一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置
本技术涉及隧道模拟实验，具体涉及一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置。
背景技术：
1、隧道初期支护浇筑过程中采取的主要形式为喷射混凝土支护，其施工过程中，水泥浆液通过喷嘴以高速被喷射到目标表面，水泥颗粒与空气中的颗粒发生碰撞，导致水泥颗粒破碎成更小的颗粒，小颗粒将形成粉尘在空气中悬浮。除此之外，在混凝土表面，水泥颗粒可能由于振动和表面摩擦而产生粉尘，一些情况下，混凝土从料斗中落下时，可能会形成落差，导致水泥颗粒在空气中产生粉尘。水泥粉尘因为气流的作用而飘散到周围空间，这个过程会导致粉尘扩散到施工现场的其他区域，对工人和环境造成潜在影响。因此，通过模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，模拟粉尘扩散，从而更好地为后续降尘提供试验基础。
2、现有的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置中，其喷嘴的设计较为单一，不能准确模拟喷射过程中粉尘扩散的实际情况，且易发生粉尘堵塞问题；此外，现有的试验装置结构较复杂，不符合经济适用性原则。
3、综上，本实用新型提供一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，以解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
1、本实用新型目的在于提供一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装，以解决现有技术中存在的技术问题。具体技术方案如下：
2、一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，包括粉尘扩散装置和隧道模型，所述粉尘扩散装置位于所述隧道模型内部；
3、所述粉尘扩散装置包括粉尘储存装置、粉尘喷射装置和粉尘输送系统；所述粉尘输送系统一端连接所述粉尘储存装置，另一端连接所述粉尘喷射装置；
4、所述粉尘输送系统包括鼓风机和输送管道，所述输送管道一端连接粉尘储存装置，另一端连接粉尘喷射装置；所述鼓风机向输送管道内输送和压缩空气，实现粉尘从粉尘储存装置到粉尘喷射装置的输送。
5、进一步的，所述输送管道包括输送主管、气体输送管道和粉尘输送管道；所述气体输送管道首端与鼓风机连接，所述粉尘输送管道首端与粉尘储存装置连接，所述气体输送管道和粉尘输送管道的末端交汇并与所述输送主管的第一端连接；所述输送主管的第二端与所述粉尘喷射装置连接。
6、进一步的，所述气体输送管道沿输送主管方向直径逐渐减小。
7、进一步的，所述粉尘喷射装置包括旋转式多口喷枪和驱动装置，所述旋转式多口喷枪包括可活动式底座和多口喷嘴，多个所述多口喷嘴设置于可活动式底座上；所述可活动式底座与粉尘输送系统连接；
8、所述驱动装置与所述可活动式底座连接，驱动可活动式底座旋转。
9、进一步的，所述可活动式底座为半圆形，所述可活动式底座上由中心向外围均匀分布有13个多口喷嘴。
10、进一步的，多口喷嘴为圆锥形，直径为0.5cm。
11、进一步的，所述驱动装置包括旋转齿轮、传动杆和微型电机。
12、进一步的，所述粉尘储存装置包括粉尘储存容器，所述粉尘储存容器上方设置有装料口，所述装料口上设有装料口密封盖；
13、所述粉尘储存容器侧部设有出料口，所述出料口与所述粉尘输送系统连接；
14、所述粉尘储存容器下方设置有进气口，所述进气口处安装有滤网。
15、进一步的，所述滤网的孔径小于0.05mm。
16、进一步的，还包括通风管道。
17、应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
18、(1)本实用新型提供一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，包括粉尘扩散装置和隧道模型，所述粉尘扩散装置位于所述隧道模型内部；所述粉尘扩散装置包括粉尘储存装置、粉尘喷射装置和粉尘输送系统；所述粉尘输送系统一端连接所述粉尘储存装置，另一端连接所述粉尘喷射装置；所述粉尘输送系统包括鼓风机和输送管道，所述输送管道一端连接粉尘储存装置，另一端连接粉尘喷射装置；所述鼓风机向输送管道内输送和压缩空气，实现粉尘从粉尘储存装置到粉尘喷射装置的输送。通过鼓风机实现空气的输送和压缩，调节输送管道内的压强，实现粉尘从粉尘储存装置到粉尘喷射装置的输送，同时可降低粉尘堵塞发生的概率。
19、(2)本实用新型中，所述气体输送管道沿输送主管方向直径逐渐减小，可保证气体流动更为均匀稳定。
20、(3)本实用新型中，所述粉尘喷射装置包括旋转式多口喷枪和驱动装置，所述旋转式多口喷枪包括可活动式底座和多口喷嘴，多个所述多口喷嘴设置于可活动式底座上；所述可活动式底座与粉尘输送系统连接；所述驱动装置与所述可活动式底座连接，驱动可活动式底座旋转。如上设置可实现粉尘的多方向多角度喷射，增加模拟试验的实际性及灵活性。
21、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
技术特征：
1.一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，包括粉尘扩散装置(1)和隧道模型(2)，所述粉尘扩散装置(1)位于所述隧道模型(2)内部；
2.根据权利要求1所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述输送管道包括输送主管(5.2)、气体输送管道(5.3)和粉尘输送管道(5.4)；所述气体输送管道(5.3)首端与鼓风机(5.1)连接，所述粉尘输送管道(5.4)首端与粉尘储存装置(3)连接，所述气体输送管道(5.3)和粉尘输送管道(5.4)的末端交汇并与所述输送主管(5.2)的第一端连接；所述输送主管(5.2)的第二端与所述粉尘喷射装置(4)连接。
3.根据权利要求2所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述气体输送管道(5.3)沿输送主管(5.2)方向直径逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述粉尘喷射装置(4)包括旋转式多口喷枪和驱动装置(4.3)，所述旋转式多口喷枪包括可活动式底座(4.1)和多口喷嘴(4.2)，多个所述多口喷嘴(4.2)设置于可活动式底座(4.1)上；所述可活动式底座(4.1)与粉尘输送系统(5)连接；
5.根据权利要求4所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述可活动式底座(4.1)为半圆形，所述可活动式底座(4.1)上由中心向外围均匀分布有13个多口喷嘴(4.2)。
6.根据权利要求4所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，多口喷嘴(4.2)为圆锥形，直径为0.5cm。
7.根据权利要求4所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述驱动装置包括旋转齿轮(4.3.1)、传动杆(4.3.2)和微型电机(4.3.3)。
8.根据权利要求1所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述粉尘储存装置(3)包括粉尘储存容器(3.1)，所述粉尘储存容器(3.1)上方设置有装料口(3.2)，所述装料口(3.2)上设有装料口密封盖；
9.根据权利要求8所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，所述滤网的孔径小于0.05mm。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，其特征在于，还包括通风管道。
技术总结
本技术涉及隧道模拟实验技术领域，具体涉及一种模拟喷射混凝土粉尘扩散的试验装置，包括粉尘扩散装置和隧道模型，所述粉尘扩散装置位于隧道模型内部；所述粉尘扩散装置包括粉尘储存装置、粉尘喷射装置和粉尘输送系统；所述粉尘输送系统一端连接粉尘储存装置，另一端连接粉尘喷射装置；所述粉尘输送系统包括鼓风机和输送管道，所述输送管道一端连接粉尘储存装置，另一端连接粉尘喷射装置；所述鼓风机向输送管道内输送和压缩空气，实现粉尘从粉尘储存装置到粉尘喷射装置的输送。通过鼓风机实现空气的输送和压缩，调节输送管道内的压强，实现粉尘从粉尘储存装置到粉尘喷射装置的输送，同时可降低粉尘堵塞发生的概率。
技术研发人员：杨伟超,王蔚雯,胥义财,刘捷,宋金深,王新,雷明锋,邓锷
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：20240103
技术公布日：2024/9/23