行调蓄，当降雨结束后通过隧道末端排涝泵站将深层隧道内的涝水排空。而深层隧道运行的过程就是不断引入水，并不断排出气体的过程。由于暴雨历史短、强度大，大量的雨水通过多个入流竖井进入隧道，当水体进入的时候气体从通气井或竖井当中排出，而在隧道从明流向满流转换的过程中，较多的气泡会滞留在隧道顶部，气泡汇聚成气腔3并被水流带到竖井处，在水压力和气腔浮力的共同作用下，水汽混合物从竖井中喷涌而形成气爆现象(geysering)，喷涌而出的水汽混合物可冲出地面几十米高，严重威胁地面车辆和行人的安全，同时对隧道的安全运行也带来巨大隐患。

目前针对气爆现象，全世界范围内还没有成熟的预防或解决方式，目前，主要采取的措施是在隧道与竖井交接的位置设置一种气腔分隔结构，通过这种结构减小气腔，从而降低气爆强度今而减小危害。但这种措施的手段将气腔分割为小型气泡，属于被动防御措施，当气腔较大或移动速度较快时，该措施的效果较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种防止气爆装置，该装置采用主动除气措施，在小型气泡聚集并形成气腔的初期，就通过排气板将气腔推移到竖井处排出，从而在根源上消除气腔。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种防止气爆装置，包括排气板、轨道、动力装置、抽气管道和抽气装置；

排气板连接动力装置，排气板设置在布置于隧道的轨道上，通过动力装置控制排气板在轨道上滑动，使排气板沿着隧道顶部移动，推动隧道内气腔向一侧移动；其中，排气板在推动隧道内气腔向一侧移动过程中，其顶部与隧道顶部相互贴合；

排气板侧面设置有吸气孔，吸气孔连通抽气管道，通过抽气管道连接到抽气装置。

优选的，还包括设置在排气板上的旋转轴以及转向机，所述转向机连接排气板的旋转轴，通过转向机带动旋转轴对排气板进行旋转。

优选的，排气板面向两个移动方向的侧面分别对应设置有吸气孔，吸气孔上设置有打开和关闭吸气孔的开关装置；开关装置连接控制器，通过控制器控制其状态。

更进一步的，所述开关装置为电动阀或电磁阀。

优选的，抽气装置包括气泵，气泵设置在抽气管道上，通过气泵将排气板上吸气孔所吸收气体通过抽气管道进行排放。

更进一步的，所述抽气管道的排气口位于隧道侧边的竖井中。

优选的，所述抽气装置包括第一气泵、第二气泵、第一抽气管道和第二抽气管道；

第一抽气管道和第二抽气管道分别连通排气板上的吸气孔；

第一气泵设置在第一抽气管道上，第二气泵设置在第二抽气管道上；

第一抽气管道的排气口位于隧道一侧的竖井中，第二抽气管道的排气口位于隧道另一侧的竖井中。

优选的，所述动力装置包括连接排气板的第一卷扬机和第二卷扬机，所述第一卷扬机和第二卷扬机分别设置在隧道两边，分别对应控制排气板朝隧道两个方向移动。

优选的，所述排气板为弓形板；弓形板顶部与隧道顶部相互贴合，弓形板贴合处采用柔性橡胶边缘，增强封闭性。

优选的，所述轨道的数量为两条，两条轨道平行的设置在隧道中，排气板两端分别安装有滚轮，排气板通过两端的滚轮分别对应在两条轨道上滑动。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明一种防止气爆装置，包括排气板、轨道、动力装置、抽气管道和抽气装置；其中排气板设置在布置于隧道的轨道上，通过动力装置能够控制排气板在轨道上滑动，其中，排气板在推动隧道内气腔向一侧移动过程中，其顶部与隧道顶部相互贴合；排气板侧面设置有吸气孔，吸气孔连通抽气管道，通过抽气管道连接到抽气装置。在本发明中，当要针对隧道进行排气时，启动动力装置，通过动力装置控制排气板在轨上滑动，以沿着隧道顶部向隧道其中一个方向移动；同时启动抽气装置，通过抽气装置在排气板吸气孔吸气，将排气板移动方向侧所形成的气腔通过吸气孔抽出并排出隧道。基于发明防止气爆装置，针对于深层隧道调蓄排水系统，该装置采用主动除气措施，在小型气泡聚集并形成气腔的初期，就通过排气板将气腔推移排出，同时抽气装置通过排气板吸气孔吸收排气板前方的气腔，从而在根源上消除气腔，能够有效防止出现气爆现象，保障深层隧道调蓄排水系统的安全。

(2)本发明防止气爆装置中，还包括设置在排气板上的旋转轴以及转向机，转向机连接排气板的旋转轴，通过转向机带动旋转轴对排气板进行旋转；基于上结构，可以控制排气板旋转成水平或垂直状态，具体为：当要针对隧道进行排气时，通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后处于垂直状态；当不对隧道进行排气时，通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后处于平行状态，此时排气板就不会阻碍隧道内水流和气流的正常输移。

(3)本发明防止气爆装置中，排气板面向两个移动方向的侧面分别对应设置有吸气孔，排气板侧面上的吸气孔上设置有打开和关闭吸气孔的开关装置；开关装置连接控制，通过控制器控制其状态。其中，当动力装置控制排气板往一个方向移动时，可以控制排气板正面(面朝排气板移动方向)吸气孔上的开关装置闭合，而背面(面背着排气板移动方向)吸气孔上的开关装置断开，基于此，排气板可以超隧道的两个方向移动，从两个方向对隧道进行排气。

(4)本发明防止气爆装置中，抽气管道的排气口可以位于隧道的竖井中，通过排气板吸气孔从隧道中所吸收气体，可以通过抽气管道排放到竖井中，以从竖井处排除，能够从根源上消除气腔。

(5)本发明防止气爆装置中，排气板可以为与隧道顶部形状对应的弓形板，这种结构使得排气板顶部能够和隧道顶部进行完全贴合，有效防止排气板移动过程中，在排气板顶部与隧道顶部接触地方漏气和漏水的现象，保证本发明装置排气板排气的有效性。

附图说明

图1是隧道调蓄排水系统的结构示意图。

图2是本发明防止气爆装置排气板的立体图。

图3是本发明防止气爆装置排气板的剖视图。

图4是本发明防止气爆装置安装在隧道时的截面图。

图5是本发明防止气爆装置安装在隧道时的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种防止气爆装置，该装置应用于深层隧道调蓄排水系统中，在小型气泡聚集并形成气腔的初期，就能够通过排气板将气腔从隧道2推移到竖井1处排出，同时排气板的吸气孔也可以将气腔的抽出隧道，能够根源上消除气腔。

如图2至5所示，本实施例防止气爆装置包括排气板4、轨道、动力装置、抽气管道7和抽气装置。

排气板4连接动力装置，排气板4两端分别对应设置在布置于隧道的两条轨道上，通过动力装置控制排气板4在轨道上滑动，使排气板沿着轨道内隧道顶部移动，推动隧道2内气腔3向一侧移动；其中，排气板4在推动隧道2内气腔3向一侧移动过程中，其顶部与隧道2顶部相互贴合。

在本实施例中，排气板侧面设置有吸气孔41，吸气孔4连通抽气管道7，通过抽气管道7连接到抽气装置。在本实施例中，可以在排气板4面向两个移动方向的侧面上分别设置吸气孔41，这种结构下，排气板两侧面的吸气孔上分别设置有用于开合吸气孔的开关装置，具体的，排气板4一个侧面的吸气孔上设置有开合吸气孔的第一开关装置；另一个侧面的吸气孔上设置有开合吸气孔的第二开关装置；第一开关装置和第二开关装置分别连接控制器，通过控制器控制第一开关装置和第二开关装置的状态。

本实施例中，排气板上设置有旋转轴42，旋转轴具体可以设置在排气板下侧，旋转轴旋转时能够带动排气板进行旋转。本实施例中，旋转轴连接转向机，由转向机控制旋转轴进行旋转，在本实施例中转向机可以包括电机和控制器，电机上安装有减速箱，旋转轴安装在减速箱上，由电机的转动带动旋转轴进行转动，控制器连接电机，用于控制电机的工作状态。控制器连接有无线通信单元，通过无线通信单元连接外部终端，外部终端通过无线通信单元发送电机控制指令给控制器，以控制电机的工作状态。

本实施例中，基于排气板的旋转轴和转向机，可以控制排气板旋转成水平或垂直结构，具体为：当要针对隧道进行排气时，通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后垂直于水流方向，即为平行于隧道横截面，此时可以将隧道分离成密封的两段；当不对隧道进行排气时，通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后平行于水流方向，即为垂直于隧道横截面，此时排气板就不会阻碍隧道内水流和气流的正常输移。

在本实施例中，第一开关装置和第二开关装置可以是电磁阀、电动阀等，控制器可以使用单片机等控制芯片，控制器可以通过防水密封箱安装在排气板上。另外控制器可以通过无线通信单元与隧道外部终端进行连接，隧道外部终端基于无线通信单元向控制器发送控制指令，以控制各开关装置的状态，实现各吸气孔的开合控制，无线通信单元可以是蓝牙通信单元等。其中开关装置所连接到控制器和转向机中的控制器可以是同一个或不同个。

在本实施例中，抽气装置包括气泵6，气泵6设置在抽气管道7上，通过气泵将排气板4上吸气孔41所吸收气体通过抽气管道7进行排放，抽气管道7的排气口71可以设置在隧道侧边的竖井中，即抽气管道7从吸气孔41所吸收气体，排放到竖井，其中当抽取管道7的排气口71对着竖井出口时，排气会更顺畅，如图4中所示。当然抽气装置也可以是其能够抽气的设备。

在实施例中，动力装置包括连接排气板4的第一卷扬机和第二卷扬机，第一卷扬机和第二卷扬机分别设置在隧道两侧，第一卷扬机和第二卷扬机通过钢绳或链条连接排气板，分别对应控制排气板朝隧道两个方向移动。在本实施例中，当动力装置使用第一卷扬机和第二卷扬机时，抽气装置包括第一气泵、第二气泵、第一抽气管道和第二抽气管道；第一抽气管道和第二抽气管道分别连通排气板上的吸气孔；第一气泵设置在第一抽气管道上，第二气泵设置在第二抽气管道上；第一抽气管道的排气口位于隧道一侧的竖井中，第二抽气管道的排气口位于隧道另一侧的竖井中。

在本实施例中，动力装置也可以是其他能够为排气板提供动力的设备，例如可以在排气板上安装滚轮5，排气板通过滚轮布置在轨道上并沿着轨道滑动，滚轮由电机控制转动，其中电机正转时，带动排气板向一个方向移动，电机反转时，带动排气板向另一个方向移动，基于上述结构也可以实现排气板向隧道两侧移动。

如图2和3所示，本实施例中，排气板4为弓形板；弓形板顶部与隧道顶部能够相互贴合。另外，可以在隧道顶部涂覆止水涂料，使得排气板顶部与隧道顶部的止水涂料贴合，保证排气板不漏气漏水。在本实施例中，排气板的形状可以根据隧道的形状进行设置，排气板在被转动机控制为垂直于时，排气板的边缘除去底部，均与隧道的壁进行密封贴合。

在本实施例中，布置在隧道上轨道的数量为两条，两条轨道平行的设置在隧道中，具体可以是平行的设置在隧道壁上，排气板两端可以分别安装有滚轮5，排气板通过两端的滚轮5分别对应在两条轨道上滑动。其中，抽气管道可以沿着轨道进行设置，在排气板滑动过程中，抽气管道跟随排气板在轨道中进行移动。

在实施例中，当要针对隧道进行排气时，启动动力装置，通过动力装置控制排气板在轨上滑动，以沿着隧道顶部向隧道其中一个方向移动，排气板在移动过程中，推动气腔向一侧移动，使得小型气泡聚集并形成气腔的初期，就能够通过排气板将气腔从隧道推移到竖井处排出；同时启动抽气装置，通过抽气装置在排气板吸气孔吸气，将排气板移动方向侧即排气板前方所形成的气腔通过吸气孔抽出并排出隧道。基于发明防止气爆装置，针对于深层隧道调蓄排水系统，该装置采用主动除气措施，在小型气泡聚集并形成气腔的初期，就通过排气板将气腔推移排出，同时抽气装置通过排气板吸气孔吸收排气板前方的气腔，从而在根源上消除气腔，能够有效防止出现气爆现象，保障深层隧道调蓄排水系统的安全。

本实施例中，防止气爆装置的具体工作原理如下：

(1)、当要针对隧道进行排气时，启动动力装置，通过动力装置控制排气板在轨上滑动，以沿着隧道顶部向隧道其中一个方向移动。排气板在轨道上滑动过程中，推动气腔向一侧移动，直到气腔被推至隧道一侧的竖井中。

其中，当要针对隧道进行排气时，通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后垂直于水流方向，并且排气板的顶部和隧道顶部相贴合，当排气板处于垂直状态时，在隧道的横截面上，排气板的边缘除去底部，均与隧道的壁进行密封贴合，通过排气板将隧道分割成密封的两端；当不对隧道进行排气时，可以通过转动机转动排气板的旋转轴，使得排气板旋转后平行于水流方向。

(2)、当隧道要进行排气，动力装置控制排气板开始滑动时，同时也启动抽气装置，通过抽气装置在排气板吸气孔吸气，将排气板移动方向侧所形成的气腔通过吸气孔抽出并排出隧道。

在本步骤中，当动力装置控制排气板往一个方向移动时，控制排气板第一侧面上吸气孔的开关装置闭合，使得吸气孔处于打开状态，能够进行吸气，控制排气板第二侧面上吸气孔的开关装置断开，使得吸气孔为关闭状态；上述，排气板第一侧面指的是面向排气板移动方向的侧面，第二侧面指的是背向排气板移动方向的侧面。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

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