[发明专利]一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置及其工作方法，属于工程建设技术领域。它包括盾构机车架，所述盾构机车架的一侧安装有二次通风冷却器和压缩冷凝机组，所述二次通风冷却器和压缩冷凝机组之间通过避震软管相连；所述盾构机车架顶部设置有进风管路和送风管路，所述进风管路与二次通风冷却器上的进风口相连，所述送风管路与二次通风冷却器上的出风口相连；所述压缩冷凝机组内包括多台压缩机，多台压缩机并联，且每台压缩机均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。本发明采用多机运行，设备运行的可靠性大大提高，任一制冷系统发生故障都不会影响空气冷却的进行，提高了系统稳定性，机组能效比高，同时降低了运行成本。

技术领域

本发明涉及一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置及其工作方法，属于工程建设技术领域。

背景技术

现有技术下，盾构机是在地面以下暗挖隧道的一种施工掘进机械，它是一个既能支承地层压力又能在地层中推进的钢结构体。目前盾构法建造的隧道主要用于水底公路隧道、地铁区间隧道、市政管线隧道和排水隧道等地下工作。盾构包括头部、本体和盾尾，盾尾后有多节车架，工人作业区主要就在盾尾空间和车架内。

盾构施工过程中，在其作业区域和隧道内不同程度存在工作环境内温度高的问题，通常在37度以上，这对设备运行的经济性、安全性和作业人员的工作效率及身体健康都造成了较大的影响。因而需要一套降温设备，将引入的外部新鲜空气降温后对隧道作业面进行冷却。

目前使用的盾构机的冷风系统为水冷冷水机组与空气冷却装置组合，即水冷冷水机组安装在盾构机的后配套拖车上，在冷水机组上方的风管内部依次设置有二次风机、热交换器；热交换器通过管路连接到冷水机组出水口，热交换器和冷水机组的出水口之间的管路上还安装有管道泵、冷媒水箱；冷水机组冷却水连接到外循环水系统。但是上述盾构机的冷风系统存在的缺点为：机组体积较大，不适宜相对狭窄的作业面；制冷机组为单机运行，设备功率大，机组启动电流较大，对配电要求较高；因采取了二次热交换，及增设循环水泵，因而设备的能效比较差；单机运行设备的可靠性较低；设备性价比低。

专利公开号为CN109268055A的中国专利公开了一种盾构机施工降温系统，包括台车车架、冷水机组、表冷器和冷却塔；冷水机组设置在台车车架上，台车车架上设置有通风道，表冷器设置于通风道内；冷水机组具有冷冻出水口、冷冻回水口、循环出水口和循环回水口；冷冻出水口和冷冻回水口之间连接有表冷器，循环出水口和循环回水口之间连接有冷却塔。

上述专利中的盾构机施工降温系统利用冷水机组对循环水降温处理为冷冻水，将冷冻水引入表冷器对通风道内的风进行冷却，从而对盾构机施工环境进行降温，而循环水又可以通过与冷却塔的热交换进行降温冷却，从而将盾构机施工环境的热量转移到外部，可以明显缓解施工环境的湿热程度，解决了现有技术的盾构机的降温系统降温效果差的问题；但仍然是单机运行，设备功率大，机组启动电流较大，对配电要求较高且设备运行可靠性低，一旦制冷系统故障则影响整体运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置及其工作方法，它结构可靠性好、制冷能效比高、运行成本低，通过该装置的运行在有效的降低盾构机操作区域的温度的同时，降低了制冷机组的运行能耗，提高了盾构机掘进作业的经济性。

本发明的目的是这样实现的：一种盾构机二次通风冷却的空气冷却装置，包括盾构机车架，所述盾构机车架的一侧安装有二次通风冷却器和压缩冷凝机组，所述二次通风冷却器和压缩冷凝机组之间通过避震软管相连；

所述盾构机车架顶部设置有进风管路和送风管路，所述进风管路与二次通风冷却器上的进风口相连，所述送风管路与二次通风冷却器上的出风口相连；

所述压缩冷凝机组内包括多台压缩机，多台压缩机并联，且每台压缩机均设置有与其单独匹配的制冷循环系统。

所述制冷循环系统包括冷凝器；