一种隧道作业环境智能检测报警装置

1.本发明涉及隧道环境检测技术领域，具体涉及一种隧道作业环境智能检测报警装置。


背景技术：

2.隧道的施工作业时一项风险较大的施工工程，且受隧道内部结构的限定，在隧道进行施工作业对于各项环境指标例如湿度、有毒气体等都需要进行实时监测，保障施工人员的安全，但是现有的隧道环境检测设备大多功能单一，尤其是隧道内部环境昏暗且幽闭，当隧道内部发生火灾时，进行人工灭火操作难度高，且不安全，大多的隧道检测设备都含有电子设备，容易在发生火灾时成为易燃物品，因此需要一种能够对隧道环境进行实时检测，且能够在发生火灾时对隧道内进行灭火的智能检测设备。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的隧道环境检测设备功能单一且容易促进隧道火灾的，本发明提供了一种隧道作业环境智能检测报警装置。
4.本发明的技术方案为：本发明提供了一种隧道作业环境智能检测报警装置，包括隧道和灭火装置，隧道内顶面开设数个沿其长度均布的竖孔，灭火装置嵌设于竖孔内，竖孔内设置有与灭火装置连接的缓降装置，火灾发生时，灭火装置在缓降装置的作用下缓慢向下降落同时自上而下对隧道内进行灭火，缓降结束后灭火装置在重力作用下自由落体并立在隧道内，同时灭火装置向四周进行灭火。
5.进一步的，灭火装置包括竖向的筒体，筒体与对应的竖孔同轴，筒体内固定安装与之同轴的竖管，竖管将筒体分隔成外部的环形腔和内部的竖管腔，环形腔上部设有与之密封接触配合的环形推板，环形推板能沿竖管竖向移动，环形腔和竖管腔下部均装有灭火剂，竖管内部设有与之密封接触配合的柱体，柱体包括位于上部的第一气室和位于下部的第二气室，第一气室、第二气室均充有高压气体，柱体顶面开设竖向的与之同轴的第一通孔，第一通孔内设有与之密封接触配合的竖杆，竖杆设有能使得第一气室与竖管下部相通的第一出气结构，竖杆还设有能使得第二气室与环形腔上部相通的第二出气结构，竖管设有将柱体固定的限位结构，筒体底部设有与竖管内下部相通的竖向的第一喷洒结构，筒体外周设有与环形腔内下部相通的第二喷洒结构，筒体下部设有数个下端斜向外的支撑脚，筒体通过连接推顶结构悬挂于竖孔内，初始状态时，筒体悬挂于竖孔内，插杆同时将第一气室、第二气室密封封堵；发生火灾时，连接推顶结构使得筒体上端不再悬挂于竖孔，缓降装置使得筒体慢慢下降，同时连接推顶装置推动竖杆向下移动使得第一出气结构将第一气室与竖管部内下部相通，第一气室内的高压气体使得竖管腔下部压力增大从而灭火剂通过第一喷洒结构向隧道内进行第一阶段喷洒灭火，当筒体通过支撑脚立与隧道内时，柱体在惯性作用下推顶其下方的限位结构向下移动，同时插杆与竖管下部的喷洒结构相互推顶使得插杆向
上移动，第二出气结构使得第二气室与环形腔上部相通，第二气室内的高压气体推动环形推板使得环形腔内下部的灭火剂经过第二喷洒结构向外部进行喷洒灭火。
6.进一步的，第一喷洒结构包括设置于竖管内与之同轴的推杆，推杆的上端能与插杆下端接触配合，推杆内下部设有空腔，推杆下部设有数个与空腔内部相通的出料口，空腔底部开设竖向的连接孔，连接孔下端外侧固定安装第一喷头，竖杆下部外周固定安装数个呈环形均布的卡块，卡块位于出料口下方，筒体底面中部开设与之同轴的第九通孔，第一喷头位于第九通孔内，且推杆下端位于第九通孔内且与之密封接触配合，筒体底面安装有能水平移动的呈左右对称的盖板，两块盖板相对的一侧设有连接锁止结构，两块盖板通过连接锁止结构将上方的第九通孔进行密封封堵，筒体左右两侧分别固定安装上端开口的套筒，套筒内下部均设有两个呈上下分布的活塞，套筒下端均开设过线孔，套筒上下两端均通过轮架安装导线轮，两盖板相互远离的一侧均固定连接拉绳的一端，拉绳的另一端均绕过对应侧位于下部的导线轮、贯穿过线孔固定连接位于下方的活塞底面，位于上方的活塞顶面均固定连接连接绳的下端，连接绳的下端均绕过对应侧上方的导线轮外周固定连接竖孔内壁。
7.进一步的，第一出气结构包括开设与插杆上部呈前后对称分布的倒l型的第第四通孔，第一气室内壁开设两个呈前后对称分布的与第一通孔相通的第二通孔，第四通孔下端与竖管下部连通，第四通孔能与对应侧的第二通孔对接相通，初始时，第四通孔位于第二通孔上方；所述的第二出气结构包括开设于插杆下部的水平的第五通孔，第二气室内壁开设两个呈左右对称分布的与第一通孔相通的第三通孔，插杆上部开设水平的第七通孔，第七通孔与第五通孔之间开设竖向的第六通孔，竖管左右两侧分别开设水平的第八通孔，第八通孔分别与第六通孔的对应侧外端之间固定安装伸缩软管，初始时，第五通孔位于第三通孔下方。
8.进一步的，第二喷洒结构包括筒体下部外周开设数个与其内部相通的水平孔，水平孔外端通过连接管固定安装第二喷头。
9.进一步的，连接推顶结构包括固定安装于筒体顶面的支架，支架上部铰接安装有两个呈左右对称分布的挂钩，竖孔内固定安装有挂杆，挂钩钩部能够同时挂杆钩接配合，支架中部固定安装有与筒体同轴的双向电动伸缩杆，双向电动伸缩杆与控制终端双向电动伸缩杆上部的活动端通过连接块同时固定连接两个挂钩的下端，双向电动伸缩杆下部的活动端贯穿筒体顶面与插杆上端接触配合。
10.更进一步的，限位结构包括固定安装于竖管内上部的数个呈环形均布的第一限位块，第一限位块位于柱体上方，竖管下部固定安装数个呈环形均布的固定块，固定块上方均设有与之一一对应的活动块，活动块安装于竖管内壁且能沿之竖向移动，活动块与对应的固定块之间固定安装弹簧，推杆上端位于固定块上方。
11.更进一步的，连接锁止结构包括一块盖板靠近筒体中部的一侧固定安装磁铁，另一块盖板靠近套筒中部一侧固定安装铁块，磁铁能将对应的铁块吸附贴紧。
12.更进一步的，筒体顶面固定安装有湿度传感器，湿度传感器与控制终端连接。
13.更进一步的，筒体底面固定安装有害气体检测设备，有害气体检测设备与控制终端连接。
14.本发明所达到的有益效果为：
本发明采用两个阶段的方式对隧道内部喷洒灭火剂进行灭火，第一阶段是利用双向电动伸缩杆作为动力驱动，使得筒体与挂杆分离向下落，同时双向电动伸缩杆推动插杆向下使得第一气室与竖管腔下部相通，从而使得第一气室内的高压气体推动竖管腔内的灭火剂经过第一喷头从隧道上方进行喷洒灭火；第二阶段则是利用位于套筒上方的活塞与套筒分离，筒体向下自由落体，当筒体立于隧道地面时，柱体在惯性作用下推顶活动块向下移动，使得插杆上端在柱体向下掉的瞬间推顶竖杆向上移动，同时在弹簧的弹力作用下推杆刚好使得第二气室与环形腔内上部连通，第二气室的高压气体推动环形推板向下移动从而使得位于环形腔内下部的灭火剂经过第二喷头向筒体四周进行水平喷洒；本发明利用柱体的惯性实现第一阶段与第二阶段的切换，从而根据筒体的状态调整灭火剂的喷洒方式，使得灭火剂的喷洒范围更广，从而能够对隧道内部进行更加全面有效的灭火；同时本发明采用将湿度传感器和有毒气体检测设备灭火设备相结合的方式，融合为一体，使得隧道环境检测设备的功能更加多元化，使用范围更广，功能更加强大。
附图说明
15.图1是本发明整体结构示意图。
16.图2是图1中ⅰ局部的放大图。
17.图3是图2中ⅱ局部的放大图。
18.图4是图2中ⅲ局部的放大图。
19.图5是图2中ⅳ局部的放大图。
20.图6是图4中a向视图的放大图。
21.图7是图4中
ⅴ
局部的放大图。
22.图8是图5中对应部件的使用状态图。
23.图中，1、隧道；2、筒体；3、竖孔；4、挂杆；5、支架；6、挂钩；7、双向电动伸缩杆；8、竖管；9、环形推板；10、柱体；11、第一限位块；12、第一气室；13、竖杆；14、第二通孔；15、第二气室；16、第三通孔；17、第四通孔；18、第五通孔；19、第六通孔；20、第七通孔；21、环形腔体；22、竖管腔；23、第八通孔；24、伸缩软管；25、第九通孔；26、推杆；27、空腔；28、出料口；29、连接孔；30、第一喷头；31、卡块；32、套筒；33、活塞；34、过线孔；35、盖板；36、铁块；37、磁铁；38、导线轮；39、拉绳；40、连接绳；41、支撑腿；42、水平孔；43、第二喷头；44、固定块；45、活动块；46、弹簧；47、进料孔；48、细孔；49、有毒气体检测设备；50、湿度传感器。
具体实施方式
24.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
25.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。
26.在本技术的描述中，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，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.如图1~8所示，本发明提供了一种隧道作业环境智能检测报警装置，包括隧道1和位于隧道上方的竖向的筒体2，隧道1上部开设数个沿其长度方向均布的竖孔3，竖孔3内顶部均安装有挂杆4，在日常中筒体2能够收纳于竖孔3内部，筒体2顶部固定安装支架5，支架5的上部铰接安装有两个呈左右对称分布的挂钩6，初始状态时，挂钩6均与对应的挂杆4钩接配合，这样筒体2可以通过其上方的两个挂钩6同时与挂杆4钩接配合的方式悬挂于隧道上方，不会占用隧道内部的空间。
30.支架5下部固定安装有双向电动伸缩杆7，双向电动伸缩杆7与控制终端连接，双向电动伸缩杆7与筒体2同轴，双向电动伸缩杆7的上端通过连接块同时固定连接支架5对应的两个挂钩6下端，这样设计是为了在发生火灾时，双向电动伸缩杆7上部的活动部伸长向上推顶挂钩6下端，从而使得挂钩6分别沿对应的铰接点向外侧翻转，挂钩6的钩部与对应的挂杆4分离，使得筒体2在重力作用下沿向下掉落。
31.筒体2内设有与之同轴的竖管8，竖管8的上下两端分别与筒体2对应侧固定连接，这样竖管8将筒体2内部分隔成位于外部的环形腔21和位于内部的竖向腔22，环形腔21内上部设有与之密封接触配合的环形推板9，环形推板9能够沿竖管8竖向移动，环形腔21内下部以及竖管8内下部均装有灭火剂；环形推板9则相当于一个能够沿竖管8竖向移动的活塞板，能够将通过环形推板9竖向移动改变环形腔21内装有灭火剂部分的压力。
32.竖管8内设有与之同轴的且与之密封接触配合的柱体10，竖管8内上部设有数个呈环形均布的第一限位块11，第一限位块11位于柱体10上方柱体10位于灭火剂上方，从而对柱体10在竖管8的最大高度进行限制，柱体10内包括位于上部的环形的第一气室12和位于下部的第二气室15，第一气室12与第二气室15为与竖管8同轴的环形结构，第一气室12和第二气室15内均装有高压气体。
33.柱体10内开设竖向的与之同轴的第一通孔，第一通孔第一通孔内设有与之接触配合的竖杆13，竖杆13需要在外力推动才能沿第一通孔竖向移动，竖杆13的上下两端分别贯穿第一通孔，第一气室12开设有两个呈前后对称分布的与第一通孔内部相通的第二通孔14，竖杆13的前后两侧分别开设能与第二通孔14对接相通的倒l型的第四通孔17，第四通孔17的下端与竖管8下部相通，初始状态时，第四通孔17位于第二通孔14上方，此时竖杆13相当于密封塞将第一气室12内部的高压气体进行封堵，双向电动伸缩杆7的下端贯穿筒体2上端且与之活动配合，双向电动伸缩杆7的下端与竖杆13上端接触，这样双向电动伸缩杆7下
部的活动部伸长，推动竖杆13沿第一通孔向下移动，使得第四通孔17与第二通孔14对接相通，双向电动伸缩杆7的活动部均收缩，此时挂钩6已经与挂杆4分离，从而可以使得第一气室12内部的高压气体依次经过第二通孔14、第四通孔17向竖管8下部喷出，且保持第二通孔14与第四通孔17相通。
34.筒体2内底部开设竖向的第九通孔25，第九通孔25与竖管8内部相通，竖管8内下部设有与之同轴的推杆26，推杆26的下部设有空腔27，推杆26下部开设数个呈环形均布的与空腔27内部相通的出料口28，推杆26底部开设与空腔27内部相通的连接孔29，连接孔29下端固定安装第一喷头30，推杆26的下部外周固定安装卡块31，卡块31位于出料口28下方，推杆26下部外周能够与第九通孔25密封接触配合，初始时，如图5中所示，第一喷头30位于第九通孔25内，且推杆26下端外侧与第九通孔25内侧壁密封接触配合。
35.筒体2左右两侧分别固定安装上端开口的套筒32，套筒32内下部设有两个呈上下分布的活塞33，套筒32外周开设与套筒32内部相通的细孔48，细孔34分别位于对应侧的两个活塞33之间，套筒32底部均开设竖向的过线孔34，筒体2底部设有两块呈左右对称分布的盖板35，盖板35均能沿筒体2底面水平移动，一块盖板35靠近筒体2中部一侧固定安装铁块36，另一块盖板35靠近筒体2一侧固定安装磁铁37，磁铁37将对应的铁块36吸附贴合，两块盖板35同时将第九通孔25下端密封封堵。
36.两盖板35远离筒体2一侧均固定连接连接绳40的一端，筒体2上部和下部左右两侧均通过轮架安装有导线轮38，连接绳40的另一端分别绕过对应侧下方的导线轮38外周、贯穿对应侧的过线孔34固定连接位于下方的活塞33底部，如图5中所示出；位于上部的活塞顶面均固定连接拉绳39的下端，拉绳39的上端均绕过对应侧上部的导线轮38外周固定连接竖孔3内壁，如图3中所示出；初始状态时，磁铁37将对应的铁块36吸附贴合，两块盖板35同时将第九通孔25下端密封封堵，且由于挂钩6与挂杆4的钩接配合，使得筒体2悬挂于挂杆4下方，两个活塞33之间的位置如图5中所示出，通过两块盖板35就可以对竖管8下部的灭火剂进行密封保存；当发生火灾时，双向电动伸缩杆7伸长，使得挂钩6与挂杆4分离，筒体2在重力作用下向下移动，拉绳39拉着位于上部的活塞33沿套筒32向上移动，使得筒体2缓慢向下移动；外部的空气经过细孔34逐渐进入套筒32内部，但是拉绳39拉着上部的活塞33移动的速度大于空气进入细孔34的速度，使得位于下部的活塞33随上部的活塞33向上移动，从而通过连接绳40拉动对应侧的盖板35向外侧移动，使得推杆26在重力作用下沿第九通孔25向下掉落，使得第一喷头30伸出至筒体2下方，由于推杆26下部固定安装有卡块31，使得卡块31底面与第九通孔25上端外侧接触配合，且此时使得第四通孔17与第二通孔14对接相通，从而可以使得第一气室12内部的高压气体依次经过第二通孔14、第四通孔17向竖管8下部喷出，使得竖管8下部的压强增大，从而竖管8下部的灭火剂经过出料口28、空腔27、连接孔29、第一喷头30向筒体2下方喷洒进行灭火，其状态如图8中所示出，从而自上而下对隧道1内部进行第一阶段的灭火。
37.第二气室15开设两个呈左右对称分布的与第一通孔内部相通的第三通孔16，竖杆13的下部开设水平的第五通孔18，第五通孔18能与对应的第三通孔16对接相通，第五通孔18内顶面开设竖向的第六通孔19，竖杆13上部开设水平的第七通孔20，第七通孔20与第六通孔19相通，竖管8的上部开设两个与环形腔21上部相通的第八通孔23，第八通孔23分别与第七通孔20的对应端外侧通过伸缩软管24连接，第八通孔23均位于环形推板9上方；筒体2
下部外周固定安装有数个呈环形均布的下端斜向外的支撑腿41；初始状态时，第五通孔18位于第三通孔16下方，这样竖杆13外周将第三通孔16进行密封封堵，能够保持第二气室15内部的高压；当发生火灾时，经过第一阶段的灭火，筒体2缓慢向下落，筒体2通过支撑腿41立于隧道地面上。
38.筒体2下部外周开设数个与环形腔21内部相通的水平孔42，水平孔42外端通过连接管固定安装第二喷头43，竖管8内下部安装有柱体10的限位结构，限位结构在受到急速向下的推力时能向下移动，初始状态时，柱体10位于限位结构与第一限位块11之间，当筒体2向下落时，柱体10随筒体2向下落，当筒体2通过支撑腿41立于地面时，柱体10在惯性作用下继续沿竖管8向下移动，柱体10向限位结构施加急速向下的推力，将弹簧46进行压缩，使得推杆26的向上推顶竖杆13，使得第五通孔18向上移动与对应的第三通孔16对接相通，从而使得第二气室15内部的高压气体依次已经过第三通孔16、第五通孔18、第六通孔19、第七通孔20、伸缩软管24、第八通孔25向环形腔21内上部充气，使得环形腔21上部压强增大，从而推动环形推板9向下移动，使得环形腔21内下部的灭火剂经过水平孔42、第二喷头43向隧道1内进行水平喷洒，从而使得筒体2在立于隧道1内进行第二阶段的灭火。
39.限位结构的一种实施例为竖管8内下部固定安装数个呈环形均布的固定块44，竖管8内安装有数个与固定块44一一对应的活动块45，活动块45位于固定块44上方，活动块45能够沿竖管8内壁竖向移动，（此处活动块45与竖管8内壁之间通过滑槽与滑块的方式进行连接，图中未示出，当然也可以为其他的连接结构，功能相同即可），活动块45与对应的固定块44之间固定安装弹簧46，初始状态时，活动块45在弹簧46的作用下，活动块45相当于位于筒体2下方的限位结构，将柱体10固定与活动块45与第一限位块11之间；当柱体10在惯性下向下移动时，柱体10推顶活动块45向下压缩弹簧46，从而使得推杆26推顶竖杆13，在筒体2底部开设有分别与环形腔21、竖管腔22相通的进料孔47，进料孔47内均安装有阀门，同时筒体2还设有与第一气室12、第二气室15连接相通的可以封闭的进气结构（图中未示出），柱体10在弹簧46的作用下能够回弹至初始位置，通过双向电动伸缩杆7下部的活动杆伸长可以使得竖杆13回复初始状态，进气结构向第一气室12、第二气室14充入高压气体，通过进料孔47向环形腔21及竖管腔22内补充灭火剂，将活塞33复原，使得挂钩6与挂杆4钩接配合即可将整个装置进行重复使用。
40.当然可以将活动块45设计成固定安装于竖管8内壁的第二限位块，活动块45在柱体10向下推动的过程中直接与竖管8内壁分离，从而使得推杆26推动竖杆13，从而进行第二阶段的灭火。
41.筒体2顶面固定安装有湿度传感器50，湿度传感器50与控制终端连接，通过湿度传感器50实时对隧道1上部山体的湿度进行监测，能够有效的对山体渗水等情况进行监测，当隧道1内部湿度变化明显时，能够及时向控制终端反馈进行报警；筒体2底面固定安装有毒气体检测设备49，有毒气体检测设备49与控制终端连接，这样就可以在隧道1施工的过程中对隧道1内部进行实时检测，当隧道1内部发生有毒气体泄漏时，能够及时向控制终端反馈进行报警。
42.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。