CN107401406A - 一种应用于卵石结构的新型顶管机 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程设备技术领域，尤其涉及一种应用于卵石结构的新型顶管机，所述刀盘椎体截面形状为锥形，所述刀盘筒体截面形状为矩形，所述刀盘椎体开口小的一侧与刀盘筒体连接，所述刀盘椎体开口大的一侧连接有刀盘，所述刀盘上设有刀具，所述刀盘一侧设有定位凸起，所述刀盘椎体设有与定位凸起相配合的定位凹槽，所述刀盘椎体内部设有椎体空腔，所述刀盘筒体内设有筒体空腔，所述椎体空腔、筒体空腔内设有中心排料绞龙，所述中心排料绞龙一端设有连接板，所述连接板另一侧与刀盘连接，所述连接板外面套有连接轴承，所述刀盘椎体、刀盘筒体内均设有注浆通道并且相通，所述刀盘椎体内壁设有注浆口，所述注浆口与注浆通道相通。

Description

一种应用于卵石结构的新型顶管机

技术领域

本发明属于工程设备技术领域，尤其涉及一种应用于卵石结构的新型顶管机。

背景技术

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或顶管机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或顶管掘进机后，埋设在两坑之间。

顶管机是顶管法施工使用的机械设备，挖掘臂组件是顶管机的重要组成部分，通常挖掘臂组件包括挖掘臂、挖斗和挖斗油缸，挖斗油缸带动挖斗做挖掘动作。现有的挖掘臂组件只能对单一方向进行挖掘动作，挖斗只能沿一个方向做反复的挖掘动作，其他方向例如位于挖斗侧面的物料则不能被挖掘到。

目前实际应用的顶管机采用的是：泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机、岩石顶管机，这三种顶管机均存在一定的弊端，其中泥水平衡顶管机对于卵石层来说是工作不了的，而土压平衡顶管机在施工中对于卵石又有一定局限性，岩石顶管机对于卵石必须经过二次破碎才可以正常的顶进，而且机头的成本高，顶进速度慢。

所以目前急需一种专门针对地下卵石结构的、结构简单但实用性性强的卵石顶管机。

发明内容

本发明提供一种应用于卵石结构的新型顶管机，以解决上述背景技术中提出的目前实际应用的顶管机不适用卵石结构的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种应用于卵石结构的新型顶管机，包括刀盘椎体、刀盘筒体，所述刀盘椎体截面形状为锥形，所述刀盘筒体截面形状为矩形，所述刀盘椎体开口小的一侧与刀盘筒体连接，所述刀盘椎体开口大的一侧连接有刀盘，所述刀盘上设有刀具，所述刀盘一侧设有定位凸起，所述刀盘椎体设有与定位凸起相配合的定位凹槽，所述刀盘椎体内部设有椎体空腔，所述刀盘筒体内设有筒体空腔，所述椎体空腔、筒体空腔内设有中心排料绞龙，所述中心排料绞龙一端设有连接板，所述连接板另一侧与刀盘连接，所述连接板外面套有连接轴承，所述刀盘椎体、刀盘筒体内均设有注浆通道并且相通，所述刀盘椎体内壁设有注浆口，所述注浆口与注浆通道相通，所述刀盘椎体、刀盘筒体外面套有外壳体，所述外壳体内设有轴承空腔，所述轴承空腔内设有轴承，所述外壳体内还设有齿轮空腔，所述齿轮空腔内还设有传动齿轮，所述传动齿轮与刀盘筒体连接；

所述刀盘筒体另一侧设有上层橡胶体、下层橡胶体，所述下层橡胶体位于上层橡胶体的下方，所述上层橡胶体、下层橡胶体之间形成输料通道，所述输料通道与筒体空腔相通，所述上层橡胶体、下层橡胶体截面形状为环形，所述上层橡胶体内底部设有上机械控制装置，所述下层橡胶体内顶部设有下机械控制装置，所述上层橡胶体一端设有第一上橡胶法兰，另一端设有第二上橡胶法兰，所述下层橡胶体一端设有第一下橡胶法兰，另一端设有第二下橡胶法兰，所述第一上橡胶法兰、第一下橡胶法兰与刀盘筒体连接，所述第二上橡胶法兰、第二下橡胶法兰连接有输料装置，所述输料装置内设有输料口，所述输料口与输料通道相通；

还包括排料壳体，所述排料壳体内设有排料通道，所述排料通道的一端设有排料管软连接，所述排料管软连接一端设有进料口，另一端设有出料口，所述进料口与输料口连接，所述排料管软连接的出料口与排料通道连接，所述排料管软连接的下方设有电磁阀，所述电磁阀的一侧铰接有旋转托架，所述旋转托架上固定有排料挡板，所述排料挡板位于排料通道内，所述排料通道内设有第一限位挡块、第二限位挡块，所述第一限位挡块、第二限位挡块与排料挡板相配合，所述排料通道的顶部设有喷气嘴，所述相邻喷气嘴之间的间隔距离为5-20m，所述排料通道内底部还设有废料。

所述排料通道的材质为钢管。

所述第一限位挡块、第二限位挡块的截面为三角形。

本发明的有益效果为：

本技术方案的进料结构经过申请人十几年工作经验，特研发出一种专门针对不规则卵石层施工的顶管机，其主要结构由前刀盘、刀盘椎体、外壳体、刀盘筒体、传动齿轮、和中心排料绞龙组成，其工作方式由动力源驱动传动齿轮旋转带动筒体一起旋转，筒体链接着刀盘椎体和刀盘转动，刀盘上的滚刀和切削刀经过转动把卵石泥土切削进椎体仓，由筒体和椎体上的注浆道往椎体仓中注入润滑浆液，经过刀盘的旋转，进入椎体仓内的卵石和泥土在仓内滚动形成搅拌，为了保持仓内和被切削层的压力平衡，由中心排料绞龙来控制仓内的压力，压力小了绞龙停止或反转，压力大的时候绞龙正转往外排出卵石和泥土，绞龙的叶片由安装在筒体后部的驱动装置驱动，可以调速来保持仓内的压力，本技术方案已经通过实验测试，实施效果非常理想，可大范围推广使用；

本技术方案的输料结构设计思路来源于人体器官的功能，顶管机的刀盘好比人的嘴巴，把吃进的卵石和泥土经过椎体仓进入到筒体里，而顶管机的排料装置好比人的肛门，卵石和泥土必须要经过机械肛门才可以排出，所以设计出机械肛门，它是由耐磨橡胶制作而成，直径600mm两端有固定用橡胶法兰，中间是凹进去的橡胶体，中间孔径260mm，中间最小的地方外径装有机械控制机构，控制橡胶的伸缩，来保证泥土仓有一定的压力和原土层的压力，在施工中不至于前方的原土层出现塌方，一般的情况下椎体仓内的压力保证在3mpa，大于3mpa舱内的泥土在主顶油缸作用下挤出机械肛门处，机械控制是由电磁阀和压力传感器组成，压力控制3mpa，另一种是用气压来保持舱内的压力，大于3mpa时压力传感器工作，把气动阀打开往外排气，压力小于3mpa充气发打开往里充气，使机械肛门关闭来保证椎体仓的压力，本技术方案已经通过实验测试，实施效果非常理想，可大范围推广使用。

本技术方案的排料结构主要针对小型顶管机型，利用气动原理解决了长距离的排料问题，经试验测试可以连续顶进100米，该结构由排料链接软管、钢管、排料挡板、电磁阀、喷气嘴等部件组成，设定几米或10几米一个喷气嘴，喷气嘴由电磁润控制依次有顺序的开启和关闭，排料挡板也是由机械控制，当排料挡板开启喷气嘴关闭，排料挡板关闭以后电磁阀工作打开喷气阀门开始充气，使钢管内的沙石及润滑液在高压气体的作用下滑动到第二的喷嘴，依次工作，喷气嘴的反方向有连续的沙石阻挡，不至于喷气嘴喷出的气流往相反的方向流通，在工作井内放置一个吊斗，排满以后用吊机吊出装在车上运出，可解决城市的污染问题。

附图说明

图1为本发明的进料输料结构示意图；

图2为本发明第一上橡胶法兰的结构示意图；

图3为本发明上机械控制装置、下机械控制装置的结构示意图；

图4为本发明的排料结构示意图；

图中：1-刀盘椎体，2-刀盘筒体，3-刀盘，4-刀具，5-定位凸起，6-定位凹槽，7-中心排料绞龙，8-连接板，9-连接轴承，10-外壳体，11-轴承，12-传动齿轮，13-椎体空腔，14-筒体空腔，15-注浆通道，16-轴承空腔，17-齿轮空腔，18-注浆口，19-上层橡胶体，20-下层橡胶体，21-第一上橡胶法兰，22-第二上橡胶法兰，23-第一下橡胶法兰，24-第二下橡胶法兰，25-输料装置，26-输料通道，27-输料口，28-上机械控制装置，29-下机械控制装置，30-排料壳体，31-排料通道，32-排料管软连接，33-进料口，34-出料口，35-电磁阀，36-旋转托架，37-排料挡板，38-第一限位挡块，39-第二限位挡块，40-喷气嘴，41-废料。

具体实施方式

一种应用于卵石结构的新型顶管机，包括刀盘椎体1、刀盘筒体2，刀盘椎体1截面形状为锥形，刀盘筒体2截面形状为矩形，刀盘椎体1开口小的一侧与刀盘筒体2连接，刀盘椎体1开口大的一侧连接有刀盘3，刀盘3上设有刀具4，刀盘3一侧设有定位凸起5，刀盘椎体1设有与定位凸起5相配合的定位凹槽6，刀盘椎体1内部设有椎体空腔13，刀盘筒体2内设有筒体空腔14，椎体空腔13、筒体空腔14内设有中心排料绞龙7，中心排料绞龙7一端设有连接板8，连接板8另一侧与刀盘3连接，连接板8外面套有连接轴承9，刀盘椎体1、刀盘筒体2内均设有注浆通道15并且相通，刀盘椎体1内壁设有注浆口18，注浆口18与注浆通道15相通，刀盘椎体1、刀盘筒体2外面套有外壳体10，外壳体10内设有轴承空腔16，轴承空腔16内设有轴承11，外壳体10内还设有齿轮空腔17，齿轮空腔17内还设有传动齿轮12，传动齿轮12与刀盘筒体2连接；

刀盘筒体2另一侧设有上层橡胶体19、下层橡胶体20，下层橡胶体20位于上层橡胶体19的下方，上层橡胶体19、下层橡胶体20之间形成输料通道26，输料通道26与筒体空腔14相通，上层橡胶体19、下层橡胶体20截面形状为环形，上层橡胶体19内底部设有上机械控制装置28，下层橡胶体20内顶部设有下机械控制装置29，上层橡胶体19一端设有第一上橡胶法兰21，另一端设有第二上橡胶法兰22，下层橡胶体20一端设有第一下橡胶法兰23，另一端设有第二下橡胶法兰24，第一上橡胶法兰21、第一下橡胶法兰22与刀盘筒体2连接，第二上橡胶法兰22、第二下橡胶法兰24连接有输料装置25，输料装置25内设有输料口27，输料口27与输料通道26相通；

还包括排料壳体30，排料壳体30内设有排料通道31，排料通道31的一端设有排料管软连接32，排料管软连接32一端设有进料口33，另一端设有出料口34，进料口33与输料口27连接，排料管软连接32的出料口34与排料通道31连接，排料管软连接32的下方设有电磁阀35，电磁阀35的一侧铰接有旋转托架36，旋转托架36上固定有排料挡板37，排料挡板37位于排料通道31内，排料通道31内设有第一限位挡块38、第二限位挡块39，第一限位挡块38、第二限位挡块39与排料挡板37相配合，排料通道31的顶部设有喷气嘴40，相邻喷气嘴40之间的间隔距离为5-20m，排料通道31内底部还设有废料41。

排料通道31的材质为钢管。

第一限位挡块38、第二限位挡块39的截面为三角形。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于卵石结构的新型顶管机，其特征在于：

包括刀盘椎体、刀盘筒体，所述刀盘椎体截面形状为锥形，所述刀盘筒体截面形状为矩形，所述刀盘椎体开口小的一侧与刀盘筒体连接，所述刀盘椎体开口大的一侧连接有刀盘，所述刀盘上设有刀具，所述刀盘一侧设有定位凸起，所述刀盘椎体设有与定位凸起相配合的定位凹槽，所述刀盘椎体内部设有椎体空腔，所述刀盘筒体内设有筒体空腔，所述椎体空腔、筒体空腔内设有中心排料绞龙，所述中心排料绞龙一端设有连接板，所述连接板另一侧与刀盘连接，所述连接板外面套有连接轴承，所述刀盘椎体、刀盘筒体内均设有注浆通道并且相通，所述刀盘椎体内壁设有注浆口，所述注浆口与注浆通道相通，所述刀盘椎体、刀盘筒体外面套有外壳体，所述外壳体内设有轴承空腔，所述轴承空腔内设有轴承，所述外壳体内还设有齿轮空腔，所述齿轮空腔内还设有传动齿轮，所述传动齿轮与刀盘筒体连接；

所述刀盘筒体另一侧设有上层橡胶体、下层橡胶体，所述下层橡胶体位于上层橡胶体的下方，所述上层橡胶体、下层橡胶体之间形成输料通道，所述输料通道与筒体空腔相通，所述上层橡胶体、下层橡胶体截面形状为环形，所述上层橡胶体内底部设有上机械控制装置，所述下层橡胶体内顶部设有下机械控制装置，所述上层橡胶体一端设有第一上橡胶法兰，另一端设有第二上橡胶法兰，所述下层橡胶体一端设有第一下橡胶法兰，另一端设有第二下橡胶法兰，所述第一上橡胶法兰、第一下橡胶法兰与刀盘筒体连接，所述第二上橡胶法兰、第二下橡胶法兰连接有输料装置，所述输料装置内设有输料口，所述输料口与输料通道相通；

还包括排料壳体，所述排料壳体内设有排料通道，所述排料通道的一端设有排料管软连接，所述排料管软连接一端设有进料口，另一端设有出料口，所述进料口与输料口连接，所述排料管软连接的出料口与排料通道连接，所述排料管软连接的下方设有电磁阀，所述电磁阀的一侧铰接有旋转托架，所述旋转托架上固定有排料挡板，所述排料挡板位于排料通道内，所述排料通道内设有第一限位挡块、第二限位挡块，所述第一限位挡块、第二限位挡块与排料挡板相配合，所述排料通道的顶部设有喷气嘴，所述相邻喷气嘴之间的间隔距离为5-20m，所述排料通道内底部还设有废料。

2.根据权利要求1所述的一种应用于卵石结构的新型顶管机，其特征在于：所述排料通道的材质为钢管。

3.根据权利要求2所述的一种应用于卵石结构的新型顶管机，其特征在于：所述第一限位挡块、第二限位挡块的截面为三角形。