CN1052291C - 竖井用挖掘机 - Google Patents

Abstract

一种竖井用挖掘机，具有切削头包括：可绕其轴线旋转地支承于筒状的主体的下端的、在中央部具有向上下方向贯通的空间部的第1头，用于挖掘第1头下侧的砂土的、配置于第1头上的、至少有1个的第1铲齿；可从上方拆装且同轴地配置于上述空间部的、具有接收由第1铲齿挖掘下来的挖掘物的筒状部和封闭该筒状部下端的底部的第2头；用于挖掘该第2头下侧的砂土的、配置于第2头上的、至少有1个的第2铲齿，第2头还具有形成于上述底部的开口部。

Description

竖井用挖掘机

本发明涉及用于挖掘向上下方向延伸的井的挖掘机。

挖掘混凝土建筑用的基础、铁塔用的基础、桥墩用的基础、隧道挖掘用的升降井、矿山用的升降井等所采用的深竖井的挖掘机有种种提案。但是，用现有的这种挖掘机，在孔底必须进行将挖掘物装入铲斗等的作业，所以竖井越深，挖掘物的处理就越麻烦，挖掘就越需要时间。

例如，美国专利US2873950公开了一种挖掘机，具有一板2，该板2会完全打开和关闭筒体1的下端开口。在挖掘作业时，存在上述问题。

本发明的目的是提供一种竖井用挖掘机，用该挖掘机可以省掉向位于孔底的铲斗等装入挖掘物的作业。

本发明的竖井用挖掘机包括：轴线呈上下方向配置的筒状的主体，可绕上述轴线旋转的、配置于该主体的下端的切削头；使该切削头旋转的驱动装置，上述切削头包括：可绕上述轴线旋转的、支承于上述主体下端、在中央部具有向上下方向贯通的空间部的第1头；用于挖掘上述第1头下侧的砂土的、配置于上述第1头的、至少有1个的第1铲齿；可从上方装拆且与上述第1头同轴地配置于上述空间部的第2头，该第2头具有接收由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物的筒状部和封闭该筒状部下端的底部；用于挖掘该第2头下侧砂土的、配置于上述第2头的、至少有1个的第2铲齿，其特征在于：上述第2头还有形成于上述底部的开口部，用于将由上述第2铲齿挖掘下来的挖掘物收到上述筒状部内；用于在上述底部的上侧开闭上述开口部、可绕水平方向延伸的轴线旋转一定角度的、配置于上述底部上侧的盖子；该盖子在正常状态下由靠其重量关闭该开口部而在切削头在旋转时，该盖子则由挖掘物推起，打开该开口部。

切削头承受挖掘机由自重和推进装置产生的下降力，通过驱动装置绕主体的轴线旋转。由第1和第2铲齿挖掘大致与主体相同直径的竖井。

由第1铲齿挖掘下来的掘削物，随着切削头的旋转，移动至第1头的空间部，最终被装入第2头的筒状部内。与此相对应，由第2铲齿挖掘下来的挖掘物，随着切削头的旋转，通过第2头的开口部进入第2头的筒状部内。

当第2头的筒状部内装满挖掘物时，第2头被吊车等起重机吊至地上，将收容于筒状部的挖掘物排放至地上，然后由起重机吊到孔底安装到第1头上。

如上所述，本发明将挖掘装置的一个部件-第2头，可从上方可拆卸地配置于挖掘装置的另一部件-第1头的空间部中，使其将挖掘物收入第2头的筒状部中，所以，不需要在孔底将挖掘物装入铲斗等的作业。

第1头或第1铲齿最好具有随着切削头的旋转将由第1铲齿挖掘下来的挖掘物移动到上述空间部一侧的导向板。因此，由第1铲齿挖掘下来的挖掘物确实地被收到第2头的筒状部。

第2头最好还具有可绕水平方向延伸的轴线旋转一定角度的、配置于上述底部上侧的盖子，用于在上述底部的上侧开闭上述开口部。由此可以防止在孔底和地上之间移动第2头时第2头内的挖掘物从开口部洒落。

第1头在构成上述空间部上端的部件的上面中心侧部位，最好具有多个导向部，该导向部具有下部比上部更靠近上述空间部一侧的倾斜面。因此，在将第2头安装于第1头的空间部时，即使第2头相对第1头多少有些位移，第2头靠导向部引导到旋转中心一侧，其结果是只使第2头下降，可将第2头安装到第1头的空间部。

第2头最好在上述筒状部的上端部外周有限制器，该限制器与构成上述空间部上端的部件上面中心侧的缘部相抵接。因此通过限制器与构成空间部上端的部件相抵接，在第1头的空间部内只使第2头向下方移动，在上下方向上进行第2头的定位，使得第2头向第1头内的安装作业变得容易。

第2头的上下方向的长度尺寸比第1头的上下方向的长度尺寸要大，在第2头被配置于第1头内的状态下，最好是第2头至少突出至第1头的下方。由此并不增加第2头筒状部的直径尺寸也能增加挖掘物的可收纳量。

第2头最好还具有开口和活门。该开口形成于上述筒状部，用于将由第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内，该活门可沿该筒状部的内面向上下方向移动地配置于上述筒状部，用于开闭上述开口。因此在挖掘期间，敞开开口，可从其周围将由第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入第2头的筒状部，而且在第2头升降期间，通过封闭开口可以防止挖掘物从开口洒落下来。

第1头具有构成绕上述空间部周围延伸的下面的板状部-第1铲齿配置于上述板状部上，用于挖掘下侧的砂土的板状部，上述板状部具有将由第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上侧的开口部，上述开口最好与上述板状部上方的空间相连通。因此，由于由第1铲齿挖掘下来的挖掘物被收入到板状部上方的空间，所以由第1铲齿产生的挖掘阻力就小，另外，被收入到板状部上方的空间的挖掘物也容易向第2头移动。

切削头还具备配置于上述筒状部的下部外侧的第3铲齿，用于挖掘第2头周围的砂土，第2头最好还具有形成于上述筒状部下部的开口部，用于将由第3铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内。因此，由于第2头筒状部周围的砂土被过多地挖掘，使得向由第2和第3铲齿形成的孔中拆装第2头的筒状部变得很容易。其结果是，为了排放挖掘物在第1头的空间部上拆装第2头的作业变得很容易。

第2头最好还具有一对销轴，该销轴设置于上述筒状部的下部外侧，使其向相互相反的方向延伸。因此，在地上时，在将第2头吊着放下的状态下，通过将两销轴放在“Y”字形的支柱等上，以两销轴为中心将第2头倒置，可以将筒状部内的挖掘物从筒状部移至规定的部位。

多个上述第1铲齿绕上述轴线隔一定的角度间隔配置于上述第1头上，上述第2头最好还具有：用于将由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内、在上述筒状部上绕上述轴线周围隔一定的角度间隔、形成于上述筒状部上的多个开口，可沿该筒状部的内侧面向上下方向移动地配置于上述筒状部上、且分别开闭上述开口的多个活门；在上端部将该活门相互连接的连接件。因此，当向上吊着连接件时，靠第2头的重量活门相对筒状部上升，封闭开口，与此相反，当将第2头放在规定的地方时，活门靠自重下降，打开开口，因此，开口的开闭操作是自动的。其结果是只使第2头升降，第2头可以相对第1头进行拆装，可以向第2头收纳挖掘物。

另外，挖掘机最好含有推压装置，即相对第1头向下方推压第2头的推压装置-推压第2头的部位能后退到不妨碍向上述空间部拆装第2头的位置的推压装置。所以在挖掘期间，可以防止第2头相对第1头上升，因此提高了第2铲齿的挖掘效率。

理想的实施例还包含使上述主体下降的推进机构，该推进机构具备隔一定间隔绕上述轴线周围配置的多个千斤顶-从配置于上述主体上部的内衬获得反力来推压上述主体的多个千斤顶。

理想的另一实施例还包含使上述主体下降的推进机构，该推进机构具有：可相对地向上述轴线方向位移的、与上述主体的上部相配合的筒状体；沿周向依次配置于该筒状体的外周的、弧状的多个推压体；使该推压体向上述筒状体的径向位移的多个第1千斤顶；隔一定间隔绕上述轴线周围配置的多个第2千斤顶-从上述筒状体获得反力来推压上述主体的多个第2千斤顶。

各第1千斤顶使周向相邻的推压体向它们相互靠近、相互远离的方向位移。上述主体和上述筒状体配合在一起，不能绕上述轴线相对旋转。

图1所示是本发明的竖井用挖掘机一实施例的纵向剖视图。

图2所示是切削头的一实施例的平面图，表示除去了环、罩子、上侧板状部的平面图。

图3所示是将主体和切削头的结合部的一部分放大表示的纵向剖视图。

图4所示是将主体和切削头的结合部的另一部分放大表示的纵向剖视图。

图5所示是第2头的一实施例的平面图，是将一部分截去后表示的平面图。

图6是图5所示的第2头的正面图，是将一部分截断表示的正面图。

图7是图5所示的第2头的右视图，是将一部分截断表示的右视图。

图8是将第2铲齿的近旁放大表示的剖视图。

图9是表示推压装置的配置位置的平面图。

图10所示是推压装置的一实施例的正面图。

图11是图10所示的推压装置的平面图。

图12所示是地面设备的一实施例的正面图。

图13是图12所示的地面设备的右视图。

图14所示是挖掘机的其他实施例的纵向剖视图，是表示使推压体突出来了的状态的剖视图。

图15是表示图14所示的挖掘机、使推压体后退了的状态的纵向剖视图。

图16是沿图14的剖切线16-16剖切得到的剖视图。

图17是表示图14所示挖掘机的推压体和第1千斤顶的关系的横剖视图，是使第1千斤顶收缩、使推压体后退了的状态的横剖视图。

图18是与图17同样的横剖视图，是使第1千斤顶伸长、使推压体突出来了的状态的横剖视图。

图19是表示图14所示挖掘机的推压体和第1千斤顶关系的纵剖视图，是使第1千斤顶收缩、使推压体后退了的状态的纵剖视图。

图20是表示图14所示挖掘机的推压体和第2千斤顶关系的纵剖视图，是使推压体后退且使第2千斤顶收缩了的状态的纵剖视图。

图21是表示图14所示挖掘机的推压体和第2千斤顶关系的纵剖视图，是使推压体后退且使第2千斤顶伸长了的状态的纵剖视图。

图22所示是阻止图14所示挖掘的主体和筒状部相对旋转的止动装置之一实施例的剖视图。

图23是沿图22的剖切线23-23割切得到的剖视图。

参照图1，竖井用挖掘机10包含：圆筒状的框主体12；可绕主体12的轴线14旋转的、配置在主体12的下端的切削头16；使该切削头旋转的驱动装置18。

如图1、图2和图4所示，在主体12的下端，环状的底板20通过图未示的螺栓、螺母等同轴地与向内的法兰相连接。在底板20的上边形成有环状的底座22。

虽然图中未表示，但主体12、底板20和底座22分别绕轴线14被分割为多个、最好是3个以上的部件、而且周向相邻的部件通过螺栓、螺母等可分离地连接着。因此，能很容易地搬运主体12、底板20和底座22，而且将其分解、拆卸。

另外，虽然图中未表示，但主体12的、被分割了的各部位，通过螺栓、螺母等可分离地与底板20和底座22的、被分割的2个部位相连接。同样，底板20和底座22的被分割的各部位通过螺栓、螺母等可分离地与主体12的、被分割了的2个部位相连接。由此可提高周向相邻部件的结合强度。

如图1-图7所示，切削头16包括：可绕轴线14旋转的、支承在主体12的下端的环状的第1头24；挖掘该第1头下侧的砂土的多个第1铲齿26；可从上方装拆且同轴地配置在空间部(上下方向贯通第1头24的中央部)的铲斗状的第2头28；挖掘该第2头下侧的砂土的多个第2铲齿30；挖掘第2头下端周围砂土的多个第3铲齿32。

如图1-图4所示，第1头24包括：上侧板状部34；下侧板状部36；外侧板状部38；内侧板状部40。上侧板状部34、下侧板状部36、外侧板状部38和内侧板状部40通过焊接等相互固定，使其共同形成绕轴线14周围延伸的环状的内部空间。但是，也可以用螺栓、螺母可分离地联接上侧板状部34、下侧板状部36、外侧板状部38和内侧板状部40。

虽然图中未表示，但第1头24被分割为绕主体12轴线14的多个部件，而且周向相邻的部件用螺栓、螺母可分离地联接着。因此，可很容易地搬运第1头24、而且可分解、拆卸第1头24。因此，上侧板状部34、下侧板状部36、外侧板状部38和内侧板状部40也分别由与第1头24的分割部件相对应的多个部件所形成。第1头24的内部空间由多个隔板42划分为多个室。

下侧板状部36其中心部构成截头圆锥形的下面，该截头圆锥形是从周边部向下方倾斜的，另外，绕主体12的轴线14、在隔一定间隔的多处(在图示的例子中为对置的2处)，分别设有开口部44。各隔板42的上缘部突出至上侧板状部34的上方。由此在上侧板状部34的上面形成了向半径方向延伸的多个加强筋。

如图1、图3、图4和图9所示，第1头24通过多个辊子46、受力用的环48和组装用的环50可旋转地安装、支承在主体12的下端，该辊子46通过支承轴和撑架等，可绕与主体12的轴线14平行的轴线旋转地安装在主体12的下端，环48绕轴线14延伸、安装在上侧板状部34上，环50通过螺栓等安装在环48的上面。

辊子46隔相等的间隔配置在绕主体12的轴线14的假想的圆上，而且在外周面上具有周向连续的V字形的沟槽46a。辊子46设有3个以上。环48和50与主体12同轴、绕轴线14延伸。环50具有环状的结合部50a和向外的齿轮部52，结合部50a可滑动地嵌合在辊子46的沟槽46a中，向外的齿轮部52设置在结合部50a的上侧。

辊子46和环48以及环50由盖子54保护着。盖子54为环状，沿底座22的中心侧的缘部延伸，而且通过多个螺栓可拆卸地安装在底座22中心侧的缘部。盖子54也可绕轴线14将其分割为多个部件，用螺栓、螺母等可分离地连接周向相邻的部件。

各第1铲齿26具有长尺寸的基座和多个切削刀头，该基座用多个螺栓等可拆卸地安装在下侧板状部36的下侧，该切削刀头隔一定间隔安装在该基座的宽度方向的一个缘部。各第1铲齿26的配置状态是：与下侧板状部36的开口部44相对应，而且在形成对应的开口部44的缘部中，配置在切削头16旋转方向(图2中箭头所示方向)的后方的缘部，切削刀头的刀尖朝向切削头16旋转方向的前方，而且与开口部44的一部分相重叠。

由各第1铲齿26挖掘下来的挖掘物，从下侧板状部36的、对应的开口部44，收进到第1头24的内部空间。因此，内部空间中，通过开口部44与下侧板状部36的下方连通的部位是接收挖掘物的室56。各室56通过开口58与收纳第2头28的空间部相连通，该开口58是通过切去内侧板状部40的一部分而形成的。

第1头24在各室56设有导向板60。该导向板60随着切削头16的旋转，强制地将接收到室56内的挖掘物从开口58移动到空间部。但是，这样的作用也可以由第1铲齿26的基座等其他部件来完成，而且也可以通过将第1铲齿26做成犁状的铲齿，由第1铲齿26来完成。

如图5-图7所示，第2头28具有圆筒形的筒状部62、限制器64和底部66，该筒状部62可装拆地收纳于第1头24的空间部中，该限制器64用螺丝等固定在该筒状部上端的外周面，该底部66用于封闭筒状部62的下端。

筒状部62其外径尺寸比第1头24的空间部直径稍小一点，其上下方向的长度尺寸比第1头24的长。限制器64其外径尺寸比第1头24的空间部直径大。因此，当第2头28安装在第1头24的空间部时，第2头28保持的状态是：限制器64与形成第1头24的空间部的部件(在图示的例子中为上侧板状部34)相抵接，筒状部62从第1头24突出到下方，由此第2头28相对第1头24的上下方向定位。

筒状部62在上部具有隔相等角度间隔绕主体12的轴线14形成的多个开口68，用于接收由第1铲齿26挖掘下来的挖掘物。在图示的例子中，开口68与第1头24的开口部44和开口58一样，形成于筒状部62的、对置的2处。

在筒状部62内，开闭各开口68的活门70可沿该筒状部的内侧面向上下方向移动地配置在筒状部62上。各活门70通过安装在筒状部62内侧的一对导向部72控制其向上下方向的移动。

各活门70用安装在筒状部62内面上端部的上限用限制器74来防止其从筒状部62中向上脱出，用底部66来防止其从筒状部62向下脱落。各活门70当变至它与限制器74相抵接的第1位置时，封闭对应的开口68，而当被移动至与底部66相抵接的第2位置时，敞开对应的开口68。

两活门70在上端用大尺寸的连接件76连接着。在连接件76长度方向的中央连接着大尺寸的悬吊件78。该悬吊件78其一端能够以向水平方向延伸的轴线为中心进行枢轴运动。悬吊件78在另一端有挂起重机吊钩的悬吊用的环80。

底部66具有多个开口部82，用于将第2铲齿30挖掘下来的挖掘物收进到筒状部62中。开口部82与第2铲齿30相对应，在图中所示的例子中，在对置的2处形成，而且具有向第2头28的直径方向延伸的长方形的形状。

各第2铲齿30具备多个长尺寸的基座和切削刀头，该基座用多个螺栓等可装拆地安装在底部66的下侧，该切削刀头安装在各基座上。各第2铲齿30的基座的配置状态是：在形成对应的开口部82的缘部中，将该基座配置在切削头16旋转方向(图2和图5中箭头所示方向)的前方的缘部，以使切削刀头的刀尖朝向切削头16旋转方向的后方，而且与开口部82的一部分相重叠。

筒状部62在下端具有多个开口部84，用于将由第3铲齿32挖掘下来的挖掘物收进到筒状部62中，开口部84与第3铲齿32相对应，在图中所示的例子中，在对置的2处形成，而且沿筒状部62的圆周方向延伸。

各第3铲齿32具有切削刀头，该切削刀头用多个螺栓等可拆卸地安装在筒状部62的下端。各第3铲齿32的切削刀头配置状态是：在形成对应的开口部84的缘部中，将该切削刀头配置在切削头16的旋转方向的后方的缘部，以使切削刀头的刀尖朝向切削头16旋转方向的前方，而且与开口部84的一部分相重叠。

筒状部62在下端的对置的2处分别具有突入内侧的台阶部86。各开口部84的一部延伸至台阶部86，另外，各第3铲齿32配置在台阶部86上。各台阶部86上通过焊接等安装有销轴88。两销轴88从对置的部位突出在筒状部62的外侧。

第2头28在底部66的上侧具有开闭底部66的各开口部的盖子90。各盖子90安装在底部66的上面，且能以与筒状部62的直径方向大致平行地水平延伸的轴线为中心进行枢轴旋转运动。因此各盖子90平时靠自重封闭开口部82。但是，当切削头16旋转时，各盖子90被第2铲齿30挖掘下来的挖掘物向上推，从而打开开口部82。

底部66用向直径方向延伸的加强筋92来加固。加强筋92用焊接固定在底部66的上面。另外底部66上安装着第4铲齿94。第4铲齿94向下配置在底部66下面的中央，用于挖掘对应于要构筑的竖井的中心部的砂土。

如图1、图4和图9所示，驱动装置18具有多个带减速机的旋转动力源96和安装在各旋转动力源96的输出轴上的齿轮98。旋转动力源96安装在主体12上，使齿轮98绕主体12的轴线14成相等的角度间隔开。各齿轮98与环50的齿轮部52相啮合。因此当旋转动力源96旋转时，因环50绕轴线14旋转，所以切削头16绕轴线14旋转。

旋转动力源96的旋转，通过齿轮98和齿轮部52传递到安装了环50的第1头24上。当第1头24旋转时，设置于第1头24的内周面上的多个结合片100与设置于第2头28的外周面上的结合片102相结合，因此第2头28与第1头24同时旋转。

如图1所示，挖掘机10还包括：与主体12同轴地从环状的底座22的内周缘部向上竖起的保护筒104和安装在保护筒104的上端部的凸缘状的顶棚106，上述底座22与底板同轴地安装在主体12的底板20上。

底座22、保护筒104和顶棚106用图未示的螺栓、螺母等可分离地连接着。但也可以通过焊接等不可分离地连接底座22、保护筒104和顶棚106。

保护筒104可用多根棒状的支柱和与该支柱连接着的金属网、铁板或扶手形成。这种情况下，顶棚106支承在保护筒104的支柱上。因顶棚106用于接收来自上方的落下物、或可以当作出现紧急情况时的临时作业底座使用，所以可用具有加固用的加强筋的铁板制成。

由底座22、保护筒104和顶棚106在保护筒104的外侧形成的空间可以作为作业空间使用，用于作业者进行将拼合板安装在内衬108上的作业和作业者操纵挖掘机的作业等。保护筒104的内侧的空间可以作为挖掘物的排放用空间使用。

作业者可以利用梯子110从地上到作业空间或者与此相反也可。为了作业者从作业用空间进出排放用空间，最好在保护筒104上设置出入口。排放用空间也可以作为向作业用空间搬进、搬出物资的空间使用。

虽然图中未表示，但保护筒104和顶棚106在绕主体12的轴线14的多个部位进行分割，而且被分割的部位与相邻的部位可分离地连接着。但也可以将保护筒104和顶棚106分割为多个部件。

底座22、盖子54、环48、50保护筒104和顶棚106的内径尺寸比第2头28的最大外径尺寸大。

在图示的例子中，使主体12和切削头16下降的推进机构是若干千斤顶114，该千斤顶将内衬108作为推力架。千斤顶114绕主体12的轴线隔一定的角度间隔配置在主体12的内面。各千斤顶114以油缸与底板20的上面相接触。活塞杆与内衬108的下面相接触的状态安装在主体12上。

各千斤顶114也可以用于修正掘进方向。掘进方向的修正可以采用与通常的盾构式隧道挖掘机所采用的同样的方法进行。各千斤顶114的推力通过主体12、辊子46、环48和环50等传递到切削头16。

如图9所示，挖掘机10还包括相对第1头24下方推压第2头28的若干推压装置116。在图示的例子中，3个推压装置116以相等的角度间隔绕轴线14配置。

如图10和图11所示，各推压装置116包括：固定在盖子54上的底座118；用多个螺栓可拆卸地安装在该底座上的撑架120；能以向水平方向延伸的轴线为中心作枢轴旋转运动、一端与撑架120相连接的千斤顶122；能以向水平方向延伸的轴线为中心作枢轴旋转运动、且一端与撑架120相连接，另一端能以向水平方向延伸的轴线为中心作枢轴旋转运动、且与千斤顶122相连接的臂124；可绕向水平方向延伸的轴线旋转的、支承在臂124的下侧的辊子126。

在图示的例子中，各千斤顶122是用液压或气压动作的千斤顶，但也可以是螺旋千斤顶。千斤顶122在其油缸侧的端部与撑架120相连接，在活塞杆侧的端部与臂124相连接。

连接撑架120和千斤顶122的销轴、连接撑架120和臂124的销轴、连接千斤顶122和臂124的销轴以及将辊子126连接到臂124上的销轴相互平行。但是，从千斤顶122和臂124的连接点到撑架120和千斤顶122的连接的点的距离比从千斤顶122和臂124的连接点到撑架120和臂124的连接点的距离要长。

因此，如图10所示，当千斤顶122伸长时，千斤顶122和臂124大致伸成水平状。与此相反，当千斤顶122收缩时，千斤顶122和臂124大致伸成铅垂状。

各推压装置116安装在盖子54上，使其当千斤顶122伸长时，辊子126与第2头28的筒状部62的上端面相抵接，将第2头28压下，当千斤顶122收缩时，千斤顶122、臂124和辊子126向第1头24的空间部后退至不妨碍装拆第2头28的位置。

在如上述那样配置各推压装置116时，如图9和图11所示，在千斤顶122伸长的状态下，最好使千斤顶122和臂124大致与第2头28的旋转轨迹的切线平行。

如图12和图13所示，在地上设置龙门吊车128。吊车128包括安装在地上的塔架129和可在水平方向移动地支承在该塔架上的起重机130。起重机130是起降内衬108用的管片、第2头28等的机械，可以采用动力式的绞车。

当未收容挖掘物的第2头28安装在第1头24中时，因第2头28的活门70靠自重向下方移动，所以第2头28的开口68敞开着。另外，由于第2头28被推压装置116向下方压着，第2头28保持的状态是：其限制器64与第1头24相抵接，第2头28的开口68的高度位置与第1头24的开口58的高度位置基本一致。

在这种状态下，所有的推进用的千斤顶114同步伸长，而且驱动装置18的旋转动力源96旋转。因此，由于齿轮98旋转，环50绕主体12的轴线旋转，第1头24相对主体12绕轴线14旋转。

此时，若第2头28的开口68相对第1头24的开口58绕轴线14产生了角位移，则在第1头24的结合片100与第2头28的结合片102相结合之前，第1头24旋转。当结合片100、102相结合时，第2头28的开口68与第1头24的开口58相匹配，第2头28与第1头24同时旋转。

在切削头16旋转期间，由于第1头24靠挖掘机10的自重和推进用的千斤顶114推压到第1头24下侧的砂土上，所以用第1铲齿26挖掘第1头24下侧的砂土。

由第1铲齿26挖掘下来的挖掘物，随着第1头24的旋转从第1头24的开口58进入室56，接着被导向板60强制地移向开口68。由此，室56内的挖掘物通过第2头28的开口68，从第1头24的开口58被推到筒状部62内。因此，不需人力就可将第1铲齿26挖掘下来的挖掘物集中到第2头28内。

同样，在切削头16旋转期间，由于第2头28靠推进用的千斤顶114和推压用千斤顶122推压到第2头28下侧的砂土，所以用第2铲齿30挖掘第2头28下侧的砂土。由第2铲齿30挖掘下来的挖掘物，随着第2头28的旋转，一面将盖子90推上去，一面从第2头28的开口部82进入筒状部62。

当第2头28旋转时，由第3铲齿32挖掘第2头28下端周围的砂土。由第3铲齿32挖掘下来的挖掘物，随着第2头28的旋转，从第2头28的开口部84进入筒状部62。由此减小挖掘时作用于第2头28外周面上的摩擦力。

随着第2头28的旋转，由第4铲齿94挖掘第2头28下面中心中部的砂土。由第4铲齿94挖掘下来的挖掘物，随着第2头28的旋转，与由第2铲齿30挖掘下来的挖掘物一起从第2头28的开口部84进入筒状部62。由此可以防止掘进方向发生变化。

如上所述，在挖掘期间，若由推压用千斤顶122相对第1头24向下压第2头28的话，可以防止第2头28相对第1头24向上升，所以提高了第2铲齿30的挖掘效率。

当筒状部62收纳了规定量的挖掘物时，由于首先驱动装置18停止、挖掘作业就暂时停止。接着通过推压用千斤顶122收缩，整个推压装置116从第2头28的移动线路向后退。然后起重机130的吊钩被挂到第2头28的环80上，第2头28被起重机130吊上来。

在将第2头28吊上来时，首先在第2头28的活门70与限制器74抵接之前，相对筒状部62向上拉活门70，由此用活门70封闭第2头28的开口68，接着将整个第2头28吊上来。

在将第2头28吊上来时，由于第2头28的开口68和开口部82分别被活门70和盖子90所封闭，所以不必担心筒状部62内的挖掘物从开口68和开口部82落下来。

如图12和图13所示，已吊到地上的第2头28内的挖掘物被转移装载到自卸卡车132上。为此在地上设置具有“丫”字形头部的一对支柱134。

转移装载时，将设置于筒状部62下端下部的销轴88支承在支柱134的“丫”字形头部上，第2头28以这种状态被慢慢地吊着降下来。因为销轴88上方部位的重量比销轴88下方部位的重量大，所以如图12虚线所示，第2头28以销轴88为中心慢慢地旋转，使底部66朝向上方。此时安装在支柱134上的限制器136用于防止第2头28旋转，而且使第2头28的上部朝向自卸卡车132的驾驶员一侧。

第2头28内的挖掘物随着第2头28以销轴88为中心的旋转，被排放到自卸卡车132中，当挖掘物的转移装载结束时，第2头28被起重机吊着降到竖井内，安装到第1头24的空间部。

在将第2头28安装到第1头24的空间部时，若第2头28在径向相对第1头24产生了偏离，筒状部62与第1头24的上侧板状部34相抵接，不能将第2头28安装到第1头24的空间部。为了防止这一现象的发生，必须在使第2头28的轴线与第1头24的轴线相一致的状态下，将第2头28放下去。但是，用人力进行这样的作业是很麻烦的。

因此，挖掘机10具有形成于第1头24的多个、最好是3个以上导向部138。导向部138绕主体12的轴线14隔一定间隔设置于上侧板状部34上面中心侧的部位，而且还具有倾斜面，即下部比上部更靠近内侧(中心)的导向面。

筒状部62在其下端与导向部138的倾斜面相抵接的状态下下降。因此，第2头28在将其安装到第1头24的空间部时，即使第2头28相对第1头24多少有些错位，筒状部62的下端也会被导向部138引导到旋转中心，即轴线14一侧，所以可只使第2头28降下去，将第2头28安装到第1头24的空间部。

在将第2头28安装到第1头24的空间部时，由于用第3铲齿32过多地挖掘了第2头28的筒状部周围的砂土，所以向第2和第3铲齿30、32所形成的坑洞中拆装第2头28的筒状部62变得很容易，其结果是为了排放挖掘物，在第1头24的空间部拆装第2头28的作业变得很容易。

当第2头28被配置在第1头24的空间部时，推压装置116的千斤顶122再次伸长，相对第1头24强制地由推压装置116将第2头28压下。因此，在从第1头24的空间部拆卸第2头28时，即使第1头24的室56内的一部分挖掘物落到了第1头24的空间部，第2头28也能以规定的状态安装到第1头24上。

然后，重新开始挖掘作业，当主体12和切削头16下降了规定的距离，则暂时停止挖掘作业，进行向内衬108安装管片的作业。该作业在规定的、收缩了规定的千斤顶114的状态下进行。当收缩了所有的千斤顶114、在内衬108的整个圆周都安装了管片时，挖掘作业重新开始。

但是，在向内衬108安装管片时，代替暂时停止挖掘作业，也可以使向内衬108安装管片的作业和挖掘作业同时进行，还可以使该安装作业与排放挖掘物的作业同时进行。

在修正挖掘机10的前进方向时，至少有一个千斤顶114伸出，同时驱动装置18工作。由此，慢慢修正相对铅垂线的挖掘机10的前进方向。当至少有一个千斤顶114伸至规定的长度时，挖掘机10的前进方向相对铅垂线修正至正确的方向，然后，所有的千斤顶114同时以相同的速度伸出，驱动装置18工作。

当竖井挖掘至规定的深度时，在主体12、切削头16、底座22、保护筒104和顶棚106被分解为若干部分之后，撤至地上，用于挖掘下一个竖井。

挖掘机10第2头上下方向的长度尺寸比第1头上下方向的长度尺寸大，因为第2头至少突出至第1头的下方，所以不增大第2头的筒状部的径向尺寸，也能增加挖掘物的可收纳量。但是第2头上下方向的长度尺寸不比第1头上下方向的长度尺寸大也可以。

另外，因挖掘机10将由第1铲齿26挖掘下来的挖掘物收到下侧板状部36上方的空间，所以由第1铲齿26产生的挖掘阻力小，而且收到下侧板状部36上方空间的挖掘物也容易向第2头28移动。但是，也可以将具有从内侧板状部向径向延伸的多个臂的头作为第1头使用，在1个以上的臂上安装第1铲齿26。

作为使主体12下降的推进机构，也可采用通过使配置于挖掘轨迹上的管子前进、即压下，而使主体12与切削头16一起前进的管推进机构以替代以内衬108为反力架的千斤顶114。

也可以将具有V字形沟槽46a的多个辊子46安装在切削头16上、将具有与沟槽46a相结合环状结合部50a的环50安装在主体12上。另外，作为可旋转地使切削头16支承在主体12上的装置，除辊子46和环50之外，也可以采用多个轴承等其他装置。

图14-图23所示的竖井用挖掘机200，在由从地基获得反力的推进机构而使主体202下降方面，与图1所示的挖掘机10不同。主体202为短筒形。挖掘机200所采用的推进机构具有与主体202上部外侧相配合的筒状体204。

主体202和筒状体204通过1个以上的止动装置组装在一起，该两者在轴线14方向上的相对位移是可能出现的，但绕轴线14的旋转是不可能的。将这样的止动装置的一个例子示于图22和图23。在图22和图23所示的例子中，止动装置具有向上下方向延伸的、形成于筒状体204下端内侧的槽206和上下方向延伸的、形成于主体202上部外侧的凸部208，使槽206和凸部208相配合。

筒状体204用多个在该筒状体的圆周方向上分割的形成。如图17和图18所示，周向相邻的分割件用多个螺栓210和螺母212可分离地连接着。

筒状体204在下部外周的多处设有在外周侧开口的凹处214。各凹处214在此槽206稍高一点的上方部位周向延伸。而且周向相邻的凹处214被筒状体204相邻的分割件的连接部所分离。在各凹处214配置有反力用推压体216。各推压体216弯曲着，以便与相对应的凹处214相适应。

用其周向端部在上下方向隔一定间隔的多个反力用千斤顶，即第1千斤顶218，使周向相邻的推压体216相互靠近相互相离的方向位移。各第1千斤顶218是油压千斤顶一样的液压千斤顶，而且如图19-图21所示，由做成板状的连接件220将油缸连接于一推压体216的端部，将活塞杆连接于另一推压体216的端部。

各连接件220通过筒状体204的开口部222(参照图17-图19)，从对应的推压体216周向的端部延伸至筒状体204的内侧。各连接件220和推压体216是一体地、或通过焊接连接着。使相同的推压体216位移的多个第1千斤顶218和连接件220，应使第1千斤顶218的伸缩同步地、通过共同的枢轴228可做枢轴旋转运动地连接着。

主体202和筒状体204在绕轴线14的多处用推进千斤顶即第2千斤顶224连接着。各千斤顶224将油缸连在底板20上，将活塞杆连在筒状体204上。

在挖掘机200中，当第1千斤顶218收缩时，相邻的推压体216被拉近，所以如图15、图16、图17和图20所示，各推压体216被收容于对应的凹处214内。

与此相反，当各第1千斤顶218伸长时，相邻的推压体216离开，所以如图14、图18和图21所示，各推压体216向筒状体204的径向外方移动，其结果是，各推压体216因其一部分从对应的凹处214突出来，而顶住周围的地基。

因此，挖掘机200在使各第1千斤顶218伸长的状态下，使各第2千斤顶224伸长、且使切削头16旋转，由此来挖掘地基。因第2千斤顶224伸长而引起的推进反力，通过筒状体204、第1千斤顶218和推压体216传递到周围的地基。因切削头16的旋转而引起的旋转反力，通过凸部208、沟槽206、筒状体204、第1千斤顶218和推压体216传递到周围的地基。

如图21所示，当各第2千斤顶224完全伸长时，通过各第1千斤顶218收缩，各推压体216离开周围的地基。在这种状态下，各第2千斤顶收缩，由此筒状体204被拉向下方。

然后，以规定的回数反复进行以下工序：在使各第1千斤顶218伸长的状态下，通过使各第2千斤顶224伸长，且使切削头16旋转来挖掘地基；在使各第1千斤顶218收缩的状态下，通过使各第2千斤顶224收缩，将筒状体204拉下来，在反复进行这样的工序期间，在筒状体204的上方依次配置内衬226。

挖掘机200由于用在上下方向隔一定间隔平行配置的多个第1千斤顶来使相邻的一对推压体位移，所以与用单一的千斤顶使相邻的一对推压体位移的情况相比，再加上可以有效地采用小型的千斤顶，能有效地利用挖掘机内的空间。但是，也可以用一个第1千斤顶使相邻的一对推压体位移。另外，使推压体216筒状体的径向位移的装置，不仅仅是使相邻的推压体216向它们相互靠近、相互远离的方向移动的千斤顶，也可以是直接使其向径向位移的装置。

Claims (15)

1.一种竖井用挖掘机，包括：轴线呈上下方向配置的筒状的主体；可绕上述轴线旋转的、配置于该主体下端的切削头；使该切削头旋转的驱动装置，上述切削头包括：可绕上述轴线旋转的、支承于上述主体下端、在中央部具有向上下方向贯通的空间部的第1头；用于挖掘上述第1头下侧的砂土的、配置于上述第1头的、至少有1个的第1铲齿；可从上方装拆且与上述第1头同轴地配置于上述空间部的第2头，该第2头具有接收由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物的筒状部和封闭该筒状部下端的底部；用于挖掘该第2头下侧砂土的、配置于上述第2头的、至少有1个的第2铲齿，其特征在于：上述第2头还有形成于上述底部的开口部，用于将由上述第2铲齿挖掘下来的挖掘物收到上述筒状部内；用于在上述底部的上侧开闭上述开口部、可绕水平方向延伸的轴线旋转一定角度的、配置于上述底部上侧的盖子；该盖子在正常状态下由靠其重量关闭该开口部而在切削头在旋转时，该盖子则由挖掘物推起，打开该开口部。

2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征是：上述第1头或上述第1铲齿具有随着切削头的旋转，将由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物移动到上述空间部一侧的导向板。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：上述第1头在构成上述空间部上端的部件上面中心侧部位，具有多个导向部，该导向件的上部具有下部朝向上述空间部一侧的倾斜面。

4.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：上述第2头在上述筒状部的上端外周有限制器，该限制器与构成上述空间部上端的部件上面中心侧的缘部相抵接。

5.根据权利要求1或2所记载的挖掘机，其特征是：上述第2头上下方向的长度尺寸比上述第1头上下方向的长度尺寸大，在该第2头配置于上述第1头中的状态下，上述第2头至少突出至上述第1头的下方。

6.根据权利要求5所记载的挖掘机，其特征是：上述第2头还具有开口和活门，该开口形成于上述筒状部，用于将由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内，该活门可沿该筒状部的内面向上下方向地移动地配置于上述筒状部，用于开闭上述开口。

7.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征是：上述第1头具有构成在上述空间部周围延伸的下面的、为上述第1铲齿挖掘上述板状部下侧的砂土而配置的板状部，上述板状部具有将由第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上侧的开口部，上述开口与上述板状部上方的空间相连通。

8.根据权利要求7所述的挖掘机，其特征是：上述切削头还具备配置于上述筒状部下部外侧的第3铲齿，用于挖掘上述第2头周围的砂土，上述第2头还有形成于上述筒状部下部的开口部，用于将由第3铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内。

9.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：上述第2头还有一对销轴，该销轴设置于上述筒状部的下部外侧，使其向相互相反的方向延伸。

10.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征是：多个上述第1铲齿绕上述轴线隔一定的角度间隔配置于上述第1头上，上述第2头还具有：用于将由上述第1铲齿挖掘下来的挖掘物收入到上述筒状部内，在上述筒状部上绕上述轴线隔一定的角度间隔、形成于上述筒状部上的多个开口；可沿该筒状部的内侧面向上下方向移动地配置于上述筒状部上、且分别开闭上述开口的多个活门；在上述端部将该活门相互连接的连接件。

11.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：还包含相对第1头向下方推压第2头的、推压第2头的部位能后退到不妨碍向上述空间部拆装上述第2头的位置的推压装置。

12.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：还包含使含上述主体下降的推进机构，该推进机构具备隔一定间隔绕上述轴线周围配置的、从配置于上述主体上部的内衬获得反力来推压上述主体的多个千斤顶。

13.根据权利要求1或2所述的挖掘机，其特征是：还包含使上述主体下降的推进机构，该推进机构包括：可相对地向上述轴线方向位移的、与上述主体的上部相配合的筒状体；沿周向依次配置于该筒状体的外周的、弧状的多个推压体；使该推压体向上述筒状体的径向位移的多个第1千斤顶；隔一定间隔绕上述轴线配置的、从上述筒状体获得反力来推压上述主体的多个第2千斤顶。

14.根据权利要求13所述的挖掘机，其特征是：各第1千斤顶使周向相邻的推压体向它们相互靠近、相互远离的方向位移。

15.根据权利要求14所述的挖掘机，其特征是：上述主体和上述筒状体配合在一起，不能绕上述轴线相对旋转。

Images