CN106948824B - 一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，在盾构机土仓右侧的盾体上设置有安装孔，输送装置包括中央回转节，中央回转节包括转轴和壳体；壳体和盾体固定连接；输送装置还包括刀盘驱动盘、驱动套和过渡轴；过渡轴的外周壁和安装孔的内孔壁密封连接；刀盘驱动盘安装在盾构机的刀盘右侧面上，驱动套的左端和刀盘驱动盘齿形连接，驱动套的右端和过渡轴齿形连接；驱动套的内腔中设置有软管；通过驱动套两端的齿形连接来传递刀盘的扭矩至中央回转节处，中央回转节的转轴浮动，再通过软管连接刀盘和中央回转节，在转动时中央回转节不承受不利的径向力，降低了输送装置的制造及安装精度要求，延长了输送装置的使用寿命。

Description

一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置

技术领域

本发明涉及一种介质输送装置，尤其涉及一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置。

背景技术

用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

现有的盾构机掘进中通常需要通过中央回转节来对刀盘处输送水、泡沫或者膨润土等介质，然而，现有中央回转节在安装时其转动中心和刀盘的转动中心存在一定的误差，这种误差会导致刀盘驱动中央回转节转动时中央回转节沿径向晃动，整个输送装置的结构稳定性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：中央回转节和刀盘的转动中心不同心，整个输送装置在转动工作时沿径向晃动，结构稳定性较差，本发明提供了一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，在盾构机土仓右侧的盾体上设置有与其土仓内腔连通的安装孔，所述输送装置包括中央回转节，所述中央回转节包括转轴和壳体；所述壳体的内孔水平设置并且在两端设置有轴承，所述转轴由所述壳体的左侧插入所述壳体的内孔中，所述转轴的左端伸入所述安装孔中；所述转轴的左端面上开设有轴流道，所述壳体上开设有与所述轴流道接通的体流道。

所述壳体和所述盾体固定连接；所述输送装置还包括刀盘驱动盘、驱动套和过渡轴，所述过渡轴固定安装在所述转轴的左端面上，所述过渡轴的左端面上设有连通所述轴流道的过渡流道；所述过渡轴的外周壁和所述安装孔的内孔壁密封连接；所述刀盘驱动盘安装在盾构机的刀盘右侧面上，所述驱动套的左端和所述刀盘驱动盘齿形连接，所述驱动套的右端和所述过渡轴齿形连接；所述驱动套的内腔中设置有软管，所述软管连通过渡流道和盾构机刀盘的冷却流道。

进一步地：所述过渡轴的左端面上设有向左凸起的第一驱动齿，所述刀盘驱动盘的右端面上设有向右凸起的第二驱动齿；所述驱动套的内孔壁上开设有与所述驱动套的右端面接通的第一驱动槽，所述第一驱动齿嵌入所述第一驱动槽内；所述驱动套的内孔壁上开设有与所述驱动套的左端面接通的第二驱动槽，所述第二驱动齿嵌入所述第二驱动槽内。

进一步地：所述过渡轴和驱动套之间密封连接，所述刀盘驱动盘和驱动套之间密封连接。

进一步地：所述第一驱动齿为扇环形，所述第一驱动齿的材料为硬质合金；所述驱动套的内孔壁右侧设置有第一耐磨块，所述第一耐磨块的材料为硬质合金，所述第一耐磨块分别设置在第一驱动齿的两侧并且固定设置在所述驱动套的内孔壁上。

进一步地：所述第二驱动齿为扇环形，所述第二驱动齿的材料为硬质合金；所述驱动套的内孔壁左侧设置有第二耐磨块，所述第二耐磨块的材料为硬质合金，所述第二耐磨块分别设置在第二驱动齿的两侧并且固定设置在所述驱动套的内孔壁上。

进一步地：所述安装孔的内孔壁和过渡轴的外周壁之间设置有沿水平轴向排列的多个V形密封圈，相邻两个所述V形密封圈之间设置有隔套。

进一步地：所述壳体的左端面上固定设置有将若干个所述V形密封圈向左侧彼此压紧的压环，在最右侧的所述V形密封圈和所述压环之间设置有隔套。

进一步地：所述壳体上设置有注脂油道，所述安装孔的内孔壁上设置有若干个注脂口，所述注脂口分别设置在对应隔套的位置处；所述注脂口和所述注脂油道连通。

进一步地：所述驱动套包括两块半分套，所述两块半分套相互拼接安装。

本发明的有益效果是，本发明一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置通过驱动套两端的齿形连接来传递刀盘的扭矩至中央回转节处，中央回转节的转轴浮动，再通过软管连接刀盘和中央回转节，在转动时中央回转节不承受不利的径向力，这种连接方式可以允许中央回转节和刀盘转动中心存在误差，降低了输送装置的制造及安装精度要求，延长了输送装置的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置的结构示意图；

图2是图1中的A局部放大图；

图3是图1中M-M剖视图；

图4是图1中N-N剖视图。

图中1、盾体，2、中央回转节，3、转轴，4、壳体，5、土仓，6、安装孔，7、轴承，8、体流道，9、轴流道，10、刀盘驱动盘，11、驱动套，12、过渡轴，13、过渡流道，14、软管，15、安装法兰，16、第一驱动齿，17、第二驱动齿，18、第一驱动槽，19、第二驱动槽，20、第一耐磨块，21、第二耐磨块，22、V形密封圈，23、隔套，24、压环，25、注脂口，26、注脂油道，27、半分套。

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。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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“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。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。此外，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。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1和图2所示，本发明提供了一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，在盾构机土仓5右侧的盾体1上设置有与其土仓5内腔连通的安装孔6，所述输送装置包括中央回转节2，所述中央回转节2包括转轴3和壳体4；所述壳体4的内孔水平设置并且在两端设置有轴承7，所述转轴3由所述壳体4的左侧插入所述壳体4的内孔中，所述转轴3的左端伸入所述安装孔6中；所述转轴3的左端面上开设有轴流道9，所述壳体4上开设有与所述轴流道9接通的体流道8。

所述壳体4和所述盾体1固定连接；所述输送装置还包括刀盘驱动盘10、驱动套11和过渡轴12，所述过渡轴12固定安装在所述转轴3的左端面上，所述过渡轴12的左端面上设有连通所述轴流道9的过渡流道13；所述过渡轴12的外周壁和所述安装孔6的内孔壁密封连接；所述刀盘驱动盘10安装在盾构机的刀盘右侧面上，所述驱动套11的左端和所述刀盘驱动盘10齿形连接，所述驱动套11的右端和所述过渡轴12齿形连接；所述驱动套11的内腔中设置有软管14，所述软管14连通过渡流道13和盾构机刀盘的冷却流道。

中央回转节2的壳体4通过安装法兰15固定安装在盾构机的盾体1上，转轴3的左端伸入安装孔6中，壳体4的内孔两端的轴承7支撑住转轴3，转轴3水平并且能够自由转动。随着刀盘转动，刀盘带动刀盘驱动盘10转动，通过刀盘驱动盘10和驱动套11的左端的齿形连接，可以将刀盘转动的扭矩传递到驱动套11上，驱动套11的右端和过渡轴12齿形连接，可以将扭矩进一步传递到过渡轴12上并且驱动转轴3转动。

通过软管14连接可以将介质由中央回转节2输送传递到刀盘上，即可进行土仓5中渣土改良的工作。刀盘旋转驱动转轴3转动时是通过驱动套11两端的齿形连接来传递扭矩的，这种活动式的连接方案可以允许刀盘的转动中心和转轴3的安装中心存在一定的偏差，只要在齿形连接的允许范围之内这种偏差可以尽可能地大。因为盾构机刀盘尺寸非常大，在制造加工时刀盘的转动中心和转轴3的安装中心的偏差是不可避免的，这种安装结构降低了盾构机的加工精度要求，减少了盾构机的加工成本，同时也提高了盾构机工作的可靠性。

如图3和图4所示，所述过渡轴12的左端面上设有向左凸起的第一驱动齿16，所述刀盘驱动盘10的右端面上设有向右凸起的第二驱动齿17；所述驱动套11的内孔壁上开设有与所述驱动套11的右端面接通的第一驱动槽18，所述第一驱动齿16嵌入所述第一驱动槽18内；所述驱动套11的内孔壁上开设有与所述驱动套11的左端面接通的第二驱动槽19，所述第二驱动齿17嵌入所述第二驱动槽19内。

第一驱动齿16嵌入安装在第一驱动槽18内，第二驱动齿17嵌入安装在第二驱动槽19内，这种齿和槽的传递扭矩的方式简单且可靠，并且能够允许很大的位置误差，进而可以进一步降低盾构机的加工精度要求。

所述过渡轴12和驱动套11之间密封连接，所述刀盘驱动盘10和驱动套11之间密封连接。在驱动套11和刀盘驱动盘10以及过渡轴12之间设置密封圈来实现彼此的密封连接，这样可以防止土仓5中的渣土进入到软管14之间，随着驱动套11的旋转会导致软管14的损坏情况发生。

所述第一驱动齿16为扇环形，所述第一驱动齿16的材料为硬质合金；所述驱动套11的内孔壁右侧设置有第一耐磨块20，所述第一耐磨块20的材料为硬质合金，所述第一耐磨块20分别设置在第一驱动齿16的两侧并且固定设置在所述驱动套11的内孔壁上。

所述第二驱动齿17为扇环形，所述第二驱动齿17的材料为硬质合金；所述驱动套11的内孔壁左侧设置有第二耐磨块21，所述第二耐磨块21的材料为硬质合金，所述第二耐磨块21分别设置在第二驱动齿17的两侧并且固定设置在所述驱动套11的内孔壁上。

第一驱动齿16和第二驱动齿17是由硬质合金材料制成的扇环形齿形，第一驱动槽18是由两块硬质合金的第一耐磨块20彼此分开固定在驱动套11的内孔壁上形成的，第二驱动槽19是由两块硬质合金的第二耐磨块21彼此分开固定在驱动套11的内孔壁上形成的，硬质合金的第一驱动齿16和第二驱动齿17的两侧分别是硬质合金制成的第一耐磨块20和第二耐磨块21，硬质合金的材料具有较高的硬度和良好的耐磨性，可以保证齿形连接较长的使用寿命，有效避免齿形连接过度磨损的失效情况发生。

所述安装孔6的内孔壁和过渡轴12的外周壁之间设置有沿水平轴向排列的多个V形密封圈22，相邻两个所述V形密封圈22之间设置有隔套23，多个轴向排列的V形密封圈22将安装孔6和过渡轴12之间的区域密封起来，隔套23将V形密封圈22相互隔开，形成多道不同的密封屏障，并且在当过渡轴12转动时能够保证密封的持续，这样的方式有效密封了土仓5的空间，防止土仓5内的渣土进入到中央回转节2的区域，进而影响到中央回转节2的正常工作，多个V形密封圈22组合密封的形式可靠性较高，可以允许过渡轴12和安装孔6之间存在一定的同轴度误差。

所述壳体4的左端面上固定设置有将若干个所述V形密封圈22向左侧彼此压紧的压环24，在最右侧的所述V形密封圈22和所述压环24之间设置有隔套23。压环24向左压紧隔套23可以沿轴向压紧若干个V形密封圈22，增大了V形密封圈22沿径向对安装孔6的内孔壁和过渡轴12的外周壁的接触正压力，进而显著提高了V形密封圈22的密封性能。

所述壳体4上设置有注脂油道26，所述安装孔6的内孔壁上设置有若干个注脂口25，所述注脂口25分别设置在对应隔套23的位置处；所述注脂口25和所述注脂油道26连通。

注脂油道26内注入润滑油脂，并由注脂口25充入到V形密封圈22的后部，润滑油脂的注脂压力略高于土仓5压力，润滑油脂一方面起到润滑V形密封圈22和动密封部位的作用，另一方面，润滑油脂具有一定压力，可以有效防止土仓5内的渣土向V形密封圈22的后部渗透，具有一定的渣土密封作用。

所述驱动套11包括两块半分套27，所述两块半分套27相互拼接安装，在正常安装时，可以将刀盘驱动盘10、过渡轴12和中央回转节2安装固定到盾构机上，并且将刀盘和过渡轴12之间通过软管14将对应的管道接通，然后将两块半分套27拼接安装在软管14的外部，并且完成齿形连接。这样安装方式可以方便软管14的安装和齿形连接的安装，且整体结构稳定可靠，操作方便。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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，对所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。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，在盾构机土仓(5)右侧的盾体(1)上设置有与其土仓(5)内腔连通的安装孔(6)，所述输送装置包括中央回转节(2)，所述中央回转节(2)包括转轴(3)和壳体(4)；所述壳体(4)的内孔水平设置并且在两端设置有轴承(7)，所述转轴(3)由所述壳体(4)的左侧插入所述壳体(4)的内孔中，所述转轴(3)的左端伸入所述安装孔(6)中；所述转轴(3)的左端面上开设有轴流道(9)，所述壳体(4)上开设有与所述轴流道(9)接通的体流道(8)，其特征在于：所述壳体(4)和所述盾体(1)固定连接；所述输送装置还包括刀盘驱动盘(10)、驱动套(11)和过渡轴(12)，所述过渡轴(12)固定安装在所述转轴(3)的左端面上，所述过渡轴(12)的左端面上设有连通所述轴流道(9)的过渡流道(13)；所述过渡轴(12)的外周壁和所述安装孔(6)的内孔壁密封连接；所述刀盘驱动盘(10)安装在盾构机的刀盘右侧面上，所述驱动套(11)的左端和所述刀盘驱动盘(10)齿形连接，所述驱动套(11)的右端和所述过渡轴(12)齿形连接；所述驱动套(11)的内腔中设置有软管(14)，所述软管(14)连通过渡流道(13)和盾构机刀盘的冷却流道；

所述过渡轴(12)的左端面上设有向左凸起的第一驱动齿(16)，所述刀盘驱动盘(10)的右端面上设有向右凸起的第二驱动齿(17)；所述驱动套(11)的内孔壁上开设有与所述驱动套(11)的右端面接通的第一驱动槽(18)，所述第一驱动齿(16)嵌入所述第一驱动槽(18)内；所述驱动套(11)的内孔壁上开设有与所述驱动套(11)的左端面接通的第二驱动槽(19)，所述第二驱动齿(17)嵌入所述第二驱动槽(19)内；

所述安装孔(6)的内孔壁和过渡轴(12)的外周壁之间设置有沿水平轴向排列的多个V形密封圈(22)，相邻两个所述V形密封圈(22)之间设置有隔套(23)。

2.如权利要求1所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述过渡轴(12)和驱动套(11)之间密封连接，所述刀盘驱动盘(10)和驱动套(11)之间密封连接。

3.如权利要求1所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述第一驱动齿(16)为扇环形，所述第一驱动齿(16)的材料为硬质合金；所述驱动套(11)的内孔壁右侧设置有第一耐磨块(20)，所述第一耐磨块(20)的材料为硬质合金，所述第一耐磨块(20)分别设置在第一驱动齿(16)的两侧并且固定设置在所述驱动套(11)的内孔壁上。

4.如权利要求3所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述第二驱动齿(17)为扇环形，所述第二驱动齿(17)的材料为硬质合金；所述驱动套(11)的内孔壁左侧设置有第二耐磨块(21)，所述第二耐磨块(21)的材料为硬质合金，所述第二耐磨块(21)分别设置在第二驱动齿(17)的两侧并且固定设置在所述驱动套(11)的内孔壁上。

5.如权利要求1所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述壳体(4)的左端面上固定设置有将若干个所述V形密封圈(22)向左侧彼此压紧的压环(24)，在最右侧的所述V形密封圈(22)和所述压环(24)之间设置有隔套(23)。

6.如权利要求5所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述壳体(4)上设置有注脂油道(26)，所述安装孔(6)的内孔壁上设置有若干个注脂口(25)，所述注脂口(25)分别设置在对应隔套(23)的位置处；所述注脂口(25)和所述注脂油道(26)连通。

7.如权利要求3或4所述的一种浮动式盾构机用渣土改良介质输送装置，其特征在于：所述驱动套(11)包括两块半分套(27)，所述两块半分套(27)相互拼接安装。

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