CN102635363B - 用于盾构机的添加剂注入口、添加剂注入装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盾构机的添加剂注入口、添加剂注入装置及盾构机，属于土压盾构机领域。添加剂注入口包括：接管、以及与接管连接的输出阀组，输出阀组包括阀座、锥阀和销轴；阀座一端与接管连接，阀座的另一端设有与锥阀相匹配的锥形凹槽，阀座内设有若干将接管和锥形凹槽接通的第一通孔；锥阀上设有与销轴对应的第二通孔，锥阀通过第二通孔可滑动地安装到销轴的轴杆上；销轴的一端设有用于限制锥阀位置的顶部，销轴的另一端与阀座连接。添加剂注入装置包括：前述添加剂注入口、以及与添加剂注入口连接的管路。盾构机包括：主体、刀盘和前述添加剂注入装置。通过本发明的添加剂注入口，能够避免添加剂注入口发生堵塞和磨损。

Description

用于盾构机的添加剂注入口、添加剂注入装置及盾构机

技术领域

本发明涉及土压盾构机领域，特别涉及一种用于盾构机的添加剂注入口、添加剂注入装置及盾构机。

背景技术

盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。在采用盾构机进行隧道掘进施工时，通常会在盾构机上设置添加剂注入装置，通过该添加剂注入装置向泥土中注入添加剂，从而达到渣土改良、润滑减磨、止水防塌和防止结泥饼等目的。

一般地，添加剂注入装置包括添加剂注入口、泵、控制机构和管路。其中，添加剂注入口用于将管路中的添加剂注入到掌子面中。现有的添加剂注入口主要安装在盾构机的刀盘正面面板。具体地，现有的添加剂注入口包括与管路接通的短管、以及与短管连接的输出口。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

使用现有添加剂注入口注入添加剂时，添加剂注入口的输出口与掌子面直接接触，渣土容易进入添加剂注入口，使得添加剂注入口发生堵塞和磨损，导致添加剂无法注入到掌子面中。

发明内容

为了避免添加剂注入口发生堵塞和磨损，本发明实施例提供了一种用于盾构机的添加剂注入口、添加剂注入装置及盾构机。所述技术方案如下：

一种用于盾构机的添加剂注入口，所述添加剂注入口包括接管、以及与所述接管连接的输出阀组，所述输出阀组包括阀座、锥阀和销轴；所述阀座一端与所述接管一端连接，所述阀座的另一端设有与所述锥阀相匹配的锥形凹槽，所述阀座内设有若干将所述接管和所述锥形凹槽接通的第一通孔；所述锥阀上设有与所述销轴对应的第二通孔，所述锥阀通过所述第二通孔可滑动地安装到所述销轴的轴杆上；所述销轴的一端设有用于限制所述锥阀位置的顶部，所述销轴的另一端与所述阀座连接；

所述接管上设有用于与所述盾构机的刀盘的背面面板连接的法兰，所述法兰通过螺栓与所述背面面板固定连接。

其中，所述接管另一端内壁上设有密封圈。

其中，各所述第一通孔沿所述阀座的截面周向均匀分布。

其中，所述销轴的另一端通过弹簧垫圈固定在所述阀座另一端的螺纹孔中。

一种用于盾构机的添加剂注入装置，所述添加剂注入装置包括添加剂注入口、以及与所述添加剂注入口连接的管路，所述添加剂注入口为前述的添加剂注入口。

一种盾构机，所述盾构机包括主体、设在所述主体上的刀盘和设在所述主体上的添加剂注入装置，所述刀盘包括正面面板和背面面板，所述添加剂注入装置包括前述的添加剂注入口、以及与所述添加剂注入口连接的管路，且所述添加剂注入口位于所述正面面板和所述背面面板之间的同心孔中，所述管路设于所述主体上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过锥阀套在销轴一端上，销轴一端与阀座连接；锥阀在销轴一端滑动，能够与阀座的锥形凹槽的内壁活动连接；添加剂注入时，接管中添加剂流经阀座，并推开锥阀；锥阀朝靠近销轴的方向自动滑动，使锥阀与阀座之间产生一条空隙；添加剂能够从该空隙中注入到掌子面中；由于锥阀与阀座的接触面为锥面，能够使添加剂在锥阀与阀座的间隙处的注入时为单向流动，避免添加剂注入时，注入口外的渣土进入注入口；同时，添加剂未注入时，锥阀能够在掌子面土压作用下自动滑动至阀座的锥形凹槽处，有效防止渣土进入注入口，进而避免添加剂注入口发生堵塞和磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中提供的一种用于盾构机的添加剂注入口的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例1中提供的接管的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例1中提供的接管的主视图；

图4是本发明实施例1中提供的阀座的剖面结构示意图；

图5是本发明实施例1中提供的阀座的主视图；

图6是本发明实施例1中提供的锥阀的剖面结构示意图；

图7是本发明实施例3中提供的一种用于盾构机的添加剂注入口装配在刀盘上的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本发明实施例1提供了一种用于盾构机的添加剂注入口，该添加剂注入口包括接管1、以及与接管1连接的输出阀组；其中，该输出阀组包括阀座2、锥阀3和销轴4；阀座2的一端与接管1连接，阀座2的另一端设有与锥阀3相匹配的锥形凹槽13，阀座2内设有若干将该接管1和该锥形凹槽13接通的第一通孔14；锥阀3上设有与销轴4对应的第二通孔15；锥阀3通过该第二通孔15可滑动地安装到销轴4的轴杆上；销轴4的一端设有用于限制锥阀3位置的顶部，销轴4的另一端与阀座2连接。

具体地，阀座2的一端设有与接管1相匹配的柱形凹槽16。接管1一端能够固定在阀座2一端的柱形凹槽16中时，第一通孔14将锥形凹槽13和柱形凹槽16接通。

具体地，由于锥阀3的锥面与阀座2的锥面具有一定的角度，使得液体通过锥阀3和阀座2的间隙时具有单向性。

具体地，锥阀3安装在销轴4的轴杆上，能通过该第二通孔15在销轴4一端上进行滑动，并与阀座2一端的锥形凹槽13内壁活动连接。在实际应用中，锥阀3与销轴4采用间隙装配。

进一步地，参见图2～图3，该接管1另一端上设有用于与盾构机的刀盘的背面面板6连接的法兰7。具体地，法兰7通过螺栓8与背面面板6固定连接。

值得说明的是，现有的添加剂注入口安装在刀盘正面，在掘进施工中一旦损坏就无法更换。本发明实施例1中的添加剂注入口能够解决该问题。当需要检修、清洗和更换添加剂注入口时，工作人员在刀盘的背面面板6上拆下螺栓8，抽出接管1；然后进行清洗和更换。这样，在刀盘背面操作拆装十分方便，只需一人就能完成检修和拆卸工作。

其中，接管1另一端内壁上设有密封圈9。具体地，当接管1另一端与后部管路连接时，密封圈9用于加固连接，避免管路中液体漏出。

进一步地，参见图4～图5，各第一通孔14沿阀座2的截面周向均匀分布。具体地，该第一通孔14采用不锈钢材料制造。优选地，第一通孔14的数量为8个。

具体地，参见图6，锥阀3由具有一定弹性的耐磨橡胶材料和钢板制成。钢板嵌入橡胶材料中，增加了它的刚度，可以有效防止锥阀3在高注入压力下发生变形、反转和磨损。

其中，销轴4一端通过弹簧垫圈10固定在阀座2另一端的螺纹孔17中。具体地，销轴4一端设有与螺纹孔17对应的外螺纹。弹簧垫圈10套在销轴4一端的外螺纹上，能够加固销轴4与阀座2的连接。

下面简要介绍一下本发明实施例1中提供的一种用于盾构机的添加剂注入口的工作原理：

添加剂未注入时，在掌子面土压作用下，锥阀3与阀座2是闭合的，可以防止渣土逆流进入注浆管中引起堵塞。添加剂注入时，添加剂与水混合液经过接管1和阀座2中第一通孔14，对锥阀3产生压力并顶开锥阀3，并通过锥阀3与阀座2之间的微小间隙，喷射到掌子面上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过锥阀3套在销轴4一端上，销轴4一端与阀座2连接；锥阀3在销轴4一端滑动，能够与阀座2的锥形凹槽13的内壁活动连接；添加剂注入时，接管1中添加剂流经阀座2，并推开锥阀3；锥阀3朝靠近销轴4的方向自动滑动，使锥阀3与阀座2之间产生一条空隙；添加剂能够从该空隙中注入到掌子面中；由于锥阀3与阀座2的接触面为锥面，能够使添加剂在锥阀3与阀座2的间隙处的注入时为单向流动，避免添加剂注入时，注入口外的渣土进入注入口；同时，添加剂未注入时，锥阀3能够在掌子面土压作用下自动滑动至阀座2的锥形凹槽13处，有效防止渣土进入注入口，进而避免添加剂注入口发生堵塞和磨损。

实施例2

参见图1或图7，本发明实施例2提供了一种用于盾构机的添加剂注入装置，该添加剂注入装置包括添加剂注入口、以及与添加剂注入口连接的管路11。

具体地，该添加剂注入口为本发明实施例1中提供的添加剂注入口。

进一步地，该添加剂注入口的接管1另一端通过螺母12与管路11相连。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过锥阀3套在销轴4一端上，销轴4一端与阀座2连接；锥阀3在销轴4一端滑动，能够与阀座2的锥形凹槽13的内壁活动连接；添加剂注入时，接管1中添加剂流经阀座2，并推开锥阀3；锥阀3朝靠近销轴4的方向自动滑动，使锥阀3与阀座2之间产生一条空隙；添加剂能够从该空隙中注入到掌子面中；由于锥阀3与阀座2的接触面为锥面，能够使添加剂在锥阀3与阀座2的间隙处的注入时为单向流动，避免添加剂注入时，注入口外的渣土进入注入口；同时，添加剂未注入时，锥阀3能够在掌子面土压作用下自动滑动至阀座2的锥形凹槽13处，有效防止渣土进入注入口，进而避免添加剂注入口发生堵塞和磨损。

实施例3

参见图7，本发明实施例3提供了一种盾构机，该盾构机包括主体、设在主体上的刀盘和设在主体上的添加剂注入装置，该刀盘包括正面面板5和背面面板6。

其中，该添加剂注入装置为本发明实施例2中提供的添加剂注入装置，即该添加剂注入装置包括本发明实施例1中提供的添加剂注入口、以及与添加剂注入口连接的管路。并且，该添加剂注入装置的添加剂注入口位于正面面板5和背面面板6之间的同心孔中。该管路设于主体上。

具体地，添加剂注入口的阀座2的外壁与正面面板5上同心孔内壁连接。接管1另一端外壁与背面面板6上同心孔内壁连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过锥阀3套在销轴4一端上，销轴4一端与阀座2连接；锥阀3在销轴4一端滑动，能够与阀座2的锥形凹槽13的内壁活动连接；添加剂注入时，接管1中添加剂流经阀座2，并推开锥阀3；锥阀3朝靠近销轴4的方向自动滑动，使锥阀3与阀座2之间产生一条空隙；添加剂能够从该空隙中注入到掌子面中；由于锥阀3与阀座2的接触面为锥面，能够使添加剂在锥阀3与阀座2的间隙处的注入时为单向流动，避免添加剂注入时，注入口外的渣土进入注入口；同时，添加剂未注入时，锥阀3能够在掌子面土压作用下自动滑动至阀座2的锥形凹槽13处，有效防止渣土进入注入口，进而避免添加剂注入口发生堵塞和磨损。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于盾构机的添加剂注入口，所述添加剂注入口包括接管、以及与所述接管连接的输出阀组，其特征在于，所述输出阀组包括阀座、锥阀和销轴；所述阀座一端与所述接管一端连接，所述阀座的另一端设有与所述锥阀相匹配的锥形凹槽，所述阀座内设有若干将所述接管和所述锥形凹槽接通的第一通孔；所述锥阀上设有与所述销轴对应的第二通孔，所述锥阀通过所述第二通孔可滑动地安装到所述销轴的轴杆上；所述销轴的一端设有用于限制所述锥阀位置的顶部，所述销轴的另一端与所述阀座连接；

所述接管上设有用于与所述盾构机的刀盘的背面面板连接的法兰，所述法兰通过螺栓与所述背面面板固定连接。

2.如权利要求1所述的添加剂注入口，其特征在于，所述接管另一端内壁上设有密封圈。

3.如权利要求1所述的添加剂注入口，其特征在于，各所述第一通孔沿所述阀座的截面周向均匀分布。

4.如权利要求1所述的添加剂注入口，其特征在于，所述销轴的另一端通过弹簧垫圈固定在所述阀座另一端的螺纹孔中。

5.一种用于盾构机的添加剂注入装置，所述添加剂注入装置包括添加剂注入口、以及与所述添加剂注入口连接的管路，其特征在于，所述添加剂注入口为权利要求1～4任一项所述的添加剂注入口。

6.一种盾构机，所述盾构机包括主体、设在所述主体上的刀盘和设在所述主体上的添加剂注入装置，所述刀盘包括正面面板和背面面板，其特征在于，所述添加剂注入装置包括权利要求1～4任一项所述的添加剂注入口、以及与所述添加剂注入口连接的管路，且所述添加剂注入口位于所述正面面板和所述背面面板之间的同心孔中，所述管路设于所述主体上。