隧道干冰清洗機制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種隧道干冰清洗機，包括工程車、空氣壓縮機以及設置在工程車上的液態(tài)二氧化碳儲罐、清洗噴嘴機轉向架、清洗控制顯示器、控制平臺和干冰清洗裝置，所述空氣壓縮機通過牽引架與工程車剛性連接；所述清洗控制顯示器安裝在控制平臺上，用于顯示整個設備的狀態(tài)參數(shù)；所述控制平臺內封裝有控制系統(tǒng)，整個設備由控制系統(tǒng)控制完成；所述干冰清洗裝置包括干冰生成管、壓縮空氣管和清洗噴嘴管；本發(fā)明專利技術是根據(jù)二氧化碳物化性質，熱力學原理以及干冰清洗特點研制出一種適用于隧道干冰清洗設備，本發(fā)明專利技術噴出的干冰為質地較軟，粒徑較小，密度低的干冰沙，有利于清洗混凝土表面，且不損傷混凝土，降低干冰微爆對混凝土表面空隙、裂隙的影響。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及隧道清洗
，尤其涉及一種隧道干冰清洗機。
技術介紹
近年來，隨著我國交通基礎設施建設規(guī)模的逐步擴大，公路建設迅猛發(fā)展，隧道里程占路線總里程的比例也越來越大。截至2008年底我國高速公路通車總里程已經(jīng)達到6萬公里，隧道里程接近3000公里。重慶市近幾年來高速公路建設飛速發(fā)展，到2009年底高速公路通車里程以突破1500公里，由于地處西南山區(qū)，重慶高速公路隧道比例更大，并且很多隧道均為長大隧道。 隧道特別是長大隧道，汽車運行排放的尾氣不易擴散，揚塵、油污會越積越多，致使隧道產生嚴重污染，隧道土建結構表面、機電設備及裝飾等會覆蓋一層灰塵和油污。如果不及時清潔，隨著時間的推移，隧道的照明、交通信號燈等會變暗；隧道空氣質量會惡化，產生各種臭氣及有毒氣體；隧道機電設備易老化而發(fā)生故障；隧道土建結構內管缺陷不易探測和維護，影響隧道使用壽命。所有這些都會給隧道行車帶來極大的安全隱患。隧道是高速公路的咽喉，隧道的通行效率嚴重制約著高速公路的使用效率。通常隧道的清洗會暫時關閉單洞的通行，導致另一洞通行壓力增大，嚴重影響隧道的通行效率。目前國內一些長大隧道定期開展清洗工作，主要清洗方法有人工清洗法、滾刷式化學藥劑清洗法、高壓水射流清洗法等。人工清洗法由清洗人員用化學藥劑對隧道土建結構、機電設備及裝飾等進行清洗。這種清洗方法不僅勞動強度大、清洗效率很低、清洗質量差、環(huán)境污染大，而且化學藥劑對清洗人員的身體健康有較大的危害。滾刷式清洗方法主要是用機器代替人工采用化學藥劑對隧道進行清潔。這種方法有效提高了清洗效率，但是由于清洗死角的存在，清洗質量較差，同時化學清洗劑清洗排污廢水會對環(huán)境造成污染。高壓水射流清洗技術是通過高壓水發(fā)生裝置將水加壓至數(shù)十個到上千個大氣壓，然后通過具有細小孔徑的噴射裝置將水轉換為高速的微細水射流。這種水射流的速度一般都在一倍馬赫數(shù)以上，這種具有高能量、高速度的水流正向或切向沖擊物體表面，可以完成隧道的清潔維護工作。但是水射流具有較大的能量，清洗過程中易對清洗對象產生破壞。清洗以水為介質，隧道濕度增大，對機電設備危害很大。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本專利技術提供一種用于隧道干冰清洗設備，運用該設備可對隧道進行干冰清洗，為隧道清洗提供一種新型的清洗方式。本專利技術采用的技術方案如下隧道干冰清洗機，包括工程車、空氣壓縮機以及設置在工程車上的液態(tài)二氧化碳儲罐、清洗噴嘴機轉向架、清洗控制顯示器、控制平臺和干冰清洗裝置，所述空氣壓縮機通過牽引架與工程車剛性連接；所述清洗控制顯示器安裝在控制平臺上，用于顯示整個設備的狀態(tài)參數(shù)；所述控制平臺內封裝有控制系統(tǒng)，整個設備由控制系統(tǒng)控制完成； 所述干冰清洗裝置包括干冰生成管、壓縮空氣管和清洗噴嘴管；所述干冰生成管的進口端與液態(tài)二氧化碳儲罐相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管相連通；干冰生成管為兩端大、中間小的結構，干冰生成管的進口端的管徑為4. 25 5. 75mm，干冰生成管的出口端的管徑為8. 5^11. 5_，干冰生成管中間位置的管徑逐漸減小至I. 2· 3mm后，再逐漸增大；所述壓縮空氣管的進口端與空氣壓縮機相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管內通道相連通、且干冰生成管與壓縮空氣管之間的夾角為45度，壓縮空氣管的出口端與清洗噴嘴管相連通；壓縮空氣管的進口端與出口端的管徑均為8. 5^11. 5_，在靠近壓縮空氣管與干冰生成管相連通的位置、壓縮空氣管的管徑逐漸減小至4. 25飛.75mm,然后再逐漸增大，壓縮空氣管收縮段的長度為42. 5飛7. 5mm ;所述清洗噴嘴管與壓縮空氣管相連通的一端的管徑為8. 5^11. 5mm，清洗噴嘴管的另一端的管徑逐漸減小至2. 55^3. 45mm，然后再逐漸增大至4. 25 5. 75mm，清洗噴嘴管的另一端與清洗噴嘴相連通，該清洗噴嘴安裝在清洗噴嘴機轉向架上。 相比現(xiàn)有技術，本專利技術具有如下有益效果 I、整個設備采用控制系統(tǒng)控制，實現(xiàn)了干冰清洗隧道的自動化，由控制系統(tǒng)控制，更簡便、精確，提高了清洗效率。2、本專利技術是根據(jù)二氧化碳物化性質，熱力學原理以及干冰清洗特點研制出一種適用于隧道的干冰清洗的設備，本專利技術噴出的干冰為質地較軟，粒徑較小，密度低的干冰沙，有利于清洗混凝土表面，且不損傷混凝土，降低干冰微爆對混凝土表面空隙、裂隙的影響。2、本專利技術干冰生成管為兩頭大中間小的結構，可直接將液態(tài)二氧化碳通過節(jié)流膨脹原理，使高壓過冷的液態(tài)二氧化碳通過節(jié)流膨脹元件(節(jié)流膨脹元件為小孔節(jié)流元件)噴出，急速膨脹降壓，一部分液態(tài)二氧化碳吸收熱量氣化，使得一部分液態(tài)二氧化碳快速冷凝為固體的干冰微粒，在出口處形成氣固兩相流。3、清洗噴嘴管采用拉伐爾噴管原理，壓縮空氣與干冰的混合氣固兩相流在該管加速至超音速，并對混凝土表面進行清洗。附圖說明圖I為本專利技術隧道干冰清洗機結構示意 圖2為干冰清洗裝置結構示意 圖3為壓縮空氣管結構示意 圖4為干冰生成管結構示意 圖5為清洗噴嘴管結構示意 圖6為采用兩次干冰生成的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖及具體實施方式對本專利技術作進一步詳細地描述。參見圖I，隧道干冰清洗機，包括工程車I、空氣壓縮機8以及設置在工程車I上的液態(tài)二氧化碳儲罐2、清洗噴嘴機轉向架3、清洗控制顯示器4、控制平臺5和干冰清洗裝置9。空氣壓縮機8通過牽引架7與工程車I剛性連接。清洗控制顯示器4安裝在控制平臺上，用于顯示整個設備的狀態(tài)參數(shù)；控制平臺5內封裝有控制系統(tǒng)，整個設備由控制系統(tǒng)控制完成；在控制平臺5的后方還設有椅子6，方便作業(yè)人員坐在椅子6上操作整個控制平臺及觀測清洗控制顯示器4上實時顯示的數(shù)據(jù)。參見圖r圖5，干冰清洗裝置9包括干冰生成管91、壓縮空氣管92和清洗噴嘴管93。干冰生成管91的進口端與液態(tài)二氧化碳儲罐2相連通，該接口通過金屬軟管與液態(tài)二氧化碳儲罐2連接，液態(tài)二氧化碳儲罐2為液體二氧化碳常溫鋼瓶或液體二氧化碳低溫絕熱鋼瓶，液態(tài)二氧化碳儲罐2的出口壓力為2. (Γ2. 3MPa。干冰生成管91的出口端與壓縮空氣管92相連通。干冰生成管91為兩端大、中間小的結構，干冰生成管91的進口端的管徑為4. 25飛.75mm，干冰生成管91的出口端的管徑為8. 5 11. 5mm，干冰生成管91中間位置的管徑逐漸減小至I. Tl. 3_后，再逐漸增大。采用該結構可直接將液態(tài)二氧化碳通過節(jié)流膨脹原理，使高壓過冷的液態(tài)二氧化碳通過節(jié)流膨脹元件(節(jié)流膨脹元件為小孔節(jié)流元件)噴出，急速膨脹降壓，一部分液態(tài)二氧化碳吸收熱量氣化，使得一部分液態(tài)二氧化碳快速冷 凝為固體的干冰微粒或干冰沙，在干冰生成管91的出口端處形成氣固兩相流。壓縮空氣管92的進口端與空氣壓縮機8相連通，該接口為插入式接口，本實施例中，空氣壓縮機8的功率為I. 5KW、容積流量O. lm3/min、排氣壓力O. 7MPa。壓縮空氣管2采用標準的空氣壓縮機氣管連接方式與空氣壓縮機8連接。干冰生成管91的出口端與壓縮空氣管92內通道相連通、且干冰生成管91與壓縮空氣管92之間的夾角為45度，壓縮空氣管92的出口端與清洗噴嘴管93相連通。壓縮空氣管92的進口端與出口端的管徑均為8. 5^11. 5mm,在壓縮空氣管92上，靠近壓縮空氣管92與干本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
隧道干冰清洗機，其特征在于，包括工程車、空氣壓縮機以及設置在工程車上的液態(tài)二氧化碳儲罐、清洗噴嘴機轉向架、清洗控制顯示器、控制平臺和干冰清洗裝置，所述空氣壓縮機通過牽引架與工程車剛性連接；所述清洗控制顯示器安裝在控制平臺上，用于顯示整個設備的狀態(tài)參數(shù)；所述控制平臺內封裝有控制系統(tǒng)，整個設備由控制系統(tǒng)控制完成；所述干冰清洗裝置包括干冰生成管、壓縮空氣管和清洗噴嘴管；所述干冰生成管的進口端與液態(tài)二氧化碳儲罐相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管相連通；干冰生成管為兩端大、中間小的結構，干冰生成管的進口端的管徑為4.25~5.75mm，干冰生成管的出口端的管徑為8.5~11.5mm，干冰生成管中間位置的管徑逐漸減小至1.7~2.3mm后，再逐漸增大；所述壓縮空氣管的進口端與空氣壓縮機相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管內通道相連通、且干冰生成管與壓縮空氣管之間的夾角為45度，壓縮空氣管的出口端與清洗噴嘴管相連通；壓縮空氣管的進口端與出口端的管徑均為8.5~11.5mm，在靠近壓縮空氣管與干冰生成管相連通的位置、壓縮空氣管的管徑逐漸減小至4.25~5.75mm，然后再逐漸增大，壓縮空氣管收縮段的長度為42.5~57.5mm；所述清洗噴嘴管與壓縮空氣管相連通的一端的管徑為8.5~11.5mm，清洗噴嘴管的另一端的管徑逐漸減小至2.55~3.45mm，然后再逐漸增大至4.25~5.75mm，清洗噴嘴管的另一端與清洗噴嘴相連通，該清洗噴嘴安裝在清洗噴嘴機轉向架上。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：任松，姜德義，楊春和，何華勇，師燕滑，王震，陳結，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發(fā)明
國別省市：