一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统，包括风机、变频器、通风管、检测装置、上位机和控制器；检测装置包括邻近掌子面设置的第一组检测装置和设置于已施工瓦斯隧道长度段中部处的第二组检测装置；其特征是：第一组检测装置包括甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器；第二组检测装置包括甲烷传感器和一氧化碳传感器；检测装置还包括设置于瓦斯隧道进口处的第三组检测装置，第三组检测装置包括甲烷传感器和风速检测仪。本实用新型专利技术瓦斯隧道通风节能自动调速系统能够更为准确地获知整个瓦斯隧道内空气质量，更好地确保施工安全；同时达到了节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于瓦斯隧道通风系统领域，具体涉及一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统。
技术介绍
公路瓦斯隧道掘进通风中，通常按照掘进通风最大需求选择风机，然而在掘进工作面瓦斯浓度较小的情况下，掘进通风机仍在最大功率下运行，造成了极大的能源浪费。同时，公路隧道使用的通风机多是功率大，运行效率低，是能源利用率低、耗电量大的设备。目前，国内外公路隧道大都按整条隧道的最大通风阻力和最大需风量来配置通风设备，风机一接入电网，就长期恒速运转，造成了“大马拉小车”的现象。事实上，公路瓦斯隧道环境条件复杂，在掘进工作面，所需风量与巷道长度、风阻、瓦斯浓度、温度等诸多因素有关。通风机一味的恒速运转，造成了大量的能源浪费。公告号为CN104121031A，名为“一种长距离隧道施工用通风监控系统”的技术方案中，即采用变频器与风机控制相连，根据隧道内空气质量实时调整风机的转速，有效降低了电能的消耗。但该方案仍存有以下不足之处：该方案中在施工隧道内设置有可移动式监测装置，可移动式监测装置包括对有害气体浓度、粉尘浓度与风速进行实时检测的检测装置和供检测装置安装的可移动式安装架；每个检测装置包括风速检测仪、气体浓度传感器和粉尘浓度传感器。结合该方案的说明书附图1和附图2可以看出，该方案在施工掌子面以及已施工隧道长度段的中部处重复布置了相同的检测装置，这样会使得测度的数据类型不仅相同而且两组数值还较为相近，不利于通过测得的数据来掌握整个隧道内的空气质量情况并根据该情况来更优的调节风机转速，从而控制送风量。基于此，申请人考虑设计一种能够更为准确地获知整个瓦斯隧道内空气质量，更好地确保施工安全的瓦斯隧道通风节能自动调速系统。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更为准确地获知整个瓦斯隧道内空气质量，更好地确保施工安全的瓦斯隧道通风节能自动调速系统。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统，包括风机、变频器、通风管、检测装置、上位机和控制器；所述风机的电源接口与所述变频器的电源输出接口电性相连，所述风机的进风口位于瓦斯隧道外，所述风机的出风口与所述通风管的进风口相贯通；所述通风管的出风口邻近掌子面；所述检测装置与所述上位机信号相连，所述上位机与所述控制器信号相连，所述控制器与所述变频器的控制信号端相连接；所述检测装置包括邻近掌子面设置的第一组检测装置和设置于已施工瓦斯隧道长度段中部处的第二组检测装置；其特征在于：所述第一组检测装置包括甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器；所述第二组检测装置包括甲烷传感器和一氧化碳传感器；所述检测装置还包括设置于瓦斯隧道进口处的第三组检测装置，所述第三组检测装置包括甲烷传感器和风速检测仪。上述瓦斯隧道通风节能自动调速系统在使用时，通过检测装置来测定隧道内的空气参数。因为，所述检测装置包括邻近掌子面设置的第一组检测装置、设置于已施工瓦斯隧道长度段中部处的第二组检测装置和设置于瓦斯隧道进口处的第三组检测装置；这样一来，可使得检测装置测得的数据覆盖隧道内整个施工长度段，从而能够更为全面准确得获取隧道内的空气情况，并根据该空气情况来调整风机的送风量，从而使得隧道内的空气质量维持在适于施工的合理范围内的同时，通过变频器来控制风机也起到节能降耗的作用。此外，因第一组检测装置包括甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器；第二组检测装置包括甲烷传感器和一氧化碳传感器；第三组检测装置包括甲烷传感器和风速检测仪；并结合每组检测装置的设置位置，使得上述瓦斯隧道通风节能自动调速系统能够对整个已施工长度段隧道的瓦斯（主要成分为甲烷）情况进行监测，有效预防瓦斯爆炸，确保施工安全。不仅如此，在掌子面处还设置有硫化氢传感器，在施工隧道长度段的中部处还设置一氧化碳传感器来及时对这两种有毒气体进行监测，防止施工人员中毒，进一步确保施工安全。作为优选，所述第一组检测装置整体安装在邻近掌子面的台车上。台车，全称衬砌台车，主要用于隧道，引水洞中混凝土浇注使用。实施上述优选方案后，即无需单独给第一组检测装置配备支撑架并及时对其进行推进，减省安全施工工作量的同时，第一组检测装置也能够随着邻近掌子面的台车前移，提高瓦斯隧道内空气质量的监测效率和监测及时性。作为优选，所述第一组检测装置的所述甲烷传感器为三个，且其中两个固定于所述台车的宽度方向的两根支撑梁柱的顶部，另一个固定于所述台车的拱形模板的内侧面顶部。因为甲烷比空气密度小，所以瓦斯隧道内的甲烷会上升至隧道顶部；故当第一组检测装置中采用上述布置方式的甲烷传感器后，三个甲烷传感器为沿隧道宽度方向分布，能够更为准确地对隧道内的甲烷气体进行测量，提高甲烷监测的可靠性。作为优选，所述第二组检测装置整体安装在二衬台车上。二衬台车，即在初衬完成后，进行二次衬砌混凝土浇注使用的台车；二衬台车通常位于已施工隧道内长度段的中部位置。实施上述优选方案后，即无需单独给第二组检测装置配备支撑架并及时对其进行推进，减省安全施工工作量的同时，第二组检测装置也能够随着二衬台车前移，提高瓦斯隧道内空气质量的监测效率和监测及时性。作为优选，所述风机为对旋式通风机。对旋式通风机是由两个（或两个以上）相同型号的风机（配用电机和叶片数、安装角度相同或不同）串联在一起，一、二级叶轮紧密地排列在一起，且第一级叶轮中气流旋转方向与第二级叶轮中气流旋转方向相反，从而使气流尽可能沿轴向流出。因此，对旋两级串联运行的风机所产生的风压大于单级风机风压的两倍，送风效率更高。作为优选，所述温度传感器的检测端朝向地面，且所述温度传感器的正上方还固定设置有遮挡板，所述遮挡板在竖向上的投影能够覆盖住所述温度传感器。实施上述优选方案后，遮挡板能够有效防止隧道内落水以及初衬浆液洒落在温度传感器上造成温度传感器无法测量外界温度信息的情况，起到保护温度传感器的作用，并使得温度传感器能够持久可靠地运行。作为优选，所述甲烷传感器的外部罩设有一个保护罩；所述保护罩上设置有与外部连通的通孔。上述保护罩的设置，能够有效防止隧道落水以及浆液滴落至甲烷传感器导致甲烷传感器测量不准地情况，更好地确保甲烷传感器能够持久可靠地运行。作为优选，所述甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器分别固定在一个保护盒内，所述保护盒整体呈矩形体状，且该保护盒上设置有一个用于观察传感器示数的开孔，该保护盒上还设置有将盒内与盒外连通的通孔，所述通孔处平行间隔设置有多根导向板，所述多根导向板共同形成百叶窗状结构。当各个传感器分别按照在上述保护盒内后，可通过保护盒起到更好的防滴水和防撞的作用，从而更好地保护好传感器。此外，保护盒上设置上述通孔以及通孔处所形成的百叶窗状结构，在保证空气顺利流通的同时，也具有一定的防尘作用，更好的维护好传感器的运行环境。作为优选，所述保护罩由硬质材料制得。这样一来，由硬质材料制得的保护罩的结构更为牢固，能够防止在台车移动时损坏，更为持久地对甲烷传感器进行保护。本技术瓦斯隧道通风节能自动调速系统能够更为准确地获知整个瓦斯隧道内空气质量，更好地确保施工安全。附图说明图1为本技术瓦斯隧道通风节能自动调速系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统，包括风机、变频器、通风管、检测装置、上位机和控制器；所述风机的电源接口与所述变频器的电源输出接口电性相连，所述风机的进风口位于瓦斯隧道外，所述风机的出风口与所述通风管的进风口相贯通；所述通风管的出风口邻近掌子面；所述检测装置与所述上位机信号相连，所述上位机与所述控制器信号相连，所述控制器与所述变频器的控制信号端相连接；所述检测装置包括邻近掌子面设置的第一组检测装置和设置于已施工瓦斯隧道长度段中部处的第二组检测装置；其特征在于：所述第一组检测装置包括甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器；所述第二组检测装置包括甲烷传感器和一氧化碳传感器；所述检测装置还包括设置于瓦斯隧道进口处的第三组检测装置，所述第三组检测装置包括甲烷传感器和风速检测仪。

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯隧道通风节能自动调速系统，包括风机、变频器、通风管、检测装置、上位机和控制器；所述风机的电源接口与所述变频器的电源输出接口电性相连，所述风机的进风口位于瓦斯隧道外，所述风机的出风口与所述通风管的进风口相贯通；所述通风管的出风口邻近掌子面；所述检测装置与所述上位机信号相连，所述上位机与所述控制器信号相连，所述控制器与所述变频器的控制信号端相连接；所述检测装置包括邻近掌子面设置的第一组检测装置和设置于已施工瓦斯隧道长度段中部处的第二组检测装置；其特征在于：所述第一组检测装置包括甲烷传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器、风速检测仪和温度传感器；所述第二组检测装置包括甲烷传感器和一氧化碳传感器；所述检测装置还包括设置于瓦斯隧道进口处的第三组检测装置，所述第三组检测装置包括甲烷传感器和风速检测仪。2.根据权利要求1所述的瓦斯隧道通风节能自动调速系统，其特征在于：所述第一组检测装置整体安装在邻近掌子面的台车上。3.根据权利要求2所述的瓦斯隧道通风节能自动调速系统，其特征在于：所述第一组检测装置的所述甲烷传感器为三个，且其中两个固定于所述台车的宽度方向的两根支撑梁柱的顶部，另一个固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：余世刚，廉虎山，刘杰，袁坤，洪泽兵，余庆，张鹏，王治国，李冬冬，王正钦，刘戎，申鹏飞，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51