CN103452559B - 竖井盾构机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖井盾构机，其盾体内设有刀盘驱动系统，刀盘驱动系统的转动输出端固定设置有伸向前端的连接筒体，连接筒体的前端固定有内部具有封闭的空腔的刀盘，连接筒体通过主轴承转动支撑在盾体上，刀盘的空腔中安装有搅拌装置，刀盘的外表面上布设有刀具，刀盘上留有连通其空腔和外界的进渣口，盾体内设置有主梁，主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道，泥浆输送管道的前端一直延伸出刀盘的前端面，刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道，排渣管道的后端通过主梁中伸出，盾体的后端设置有推进系统，推进系统的推进油缸用于顶在管片拼装机已装成的管片上。本发明可使竖井全断面一次成型，使竖井掘进速度大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于进行竖井作业的机械装置，尤其涉及一种竖井盾构机。
背景技术
在开挖地下矿藏时，需要在挖掘地层形成竖井，随着国民经济的发展，对地下矿藏的需求越来越多，地下矿藏的开采也由露天开采转为了地下开采，竖井的建设也在快速增长，但是竖井挖掘装置并没有随着竖井建设工程的增长而改进，现有技术中的竖井挖掘装置依然比较落后。目前的竖井一般都是人工自上而下掘进，当够一定深度以后，再由下向上砌壁，掘进和砌壁交替进行，有时在砌壁之前还需要向井壁上喷浆，工序众多，施工繁琐，并且效率极低，另外，人工进行竖井的建设，一旦发生意外，容易造成人员的伤亡。
发明内容
本发明的目的是提供一种的竖井盾构机，以解决现有技术中的竖井建设效率低的问题。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种竖井盾构机，包括盾体，盾体的后部设置有管片拼装机，盾体内设有刀盘驱动系统，刀盘驱动系统的转动输出端固定设置有伸向前端的连接筒体，连接筒体的前端固定有内部具有封闭的空腔的刀盘，连接筒体通过主轴承转动支撑在盾体上，刀盘的空腔中安装有搅拌装置，刀盘的外表面上布设有刀具，刀盘上留有连通其空腔和外界的进渣口，盾体内设置有主梁，主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道，泥浆输送管道的前端一直延伸出刀盘的前端面，刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道，排渣管道的后端通过主梁中伸出，盾体的后端设置有推进系统，推进系统的推进油缸用于顶在管片拼装机已装成的管片上。
所述的刀盘为半椭球形刀盘。
所述的刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。
所述的搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶片。搅拌轴为具有内孔的空心轴，搅拌轴通过电机驱动。
所述的刀盘驱动系统为液压马达驱动系统或电机驱动系统。
所述的推进油缸为液压推进缸。
本发明采用刀盘对竖井进行开挖，开挖速度快，并且采用管片拼装机在开挖好的竖井壁上将管片拼装成环形，不需要进行喷浆和切壁，效率很高，在节约施工成本的同时还提高了支护效率。并且还具有独立的进泥浆系统和排渣系统，进泥浆系统的泥浆输送管道延伸至刀盘的前端面，在泥浆泵的作用下，高压的泥浆会由泥浆输送管道的出口流入刀盘与渣土之间的缝隙，刀盘切削下来的渣土在泥浆的带动下进入刀盘的空腔内，刀盘空腔内的搅拌装置将泥浆与渣土混合均匀。在搅拌装置上方安装有排渣管道，在排渣泵的作用下，将混合均匀的泥浆和渣土通过管道排出。突破性地解决了传统竖井施工排渣效率低的问题。竖井设备边掘边排，所需泥浆数量少，可以使得竖井一次成型，大大提高了施工速度，所以竖井建设速度很高。同时，在高压泥浆流过刀具的表面时还会将粘结在刀具上的细微屑带走，不仅能完成可靠的排渣工作，还能将刀具上粘接的难以清除的细微屑清除掉，防止细屑在刀具与岩石之间反复摩擦，能可靠的延长刀具的寿命，并且，由于渣屑排除的非常彻底，刀具的开挖效率很高。
本发明的刀盘空腔内设置搅拌装置，使渣土与泥浆混合均匀，提高了排渣的效率。
本发明的刀盘为椭圆形刀盘，刀盘受力更加合理，并且椭圆形刀盘还增大了安装刀具的面积和出渣开口率。
本发明的刀盘上的刀具是沿螺旋线布置的，在切割岩体的同时又起到收渣的作用。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是图1的左视图。
具体实施方式
一种竖井盾构机的实施例，在图1和图2中，其盾体1为圆柱形的盾体，在盾体1的后部设置有管片拼装机2，这里的管片拼装机2为现有技术中的管片拼装机，其结构形式与工作方式与现有技术中的地铁隧道盾构机的管片拼装机一样，在此不再详述。在盾体1的内部设置有刀盘驱动系统3，这里的刀盘驱动系统3是齿轮驱动系统，具有一个由液压马达驱动的驱动齿轮，液压马达固定在盾体1上，驱动齿轮与齿圈啮合传动，齿圈与连接筒体4的后部固定在一起。连接筒体4通过主轴承回转支承设置在盾体1上，这样，液压马达可以通过齿轮之间的传动驱动连接筒体4转动。在连接筒体4的前端部固定设置有刀盘5，这里的刀盘5为半个椭球状，并且刀盘5的前端部为椭球的较尖的端头。刀盘5的内部具有封闭的空腔，并在刀盘空腔的后端设置有封板，这样就可以使得刀盘5具有封闭的空腔。在刀盘5的外表面上布设有刀具，各个刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。在刀盘5上还布设有进渣口6，各个进渣口6均连通刀具的空腔和外界。在盾体1设置有主梁，主梁中具有泥浆输送管道7，泥浆输送管道7的两端均穿出主梁，并且泥浆输送管道7的前端一直向前延伸至刀盘5的前端面，刀盘5的后端部设置有排渣管道8，排渣管道8通过封板上开设的孔与刀盘的空腔连通。排渣管道8由盾体的后端伸出，在泥浆输送管道7上设置有泥浆泵9，泥浆泵9向前端加压，在排渣管道8上设置有排渣泵10，排渣泵10向后端加压。在盾体1后端面的外缘布设有推进油缸11，推进油缸11的缸体固定在盾体1上，推进油缸11的活塞杆作用于顶压在拼装成环形的管片上。
在刀盘5的空腔中具有搅拌装置，搅拌装置的搅拌轴12为具有内孔的空心轴，搅拌轴12通过其内孔转动设置在泥浆输送管道7上，搅拌轴12的后端部固定有从动齿轮，在连接筒体4内设置有液压马达13，液压马达13的输出轴穿过刀盘的封板，并在穿过刀盘的封板的部分上设置有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传递。在搅拌轴12上设置有搅拌叶片14。
本实施例中给出了一种具体的搅拌装置，也可以在泥浆输送管道外周的部分内设置有多个搅拌装置，只是搅拌装置的叶片较小，不会与泥浆输送管道发生干涉。
本实施例中的刀盘驱动系统为一种具体的驱动系统，驱动系统中各部件的设置方式有很多具体的方式，这对本领域的技术人员来说都是常见的技术，再次不再一一列举。
在使用时，刀盘在驱动系统和推进系统的作用下切割岩体，管片拼装机随后在已掘出的竖井壁上拼装管片15，拼装好的管片既起到稳定井壁的作用，同时又为刀盘提供推进力。推进油缸的活塞杆推压在拼装好的管片上，活塞杆持续伸出，推动刀盘继续向下掘进。当推进缸的活塞杆完全伸出以后，活塞杆会缩回，管片拼装机开始拼装新的管片，管片拼装完成后，推进缸的活塞杆再次继续伸出，顶压在新拼装出来的管片上，推进刀盘继续向下掘进，直至完成整个竖井的施工。
Claims (6)
1.一种竖井盾构机，其特征在于：包括盾体，盾体的后部设置有管片拼装机，盾体内设有刀盘驱动系统，刀盘驱动系统的转动输出端固定设置有伸向前端的连接筒体，连接筒体的前端固定有内部具有空腔的刀盘，连接筒体通过主轴承转动支撑在盾体上，刀盘的空腔中安装有搅拌装置，刀盘的外表面上布设有刀具，刀盘上留有连通其空腔和外界的进渣口，盾体内设置有主梁，主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道，泥浆输送管道的前端一直延伸出刀盘的前端面，刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道，排渣管道的后端通过主梁中伸出，盾体的后端设置有推进系统，推进系统的推进油缸用于顶在管片拼装机已装成的管片上。
2.根据权利要求1所述的竖井盾构机，其特征在于：所述的刀盘为半椭球形刀盘。
3.根据权利要求2所述的竖井盾构机，其特征在于：所述的刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。
4.根据权利要求1或2或3所述的竖井盾构机，其特征在于：所述的搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶片，搅拌轴为具有内孔的空心轴，搅拌轴通过电机驱动。
5.根据权利要求4所述的竖井盾构机，其特征在于：所述的刀盘驱动系统为液压马达驱动系统或电机驱动系统。
6.根据权利要求5所述的竖井盾构机，其特征在于：所述的推进油缸为液压推进缸。
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