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一种高地温地质隧道基于台车的降温系统

一种高地温地质隧道基于台车的降温系统

IPC分类号 : E21F3/00

申请号
CN202021956753.7
可选规格
  • 专利类型: 实用新型专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2020-09-09
  • 公开号: 212454514U
  • 公开日: 2021-02-02
  • 主分类号: E21F3/00
  • 专利权人: 河北工业大学

专利摘要

本实用新型公开了一种高地温地质隧道基于台车的降温系统,该降温系统包括储水蒸发装置、导气导水管和抽气冷凝装置三部分。储水蒸发装置中的储水箱内设有交错分布的圆柱管用以增大接触面积和防止储水箱变形,储水箱上设有出气口、进水口,出气口与导气导水管的导气管连接,进水口与导气导水管的导水管连接,导气管和导水管之间连接一台抽气冷凝装置用以接收导气管传来的蒸气并冷凝为液体流入导水管。储水蒸发装置固定在隧道台车内壁上。本实用新型通过冷水蒸发吸收能量的方式,实现高地温地质隧道的降温,装置简单,控制操作易上手,降温效果显著,有效解决隧道台车工作过程中因高地温会遇到的问题。

权利要求

1.一种高地温地质隧道基于台车的降温系统,其特征在于,该降温系统包括储水蒸发装置、导气导水管和抽气冷凝装置三部分,储水蒸发装置中的储水箱内设有交错分布的支撑管,储水箱上设有出气口、进水口,出气口与导气导水管的导气管连接,进水口与导气导水管的导水管连接,导气管和导水管之间连接抽气冷凝装置用以接收导气管传来的蒸气并冷凝为液体流入导水管;储水蒸发装置和导气导水管固定在台车靠近隧道壁面的内壁上。

2.根据权利要求1所述的基于台车的降温系统,其特征在于:所述储水蒸发装置和导气导水管的数量均为多个,在台车模板系统的内壁左右对称布置多个储水蒸发装置和多个导气导水管,单侧内壁上的多个储水蒸发装置沿台车模板系统内壁自上而下依次布置,每个储水蒸发装置连接一个导气导水管,多个导气导水管的所有导水管依次串联起来,所有导气管依次串联起来,两侧内壁上的所有导水管连接起来连至抽气冷凝装置的冷凝泵出口,两侧内壁的所有导气管连接起来连至抽气冷凝装置的抽气泵的进气管,抽气泵的出气管与冷凝泵的入口相连。

3.根据权利要求1所述的基于台车的降温系统,其特征在于:储水箱内设有交错分布的不锈钢圆柱空管。

4.根据权利要求1所述的基于台车的降温系统,其特征在于:所述的储水蒸发装置中储水箱上安装有压力表,能随时观测储水箱内部压强大小。

5.根据权利要求1所述的基于台车的降温系统,其特征在于:所述台车包括门型框架、模板系统、行走系统、连接件及紧固装置,模板系统包括顶模和侧模及连接件,顶模在顶部分为两块,边模分成左右两块,顶模之间及侧模之间用螺栓连接,侧模和顶模间采用铰接机构;顶模和侧模的外壁靠近隧道内壁;模板系统上开有呈品字型排列的工作窗。

6.根据权利要求5所述的基于台车的降温系统,其特征在于:储水箱为长为1.5m、高为0.9m、宽为0.5m的不锈钢长方体箱;台车模板系统的模板长度为1.5m。

7.根据权利要求1所述的基于台车的降温系统,其特征在于:所述导气管的出口端倾斜朝下布置。

说明书

技术领域:

本实用新型涉及高地温地质隧道的降温技术领域,特别是涉及一种高地温地质隧道基于台车的降温系统和应用方法。

背景技术:

近年来,随着我国对各类基础设施建设的不断完善,云南、西藏、新疆等地区的交通工程建设在飞速发展,在建设铁路的过程中,隧道的应用和建设数量不断增大,而这些地区均是高温(>150℃)地热地区,高地温隧道大量出现,如川藏铁路全线约有15个隧道可能存在高温热害,已开工建设的拉林线桑珠岭隧道开挖最高岩温达86℃,拉日铁路的帕当山隧道的最高温度达76.4℃等。

高地温隧道的出现给施工带来一系列亟待解决的问题,如在初期支护喷混凝土时,高地热作用会导致喷射混凝土的回弹量增大,后期强度大幅下降;还会出现喷射混凝土与岩石面粘结力降低,甚至出现无粘结强度现象,进而导致无法实施常规混凝土喷射。又如在衬砌混凝土时,温度较高使得水化热不能及时散出,引起混凝土内部温度升高,导致衬砌混凝土开裂,影响隧道衬砌结构的整体稳定性,甚至破坏衬砌结构。因此,在隧道,尤其是高地温隧道施工过程中,倘若能采取有效的降温方法,对于提高施工效率、避免或减少衬砌混凝土开裂、改善施工环境等具有重要意义。

目前所采用的降温办法如通风降温,随着通风时间的延长,环境降温的效率急速衰减,最后的温度向出风口温度接近,难以将隧道温度保持在适宜温度;其他方法还有铺设隔热层、设置缓冲材料、喷雾洒水降温等方式,但这些方式的降温效率低、效果不显著,降温系统也不完善。在未来的川藏、滇藏、甘藏铁路和滇西、川西等高速公路建设的过程中势必会出现越来越多的高地温隧道,因此,针对高地温地质隧道的降温工作需要提供一个新的降温系统,它占用空间小,方便施工,有提高降温效率、保护环境、操作简单的特点,解决以上降温系统降温不明显,降温效率随时间衰减的问题。

实用新型内容:

本实用新型旨在提供一种高地温地质隧道基于台车的降温系统,通过冷水蒸发吸收能量的作用方式,实现高地温地质隧道的降温目的,本实用新型降温系统装置简单,控制操作易上手,降温效果显著,有效解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供以下技术方案:

一种高地温地质隧道基于台车的降温系统,该降温系统包括储水蒸发装置、导气导水管和抽气冷凝装置三部分,储水蒸发装置中的储水箱内设有交错分布的支撑管,储水箱上设有出气口、进水口,出气口与导气导水管的导气管连接,进水口与导气导水管的导水管连接,导气管和导水管之间连接抽气冷凝装置用以接收导气管传来的蒸气并冷凝为液体流入导水管;储水蒸发装置和导气导水管固定在台车靠近隧道壁面的内壁上。

所述储水蒸发装置和导气导水管的数量均为多个,在台车模板系统的内壁左右对称布置多个储水蒸发装置和多个导气导水管,单侧内壁上的多个储水蒸发装置沿台车模板系统内壁自上而下依次布置,每个储水蒸发装置连接一个导气导水管,多个导气导水管的所有导水管依次串联起来,所有导气管依次串联起来,两侧内壁上的所有导水管连接起来连至抽气冷凝装置的冷凝泵出口,两侧内壁的所有导气管连接起来连至抽气冷凝装置的抽气泵的进气管,抽气泵的出气管与冷凝泵的入口相连。

所述台车包括门型框架、模板系统、行走系统、连接件及紧固装置,模板系统包括顶模和侧模及连接件,顶模在顶部分为两块,边模分成左右两块,顶模之间及侧模之间用螺栓连接,侧模和顶模间采用铰接机构;顶模和侧模的外壁靠近隧道内壁;模板系统上开有呈品字型排列的工作窗。

与现有技术相比,本实用新型的有益之处在于:

1.本实用新型基于台车的降温系统的储水箱形状大小适应于台车模板系统内壁的空间,占用空间小,储水箱固定在模板内壁,在混凝土浇筑过程中,可帮助模板承受新浇混凝土的压力,保证混凝土的质量要求达标。

2.本实用新型基于台车的降温系统中的导气导水管拆卸组装简单方便,易于维修、更换及清洁。

3.本实用新型基于台车的降温系统安装完成后不需要进行反复拆卸组装工作,在施工过程中随隧道台车同进,进行快速有效的降温工作。

4.本实用新型采用水为降温系统的液体介质,材料易得且成本低,且绿色环保无污染。

5.本实用新型在隧道台车模板系统内壁设置多组储水蒸发装置和导气导水管,可以保证隧道环境温度,尤其是当前工作面附近的围岩的快速有效的降温处理,保证了接下来的施工质量,避免了衬砌混凝土开裂等问题。

6.本实用新型基于台车的降温系统通过水蒸发吸收能量的作用方式进行降温,将带有热量的水蒸气集中进行降温处理,操作简便,热量不会影响隧道内部降温处理,且冷凝的液体可继续进入储水箱进行循环降温工作,可保证隧道内进行快速有效的降温处理,使隧道温度始终保持在设定的温度,避免了高温作业对工人健康及施工质量的影响,提高了施工效率,加快了隧道施工进度。

本实用新型基于台车的降温系统通过冷水蒸发吸收能量的作用方式,实现高地温地质隧道的降温目的,降温系统通过导水管将冷水喷入储水箱中,冷水在流动过程中吸收部分热量;抽气泵抽取储水箱内空气,降低箱体内气压;外界环境的高温加之气压降低,水达到沸点变为水蒸气,吸收大量的热。本实用新型降温系统装置简单,控制操作易上手,降温效果显著,有效解决隧道台车工作过程中因高地温会遇到的问题。

本实用新型基于台车的降温系统,有多个储水蒸发装置和导气导水管,降温效果更好,采用抽气冷凝装置对水蒸气进行处理,把水蒸气冷凝为水,可再次进入储水箱进行循环利用。多个降温系统可以保证隧道环境温度快速有效的降温,可自动循环利用的水,保证隧道内的温度在设定的适宜温度。克服了现有技术中直接固定安装在隧道内的降温系统,在随着隧道掌子面的推进需要对降温装置进行拆卸安装,降温装置抽出的水蒸气进行处理后不能再次利用,随着降温工作的进行需要外部重复加水甚至每隔一段时间增加冰块才能保证降温效果、费时费力的不足。

附图说明:

附图1是高地温地质隧道基于台车的降温系统构造平面示意图。

附图2是高地温地质隧道基于台车的降温系统储水蒸发装置立面示意图。

附图3是温度与蒸发1m3水蒸气所要吸收的热量的拟合曲线图。

附图4是实施例1所示隧道台车结构及降温系统安装位置示意图。

附图5是图4的A-A部分剖面图。

附图6是降温系统在实施例1所示隧道台车模板内的具体安装位置示意图。

图中:1-储水箱,2-圆柱管,3-出气口,4-进水口,5-导气管,6-导水管,7-抽气冷凝装置,8-顶模,9-滚轮,10-工作台,11-支撑侧梁,12-侧模,13-工作窗,14-槽钢,15-固定件,16-角钢,17-法兰,18-面板。

具体实施方式:

下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型作进一步的详细说明,但本实用新型的结构不仅局限于以下实施例。

参阅图1,本实用新型一种高地温地质隧道基于台车的降温系统,该降温系统包括储水蒸发装置、导气导水管和抽气冷凝装置三部分。储水蒸发装置中的储水箱内设有交错分布的圆柱管2用以增大接触面积和防止储水箱变形,储水箱上设有出气口3、进水口4,导气导水管分为导气管和导水管,出气口与导气导水管的导气管连接,进水口与导气导水管的导水管连接,导气管5和导水管6之间连接抽气冷凝装置,抽气冷凝装置用以接收导气管传来的蒸气并冷凝为液体流入导水管。储水蒸发装置固定在隧道台车内壁上。

所述储水蒸发装置中的储水箱固定安装在隧道台车内壁(与隧道接触的台车模板的内侧),导气导水管沿着隧道台车模板系统的内楞顺序固定安装,抽气冷凝装置放在开挖隧道地面。

本实用新型根据台车规模可以设置多个储水蒸发装置和多个导气导水管,在台车模板系统的内壁左右对称布置多个储水蒸发装置和多个导气导水管,单侧内壁上的多个储水蒸发装置沿台车模板系统内壁自上而下依次布置,每个储水蒸发装置连接一个导气导水管,多个导气导水管的所有导水管依次串联起来,所有导气管依次串联起来,两侧内壁上的所有导水管连接起来连至抽气冷凝装置的冷凝泵出口,两侧内壁的所有导气管连接起来连至抽气冷凝装置的抽气泵的进气管,抽气泵的出气管与冷凝泵的入口相连。

所述储水蒸发装置包括储水箱1、圆柱管2、出气口3、进水口4;储水箱上部设有储水箱出气口3,储水箱的出气口3通过导气管5连接到相邻的导气导水管干路上,储水箱的右侧上部设有进水口4,进水口4通过导水管6连接相邻的导水导气管干路上。

所述储水箱为规则的长方体,形状和尺寸大小根据隧道台车内楞和钢模板的尺寸决定。所述圆柱管垂直于储水箱正面,横向分布固定在储水箱中,构成储水箱的横向支撑,防止储水箱挤压变形。

所述导水导气装置包括导气管5、导水管6;导气管5和导水管6的弯曲连接处用导管连接头连接,导气管5的进气口连接储水箱的出气口3,导气导水管的导气管5连接抽气冷凝装置7的抽气泵的进气管,抽气泵的出气管与冷凝泵的入口相连,冷凝泵的出水管与导气导水管6的导水管连接,导水管6的出水口连接储水箱的进水口4。导气管的出口端倾斜朝下布置,安装导气管的时候可以保证倾斜。

所述储水蒸发装置中储水箱1上安装有压力表,可随时观测储水箱1内部压强大小。

本实用新型中抽气冷凝装置可以采用科得利2X-70A双级旋片式真空泵、津腾GM-0.20型隔膜真空泵、临海谭氏WX-8抽气泵等,冷凝泵可用型号有石鸿4N6X2冷凝泵、祁冲150N150冷凝泵、奥兰克MDZ-60冷凝泵等;泵的价格在2千到几万价格不等;布线根据台车内楞和模板进行布线。冷凝泵的作用是把导气管传来的水蒸气冷凝为水并泵送到导水管中进入储水箱内。

本实用新型所述的高地温地质隧道基于台车的降温系统的储水蒸发装置固定在隧道台车内壁上,随着台车行进进行降温工作。

本实用新型包含两种降温方式:一是注入冷水在储水箱中流通吸热降温;二是水蒸发吸热降温,两种吸热降温过程相结合,保证高地温地质隧道快速降温。

本实用新型降温系统的工作原理是:将冷水从储水箱导水管6提前喷入储水箱1,冷水在储水箱1内流动,与圆柱管2接触,增大水与外界的接触面积,加快水的蒸发,在流动过程中吸收部分热量;利用抽气冷凝装置7抽取储水箱1内部空气,使气压降低,达到水的沸点;利用储水箱1与外界高温环境接触,水开始蒸发,吸收大量的热;产生的蒸气从出气口3沿着导气管5进入抽气冷凝装置7,冷凝的水随后沿着导水管6从进水口4再次进入储水箱1内形成循环。

一种高地温地质隧道基于台车的降温系统的应用方法,包括以下步骤:

1)首先要获取隧道参数,包括隧道的开挖长度L,隧道掌子面面积A,隧道掌子面周长S,隧道内原始岩温tw,隧道内风温tf,所用各类机电设备如装载车、自卸车的额定功率Ni,共有N个机电设备,隧道内工作人数Nj,隧道内部初始环境温度t1,并设定目标环境温度为t2及初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需时间Time。

计算得到隧道内空气每下降1℃所需要的热量Q1:

Q1=CρmALρ (1)

其中,Cρm为空气的平均定压比热容,ρ为空气的密度,Cρm=1.0kJ/(kg·℃)。

计算开挖长度范围内的围岩散热Q2:

Q2=KT(SL+A)(tw-tf) (2)

其中,KT为对流热交换系数,可根据《矿井通风与空气调节》中给定的矿井掘进头近端KT的公式确定。

计算隧道内使用的机电设备散热Q3:

其中,Ke为机电设备散热系数,取为0.6,Ki为各种机电设备实际运转时间除24的值。

计算隧道内人员散热Q4:

Q4=KjqjNj (4)

其中,Kj为工人同时工作系数,取0.5-0.7,qj为人均放热量,根据劳动强度确定,轻度劳动为0.25kW,中度劳动为0.275kW。

计算得到隧道内散热量为Q=Q2+Q3+Q4,单位按照1w·s=1J换算。

2)根据理想气体状态方程式(5),结合水的汽化潜热表(前三列)计算出,不同压力所对应的不同沸点下,相应的1m3水蒸气的摩尔质量,从而计算出水蒸气的质量m水(H2O的相对分子质量为18),最后根据式(6)计算得出相应状态下水蒸发为1m3水蒸气所要吸收的热量,总结成表1。

理想气体状态方程式:

PV=nRT (5)

其中,P代表状态参量压强,V代表气体体积,n代表物质的量,T代表绝对温度,R为气体常数约为8.314Pa·m3/mol·K。

水蒸发吸收的热量将转化为气化潜热,进而引起潜热交换,计算得到水蒸发为1m3水蒸气所要吸收的热量Q5:

Q5=C水m水 (6)

其中,C水是水的汽化潜热,m水为1m3水蒸气的质量。

表1储水箱中不同温度压力下水蒸发为1m3水蒸气所吸收的热量

根据表1找出沸点与水蒸发为1m3水蒸气所要吸收的热量之间的对应关系,进行函数拟合,拟合曲线如图3所示,其中,横坐标为温度t,单位为℃;纵坐标为热量q,单位为kJ。

关系式为

q=0.218t2-10.475t+162.16 (7)

对关系式在初始环境温度t1和目标环境温度t2之间进行积分,得到蒸发1m3水蒸气从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2的吸收热量公式如下式(8),

其中,Q6为蒸发1m3水蒸气从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2时吸收的热量,单位为kJ,t为温度,单位为℃。

3)计算隧道从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需的水蒸气的体积V:

表1给出了不同温度压力下水蒸气的体积和质量,可以通过理想气体状态方程,算出当前环境温度和压力下的水蒸气的体积,查表1获得当前环境温度下蒸发1m3水蒸气从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2的水的质量,从而得到所需水的总质量M水。

根据每个隧道台车的不同情况,设计台车时设置好放置储水箱的位置。

4)准备质量大于M水的水进入降温系统,将冷水从储水箱的导水管提前喷入,冷水在储水箱内流动,吸收部分热量;

5)在表1中找到与目标环境温度t2对应的目标压强,确定储水蒸发装置内部所需要达到的压强,调整抽气泵的输出功率,利用抽气泵抽取储水箱内部空气,使气压降低,达到水的沸点;

6)根据计算所得吸收的热量VQ6以及从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需时间Time(根据施工时间安排确定所需时间),利用式(10)计算抽气泵的对应额定功率并设置好;

其中,P表示抽气泵的额定功率,单位是W,Time表示时间,单位是秒(s)。

7)利用储水箱与外界高温环境接触,水开始沸腾蒸发,吸收大量的热;产生的水蒸气从储水箱的出气口沿着导气管进入冷凝泵,冷凝的水随后沿着导水管从储水箱的进水口再次进入储水箱形成循环。

由此可得,将体积为ALm3的隧道空气的温度从t1下降到t2,包括围岩、机电设备及人员放热量,需要蒸发Vm3的水蒸气,吸收的热量为VQ6,所需的时间为Time。

所述降温系统的储水箱1的尺寸大小可根据隧道台车的实际情况自行设定,如储水箱靠近模板的那一面也可以做成曲面,更好的与隧道台车内壁贴合。

利用本实用新型降温系统进行降温的应用过程为:

获取隧道参数,包括隧道的开挖长度L,隧道掌子面面积A,隧道掌子面周长S,隧道内原始岩温tw,隧道内风温tf,所用各类机电设备如装载车、自卸车的额定功率Ni,隧道内人数Nj,隧道内部初始环境温度t1,设定一个目标环境温度作为水沸腾蒸发吸收热量后的环境温度t2;

根据式(1)-式(4)计算隧道内空气每下降1℃所需要的热量Q1及隧道内散热量Q,根据式(8)计算蒸发1m3水蒸气从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2时吸收的热量Q6,根据式(9)计算隧道从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需的水蒸气的体积V;计算得到所需水的质量M水,准备质量大于M水的水进入降温系统。

查表1的沸腾温度,找到与目标环境温度t2对应的目标压强,进而确定储水蒸发装置内部所需要达到的压强;

根据压力表显示的压力值调整抽气泵的输出功率,当压强未达到目标环境温度所对应的压强时,可加大功率,当压强已达到目标环境温度所对应的压强时,可稳定抽气泵输出功率以保持当前储水箱内部压强值,从而使得环境温度稳定在目标环境温度值;

根据计算所得吸收的热量VQ6以及从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需时间,根据式(10)计算抽气泵的对应额定功率并设置好。关于抽气泵的工作功率选择、设置方面为本领域常规技术手段。

实施例1

本实施例中,所述高地温隧道一般指高海拔地区、地温过高的隧道,环境温度在60℃左右。

本实施例中基于台车的降温系统,包括储水蒸发装置、导气导水管和抽气冷凝装置三部分。所述储水蒸发装置包括储水箱1、圆柱管2、出气口3、进水口4;储水箱内设有交错分布的圆柱管,以增大与水的接触面积和防止储水箱变形,储水箱上部设有储水箱出气口3,储水箱出气口3通过导气管5连接相邻的导水导气装置,储水箱的右侧上部设有储水箱进水口4,储水箱进水口4通过导水管6连接相邻的导水导气管干路。

所述导水导气管包括导气管5、导水管6;导气管5和导水管6的弯曲连接处用导管连接头连接,导气管5的进气口连接储水箱的出气口3,导气管5的出气口连接抽气冷凝装置7,导水管6的进水口连接抽气冷凝装置的出水口,导水管6的出水口连接储水箱的进水口4。

本实施例中,储水箱为长为1.5m、高为0.9m、宽为0.5m的不锈钢长方体箱,以适应于台车模板系统的尺寸,本实施例中隧道台车模板长为1.5m(长度为隧道行进方向),这样能更好的安装在台车模板系统内壁,内圆柱管2为直径150mm的不锈钢圆柱空管,等间距均匀交错布置;所述导水导气装置中导气管5向下倾斜一定角度,倾斜设置希望水蒸气在上升过程中遇到倾斜向下的导气管5,部分冷凝的水不会通过导气管回流到储水箱中,而是下流到抽气冷凝装置中。倾斜角度建议在30°-60°左右。导水、导气管的管道由涂有吸热材料且导热性良好的不锈钢管、不锈钢弯管以及连接头连接而成,导水管和导气管外径100mm,根据不同隧道台车的大小及形状可选择不同直径的导气导水管进行连接。

所述储水蒸发装置中储水箱1上安装有压力表,可随时观测储水箱1内部压强大小。

本实施例中,隧道参数如下:隧道的开挖长度L1=70.0m,隧道掌子面面积A=95.8m2,取Time=1.5h计算KT和P,断面计算半径为5.52m,隧道掌子面周长S=35.4m,隧道内原始岩温tw=75℃,隧道内风温tf=28℃。

本实施例隧道隧址线位标高3540m左右。

根据隧道内部实际环境温度在上述表格第二列中选取相应温度值作为初始环境温度t1=56℃,选取目标环境温度作为t2=tf=28℃;找到与目标环境温度t2对应的目标压强P约为0.0038Mpa,进而确定储水蒸发装置内部所需要达到的压强;

标准条件下空气密度为1.297kg/m3,在高原海拔3540m左右,空气密度约为标准空气密度的60%-70%,取65%,为0.84kg/m3,根据式(1)计算隧道内空气每下降1℃所需要的热量Q1:

Q1=CρmALρ=1.0×95.8×70.0×0.84=5633.04kJ

根据《矿井通风与空气调节》中的公式,KT取为4.99×10-3kw·(m2·℃)-1,根据式(2)计算隧道内围岩散热Q2:

Q2=KT(SL+A)(tw-tf)=4.99×10-3×(35.4×70+95.8)×(75-28)=604.03kw

本实施例隧道内装载车2台,功率500kw,自卸车3台,功率300kw,工作时间均为2小时,根据式(3)计算机电设备散热Q3:

本实施例各工序工作人员总数为50人,工作强度为中度劳动,Kj取0.6,根据式(4)计算隧道内人员散热Q4:

Q4=KjqjNj=0.6×0.275×50=8.25kw

计算得到隧道内散热量为Q=2.55×106kJ。

根据式(8)计算蒸发1m3水蒸气从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2时吸收的热量Q6:

根据式(9)计算隧道从初始环境温度t1下降到目标环境温度t2所需的水蒸气的体积V:

求得所需水蒸气的体积V,根据理想气体状态方程,P2V/T2=P1V1/T1,其中是T1是t1对应的绝对温度,T2是t2对应的绝对温度,P2是t2对应的压强,P1是t1对应的压强,计算得到当前所需准备的水蒸汽的体积V1,再根据初始温度t1查表1,确定m水,使V1与m水相乘从而计算出所需水的质量M水,即最少准备M水的水进入降温系统循环。

本实施例中,将冷水通过导水管从储水箱的进水口喷入,喷入时导水管可通过连接接头与供水装置连接,供水装置可以为隧道内的水管或者隧道台车上设置的外部水箱,水管与导水管6之间可以通过耐热排水管连接;水箱内可设置外部水泵进行输水。

根据压力表显示的压力值调整抽气泵的输出功率,当压强未达到目标环境温度所对应的压强时,可加大功率,当压强已达到目标环境温度所对应的压强时,可稳定抽气泵输出功率以保持当前储水箱内部压强值,从而使得环境温度稳定在目标环境温度值;

根据式(10)计算并设置抽气泵的对应额定功率:

本实施例中,基于台车的降温系统的储水蒸发装置固定在隧道台车的内壁上,随着台车行进进行降温工作。

本实施例中,降温系统设置于隧道台车的位置及方式如图4、图5及图6所示。

本实施例中,隧道台车主要由门型框架、模板系统、行走系统、连接件及紧固装置等构件构成。模板系统由顶模8和侧模12及连接件组成,顶模在顶部分为两块,边模分成左右2块,顶模之间及侧模之间用螺栓连接,侧模和顶模间采用铰接机构。模板由面板18、法兰17、角钢16、槽钢14等组成。模板(包括顶模和侧模)上开有呈品字型排列的工作窗13。

本实施例中,模板面板厚度为10mm,宽度设计为1500mm,模板四周有连接法兰板,法兰板厚度为10mm,法兰上开有连接所用的螺栓孔和销孔,法兰板上焊接有与通梁连接的角钢;模板纵向上采用槽钢,间距300mm,保证模板有足够的强度。

本实施例中,不同储水蒸发装置的导气导水管之间可用连接接头进行连接。

本实施例中,储水蒸发装置左右两侧边设置有法兰板,与模板上的法兰板通过螺栓和销钉固定。

本实施例中,导气管5、导水管6与台车模板通过固定件15可拆卸式固接,当导气导水管需要维修和更换时可拆下固定件15,对导气导水管进行维修和更换及清洁。

本实施例中,抽气冷凝装置7可以放在开挖隧道地上,也可以放在隧道台车的工作台上,放置位置不同,导气导水管的布置不同,可通过拆卸固定件进行变换。

本实用新型基于台车的降温系统安装在隧道台车上,随台车行进进行降温,不需要重复拆卸组装,本实用新型降温系统对抽出的水蒸气进行冷凝处理后再次进入降温系统循环利用,既保证了降温效果,又节约资源。本实用新型是跟随隧道台车行进工作的,也就是说有隧道台车就可以用本实用新型基于台车的降温系统,尤其是在隧道施工过程中进行混凝土二次衬砌工作时,降温系统安装在混凝土衬砌台车上进行降温工作。

以上对本实用新型的合理实施方式进行了具体说明,但本实用新型创造并不局限于所述实施例,任何熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出同等替换或改变,都应包含在本实用新型的保护范围内。

一种高地温地质隧道基于台车的降温系统专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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