[發(fā)明專利]隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置、方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011242580.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112461488A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任少強(qiáng);王青松;羅宗帆;吳應(yīng)明;王平安;李金魁
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二十局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/06;G01M9/08;G01N15/06;G01K13/00
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 張志江

本發(fā)明公開一種隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置、方法和系統(tǒng)，隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置包括：隧道模型，風(fēng)幕，風(fēng)幕設(shè)置于隧道模型內(nèi)，供風(fēng)機(jī)構(gòu)，用于使得風(fēng)幕產(chǎn)生高壓氣幕，而將隧道模型劃分為至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域，至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域均設(shè)置有若干個(gè)沿隧道模型的長度方向間隔布置的斷面；數(shù)據(jù)采集儀器，包括溫度采集器和/或煙霧濃度采集器，溫度采集器和/或煙霧濃度采集器分別布置于至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域的斷面，以測量不同斷面處的溫度值和/或煙霧濃度值，從而試驗(yàn)得到至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的溫度場和/或煙霧濃度場。本發(fā)明用以模擬研究和分析不同風(fēng)壓、空氣流量、高壓風(fēng)管長度等影響因素下隧道高壓風(fēng)幕對低溫空氣及煙塵的阻隔效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道測試裝置和方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置和方法。

背景技術(shù)

高壓風(fēng)幕在煤礦行業(yè)應(yīng)用較多，也叫空氣幕，是一股平射流，多通過利用巷道掘進(jìn)機(jī)上布置通風(fēng)機(jī)，通過供風(fēng)器以較高的風(fēng)速按一定方向噴射出來的，用于隔斷巷道中的風(fēng)流或調(diào)節(jié)巷道中的風(fēng)量。當(dāng)空氣幕氣流方向垂直于巷道周邊斷面時(shí)，風(fēng)幕可以阻隔風(fēng)流。因此利用空氣幕可以在不妨礙運(yùn)輸?shù)那闆r下來防止漏風(fēng)、控制風(fēng)向、控制進(jìn)風(fēng)量和防止有毒有害氣體侵入工作地點(diǎn)，且工作可靠。

由于煤礦巷道狹小，因此高壓風(fēng)幕在煤礦行業(yè)已有應(yīng)用，通過掘進(jìn)機(jī)上的供風(fēng)器向巷道周面擴(kuò)散形成高壓風(fēng)幕。而隧道往往斷面較大，風(fēng)幕布置只能從隧道斷面上方向下方噴射高壓空氣，形成風(fēng)幕，因此與煤礦中高壓風(fēng)幕的形成存在較大區(qū)別。隧道高壓風(fēng)幕對于低溫空氣及煙塵的擴(kuò)散的作用無法根據(jù)煤礦巷道而來，同時(shí)研究隧道高壓風(fēng)幕有利于減弱高寒地區(qū)隧道襯砌凍害損傷，并可有效阻隔掌子面施工污風(fēng)擴(kuò)散。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置和方法，用以模擬研究和分析高壓風(fēng)幕對低溫空氣及煙塵的阻隔效果。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置，所述隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)裝置包括：

隧道模型，

風(fēng)幕，所述風(fēng)幕設(shè)置于所述隧道模型內(nèi)，

供風(fēng)機(jī)構(gòu)，用于使得所述風(fēng)幕產(chǎn)生高壓氣幕，而將所述隧道模型劃分為至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域，所述至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域均設(shè)置有若干個(gè)沿所述隧道模型的長度方向間隔布置的斷面；

數(shù)據(jù)采集儀器，包括溫度采集器和/或煙霧濃度采集器，所述溫度采集器和/或煙霧濃度采集器分別布置于所述至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域的監(jiān)測斷面，以測量不同監(jiān)測斷面處的溫度值和/或煙霧濃度值，從而試驗(yàn)得到所述至少兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的溫度場和/或煙霧濃度場。

可選地，所述數(shù)據(jù)采集儀器還包括風(fēng)速測量儀，所述風(fēng)速測量儀設(shè)置于風(fēng)幕斷面處，以測量風(fēng)幕斷面不同位置風(fēng)速值及分布規(guī)律。。

可選地，所述風(fēng)幕包括主風(fēng)管和若干個(gè)噴風(fēng)管，所述若干噴風(fēng)管與所述主風(fēng)管連通，所述主風(fēng)管呈拱形，所述若干個(gè)噴風(fēng)管沿所述隧道模型的寬度方向間隔布置于所述主風(fēng)管。

可選地，所述主風(fēng)管和所述若干個(gè)噴風(fēng)管可拆卸連接。

可選地，所述風(fēng)幕包括第一風(fēng)幕和第二風(fēng)幕；其中，所述第一風(fēng)幕在產(chǎn)生高壓氣幕的情況下與所述隧道模型的一部分構(gòu)建第一試驗(yàn)區(qū)域，所述第一試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)器和所述溫度采集器；其中，所述第二風(fēng)幕在產(chǎn)生高壓氣幕的情況下與所述隧道模型的另外一部分構(gòu)建第二試驗(yàn)區(qū)域，所述第二試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有煙霧發(fā)生器和所述煙霧濃度采集器。

可選地，所述第二試驗(yàn)區(qū)域?yàn)橥该鞯摹?/p>

可選地，所述供風(fēng)機(jī)構(gòu)包括空壓機(jī)、空壓機(jī)主管、空壓機(jī)支管、高壓儲氣罐和高壓供風(fēng)管，所述空壓機(jī)依次通過所述空壓機(jī)主管、所述空壓機(jī)支管、所述高壓儲氣罐和所述高壓供風(fēng)管向所述風(fēng)幕提供空氣，所述空氣的壓力范圍為0.2Mpa~1.0Mpa。

可選地，所述空壓機(jī)主管上設(shè)置有閥門、壓力表及流量計(jì)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明還提供一種隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)方法，其特征在于，所述隧道高壓風(fēng)幕試驗(yàn)方法包括：