CN103867211A

CN103867211A - 泥水盾构刀盘冲刷系统

Info

Publication number: CN103867211A
Application number: CN201410103414.7A
Authority: CN
Inventors: 杨城玺; 张公社; 李东升; 戴洪伟; 陈健; 邢慧堂; 王华伟; 孔玉清
Original assignee: China Railway 14th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 14th Bureau Group Equipment Co.,Ltd.
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN103867211B

Abstract

泥水盾构刀盘冲刷系统，包括水泵和喷嘴，喷嘴分布安装在泥水盾构刀盘上，喷嘴由中部喷嘴和周边喷嘴组成，中部喷嘴安装在鱼尾刀架的侧部，周边喷嘴分布在泥水盾构刀盘的刀臂的外表面，周边喷嘴的喷口朝向泥水盾构刀盘的外侧，周边喷嘴上部设置U型的护套，护套焊接在泥水盾构刀盘上，护套与泥水盾构刀盘通过高耐磨焊条焊接，所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁2-5%、氮化铬铁2-5%、氮化锰铁2-5%、钛铁5-10%、碳化钨5-10%、碳化钛5-10%、碳化钴1-5%、钨铁5-10%、金属锰10-25%、硼铁5-10%、独居石粉1-5%、硝化纤维素2-5%，余量为金属铁。

Description

泥水盾构刀盘冲刷系统

技术领域

本发明涉及一种泥水盾构刀盘清洗系统，确切地说是一种泥水盾构刀盘冲刷系统。

背景技术

在泥水盾构施工中，刀盘中心设置喷口，将泥水循环系统中的低压泥浆增压，并使增压后的高压泥浆通过喷口斜向连续冲刷泥土，使其不能附着在刀盘中心，进而达到保护刀具和刀盘的作用，但是刀盘臂上仍然聚集泥土。特别是在全断面膨胀性硬质粘土地层的盾构掘进施工中，刀盘臂上容易积累大量的泥土，造成刀盘的刀臂运行受阻。喷口裸露在刀盘上，由于泥土粘度大，泥土容易将喷口堵塞，附着物不能被冲刷掉，刀盘上聚集了大量的污泥使刀盘的工作效率大幅下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供种泥水盾构刀盘冲刷系统，能够将刀盘各个位置的附着泥土冲刷，同时能够保护喷嘴，不会造成喷嘴阻塞。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：泥水盾构刀盘冲刷系统，包括水泵和喷嘴，喷嘴分布安装在泥水盾构刀盘上，喷嘴由中部喷嘴和周边喷嘴组成，中部喷嘴安装在鱼尾刀架的侧部，周边喷嘴分布在泥水盾构刀盘的刀臂的外表面，周边喷嘴的喷口朝向泥水盾构刀盘的外侧，周边喷嘴上部设置U型的护套，护套焊接在泥水盾构刀盘上，护套与泥水盾构刀盘通过高耐磨焊条焊接，所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 2-5%、氮化铬铁 2-5%、氮化锰铁2-5 %、钛铁 5- 10%、碳化钨5-10%、碳化钛5-10%、碳化钴 1-5% 、钨铁5-10%、金属锰10-25%、硼铁5-10%、独居石粉1-5%、硝化纤维素2-5%，余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的制备过程为：①将按药皮原料的百分比配比，将药皮粉料称量充分混匀； ②按药皮原料总重量的20-30%向步骤①药皮粉料内加入水玻璃，搅拌均匀制成泥状的药皮； ③在油压式焊条压涂机上对焊芯涂覆步骤②制备的泥状的药皮，再通过烘干支撑耐磨焊条。

所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬10-12%、金属锰0.5-0.7%、金属镍0.4-0.5%、二氧化硅2.0-2.2%、独居石粉0.05-0.1%，余量为铁。

所述的护套外表面设置凹凸纹。

所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 2%、氮化铬铁 3%、氮化锰铁5 %、钛铁 5%、碳化钨7%、碳化钛10%、碳化钴 1% 、钨铁7%、金属锰25%、硼铁5%、独居石粉3%、余量为金属铁；

所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 3%、氮化铬铁 5%、氮化锰铁2%、钛铁8%、碳化钨10%、碳化钛5%、碳化钴3% 、钨铁10%、金属锰10%、硼铁7%、独居石粉5%、余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 5%、氮化铬铁 2%、氮化锰铁4%、钛铁10%、碳化钨5%、碳化钛6%、碳化钴5% 、钨铁5%、金属锰20%、硼铁10%、独居石粉1%、余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬10%、金属锰0.6%、金属镍0.5%、二氧化硅2.0%、独居石粉0.07%，余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬11%、金属锰0.7%、金属镍0.4%、二氧化硅2.1%、独居石粉0.1%，余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬12%、金属锰0.5%、金属镍0.45%、二氧化硅2.2%、独居石粉0.05%，余量为金属铁。

本发明的优点在于：本发明通过分布在刀盘的刀臂上的喷嘴，对附着在刀臂上污泥进行冲刷，使刀盘的中心和外周均保持无污泥附着，保证刀盘的正常使用，有效保持高效率；U型的护套有效保护喷嘴，避免泥土进入喷嘴内造成阻塞；U型的护套能够坚固的固定在刀盘上，护套在焊接过程，钢铁融化，再次快速焊接成型，属于快速熔化成型的过程，在药皮中加入一定量独居石粉，独居石粉中的稀土元素不仅可改善堆焊合金的韧性、抗裂性，提高了硬度和耐磨性能；独居石燃烧过程中能够释放大量热量，促进其他金属元素的融化，使焊条融化再次成型的过程中，改善焊接工艺性能，焊接处的S、O含量在高温下氧化，因此降低了焊接处的S、O含量，提高了焊接处的韧性和抗裂性，进一步提高焊接处耐磨性、韧性；用氮化钒铁、氮化铬铁、氮化锰铁代替钒铁、铬铁、锰铁，碳化钨、碳化钛、碳化钴代替金属钨、钛、钴直接增加其耐磨性，同时在焊接过程中也有效防止了钒铁、铬铁、锰铁、钨、钛、钴等氮化和氧化形成的焊缝；硝化纤维素预热后速燃，燃烧速度快于淀粉等造气剂，产生大量的一氧化碳、二氧化碳等，包围电弧，保护金属不被氧化。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视放大结构示意图；图3是图1的B向视放大结构示意图；图4是沿图3的C-C线剖视结构示意图。

附图标记：1水泵2鱼尾刀架 3护套 4喷嘴。

具体实施方式

泥水盾构刀盘冲刷系统，如图1所示，包括水泵1和喷嘴4，喷嘴4分布安装在泥水盾构刀盘上，喷嘴4由中部喷嘴和周边喷嘴组成，如图2所示，中部喷嘴安装在鱼尾刀架2的侧部，周边喷嘴分布在泥水盾构刀盘的刀臂的外表面，如图3和图4所示，周边喷嘴的喷口朝向泥水盾构刀盘的外侧，周边喷嘴4上部设置U型的护套3，护套3焊接在泥水盾构刀盘上，护套3与泥水盾构刀盘通过高耐磨焊条焊接，所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 2-5%、氮化铬铁 2-5%、氮化锰铁2-5 %、钛铁 5- 10%、碳化钨5-10%、碳化钛5-10%、碳化钴 1-5% 、钨铁5-10%、金属锰10-25%、硼铁5-10%、独居石粉1-5%、硝化纤维素2-5%，余量为金属铁。本发明通过分布在刀盘的刀臂上的喷嘴，对附着在刀臂上污泥进行冲刷，使刀盘的中心和外周均保持无污泥附着，保证刀盘的正常使用，有效保持高效率；U型的护套有效保护喷嘴，避免泥土进入喷嘴内造成阻塞；U型的护套能够坚固的固定在刀盘上，护套在焊接过程，钢铁融化，再次快速焊接成型，属于快速熔化成型的过程，在药皮中加入一定量独居石粉元素不仅可改善堆焊合金的韧性、抗裂性，提高了硬度和耐磨性能，还会使焊条融化再次成型的过程中，改善焊接工艺性能，降低焊接处的S、O含量，提高了焊接处的韧性和抗裂性，进一步提高焊接处耐磨性、韧性；用氮化钒铁、氮化铬铁、氮化锰铁代替钒铁、铬铁、锰铁，碳化钨、碳化钛、碳化钴代替金属钨、钛、钴直接增加其耐磨性，同时在焊接过程中也有效防止了钒铁、铬铁、锰铁、钨、钛、钴等氮化和氧化形成的焊缝。

每100g高耐磨焊条的药皮由下述实施例重量原料组成：

实施例一：氮化钒铁 2g、氮化铬铁 3g、氮化锰铁5 g、钛铁 5g、碳化钨7g、碳化钛10g、碳化钴 1g 、钨铁7g、金属锰25g、硼铁5g、独居石粉3g、硝化纤维素2g，余量为金属铁；

实施例二：氮化钒铁 3g、氮化铬铁 5g、氮化锰铁2g、钛铁8g、碳化钨10g、碳化钛5g、碳化钴3g 、钨铁10g、金属锰10g、硼铁7g、独居石粉5g、硝化纤维素3g、余量为金属铁；

实施例三：氮化钒铁 5g、氮化铬铁 2g、氮化锰铁4g、钛铁10g、碳化钨5g、碳化钛6g、碳化钴5g 、钨铁5g、金属锰20g、硼铁10g、独居石粉1g、硝化纤维素5g，余量为金属铁。

所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬10-12%、金属锰0.5-0.7%、金属镍0.4-0.5%、二氧化硅2.0-2.2%、独居石粉0.05-0.1%，余量为金属铁。焊芯原料加入独居石粉元素可有效改善焊芯的韧性、抗裂性，降低焊芯中的O、S含量，增强耐磨性和韧性。

制作每100g高耐磨焊条的焊芯由下述实施例的原料重量组成：

实施例A：金属铬10g、金属锰0.6g、金属镍0.5g、二氧化硅2.0g、独居石粉0.07g，余量为金属铁；

实施例B：金属铬11g、金属锰0.7g、金属镍0.4g、二氧化硅2.1g、独居石粉0.1g，余量为金属铁；

实施例C：金属铬12g、金属锰0.5g、金属镍0.45g、二氧化硅2.2g、独居石粉0.05g，余量为金属铁。

按照上述焊芯配比，将合金称量后充分混匀，制成药芯。在药芯焊丝制造设备上将钢带经放带开卷→扎成U型→加药芯粉末→封口成O型→轧制减径→拉拔减径→卷线，最后拉成Φ4.0毫米的焊丝，扎丝过程中，测量焊芯的实际重量填充系数，焊芯填充率控制在45-47%，然后在切丝机上将焊丝切断成400毫米长的焊芯。

所述的护套3外表面设置凹凸纹，凹凸纹能够增加护套3的耐磨性，提高使用寿命。

与现有的焊条的焊芯相比，试验结果如下：

Figure 2014101034147100002DEST_PATH_IMAGE002

根据测试结果，本发明焊接效果明显提高，焊缝的韧性、硬度抗拉强度、S含量和O含量得到改善。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims

1.泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：包括水泵（1）和喷嘴（4），喷嘴（4）分布安装在泥水盾构刀盘上，喷嘴（4）由中部喷嘴和周边喷嘴组成，中部喷嘴安装在鱼尾刀架（2）的侧部，周边喷嘴分布在泥水盾构刀盘的刀臂的外表面，周边喷嘴的喷口朝向泥水盾构刀盘的外侧，周边喷嘴（4）上部设置U型的护套（3），护套（3）焊接在泥水盾构刀盘上，护套（3）与泥水盾构刀盘通过高耐磨焊条焊接，所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 2-5%、氮化铬铁 2-5%、氮化锰铁2-5 %、钛铁 5- 10%、碳化钨5-10%、碳化钛5-10%、碳化钴 1-5% 、钨铁5-10%、金属锰10-25%、硼铁5-10%、独居石粉1-5%、硝化纤维素2-5%，余量为金属铁。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的制备过程为：①将按药皮原料的百分比配比，将药皮粉料称量充分混匀； ②按药皮原料总重量的20-30%向步骤①药皮粉料内加入水玻璃，搅拌均匀制成泥状的药皮； ③在油压式焊条压涂机上对焊芯涂覆步骤②制备的泥状的药皮，再通过烘干支撑耐磨焊条。

3.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬10-12%、金属锰0.5-0.7%、金属镍0.4-0.5%、二氧化硅2.0-2.2%、独居石粉0.05-0.1%，余量为铁。

4.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的护套3外表面设置凹凸纹。

5.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 2%、氮化铬铁 3%、氮化锰铁5 %、钛铁 5%、碳化钨7%、碳化钛10%、碳化钴 1% 、钨铁7%、金属锰25%、硼铁5%、独居石粉3%、余量为金属铁。

6.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 3%、氮化铬铁 5%、氮化锰铁2%、钛铁8%、碳化钨10%、碳化钛5%、碳化钴3% 、钨铁10%、金属锰10%、硼铁7%、独居石粉5%、余量为金属铁。

7.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的药皮由下述重量百分比原料组成：氮化钒铁 5%、氮化铬铁 2%、氮化锰铁4%、钛铁10%、碳化钨5%、碳化钛6%、碳化钴5% 、钨铁5%、金属锰20%、硼铁10%、独居石粉1%、余量为金属铁。

8.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬10%、金属锰0.6%、金属镍0.5%、二氧化硅2.0%、独居石粉0.07%，余量为金属铁。

9.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬11%、金属锰0.7%、金属镍0.4%、二氧化硅2.1%、独居石粉0.1%，余量为金属铁。

10.根据权利要求1所述的泥水盾构刀盘冲刷系统，其特征在于：所述的高耐磨焊条的焊芯的原料的重量百分比为：金属铬12%、金属锰0.5%、金属镍0.45%、二氧化硅2.2%、独居石粉0.05%，余量为金属铁。