一种隧道洞口除冷凝水除雪系统
阅读说明:本技术 一种隧道洞口除冷凝水除雪系统 (Condensate water and snow removing system for tunnel portal ) 是由 张孟琦 卢祥韬 谭豫卿 李德旺 张文学 方蓉 于 2021-09-15 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种隧道洞口除冷凝水除雪系统,包括隧道和安装于隧道上的除冷凝水除雪装置,除冷凝水除雪装置包括固定安装于隧道内壁的风机、通风主管、第一通风副管、第二通风副管、电源和控制器,风口调节装置上安装有出风口,隧道洞口和内壁固定安装有若干湿度传感器和温度传感器,隧道外侧固定安装有若干降雪监测传感器,本发明利用闲置的大功率风机,制作了一套隧道洞口除冷凝水除雪系统,能够实时监控隧道洞口情况,及时将隧道内热风吹至隧道洞口内壁和隧道口路面上,不仅能将飘落到路面上的雪吹到道路两侧,避免路面落雪结冰,也能避免滴落冷凝水到路面影响汽车行驶安全,有效的保障了隧道洞口的交通安全。(The invention discloses a condensate water and snow removing system for a tunnel portal, which comprises a tunnel and a condensate water and snow removing device arranged on the tunnel, wherein the condensate water and snow removing device comprises a fan fixedly arranged on the inner wall of the tunnel, a main ventilation pipe, a first auxiliary ventilation pipe, a second auxiliary ventilation pipe, a power supply and a controller, an air outlet is arranged on an air port adjusting device, a plurality of humidity sensors and temperature sensors are fixedly arranged on the tunnel portal and the inner wall, and a plurality of snow falling monitoring sensors are fixedly arranged on the outer side of the tunnel. The traffic safety of the tunnel portal is effectively guaranteed.)
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域,特别是涉及一种隧道洞口除冷凝水除雪系统。
背景技术
隧道是高速公路的咽喉,空间相对狭窄。在冬季,最冷月平均气温在0℃以下,极端气温在-20℃以下,冬季气温低,易降雪。隧道洞口是由隧道向公路(或由公路向隧道)过渡的位置。当发生降雪时,隧道内无积雪,行车环境相对较好,同时隧道洞口内温度高,隧道洞口外温度低,洞口内壁上容易结冰、滴落冷凝水到路面,也会造成路面结冰,此时,驾乘人往往放松警惕,以较快的车速行驶。而在隧道外,由于发生降雪的原因,容易导致路面积雪结冰,路况不佳。当行驶到隧道出口时,由于驾乘人不能迅速、准确的意识到这一情况,往往不降低车速而继续以较高车速行驶,经常导致交通事故。隧道洞口一旦出现交通事故,将直接影响隧道内的车辆通行,并容易造成隧道内的二次事故,进而对全线交通产生阻碍作用。目前,采取的处理措施是,降雪后结冰前对隧道入口加撒一遍融雪剂,由隧道口延伸至隧道内部30m左右,防止车辆带入隧道的雪、水结冰,靠人工处理,受天气和路况影响,处理不及时,而且耗费大量的人力物力。因此,亟需一种隧道洞口除冷凝水除雪系统,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道洞口除冷凝水除雪系统,以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种隧道洞口除冷凝水除雪系统,包括隧道和安装于所述隧道上的除冷凝水除雪装置,所述除冷凝水除雪装置包括固定安装于所述隧道内壁的风机、通风主管、第一通风副管、第二通风副管、电源和控制器,所述风机与所述通风主管固接且连通,所述通风主管分别与所述第一通风副管和第二通风副管固接且连通,所述第一通风副管和第二通风副管分别安装有若干风口调节装置,所述风口调节装置上安装有出风口,所述隧道洞口和内壁固定安装有若干湿度传感器和温度传感器,所述隧道外侧固定安装有若干降雪监测传感器,所述电源与所述控制器电性连接,所述风口调节装置、湿度传感器、温度传感器和降雪监测传感器分别与所述控制器电性连接。
优选的,所述风口调节装置包括开口,所述开口开设于所述第一通风副管侧壁,所述开口外侧固定安装有密封轴承,所述密封轴承转动连接有短接管,所述短接管与所述密封轴承之间安装有旋转驱动部,所述短接管顶部固定安装有第一铰接耳,所述第一铰接耳上转动连接有第二铰接耳,所述第二铰接耳上固定连接有顶管,所述短接管和顶管之间固定连接有软管,所述顶管顶部与所述出风口固定连接,所述顶管与所述短接管之间安装有角度调节部。
优选的,所述旋转驱动部包括齿圈,所述齿圈套设在短接管外部,所述密封轴承侧面固定安装有减速电机,所述减速电机输出轴上固定安装有驱动齿轮,所述驱动齿轮与所述齿圈相互啮合,所述减速电机与所述控制器电性连接。
优选的,角度调节部包括支杆,所述支杆与所述短接管外侧壁固定连接,所述支杆上固定连接有第一铰接座,所述顶管侧面固定安装有第二铰接座,所述第二铰接座和所述第一铰接座之间铰接有第一电动伸缩杆,所述第一电动伸缩杆与所述控制器电性连接。
优选的,所述出风口内转动连接有若干导风板,若干所述导风板一侧转动连接有连杆,所述连杆与所述出风口内侧壁之间铰接有第二电动伸缩杆,所述第二电动伸缩杆与所述控制器电性连接。
优选的,所述通风主管与所述第一通风副管和第二通风副管通过三通固接且连通,所述三通接近所述第一通风副管的一端固定安装有第一控制阀,所述三通接近所述第二通风副管的一端固定安装有第二控制阀,所述第一控制阀和第二控制阀分别与所述控制器电性连接。
优选的,所述通风主管、第一通风副管和第二通风副管外侧均包覆有保温隔热层。
优选的,所述通风主管上固定安装有加热部,所述包括保护壳,所述保护壳与所述通风主管固定连接,所述保护壳内壁螺旋状缠绕有电热阻丝,所述电热阻丝与所述控制器电性连接。
优选的,所述隧道内壁顶部和侧壁周向固定安装若干所述湿度传感器和温度传感器,若干所述湿度传感器和温度传感器在隧道内壁从左端到右端间隔设置。
优选的,所述风机数量为若干个,若干所述风机固定安装于所述隧道中部内壁两侧。
本发明公开了以下技术效果:使用时,通过湿度传感器和温度传感器采集隧道口和隧道内湿度和温度信息,然后传输给控制器,控制器根据事先设定的程序,对湿度传感器和温度传感器采集的信息进行分析,当隧道洞口和隧道内温度差和湿度差达到不同数值时,控制器根据分析情况,控制风机开启,风机将隧道内热风吸入输送到通风主管,然后通过通风主管进入第二通风副管,通过风口调节装置调节好出风口的角度,热风从风口吹出,从隧道洞口向隧道内壁吹,避免外界冷空气在隧道内壁上冷凝,最终滴落到下方路面影响交通安全。
当下雪时,降雪监测传感器监测到降雪量,把信息传输给控制器,控制器根据事先设定的程序,达到设置降雪量之后,控制器控制控制风机开启,风机将隧道内热风吸入输送到通风主管,然后通过通风主管进入第一通风副管,通过风口调节装置调节好出风口的角度,热风从出风口吹出,将飘落到洞口路面上的雪吹到道路两侧,避免路面落雪结冰,影响汽车行驶安全。
本发明利用闲置的大功率风机,制作了一套隧道洞口除冷凝水除雪系统,能够实时监控隧道洞口情况,及时将隧道内热风吹至隧道洞口内壁和隧道口路面上,不仅能将飘落到路面上的雪吹到道路两侧,避免路面落雪结冰,也能避免滴落冷凝水到路面影响汽车行驶安全,有效的保障了隧道洞口的交通安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为隧道洞口除冷凝水除雪系统的结构示意图;
图2为除冷凝水除雪装置的结构示意图;
图3为风口调节装置的结构示意图;
图4为风口的结构示意图;
图5为系统控制图;
图中:1、隧道;2、风机;3、通风主管;4、轴流风机;5、弧形管道;6、第二通风副管;7、电源;8、控制器;9、出风口;10、湿度传感器;11、温度传感器;12、雪监测传感器;13、密封轴承;14、短接管;15、第一铰接耳;16、第二铰接耳;17、顶管;18、软管;19、齿圈;20、减速电机;21、驱动齿轮;22、支杆;23、第一铰接座;24、第二铰接座;25、第一电动伸缩杆;26、导风板;27、连杆;28、第二电动伸缩杆;29、三通;30、第一控制阀;31、第二控制阀;32、保护壳;33、电热阻丝;34、进风管;35、防护罩;36、透气孔;37、过滤单元;38、吸附单元;39、收集槽;40、排出管;41、密封盖;42、护栏;43、第一外管;44、第二外管;45、第三控制阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种隧道洞口除冷凝水除雪系统,包括隧道1和安装于隧道1上的除冷凝水除雪装置,除冷凝水除雪装置包括固定安装于隧道1内壁的风机2、通风主管3、第一通风副管、第二通风副管6、电源7和控制器8,风机2与通风主管3固接且连通,通风主管3分别与第一通风副管和第二通风副管6固接且连通,第一通风副管和第二通风副管6分别安装有若干风口调节装置,风口调节装置上安装有出风口9,隧道1洞口和内壁固定安装有若干湿度传感器10和温度传感器11,隧道1外侧固定安装有若干降雪监测传感器12,电源7与控制器8电性连接,风口调节装置、湿度传感器10、温度传感器11和降雪监测传感器12分别与控制器8电性连接,控制器8为PLC可编程控制器。
使用时,通过湿度传感器10和温度传感器11采集隧道口和隧道内湿度和温度信息,然后传输给控制器8,控制器8根据事先设定的程序,对湿度传感器10和温度传感器11采集的信息进行分析,当隧道洞口和隧道内温度差和湿度差达到不同数值时,控制器8根据分析情况,控制风机2开启,风机2将隧道内热风吸入输送到通风主管3,然后通过通风主管3进入第二通风副管6,通过风口调节装置调节好出风口9的角度,热风从风口9吹出,从隧道1洞口向隧道1内壁吹,避免外界冷空气在隧道1内壁上冷凝,最终滴落到下方路面影响交通安全。
当下雪时,降雪监测传感器12监测到降雪量,把信息传输给控制器8,控制器8根据事先设定的程序,达到设置降雪量之后,控制器8控制控制风机2开启,风机2将隧道内热风吸入输送到通风主管3,然后通过通风主管3进入第一通风副管,通过风口调节装置调节好出风口9的角度,热风从出风口9吹出,将飘落到洞口路面上的雪吹到道路两侧,避免路面落雪结冰,影响汽车行驶安全。
进一步优化方案,风口调节装置包括开口,开口开设于第一通风副管侧壁,开口外侧固定安装有密封轴承13,密封轴承13转动连接有短接管14,密封轴承13的外圈与第一通风副管侧壁固定连接,密封轴承13内圈与短接管14固定连接,使短接管14可以旋转,并且不会漏风,短接管14与密封轴承13之间安装有旋转驱动部,短接管14顶部固定安装有第一铰接耳15,第一铰接耳15上转动连接有第二铰接耳16,第二铰接耳16上固定连接有顶管17,短接管14和顶管17之间固定连接有软管18,顶管17顶部与出风口9固定连接,顶管17与短接管14之间安装有角度调节部。使用时,先通过角度调节部调整顶管17与短接管14之间的夹角,调整Y轴方向角度,然后通过旋转驱动部驱动短接管14旋转,调整X轴方向角度,最终可以实现顶管17可以多角度调整,进而使出风口9可以从多角度进行吹风。
进一步优化方案,旋转驱动部包括齿圈19,齿圈19套设在短接管14外部,密封轴承13侧面固定安装有减速电机20,减速电机20输出轴上固定安装有驱动齿轮21,驱动齿轮21与齿圈19相互啮合,减速电机20与控制器8电性连接,当需调整角度时,启动减速电机20,减速电机20带动驱动齿轮21转动,驱动齿轮21带动与之啮合的齿圈19转动,从而带动短接管14转动,以调整出风口9的X轴方向角度。
进一步优化方案,角度调节部包括支杆22,支杆22与短接管14外侧壁固定连接,支杆22上固定连接有第一铰接座23,顶管17侧面固定安装有第二铰接座24,第二铰接座24和第一铰接座23之间铰接有第一电动伸缩杆25,第一电动伸缩杆25可以围绕第二铰接座24和第一铰接座23进行一定角度的旋转,第一电动伸缩杆25与控制器8电性连接,控制器8控制第一电动伸缩杆25伸缩,用以调整支杆22与顶管17之间的距离,实现出风口9的Y轴方向角度调整。
进一步优化方案,出风口9内通过转轴转动连接有若干导风板26,若干导风板26一侧转动连接有连杆27,连杆27与出风口9内侧壁之间铰接有第二电动伸缩杆28,第二电动伸缩杆28与控制器8电性连接,出风口9的吹风方向可通过转动导风板26方向进行调整,需要调整时,控制器8控制第二电动伸缩杆28伸缩,使导风板26围绕转轴进行旋转,改变导风板26的倾斜方向,进一步调整出风口9的吹风方向。
进一步优化方案,通风主管3与第一通风副管和第二通风副管6通过三通29固接且连通,三通29接近第一通风副管的一端固定安装有第一控制阀30,三通29接近第二通风副管6的一端固定安装有第二控制阀31,第一控制阀30和第二控制阀31分别与控制器8电性连接,控制器8根据工况判断需要第一通风副管或第二通风副管6进行工作,当需要第一通风副管进行工作时,开启第一控制阀30关闭第二控制阀31,避免热风从通风主管3进入第二通风副管6,造成第一通风副管内风力不足,当需要第二通风副管6工作时,则开启第二控制阀31关闭第一控制阀30。
进一步优化方案,隧道1外侧固定有护栏42,护栏42位于道路两侧,护栏42外侧固定安装有若干所述降雪监测传感器12,第一通风副管包括弧形管道5,三通29与弧形管道5固接并连通,弧形管道5两端固定连接第一外管43和第二外管44,第一外管43和第二外管44分别与护栏42内侧固定连接,出风口9位于第一外管43和第二外管44上,第一外管43和第二外管44分别固定安装有第三控制阀45,第三控制阀45与控制器8电性连接。当下雪时,降雪监测传感器12监测到降雪量,把信息传输给控制器8,控制器8根据事先设定的程序,达到设置降雪量之后,控制器8控制控制风机2开启,开启第一控制阀30关闭第二控制阀31,风机2将隧道内热风吸入输送到通风主管3,然后通过通风主管3进入弧形管道5,第一外管43和第二外管44上的第三控制阀45不同时开启,工作时只开启其中一个第三控制阀45,第一外管43和第二外管44交替作业,将飘落到洞口路面上的雪吹到道路两侧,避免路面落雪结冰,影响汽车行驶安全。
进一步优化方案,第一通风副管和第二通风副管6内安装有若干轴流风机4,轴流风机4与控制器8电性连接,当第一通风副管和第二通风副管6内风力不足时,则控制器8控制轴流风机4开启,增加第一通风副管5和第二通风副管6内风力,使出风口9吹出的风更加强劲,增强除冷凝水除雪效果。
进一步优化方案,通风主管3、第一通风副管和第二通风副管6外侧均包覆有保温隔热层,避免热风在运输的过程中散失热量,保障除冷凝水除雪效果。
进一步优化方案,通风主管3上固定安装有加热部,包括保护壳32,保护壳32与通风主管3固定连接,保护壳32内壁螺旋状缠绕有电热阻丝33,电热阻丝33与控制器8电性连接,当隧道内热空气热量不足,达不到除冷凝水除雪的温度要求时,控制器8控制加热部开启,使电热阻丝33通电发热,对通风主管3内空气进行加热,增加通风主管3内空气的温度,保障除冷凝水除雪效果,避免因隧道内热空气热量不足无法达成除冷凝水除雪的目的。
进一步优化方案,隧道1内壁顶部和侧壁周向固定安装若干湿度传感器10和温度传感器11,若干湿度传感器10和温度传感器11在隧道1内壁从左端到右端等间距设置,使干湿度传感器10和温度传感器11可全面检测隧道1内的温度和湿度,为控制器8提供分析数据,便于控制器8进行除冷凝水作业。
进一步优化方案,风机2数量为若干个,若干风机2固定安装于隧道1中部内壁两侧,在控制器8上预设不同方案,根据隧道1洞口和隧道1内部温度差和湿度差,以及降雪量大小情况,启动不同数量的风机2并控制风机2的功率大小。
进一步优化方案,风机2上固定连接有进风管34,进风管34末端固定安装有防护罩35,防护罩35上开设有透气孔36,防止较大的杂物进入进风管34,对风机2造成损伤,进风管34内接近风机2的位置上固定有过滤单元37和吸附单元38,所述过滤单元为灰尘过滤网,可以过滤空气中的杂物和灰尘颗粒,吸附单元38为活性炭吸附单元,吸附空气中的有害气体,保障从出风口9吹出空气的清洁、无异味,防止造成二次污染,进风管34底部开设有收集槽39,收集槽39位于过滤单元37底部,过滤单元37过滤出的杂物和灰尘颗粒落入收集槽39内,防止造成过滤单元37堵塞,外界热气无法接入风机2,收集槽39底部固定连接有排出管40,收集槽39底部倾斜设置,排出管40位于底部较低一端,方便将收集槽39内杂物和灰尘颗粒排出,排出管40上螺纹连接有密封盖41,防止漏气。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本发明,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发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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