一种盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置

1.本实用新型属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置。


背景技术：

2.随着城市地下交通的迅速发展，一、二线城市的地铁建设越来越多，地铁覆盖城市越来越广。现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴等功能，涉及地质、土木、机械、力学、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机对于现在及未来地铁、隧道等施工发展及其重要的作用。但地铁施工隧道深入地下，盾构机作为主要的施工设备，其功率大、热量大，此外，地下环境具有潮湿、通风条件差、施工难度大、环境条件恶劣的特点。工作过程中会产生大量废弃能源、废气等，通常要采取特定的通风和降温方式来改善工作面的空气质量。
3.现有的盾构机的降温与水循环的混合式系统是在盾构机上附加多个空调机组形成降温系统，由空调机机组制造冷风产生动力传到施工作业区，空调机组产生的热风通过管道排到隧道内，再由自然通风的方式延隧道排出，从而达到降低盾构机温度的目的，而这种设置方法目前只适用于大开挖半径的隧道，随着掘进的不断深入，其掌子面半径足够大，其通风效果与小径长隧道相比较，其通风防尘的效果明显，对于盾尾拖车到洞口区域掌子面足够大，空调机组排出的热量散热快，且不用考虑热量回流。但是相对于小径如6m级隧道而言，此设计便不能达到良好的降温效果，对于小径盾构施工来讲，由于掌子面较小，由空调机组排出的热量并不能及时在盾尾和隧道区域散出，容易导致热量堆积，使施工环境温度较高，造成诸多影响。
4.现有的盾构施工采用了主动式鼓风通风，新鲜的空气由隧道外的风机鼓入隧道风管内，经过隧道风管流入到盾构机后方，在盾构机上设置的风机将盾构机后方的空气吸入到二级风管中，经过二级风管将新鲜的空气压入到盾构机的前方。
5.但这种主动式鼓风通风存在极大缺陷，该模式下的通风管需膨胀，且通风管不宜收缩，盾构机在隧道施工过程中，二级与隧道风管之间存在随掘进深度二变化的空白区域，若将二级风管与隧道风管连接起来，则无法保证通风管内的空气流通，且将会降低冷却效果。


技术实现要素：

6.为克服相关技术中存在的问题，本实用新型公开实施例提供了一种盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置，解决了以主动式鼓风通风技术为主导的盾构机降温系统存在的缺陷。所述技术方案如下：
7.盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置包括附加于盾构机机身外的铜管结构以及设置在盾构机上方的次级通风管，所述次级通风管上设置隧道风管，所述铜管结构内含
液氮制冷剂，所述次级通风管与隧道通风口相对设置；
8.所述盾构机的下方设置有次级风机，所述次级风机与次级通风管的通风口相连接，所述次级通风管上设置变径风筒，所述变径风筒与可伸缩软管紧密连接，可伸缩软管的另一端与隧道风管的通风口连接。
9.在一个实施例中，所述次级通风管与隧道风管通过次级风机、可变径风筒和可伸缩软管连接安装。
10.在一个实施例中，铜管结构缠绕附加在盾构机的机身上，增大了铜管结构与盾构机的接触面积。
11.在一个实施例中，所述次级风机的前端连通有一级风机。
12.在一个实施例中，还包括多组散热管以及液冷铜管降温装置，散热管与次级通风管连接，通过次级通风管与盾构机施工区的发热机器的散热口通过散热管相互连接，用于将聚集在盾构机施工区内的热量排除。
13.在一个实施例中，铜管结构上装有散热管，散热管一端与次级通风管连接，制冷机出水口与降温水箱连接，降温水箱与风机盘管之间设置有水管，水管一端连接降温水箱的出水端，另一端连接所述风机盘管的进水管，所述风机盘管与制冷机之间设置次级水管，次级水管一端连接风机盘管的出水端，另一端连接制冷机的进水端。
14.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
15.1、本实用新型只需要对原有的盾构机降温通风装置进行改进，将新式液冷铜管装置附加于盾构机机身散热较强位置，将次级通风管与隧道风管通过次级风机、可变径风筒和可变径伸缩软管连接起来。形成整体通风系统达到排出热气的效果。
16.2、新式液冷铜管装置内涵大量制冷液氮，其通过缠绕方式紧紧附着在盾构机机身，当机身温度升高通过热传递的方式快速将盾构机机身热量吸收从而达到降低盾构机机身温度的目的。液氮降温是一个物理变化，是液体转化为气体的过程，在转变为气态时，然后会吸收周围的热量，达到降温效果。过程中不会发生其他化学反应，无其他气体产生，确保降温、施工过程的安全性。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.图1是本实用新型实施例提供的盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置的结构示意图。
19.图2是本实用新型实施例提供的盾构机机身铜管布置图。
20.图3是本实用新型实施例提供的风机盘管的安装结构图。
21.图中：1、一级风机；2、次级风机；3、铜管结构；4、降温水箱；5、水箱出水口；6、液氮制冷剂；7、盾构机；8、次级通风管；9、隧道风管；10、隧道通风口；11、可变径风筒；12、可伸缩软管；13、风机盘管；14、散热管。
具体实施方式
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本
实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
23.该盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置在控制成本及不影响工艺的前提下，突破传统降温手段空间上的限制屏障，在保留传统冷却手段的条件下，进一步加强机体发热量高部位的针对性降温，其目的在于：使盾构机7的降温在空调机组的效用之外，针对局部高产热地区，进行近乎无干预的液冷自循环，达到提高盾构机7的制冷效果、延长其使用寿命、节约能源的效果。
24.该盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置为一种盾构机的降温通风与液冷吸热的多方位混合式系统。该盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置包括附加于盾构机7机身外的铜管结构3以及设置在盾构机7上方的次级通风管8，次级通风管8上设置隧道风管9，铜管结构3内含液氮制冷剂6，次级通风管8与隧道通风口10相对设置，次级风机2设置在盾构机7的下方，次级风机2与次级通风管8的通风口相连接。次级风机2与次级通风管8的通风口紧密连接，次级通风管8上设置变径风筒11，变径风筒11与可伸缩软管12紧密连接，设置可伸缩软管12的另一端与隧道风管9的通风口连接。
25.该盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置改进了盾构机7的通风系统，形成功能齐全、多能高效的降温通风与液冷吸热的多方位混合式系统。将次级通风管8与隧道风管9通过次级风机2、可变径风筒11和可伸缩软管12连接起来。将液冷铜管结构3附加在盾构机7的机身上，通过缠绕法增大了接触面积。次级通风管8通过吸收施工中盾构机7产生的施工气体抽走排除，废气再通过可变径风筒11和可伸缩软管12排到隧道风管9内，原有的隧道一级风机1提供风力将施工气体彻底排出已达到排除废气的目的。次级风机2可与一级风机1 相互配合，使得通风效果更加有效快捷。
26.该盾构机用铜管液冷一体化循环降温装置的降温系统中设置多组散热管14 以及液冷铜管结构3，散热管14与次级通风管8连接，通过次级通风管8与盾构机7施工区的发热机器的散热口通过散热管14相互连接，将聚集在盾构机7 施工区内的热量快速的排除。
27.液冷铜管装置通过缠绕法附加在发热产热较大的施工机器部件表面，通过管内液冷降温液，对机器自身温度进行调节，使得降低机器温度更加方便快捷，提高机器的工作效率。
28.降温系统包括：降温水箱4、风机盘管13以及液冷铜管装置，制冷剂上装有散热管14，散热管14一端与次级通风管8连接，制冷机出水口与降温水箱4 连接，降温水箱4与风机盘管13之间设置有水管，所述水管一端连接降温水箱 4的出水端，所述水管的另一端连接所述风机盘管13的进水管；所述风机盘管 13与制冷机之间设置次级水管，所述次级水管一端连接风机盘管13的出水端，所述次级水管的另一端连接制冷机的进水端。所述液冷铜管装置紧紧附着在盾构机7机身。所述降温水箱4的底部安装有水箱出水口5，施工盾构机内部设置制冷机、降温水箱4和风机盘管13，可以实现施工盾构机内部的降温，内部制冷机将降温水箱4内所存水分制冷，通过水管进行输送至风机盘管13，使得风机盘管13向盾构机的施工区吹出冷风，达到对盾构机7施工区的降温效果。产生的热水从风机盘管13流出通过次级水管回到制冷机进行二次制冷，形成水循环；产生的热风通过散热管14排到次级通风管8中
排出机器内部进入盾构机施工区。附加在盾构机机身的液冷铜管装置直接对盾构机机身进行大面积降温，通过与内部降温系统的配合形成内外兼顾系统，是的施工盾构机的降温系统更加完善，提高盾构机的工作效率。
29.以上所述，仅为本实用新型较优的具体的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。