CN108049887A - 盾构机两级螺旋输送机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盾构机两级螺旋输送机，包括一级螺旋输送机、二级螺旋输送机，一级螺旋输送机倾斜设置在盾构机中，二级螺旋输送机水平设置于皮带运输机上方，一级螺旋输送机与二级螺旋输送机通过球面铰接，二级螺旋输送机的长度大于等于一级螺旋输送机的长度；一级螺旋输送机和二级螺旋输送机配合转动，二级螺旋输送机的转速略快于一级螺旋输送机的转速，一级驱动器和二级驱动器分别驱动一级螺旋轴和二级螺旋轴，可在盾构机有限的空间内有效地加长螺旋输送机的长度，两级螺旋输送机分别驱动，在含水较多的地层，水因为压力作用沿螺旋输送机涌出，由于螺旋输送机的长度变长，水流动到螺旋输送机出口时流速已经降到足够低了，可避免喷涌现象发生，使盾构机适应复杂的地层。
Description
技术领域
本发明涉及一种土压盾构设备，尤其涉及一种盾构机螺旋输送机。
背景技术
螺旋输送机是盾构机的主要部件之一，其作用是将盾构机刀盘切削下来的渣土运输到盾构机的皮带机上，继而运出隧道。
施工过程中盾构机要保持一定程度的密封，随着盾构机的向前推进，盾构机前方压力不断升高，螺旋输送机向外排土压力减少。通过控制盾构机的推进速度和螺旋输送机的排土速度，来控制盾构机前方的压力，使之达到平衡。在遇到地下含水量较大的地层时螺旋输送机就会成为盾构机整机密封性能的瓶颈，容易产生喷涌事故，十分危险。
为了应对这种情况，一般采用加强螺旋输送机闸门密封性能的办法，或者加长螺旋输送机。增加密封性能只能在产生喷涌时关闭闸门，再做后续处理；而虽然加长螺旋输送机可有效的防止喷涌，但盾构机内布置众多机械设备，空间十分有限，且螺旋输送机是倾斜装配在盾构机中的，前方低、后方高，所以螺旋输送机可加长的能力很小。
发明内容
为了克服现有技术中盾构机螺旋输送机的上述缺点，有效地加长螺旋输送机的长度，避免喷涌现象的发生，本发明提供了一种盾构机两级螺旋输送机，包括一级螺旋输送机、二级螺旋输送机，一级螺旋输送机倾斜设置在盾构机中，二级螺旋输送机水平设置于皮带运输机上方，一级螺旋输送机与二级螺旋输送机通过球面铰接，二级螺旋输送机的长度大于等于一级螺旋输送机的长度；一级螺旋输送机和二级螺旋输送机配合转动，二级螺旋输送机的转速略快于一级螺旋输送机的转速，其中：一级螺旋输送机包括进渣口、一级螺旋轴、一级叶片、一级套筒、一级驱动器，在一级套筒上设有压力传感器，二级螺旋输送机包括二级螺旋轴、二级叶片、二级套筒、二级驱动器、出渣口、出渣闸门，一级驱动器和二级驱动器分别驱动一级螺旋轴和二级螺旋轴，一级螺旋输送机的尾部加装第一闸门，二级螺旋输送机尾部出渣闸门包括第二闸门、第三闸门。
优选地，一级螺旋输送机的轴线与水平面之间的安装角度为22度；
优选地，二级螺旋输送机的长度等于一级螺旋输送机的长度；
优选地，一级驱动器包括液压马达、行星齿轮减速机、齿轮传动副，齿轮传动副带动一级螺旋轴转动；
优选地，二级驱动器的结构与一级驱动器相同；
优选地，还包括控制器，液压马达的转速可调节；通过压力传感器检查盾构机的压力，并将该压力信息反馈给控制器，控制器根据压力信息调节液压马达的转速，进而调节螺旋输送机的出渣速度，控制盾构机的压力。
另一方面，本发明还提供了一种利用两级螺旋输送机防止喷涌的方法，包括以下步骤：
（1）将一级螺旋输送机与水平面的安装角度设置为22度，二级螺旋输送机水
平设置在皮带机上方，将一级螺旋输送机与二级螺旋输送机通过球面铰接；
（2）对球面铰接处进行动密封；
（3）分别启动一级驱动器和二级驱动器，驱动一级螺旋输送机和二级螺旋输送机：
（4）调节二级驱动器液压马达的转速，使其转速略高于一级驱动器液压马达的转速；
（5）一级螺旋输送机前端进渣口伸入渣土中，通过一级旋转轴和一级叶片的旋转，将渣土卷入一级套筒和一级叶片之间的空隙中，通过一级螺旋输送机运输到二级螺旋输送机所在的高度并进入二级螺旋输送机，由二级螺旋输送机水平运输到皮带机上；
（6）在含水量较大的地层，水经过两级螺旋输送机后流速降低；
（7）调节螺旋输送机出渣速度，控制盾构机的压力。
本发明的盾构机两级螺旋输送机，将一级、二级螺旋输送机对接起来，中间以球面铰接形式连接，球面铰接使得两级螺旋输送机连接在一起，并能在一定角度内进行旋转，同时保证螺旋输送机的密封性能；一级螺旋输送机保持原来的倾斜方向，不改变原有结构形式，二级螺旋输送机设计成水平方向，并置于皮带机上方，该处无其他设备发生干涉，可有效地加长螺旋输送机的长度，两级螺旋输送机轴线并不平行，可在增加螺旋输送机长度的同时合理地利用盾构机内的有限空间；当二级螺旋输送机的长度等于一级螺旋输送机的长度时，两级螺旋输送机的总长度可达到原有长度的两倍，耐压能力提升1.5倍左右，可有效地控制盾构机前方的压力，在含水较多的地层，水因为压力作用沿螺旋输送机涌出，由于螺旋输送机的长度变长，水流动到螺旋输送机出口时流速已经降到足够低了，可避免喷涌现象发生，使盾构机适应复杂的地层，二级螺旋输送机的长度大于一级螺旋输送机的长度时，可更好地抑制喷涌现象；由于两级螺旋输送机的旋转轴中心并不在一条直线上，螺旋输送机的旋转轴无法直接连接，因而，本发明的两级螺旋输送机设置有两个驱动器，分别驱动一级螺旋轴和二级螺旋轴，且二级螺旋输送机的转速略快于一级输送机，可保证渣土不在螺旋输送机套筒内堵塞；在一级螺旋输送机的尾部加装第一闸门，可便于维护后部的二级螺旋输送机，二级螺旋输送机设置两道闸门以充分保证密封性能。
附图说明
图1为本发明的盾构机两级螺旋输送机结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图；
图3为本发明的盾构机两级螺旋输送机球面铰接结构示意图；
图中所示： 1、一级螺旋输送机，2、二级螺旋输送机，3、球面铰接，4、进渣口，5、一级螺旋轴，6、一级叶片，7、一级套筒，8、一级驱动器，9、压力传感器，10、二级螺旋轴，11、二级叶片，12、二级套筒，13、二级驱动器，14、出渣口，15、第一闸门，16、第二闸门，17、第三闸门。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种盾构机两级螺旋输送机，包括一级螺旋输送机1、二级螺旋输送机2，一级螺旋输送机1倾斜设置在盾构机中，二级螺旋输送机2水平设置于皮带运输机（图中未示出）上方，一级螺旋输送机1与二级螺旋输送机2通过球面3铰接，二级螺旋输送机2的长度大于等于一级螺旋输送机1的长度；一级螺旋输送机1和二级螺旋输送机2配合转动，二级螺旋输送机2的转速略快于一级螺旋输送机1的转速，其中：一级螺旋输送机1包括进渣口4、一级螺旋轴5、一级叶片6、一级套筒7、一级驱动器8，在一级套筒7上设有压力传感器9，二级螺旋输送机2包括二级螺旋轴10、二级叶片11、二级套筒12、二级驱动器13、出渣口14、出渣闸门，一级驱动器8和二级驱动器13分别驱动一级螺旋轴5和二级螺旋轴10，一级螺旋输送机1的尾部加装第一闸门15，二级螺旋输送机2尾部出渣闸门包括第二闸门16、第三闸门17。
优选地，一级螺旋输送机1的轴线与水平面之间的安装角度为22度；
优选地，二级螺旋输送机2的长度等于一级螺旋输送机1的长度；
优选地，一级驱动器8包括液压马达、行星齿轮减速机、齿轮传动副，齿轮传动副带动一级螺旋轴转动；
优选地，二级驱动器13的结构与一级驱动器8相同；
优选地，还包括控制器，液压马达的转速可调节；通过压力传感器9检查盾构机的压力，并将该压力信息反馈给控制器，控制器根据压力信息调节液压马达的转速，进而调节螺旋输送机的出渣速度，控制盾构机的压力。
另一方面，本发明还提供了一种利用两级螺旋输送机防止喷涌的方法，包括以下步骤：
（1）将一级螺旋输送机1与水平面的安装角度设置为22度，二级螺旋输送机2水平设置在皮带机上方，将一级螺旋输送机1与二级螺旋输送机2通过球面3铰接；
（2）对球面3铰接处进行动密封；
（3）分别启动一级驱动器8和二级驱动器13，驱动一级螺旋输送机1和二级螺旋输送机2：
（4）调节二级驱动器液压马达的转速，使其转速略高于一级驱动器液压马达的转速；
（5）一级螺旋输送机1前端进渣口4伸入渣土中，通过一级旋转轴5和一级叶片6的旋转，将渣土卷入一级套筒7和一级叶片6之间的空隙中，通过一级螺旋输送机1运输到二级螺旋输送机2所在的高度并进入二级螺旋输送机2，由二级螺旋输送机2水平运输到皮带机上；
（6）在含水量较大的地层，水经过两级螺旋输送机后流速降低；
（7）调节螺旋输送机出渣速度，控制盾构机的压力。
本发明的盾构机两级螺旋输送机，将一级、二级螺旋输送机对接起来，中间以球面铰接形式连接，球面铰接使得两级螺旋输送机连接在一起，并能在一定角度内进行旋转，同时保证螺旋输送机的密封性能；一级螺旋输送机保持原来的倾斜方向，不改变原有结构形式，二级螺旋输送机设计成水平方向，并置于皮带机上方，该处无其他设备发生干涉，可有效地加长螺旋输送机的长度，构成超长两级分段螺旋输送机；两级螺旋输送机轴线并不平行，可在增加螺旋输送机长度的同时合理地利用盾构机内的有限空间；当二级螺旋输送机的长度等于一级螺旋输送机的长度时，两级螺旋输送机的总长度可达到原有长度的两倍，耐压能力提升1.5倍左右，可有效地控制盾构机前方的压力，在含水较多的地层，水因为压力作用沿螺旋输送机涌出，由于螺旋输送机的长度变长，水流动到螺旋输送机出口时流速已经降到足够低了，可避免喷涌现象发生，使盾构机适应复杂的地层，二级螺旋输送机的长度大于一级螺旋输送机的长度时，可更好地抑制喷涌现象；由于两级螺旋输送机的旋转轴中心并不在一条直线上，螺旋输送机的旋转轴无法直接连接，因而，本发明的两级螺旋输送机设置有两个驱动器，分别驱动一级螺旋轴和二级螺旋轴，且二级螺旋输送机的转速略快于一级输送机，可保证渣土不在螺旋输送机套筒内堵塞；在一级螺旋输送机的尾部加装第一闸门，可便于维护后部的二级螺旋输送机，二级螺旋输送机设置两道闸门以充分保证密封性能。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。
Claims (7)
1.一种盾构机两级螺旋输送机，包括一级螺旋输送机、二级螺旋输送机，一级螺旋输送机倾斜设置在盾构机中，二级螺旋输送机水平设置于皮带运输机上方，一级螺旋输送机与二级螺旋输送机通过球面铰接，二级螺旋输送机的长度大于等于一级螺旋输送机的长度；一级螺旋输送机和二级螺旋输送机配合转动，二级螺旋输送机的转速略快于一级螺旋输送机的转速，其中：一级螺旋输送机包括进渣口、一级螺旋轴、一级叶片、一级套筒、一级驱动器，在一级套筒上设有压力传感器，二级螺旋输送机包括二级螺旋轴、二级叶片、二级套筒、二级驱动器、出渣口、出渣闸门，一级驱动器和二级驱动器分别驱动一级螺旋轴和二级螺旋轴，一级螺旋输送机的尾部加装第一闸门，二级螺旋输送机尾部出渣闸门包括第二闸门、第三闸门。
2.根据权利要求1所述的盾构机两级螺旋输送机，其特征在于：一级螺旋输送机的轴线与水平面之间的安装角度为22度。
3.根据权利要求1或2所述的盾构机两级螺旋输送机，其特征在于：二级螺旋输送机的长度等于一级螺旋输送机的长度。
4.根据权利要求1所述的盾构机两级螺旋输送机，其特征在于：一级驱动器包括液压马达、行星齿轮减速机、齿轮传动副，齿轮传动副带动一级螺旋轴转动。
5.根据权利要求4所述的盾构机两级螺旋输送机，其特征在于：二级驱动器的结构与一级驱动器相同。
6.根据权利要求1所述的盾构机两级螺旋输送机，其特征在于：还包括控制器，液压马达的转速可调节；通过压力传感器检查盾构机的压力，并将该压力信息反馈给控制器，控制器根据压力信息调节液压马达的转速，进而调节螺旋输送机的出渣速度，控制盾构机的压力。
7.一种利用权利要求1-6之一所述的盾构机两级螺旋输送机出渣时防止喷涌的方法，包括以下步骤：
（1）将一级螺旋输送机与水平面的安装角度设置为22度，二级螺旋输送机水
平设置在皮带机上方，将一级螺旋输送机与二级螺旋输送机通过球面铰接；
（2）对球面铰接处进行动密封；
（3）分别启动一级驱动器和二级驱动器，驱动一级螺旋输送机和二级螺旋输送
机：
（4）调节二级驱动器液压马达的转速，使其转速略高于一级驱动器液压马达的
转速；
（5）一级螺旋输送机前端进渣口伸入渣土中，通过一级旋转轴和一级叶片的
旋转，将渣土卷入一级套筒和一级叶片之间的空隙中，通过一级螺旋输送机运输到二级螺旋输送机所在的高度并进入二级螺旋输送机，由二级螺旋输送机水平运输到皮带机上；
（6）在含水量较大的地层，水经过两级螺旋输送机后流速降低；
（7）调节螺旋输送机出渣速度，控制盾构机的压力。
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