CN104165057B - 泥水盾构碎石装置和具有其的泥水盾构机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥水盾构碎石装置和具有其的泥水盾构机。泥水盾构机包括前盾，前盾内包括前盾泥水仓和前盾隔板。其中碎石装置包括：中心座；以及一对运动组件，分别可枢转地连接至中心座的两侧，每对运动组件均包括：可枢转地连接至中心座的转动架；通过鄂板销轴与转动架连接的鄂板；液压油缸，倒置地设在前盾泥水仓内，液压油缸包括油缸筒和油缸杆，油缸筒的封闭端端部与转动架可枢转地连接，且油缸杆的自由端端部伸出前盾泥水仓；套设在液压油缸外部的关节球轴套组件。根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置，提高了碎石装置的可靠性，减少了碎石机发生故障的几率,降低了维修风险，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。

Description

泥水盾构碎石装置和具有其的泥水盾构机

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，尤其是涉及一种泥水盾构碎石装置和具有其的泥水盾构机。

背景技术

近年来，泥水盾构机施工以其对开挖面周边土体干扰小、地表沉降控制精度高、掘进速度快等特点被广泛应用于地层含水量大、上有水体的越江隧道和海底隧道建设。碎石装置是泥水盾构机的关键组成部分，主要作用是破碎泥水仓内大块的石头、泥团等，确保泥水盾构的环流系统的通畅同时减少对管路及泵的磨损。目前，泥水盾构碎石装置多采用液压缸式碎石机，工程中经常出现油管爆裂、鄂板磨损、液压油缸损坏、油管接头断裂等现象，这降低了碎石机的使用受命。

因此，解决泥水盾构碎石装置油管爆裂、鄂板磨损、液压油缸损坏、油管接头断裂问题，延长碎石机的使用受命，减少带压进舱维修的次数并降低等所造成的工程及人员安全风险是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种泥水盾构碎石装置，所述泥水盾构碎石装置使用寿命长、结构稳定可靠。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述泥水盾构碎石装置的泥水盾构机。

根据本发明第一方面实施例的一种泥水盾构碎石装置，用于泥水盾构机中，所述泥水盾构机包括前盾、盾体和盾尾，所述前盾内包括前盾泥水仓和所述前盾泥水仓外的前盾隔板，其中，所述碎石装置包括：中心座，所述中心座设在所述前盾泥水仓内；以及一对运动组件，所述一对运动组件分别可枢转地连接至所述中心座的两侧且彼此相对设置，其中每对运动组件均包括：转动架，所述转动架的一端可枢转地连接至所述中心座上；鄂板，所述鄂板通过鄂板销轴与所述转动架连接；液压油缸，所述液压油缸倒置地设在所述前盾泥水仓内，所述液压油缸包括油缸筒和油缸杆，所述油缸筒的封闭端端部与所述转动架的另一端可枢转地连接，且所述油缸杆的自由端端部伸出所述前盾泥水仓，其中所述油缸杆内具有进油通道和回油通道，所述进油通道的进油口和所述回油通道的回油口均位于所述油缸杆的自由端端部且间隔开；关节球轴套组件，所述关节球轴套组件套设在所述液压油缸外部以带动所述液压油缸相对于所述前盾隔板可转动。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置，通过将液压油缸倒置,液压油缸的油缸杆内置进油通道和回油通道，且将油缸杆设在关节轴套内，避免了石块对液压油缸杆径的直接冲击，提高了液压油缸的使用寿命。另外，通过将进油通道的进油口和回油通道的回油口设在泥水舱外，也避免了石块对安装在进油口和回油口上的进油管、回油管的直接冲击，从而提高了高压油管的使用受命。此外，通过将进、回油管安装在泥水舱外还实现了高压油管的常压更换，提高了维修效率，解决了带压进舱维修油管的风险。

根据本发明的一个实施例，所述关节球轴套组件与所述液压油缸通过上销轴连接。

根据本发明的一个实施例，所述关节球轴套组件包括：关节球轴套，所述关节球轴套套设在所述液压油缸外部且具有环形的凸起，所述凸起的外表面形成为球面；连接法兰，所述连接法兰安装至所述前盾隔板的远离所述前盾泥水仓的一侧，其中所述关节球轴套铰接在所述连接法兰内。这样，在液压油缸驱动转动架带动鄂板绕转动轴运动时，液压油缸相对于前盾隔板也是可转动的，从而提高了液压油缸的驱动可靠性。

可选地，所述连接法兰包括：上球形法兰，所述上球形法兰连接在安装座上，所述安装座安装至所述前盾隔板的远离所述前盾泥水仓的一侧表面上；下球形法兰，所述下球形法兰同轴地连接至所述上球形法兰上，其中所述上球形法兰和所述下球形法兰的内表面共同限定出球面内表面，所述球面内表面适于所述关节球轴套的所述凸起在其内转动。

可选地，所述上球形法兰和所述下球形法兰通过螺栓同轴地连接。

可选地，所述上球形法兰通过螺栓连接在安装座上。

可选地，所述安装座焊接至所述前盾隔板上。

可选地，所述关节球轴套和所述液压油缸之间具有唇形密封件。

根据本发明的一个实施例，所述鄂板上具有多个大齿和多个小齿，所述大齿的齿高大于所述小吃的齿高，所述多个大齿和所述多个小齿交替布置。通过将多个大齿和小齿依次交替布置，提高了鄂板的使用寿命。

可选地，所述一对运动组件中的鄂板的大齿的位置彼此相对、且小齿的位置彼此相对。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置，解决了工程中经常出现油管爆裂、鄂板磨损、液压油缸损坏、油管接头断裂的难题。而且，延长了碎石机的使用受命，提高了碎石装置的可靠性，减少带压进舱维修的次数并降低由此造成的工程及人员安全风险的问题，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。另外，还降低了工程及维修人员风险，节省了维修时间，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。

根据本发明第二方面实施例的一种泥水盾构机，其特征在于，包括根据本发明第一方面实施例所述的泥水盾构碎石装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置的示意图；

图2是图1中沿E-E线的剖视图；

图3是图1中所示的泥水盾构碎石装置中液压油缸的剖视图；

图4是图1中所示的泥水盾构碎石装置中鄂板的示意图。

附图标记：

泥水盾构碎石装置100；

中心座1；运动组件2；

转动架21；转动轴211；

鄂板22；大齿221；小齿222；鄂板销轴23；

液压油缸24；油缸筒241；油缸杆242；进油通道243；回油通道244；

进油口2431；回油口2441；

关节球轴套组件25；关节球轴套251；凸起2511；连接法兰252；

上球形法兰2521；下球形法兰2522；球面内表面2523；第一螺栓2524；

第二螺栓253；O型密封圈254；

上销轴26；唇形密封件27；下销轴28；

前盾200；前盾泥水仓201；前盾隔板202；安装座203；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1描述根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置100，该泥水盾构碎石装置100用于泥水盾构机中，所述泥水盾构机包括前盾200、盾体和盾尾(图未示出)，前盾200内包括前盾泥水仓201和位于前盾泥水仓201外的前盾隔板202。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置100可以包括中心座1和一对运动组件2。中心座1设在前盾泥水仓201内，一对运动组件2分别可枢转地连接至中心座1的两侧且彼此相对设置。其中每对运动组件2均包括转动架21、鄂板22、液压油缸24和关节球轴套组件25。

如图1所示，转动架21的一端可枢转地连接至中心座1上，例如转动架21可以通过转动轴211与中心座1可枢转地连接。鄂板22通过鄂板销轴23与转动架21连接。液压油缸24倒置地设在前盾泥水仓201内，液压油缸24包括油缸筒241和油缸杆242，油缸筒241的封闭端端部与转动架21的另一端可枢转地连接。具体地，油缸筒241的封闭端端部可与转动架21通过下销轴28连接。油缸杆242的自由端端部伸出前盾泥水仓201，其中油缸杆242内具有进油通道243和回油通道244。如图3所示，进油通道243的进油口2431和回油通道244的回油口2441均位于油缸杆242的自由端端部且间隔开。关节球轴套组件25套设在液压油缸24外部以带动液压油缸24相对于前盾隔板202可转动。

其中，一对运动组件2的鄂板22彼此相对运动，从而能够实现对石块或泥团的劈裂、折断或挤压破碎，破碎后的碎屑进入泥水仓内后随泥水流出。在工作时，一对运动组件2中的液压油缸24分别驱动相应的转动架21带动鄂板22绕转动轴211运动，从而使得两个相对的鄂板将进入它们之间的大块石头、泥团等破碎，解决了泥水盾构机的环流系统堵塞的问题。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置100，通过将液压油缸24倒置,液压油缸24的油缸杆242内置进油通道243和回油通道244，且将油缸杆242设在关节轴套内，避免了石块对液压油缸杆径的直接冲击，提高了液压油缸的使用寿命。

另外，通过将进油通道243的进油口2431和回油通道244的回油口2441设在泥水舱201外，也避免了石块对安装在进油口2431和回油口2441上的进、回油管的直接冲击，提高了高压油管的使用受命。此外，通过将进、回油管安装在泥水舱外，还实现了高压油管的常压更换，提高了维修效率，解决了带压进舱维修油管的风险。

根据本发明的一个实施例，关节球轴套组件25与液压油缸24通过上销轴26连接。具体地，关节球轴套组件25与液压油缸24的油缸杆242通过上销轴26连接，这样当液压油缸3收缩时，油缸杆242在油缸筒241内相对运动，从而使得油缸筒241在关节球轴套组件25内滑动。

在一个具体实施例中，如图1和图2所示，关节球轴套组件25包括：关节球轴套251和连接法兰252，关节球轴套251套设在液压油缸24外部且具有环形的凸起2511，凸起2511的外表面形成为球面，连接法兰252安装至前盾隔板202的远离前盾泥水仓201的一侧，其中关节球轴套251铰接在连接法兰252内。由此，实现了液压油缸24相对于连接法兰252的球面转动，即液压油缸24相对于前盾隔板202也是可转动的。这样，在液压油缸24驱动转动架21带动鄂板22绕转动轴211运动时，液压油缸24相对于前盾隔板202也是可转动的，从而提高了液压油缸24的驱动可靠性。

如图2所示，连接法兰252包括上球形法兰2521和下球形法兰2522。上球形法兰2521连接在安装座203上，安装座203安装至前盾隔板202的远离前盾泥水仓201的一侧表面上。例如，安装座203可以焊接至前盾隔板202上。优选地，在上球形法兰2521和安装座203的连接端面之间设置有O型密封圈254，以对上球形法兰2521和安装座203之间实现密封。

下球形法兰2522同轴地连接至上球形法兰2521上，其中上球形法兰2521和下球形法兰2522的内表面共同限定出球面内表面2523，球面内表面2523适于关节球轴套251的凸起2511在其内转动。由此，实现了液压油缸24相对于前盾隔板202可转动。

可选地，如图2所示，上球形法兰2521和下球形法兰2522通过第一螺栓2524同轴地连接。可选地，上球形法兰2521通过第二螺栓253连接在安装座203上。

优选地，关节球轴套251和液压油缸24之间具有唇形密封件27，由此对油缸筒进行密封,阻止泥水进入关节球轴套251内。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，鄂板22上具有多个大齿221和多个小齿222，大齿221的齿高大于小吃的齿高，多个大齿221和多个小齿222交替布置。通过将多个大齿和小齿依次交替布置，提高了鄂板的使用寿命。优选地，一对运动组件2中的鄂板22的大齿221的位置彼此相对、且小齿222的位置彼此相对。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置100，解决了工程中经常出现油管爆裂、鄂板磨损、液压油缸损坏、油管接头断裂的难题，而且，延长了碎石机的使用受命，提高了碎石装置的可靠性，减少带压进舱维修的次数并降低由此造成的工程及人员安全风险的问题，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。另外，还降低了工程及维修人员风险，节省了维修时间，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。

下面参考图1-图4详细描述根据本发明一个具体实施例的泥水盾构碎石装置100，该泥水盾构碎石装置100设在前盾泥水仓201内。

如图1所示，泥水盾构碎石装置100包括：中心座1和一对运动组件2，中心座1设在前盾泥水仓201内，一对运动组件2分别可枢转地连接至中心座1的两侧且彼此相对设置。其中每对运动组件2均包括转动架21、鄂板22、液压油缸24和关节球轴套组件25。

转动架21的一端(如图1中的上端)通过转动轴211与中心座1可枢转地连接。鄂板22上具有多个大齿221和多个小齿222，大齿221的齿高大于小吃的齿高，多个大齿221和多个小齿222交替布置，一对运动组件2中的鄂板22的大齿221的位置彼此相对、且小齿222的位置彼此相对。

液压油缸24包括油缸筒241和油缸杆242，油缸筒241的封闭端端部与转动架21的另一端(如图1的下端)通过下销轴28可枢转地连接。油缸杆242的自由端端部伸出前盾泥水仓201，其中油缸杆242内具有进油通道243和回油通道244，如图3所示，进油通道243的进油口2431和回油通道244的回油口2441均位于油缸杆242的自由端端部且间隔开。

关节球轴套组件25与液压油缸24的油缸杆242通过上销轴26连接。其中，关节球轴套组件25包括关节球轴套251和连接法兰252，关节球轴套251套设在液压油缸24外部且具有环形的凸起2511，凸起2511的外表面形成为球面，连接法兰252安装至前盾隔板202的远离前盾泥水仓201的一侧，连接法兰252包括上球形法兰2521和下球形法兰2522。上球形法兰2521通过第二螺栓253连接在安装座203上，安装座203焊接至前盾隔板202的远离前盾泥水仓201的一侧表面上，下球形法兰2522通过第一螺栓2524同轴地连接至上球形法兰2521上，其中上球形法兰2521和下球形法兰2522的内表面共同限定出球面内表面2523，球面内表面2523适于关节球轴套251的凸起2511在其内转动。由此，实现了液压油缸24相对于前盾隔板202可转动。

如图2所示，关节球轴套251和液压油缸24之间具有唇形密封件27，由此对油缸筒进行密封,阻止泥水进入关节球轴套251内。

在工作时，一对运动组件2中的液压油缸24分别驱动相应的转动架21带动鄂板22绕转动轴211彼此相对运动，从而能够实现对石块或泥团的劈裂、折断或挤压破碎，破碎后的碎屑进入泥水仓内后随泥水流出。

根据本发明实施例的泥水盾构碎石装置100，提高了碎石装置的可靠性，减少了碎石机发生故障的几率,降低了维修风险，保证了盾构设备的完好率及掘进施工进度。

根据本发明第二方面实施例的一种泥水盾构机，包括根据本发明上述第一方面实施例所述的泥水盾构碎石装置100。根据本发明实施例的泥水盾构机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种泥水盾构碎石装置，用于泥水盾构机中，所述泥水盾构机包括前盾、盾体和盾尾，所述前盾内包括前盾泥水仓和所述前盾泥水仓外的前盾隔板，其特征在于，所述碎石装置包括：

中心座，所述中心座设在所述前盾泥水仓内；以及

一对运动组件，所述一对运动组件分别可枢转地连接至所述中心座的两侧且彼此相对设置，其中每对运动组件均包括：

转动架，所述转动架的一端可枢转地连接至所述中心座上；

鄂板，所述鄂板通过鄂板销轴与所述转动架连接；

液压油缸，所述液压油缸倒置地设在所述前盾泥水仓内，所述液压油缸包括油缸筒和油缸杆，所述油缸筒的封闭端端部与所述转动架的另一端可枢转地连接，且所述油缸杆的自由端端部伸出所述前盾泥水仓，其中所述油缸杆内具有进油通道和回油通道，所述进油通道的进油口和所述回油通道的回油口均位于所述油缸杆的自由端端部且间隔开；

关节球轴套组件，所述关节球轴套组件套设在所述液压油缸外部以带动所述液压油缸相对于所述前盾隔板可转动。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述关节球轴套组件与所述液压油缸通过上销轴连接。

3.根据权利要求1所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述关节球轴套组件包括：

关节球轴套，所述关节球轴套套设在所述液压油缸外部且具有环形的凸起，所述凸起的外表面形成为球面；

连接法兰，所述连接法兰安装至所述前盾隔板的远离所述前盾泥水仓的一侧，其中所述关节球轴套铰接在所述连接法兰内。

4.根据权利要求3所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述连接法兰包括：

上球形法兰，所述上球形法兰连接在安装座上，所述安装座安装至所述前盾隔板的远离所述前盾泥水仓的一侧表面上；

下球形法兰，所述下球形法兰同轴地连接至所述上球形法兰上，其中所述上球形法兰和所述下球形法兰的内表面共同限定出球面内表面，所述球面内表面适于所述关节球轴套的所述凸起在其内转动。

5.根据权利要求4所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述上球形法兰和所述下球形法兰通过螺栓同轴地连接。

6.根据权利要求4所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述上球形法兰通过螺栓连接在安装座上。

7.根据权利要求4所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述安装座焊接至所述前盾隔板上。

8.根据权利要求3所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述关节球轴套和所述液压油缸之间具有唇形密封件。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述鄂板上具有多个大齿和多个小齿，所述大齿的齿高大于所述小齿的齿高，所述多个大齿和所述多个小齿交替布置。

10.根据权利要求9所述的泥水盾构碎石装置，其特征在于，所述一对运动组件中的鄂板的大齿的位置彼此相对、且小齿的位置彼此相对。

11.一种泥水盾构机，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的泥水盾构碎石装置。