一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置

摘要

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置。本发明无风管送风装置包括送风井、进风通道和送风廊道，其中送风井部分位于地面以上，送风井与外界连接；进风通道一端通过送风井与室外相通，另一端与送风廊道连接，进风通道内设送风机；送风廊道沿地下式水处理构筑物宽度方向布置，朝向通风目标区域一侧上部设置轻质实墙，下部靠近人员活动区域设置孔隙率沿构筑物宽度方向发生变化的均流孔板；送风井四周进风口处设消声防雨百叶，内部设有阵列消声器。本发明通过对消声防雨百叶和阵列消声器中的吸声护面板、吸声材料进行改进，大大降低了无风管送风装置在运行时产生的噪音。

权利要求

1.一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，无风管送风装置包括送风井、进风通道和送风廊道，其中送风井部分位于地面以上，送风井与外界连接；

进风通道一端通过送风井与室外相通，另一端与送风廊道连接，进风通道内设送风机；

送风廊道沿地下式水处理构筑物宽度方向布置，朝向通风目标区域一侧上部设置轻质实墙，下部靠近人员活动区域设置孔隙率沿构筑物宽度方向发生变化的均流孔板；

送风井四周进风口处设消声防雨百叶，内部设有阵列消声器；

消声防雨百叶由外框框架、吸声护面板、吸声材料组成，吸声材料厚度为吸声护面板的

3 5倍；

~

吸声护面板或吸声材料的制备方法包括以下步骤：将预处理的黄麻纤维和玄武岩纤维混合后用10% 25%固含量的聚砜树脂溶液喷涂，再依次进行干燥和热压成型处理，即得；

~

预处理的黄麻纤维的制备方法包括以下步骤：将黄麻纤维清洗，置于10wt% 15wt%的氢~

氧化钠浸泡1 2h，30 35℃烘箱干燥3 5h，再用防潮涂料高压喷涂后，置于30 35℃烘箱干燥~ ~ ~ ~

10 12h，即得；

~

防潮涂料的制备方法包括以下步骤：将2 3份聚二甲基硅氧烷预聚物和100 120份乙酸~ ~

乙酯混合，得到混合液；然后加入12 15份气相二氧化硅搅拌0.5 1.5h，再加入1 1.3份油醇~ ~ ~

聚醚‑10搅拌1 2h，即得。

~

2.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，预处理的黄麻纤维、玄武岩纤维和聚砜树脂质量比为40：（10 15）：（45 50）。

~ ~

3.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，阵列消声器为金属外壳尖劈体式，由金属外壳框架、吸声护面板、吸声材料、安装支架组成，阵列消声器通过不锈钢支架模块化固定于风井内；阵列消声器的吸声护面板与消声防雨百叶的吸声护面板材料相同，阵列消声器的吸声材料与消声防雨百叶的吸声材料相同。

4.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，进风通道与送风井之间采用圆角连接。

5.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，送风机落地式安装于地下一层的进风通道内。

6.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，送风机为小型变频轴流风机，配套带弹簧减振器，以及配套带导流板与集流器。

7.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，送风机出风口设置扩压器与阵列消声器，送风机出风口的外侧设置电动调节阀。

8.根据权利要求1适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，其特征在于，根据送风廊道内部空气静压分布不同，均流孔板孔隙率沿构筑物宽度方向发生相应的变化，对应送风机出口处由于空气静压大，均流孔板的孔隙率较小，其余位置孔隙率较大，以实现单向活塞流。

说明书

一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置

技术领域

[0001] 本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置。

背景技术

[0002] 地下式水处理构筑物已成为市政工程建设的新方向，它一般分三层：地面层、地下一层与地下二层。地面层设置排风井与行人车辆进出通道口，地下一层为设备起吊与巡视
空间，地下二层设置水处理构筑物。其中地下一层为人员主要逗留区，由于相对封闭，自然
通风条件差，必须于此设置机械通风系统保证空气质量。

[0003] 目前我国已建的地下式水处理构筑物中，普遍采用风管送风，即布置大量送风管吊装在地下一层结构顶板下部，这种方式具有通风换气存在死角、运行能耗与噪音大、维修
保养不便、成本高等缺陷。针对现有技术存在的缺陷，本发明人前期研究出了无风管送风装
置(公开号为CN109322376A)，具有空气龄与污染物(主要是H2S)低，通风效率与排污效率高
等特点，能够有效降低地下式水处理构筑物的整体埋深，降低风机压头，节省程建设初投
资、运行能耗与维护成本，但在实际使用过程中发现该装置的消声效果仍有待提高，这是因
为无风管送风装置置于地下式水处理构筑物，空气湿度较大，使消声防雨百叶和吸声护面
板未能正常发挥消声作用。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，通过对消声防雨百叶和阵列消声器中的吸声护面板、吸声材料进行改进，大大降低了无风管送风装置
在运行时产生的噪音。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置，无风管送风装置包括送风井、进风通道和送风廊道，其中

[0007] 送风井部分位于地面以上，送风井与外界连接，用于送入新鲜空气；

[0008] 进风通道一端通过送风井与室外相通，另一端与送风廊道连接，进风通道内设送风机；

[0009] 送风廊道沿地下式水处理构筑物宽度方向布置，向通风目标区域送风，在送风管廊内产生单向活塞流，朝向通风目标区域一侧上部设置轻质实墙，下部靠近人员活动区域
设置孔隙率沿构筑物宽度方向发生变化的均流孔板；

[0010] 送风井四周进风口处设消声防雨百叶，内部设有阵列消声器，尽量减小进风口处的噪音，避免对周围居民产生影响；

[0011] 消声防雨百叶由外框框架、吸声护面板、吸声材料组成，吸声材料厚度为吸声护面板的3～5倍；

[0012] 吸声护面板或吸声材料的制备方法包括以下步骤：将预处理的黄麻纤维和玄武岩纤维混合后用10％～25％固含量的聚砜树脂溶液喷涂，再依次进行干燥和热压成型处理，
即得。

[0013] 进一步地，干燥时温度变化为：40℃/1.5h，90℃/3h，140℃/1.5h。

[0014] 进一步地，热压成型处理的温度为200～230℃，压力为1～2MPa，保压时间为20min。

[0015] 进一步地，预处理的黄麻纤维、玄武岩纤维和聚砜树脂质量比为40：(10～15)：(45～50)。

[0016] 进一步地，聚砜树脂溶液的制备方法包括以下步骤：将聚砜树脂与四氢呋喃混合，得到固含量为10％～25％的聚砜树脂溶液。

[0017] 进一步地，预处理的黄麻纤维的制备方法包括以下步骤：将黄麻纤维清洗，置于10wt％～15wt％的氢氧化钠浸泡1～2h，30～35℃烘箱干燥3～5h，再用防潮涂料高压喷涂
后，置于30～35℃烘箱干燥10～12h，即得；

[0018] 防潮涂料的制备方法包括以下步骤：将2～3份聚二甲基硅氧烷预聚物和100～120份乙酸乙酯混合，得到混合液；然后加入12～15份气相二氧化硅搅拌0.5～1.5h，再加入1～
1.3份油醇聚醚‑10搅拌1～2h，即得。

[0019] 进一步地，阵列消声器为金属外壳尖劈体式，由金属外壳框架、吸声护面板、吸声材料、安装支架组成，阵列消声器通过不锈钢支架模块化固定于风井内；阵列消声器的吸声
护面板与消声防雨百叶的吸声护面板材料相同，阵列消声器的吸声材料与消声防雨百叶的
吸声材料相同。

[0020] 进一步地，进风通道与送风井之间采用圆角连接，以降低送风阻力。

[0021] 进一步地，送风机落地式安装于地下一层的进风通道内，与悬挂安装相比，该方式能够使风机尽量远离进风口，减小风机运行时产生的噪音对地面居民的影响。

[0022] 进一步地，送风机为小型变频轴流风机，配套带弹簧减振器，以及配套带导流板与集流器。

[0023] 进一步地，送风机出风口设置扩压器与阵列消声器，扩压器可降低送入空气的动压，提高其静压。送风机出风口的外侧设置电动调节阀，可通过调节电动调节阀的阀门开度
调节送风量。

[0024] 进一步地，送风廊道相当于一静压箱，可减少进入送风廊道气流的动压，增加

[0025] 其静压，除了稳定气流获得均匀的出风外还能减弱气流振动从而降低噪音。

[0026] 进一步地，考虑到施工巡检人员主要在地下一层设备起吊及巡视空间的地面活动，空间上方的空气品质不受到重点关注，故在送风廊道朝向人员活动区域一侧上部安装
轻质实墙，下部安装均流孔板，且均流孔板的高度略大于人体平均身高，该安装方式能够使
地面附近气流速度较大，充分稀释施工巡检人员附近的污染物，在保证人员活动区域空气
品质的同时减少送风量，降低运行能耗。

[0027] 进一步地，根据送风廊道内部空气静压分布不同，均流孔板孔隙率沿构筑物宽度方向发生相应的变化，对应送风机出口处由于空气静压大，均流孔板的孔隙率较小，其余位
置孔隙率较大，以实现单向活塞流。

[0028] 进一步地，为提高通风目标区域的气流均匀性，降低送风阻力，无风管送风装置一般采用正向安装。在某些建设用地不足的特殊情况下，可将装置反向安装。

[0029] 本发明还提供了一种地下式水处理构筑物的无风管通风方法，方法包括以下步骤：

[0030] 步骤1，开启送风机后室外新鲜空气通过消声防雨百叶进入送风井；

[0031] 步骤2，新鲜空气经过位于送风井内的阵列消声器后至进风通道内部的导流板；

[0032] 步骤3，新鲜空气经过导流板、集流器，被导流至送风机；

[0033] 步骤4，新鲜空气通过送风机，经扩压器增压后运动至位于送风机出口处的阵列消声器，然后通过电动调节阀至送风廊道；

[0034] 步骤5，新鲜空气通过送风廊道内的均流孔板，以单向活塞流的形式运动至人员活动区域。

[0035] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0036] (1)本发明对黄麻纤维进行预处理，再与玄武岩纤维和聚砜树脂溶液制得了吸声材料，经实验一证明，吸声材料具有较好弯曲强度和冲击强度，吸音系数高，湿涨率低，从而
使消声防雨百叶和阵列消声器能够正常发挥作用，减小噪音的产生。

[0037] (2)本发明送风阻力小于传统的风管装置，送风机压头的减小可有效降低风机运行噪音，而送风机的合理布置以及在送风廊道下方出口设置均流孔板，实现了人员活动区
域空气的类单向活塞流动，提高了内部气流的速度均匀性，减少送风量而减少噪音的产生，
还通过消声防雨百叶和阵列消声器进一步降低噪音的产生。

附图说明

[0038] 图1为本发明中送风装置俯视图。

[0039] 图2为本发明中送风装置侧视图。

[0040] 图3为本发明中均流孔板正视图。

[0041] 图4为本发明中消声防雨百叶剖面图。

[0042] 图5为本发明中阵列消声器剖面图。

[0043] 图中附图标记的含义：1.消声防雨百叶、2.阵列消声器、3.导流板、4.集流器、5.弹簧减震器、6.送风机、7.扩压器、8.电动调节阀、9.均流孔板、10.轻质实墙、11.施工巡检人
员、12.结构柱、13.外框框架、14.吸声护面板、15.吸声材料。

具体实施方式

[0044] 以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。

[0045] 在本发明中，聚二甲基硅氧烷预聚物购自上海金溪化学科技新材料有限公司，其他原料均可在市面上获得。

[0046] 实施例1、吸声材料

[0047] 吸声护面板或吸声材料的制备方法包括以下步骤：将预处理的黄麻纤维和玄武岩纤维混合后用20％固含量的聚砜树脂溶液喷涂，在温度为40℃/1.5h，90℃/3h，140℃/1.5h
的条件下干燥，再在温度为200℃，压力为1.5MPa，保压时间为20min的条件下热压成型处
理，即得。

[0048] 其中，预处理的黄麻纤维、玄武岩纤维和聚砜树脂质量比为40：15：50。

[0049] 预处理的黄麻纤维的制备方法包括以下步骤：将黄麻纤维清洗，置于10wt％的氢氧化钠浸泡1h，35℃烘箱干燥3h，再用防潮涂料高压喷涂后，置于35℃烘箱干燥10h，即得；

[0050] 防潮涂料的制备方法包括以下步骤：将3份聚二甲基硅氧烷预聚物和100份乙酸乙酯混合，得到混合液；然后加入12份气相二氧化硅搅拌1h，再加入1份油醇聚醚‑10搅拌1h，
即得。

[0051] 实施例2、吸声材料

[0052] 吸声护面板或吸声材料的制备方法包括以下步骤：将预处理的黄麻纤维和玄武岩纤维混合后用20％固含量的聚砜树脂溶液喷涂，在温度为40℃/1.5h，90℃/3h，140℃/1.5h
的条件下干燥，再在温度为200℃，压力为1MPa，保压时间为20min的条件下热压成型处理，
即得。

[0053] 其中，预处理的黄麻纤维、玄武岩纤维和聚砜树脂质量比为40：10：50。

[0054] 预处理的黄麻纤维的制备方法包括以下步骤：将黄麻纤维清洗，置于10wt％的氢氧化钠浸泡1h，35℃烘箱干燥3.5h，再用防潮涂料高压喷涂后，置于35℃烘箱干燥10h，即
得；

[0055] 防潮涂料的制备方法包括以下步骤：将2份聚二甲基硅氧烷预聚物和110份乙酸乙酯混合，得到混合液；然后加入12份气相二氧化硅搅拌1h，再加入1.1份油醇聚醚‑10搅拌
1h，即得。

[0056] 实施例3、吸声材料

[0057] 吸声护面板或吸声材料的制备方法包括以下步骤：将预处理的黄麻纤维和玄武岩纤维混合后用20％固含量的聚砜树脂溶液喷涂，在温度为40℃/1.5h，90℃/3h，140℃/1.5h
的条件下干燥，再在温度为210℃，压力为1.5MPa，保压时间为20min的条件下热压成型处
理，即得。

[0058] 其中，预处理的黄麻纤维、玄武岩纤维和聚砜树脂质量比为40：10：50。

[0059] 预处理的黄麻纤维的制备方法包括以下步骤：将黄麻纤维清洗，置于10wt％的氢氧化钠浸泡1h，35℃烘箱干燥3h，再用防潮涂料高压喷涂后，置于35℃烘箱干燥10h，即得；

[0060] 防潮涂料的制备方法包括以下步骤：将3份聚二甲基硅氧烷预聚物和110份乙酸乙酯混合，得到混合液；然后加入12份气相二氧化硅搅拌1h，再加入1.1份油醇聚醚‑10搅拌
1h，即得。

[0061] 对比例1、吸声材料

[0062] 与实施例3类似，区别在于，将气相二氧化硅替换为二氧化硅颗粒，其他与实施例3相同。

[0063] 对比例2、吸声材料

[0064] 与实施例3类似，区别在于，未添加油醇聚醚‑10，其他与实施例3相同。

[0065] 对比例3、吸声材料

[0066] 与实施例3类似，区别在于，油醇聚醚‑10的添加量为3份，其他与实施例3相同。

[0067] 对照组、吸声材料

[0068] CN109322376A的吸声材料。

[0069] 实验一、吸声材料的性能测试

[0070] 实验方法：

[0071] 弯曲强度按照GB/T 1449‑2005执行；

[0072] 冲击强度按照GB/T 1451‑2005执行；

[0073] 吸声系数按照GB50088‑1985T执行；

[0074] 湿涨率按照GB/T16422.3执行。

[0075] 表1性能测试结果

[0076]

[0077] 从表1可以看出，实施例1～3的吸声材料具有较好的弯曲强度和冲击强度，吸声系数在0.91～0.94之间，湿涨率低。与实施例3相比，对比例1采用的是二氧化硅颗粒，但所得
到吸声材料弯曲强度和冲击强度降低，湿涨率增加，推测其原因是因为二氧化硅颗粒的粒
径要比气相二氧化硅的粒径大很多倍，使防潮性能不好的黄麻纤维表面含有间隙较大的二
氧化硅颗粒，从而使其性能下降；对比例2采用了气相二氧化硅，但在黄麻纤维预处理过程
中未添加油醇聚醚‑10，其弯曲强度、冲击强度和吸声系数略减小，而湿涨率增加，推测是因
为气相二氧化硅由于粒径小，在与混合液搅拌时，不易混合均匀，还有可能是因为气相二氧
化硅由于粒径小，表面活化能较大而造成的；对比例3的湿涨率增加，推测是黄麻纤维表面
的表面活化能不均匀造成的，其原因有待进一步验证。

[0078] 实施例4、一种适用于地下式水处理构筑物的无风管送风装置

[0079] 如图1～5所示，地下式水处理构筑物的无风管送风装置由送风井、进风通道、送风廊道三部分组成。送风井包括消声防雨百叶1与阵列消声器2，进风通道包括阵列消声器2、
导流板3、集流器4、弹簧减振器5、送风机6、扩压器7与电动调节阀8，送风廊道包括均流孔板
9与轻质实墙10。

[0080] 消声防雨百叶1安装于送风井入口处；消声防雨百叶1由外框框架13、吸声护面板14、吸声材料15组成；吸声护面板14由实施例3的吸声材料组成，厚度为2mm；吸声材料15由
实施例3的吸声材料组成，厚度为8mm；所有连接坚固件均采用非金属材料。阵列消声器2通
过不锈钢支架模块化固定于送风井末端，便于拆装清洗。阵列消声器2为金属外壳尖劈体
式，由金属外壳框架16、吸声护面板17、吸声材料18、安装支架19组成；吸声护面板17由实施
例3的吸声材料组成，厚度为2mm；吸声材料17由实施例3的吸声材料组成，厚度为8mm。

[0081] 送风机6外侧设置圆锥形导流板3，前端设置圆弧形集流器4，起到引导收集气流，减小送风阻力的作用。送风机6下方设置弹簧减震器5，减小震动与噪音。送风机出口与扩压
器7相连，可提高气流的静压与均匀性。扩压器7后方设置阵列消声器2，减小风机产生的噪
音。阵列消声器2与电动调节阀8相连，通过调节电动调节阀8的阀门开度，可调节送风量大
小。

[0082] 送风廊道沿地下式水处理构筑物宽度方向布置。作为静压箱，它能够起到减小气流动压，增加气流静压，提高气流均匀性，降低噪音等作用。送风廊道朝向人员活动区域一
侧上部设置轻质实墙10，下部设置孔隙率沿构筑物宽度方向发生变化的均流孔板9，空气通
过均流孔板9以类单向活塞流的形式运动至人员活动区域。

[0083] 如图3所示，根据送风廊道内部空气静压分布不同，均流孔板9孔隙率沿构筑物宽度方向发生相应的变化。对应送风机出口处由于空气静压大，均流孔板9的孔隙率较小，其
余位置孔隙率较大，从而实现类单向活塞流。

[0084] 采用本发明的地下式水处理构筑物的无风管通风系统的方法包含如下步骤：

[0085] 步骤1，开启送风机6后室外新鲜空气通过消声防雨百叶1进入送风井；

[0086] 步骤2，新鲜空气经过位于送风井内的阵列消声器2后至进风通道内部的导流板3；

[0087] 步骤3，新鲜空气经过导流板3、集流器4，被导流至送风机6；

[0088] 步骤4，新鲜空气通过送风机6，经扩压器7增压后运动至位于送风机6出口处的阵列消声器2，然后通过电动调节阀8至送风廊道；

[0089] 步骤5，新鲜空气通过送风廊道内的均流孔板9，以类单向活塞流的形式运动至人员活动区域。

[0090] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完
成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。