CN108691554B - 一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机 - Google Patents

一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，包括筒体、摆动架、安装在筒体内的螺旋杆、安装在螺旋杆上的螺旋叶、带动螺杆旋转的驱动电机和安装在筒体后端的出泥口，其中，所述筒体包括后筒体、回转筒体和前筒体，所述后筒体与回转筒体的直径相同，所述回转筒体的直径小于前筒体，所述前筒体通过球型体与回转筒体的凹面座连接，并球形体外表面设置有VD密封圈和O型密封圈，当盾构机进行转弯时，前筒体先行跟随转弯，随后回转筒体与后筒体跟随转弯，并且设置有摆动架，当盾构机大弧度转弯时，可实现螺旋机快速随动偏转；解决了螺旋机无法满足盾构机急转弯的需求，提供了一种密封性能好，且满足盾构机更小半径转弯的新型螺旋机。

Description

一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机
技术领域
本发明涉及隧道工程施工设备领域，具体涉及一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机。
背景技术
盾构机在地下掘进过程，是需要将开挖的渣土排除，根据地层盾构机分类主要分两类：土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机，泥水平衡盾构机靠泥浆泵和泥浆管路将渣土浆液直接排放到井外渣土池，而土压平衡盾构机靠螺旋机和皮带机结合隧道运输土斗车将渣土排到井外渣土池，所以，螺旋机成为土压平衡盾构机必须备置关键部件。
盾构机主要会采用中折装置和仿行刀，结合仿行刀的适量超挖和推进千斤顶的正确选用来进行盾构机的转弯，但是目前螺旋机设计一般都是直身筒体连接，当盾构机转弯时，会受到螺旋机等因素的限制，偏转角度一般在1-1.5°范围内，掘进过程中转弯半径大，无法进行过小半径的转弯，这样盾构机仅仅能满足地铁项目规定转弯半径，在水里、电缆隧道，考虑征地、地面建筑、避让地下管线等需要更小半径的急转弯，直身筒体连接则无法满足需要。
例如中国专利CN201720892011.4公开的一种螺旋输送机及盾构机、中国专利CN201220247657.4公开的气压模式浅埋暗挖法盾构机和中国专利CN201320509044.8公开的具有伸缩功能的螺旋输送机中的螺旋机均为直筒式，当盾构机转弯时，无法进行更小的半径转弯，无法快速进行工程施工，甚至无法满足工程施工要求，故开发出一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机是一个急需解决的问题。
发明内容：
针对现有技术不足，本发明提供一种密封性能好，且满足盾构机更小半径转弯的新型螺旋机。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，包括筒体、摆动架、安装在筒体内的螺旋杆、安装在螺旋杆上的螺旋叶、带动螺旋杆旋转的驱动电机和安装在筒体后端的出泥口，所述筒体包括后筒体、回转筒体和前筒体，所述后筒体后端安装在盾构机尾盾上，所述后筒体和回转筒体的直径相同，所述后筒体前端通过螺栓与回转筒体后端连接；所述回转筒体的直径小于前筒体的直径，所述回转筒体前端设置为球面型体，所述球面型体前端外表面上设置有O型密封圈和VD型密封圈，所述球面型体后端外表面上设置有安装座；所述前筒体的后端设置有与所述球面型体相匹配的凹面座，所述球面型体前端插入到所述凹面座内，所述安装座通过螺栓与凹面座连接固定，所述球面型体的顶点与盾构机中盾和前盾的连接点处于同一竖直线上，所述前筒体的前端固定在盾构机前盾上；所述摆动架一端与后筒体连接，另一端固定在盾构机尾盾上。
作为本发明的一种优化，所述摆动架包括支撑座、滑动架和支撑板，所述支撑板一端与筒体连接，另一端与滑动架连接；所述滑动架固定在支撑座上，所述支撑座固定在盾构机盾体上。
作为本发明的一种优化，所述O型密封圈设置于凹面座与球面型体之间。
作为本发明的一种优化，所述VD型密封圈设置于凹面座与安装座之间。
作为本发明的一种优化，所述安装座为分半式结构，安装座包括第一半圆安装座和第二半圆安装座。
作为本发明的一种优化，所述前筒体和回转筒体内表面沿轴向设置有耐磨条。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的新型螺旋机设置有前筒体和回转筒体，当盾构机转弯时，盾构机刀盘进行超挖，致使前盾先行偏转，由于前筒体的直径大于回转筒体，且设置有凹面座和球面型体，所以前筒体可以跟随前盾进行偏转，而回转筒体则在前筒体的牵引力和铰接装置的带动下，跟随中盾再行偏转，实现盾构机更小半径的转弯，大大提高了施工的效率。本发明的螺旋机在回转筒体上还设置有摆动架，平时给予螺旋机支撑，当盾构机尾盾偏转时，带动回转筒体随动旋转，跟球面型体结构形成螺旋机的双重转弯，保证更小半径的转弯，同时给回转筒体一个支撑力，保证螺旋机的安全运行与转弯。
(2)球面结构有很高的密封效果，防止土浆流出螺旋机外，而且球面型体前端外表面上设置有O型密封圈和VD型密封圈，实现双重密封保障，大大保证了密封效果。
附图说明
图1为本发明新型螺旋机的结构示意图；
图2为本发明新型螺旋机前筒体与回转筒体连接处的结构示意图；
图3为图2中A部分的放大结构示意图；
图4为本发明新型螺旋在盾构机中的位置图；
图5为本发明新型螺旋机摆动架的结构示意图。
附图标记：1、螺旋杆；2、螺旋叶；3、驱动电机；4、出泥口；5、后筒体；
6、回转筒体；7、前筒体；8、螺栓；9、耐磨条；10、球面型体；11、O型密封圈；12、VD型密封圈；13、安装座；14、凹面座；15、支撑座；16、滑动架；17、支撑板；18、尾盾；19、摆动架；20、前盾；23、盾构机；22、中盾。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1和图4所示，一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，包括筒体、摆动架19、安装在筒体内的螺旋杆1、安装在螺旋杆1上的螺旋叶2、带动螺旋杆1旋转的驱动电机3、安装在筒体后端的出泥口4和盾构机23，所述盾构机23包括前盾20、中盾22和尾盾18；所述筒体包括后筒体5、回转筒体6和前筒体7，所述后筒体5后端安装在盾构机23尾盾18上，所述后筒体5和回转筒体6的直径相同，所述后筒体5前端通过螺栓8与回转筒体6后端连接；所述前筒体7和回转筒体6内表面沿轴向设置有耐磨条9；所述螺旋机倾斜的安装在盾构机23内部，螺旋机的较低点为前端，较高点为后端。
如图2和图3所示，所述回转筒体6的直径小于前筒体7的直径，所述回转筒体6的前端设置为球面型体10，所述球面型体10前端外表面上设置有O型密封圈11和VD型密封圈12；所述球面型体10后端外表面上设置有安装座13，所述安装座13为分半式结构，安装座13包括第一半圆安装座和第二半圆安装座，所述前筒体7的后端设置有与所述球面型体10相匹配的凹面座14，所述球面型体10前端插入到所述凹面座14内，所述安装座13通过螺栓8与凹面座14连接固定；所述O型密封圈11设置于凹面座14与球面型体10之间，所述VD型密封圈12的左端面紧贴凹面座14，所述VD型密封圈12的右端面紧贴安装座13。
如图5所示，所述摆动架19一端与后筒体5连接，另一端固定在尾盾18上；所述摆动架19包括支撑座15、滑动架16和支撑板17，所述支撑板17一端与后筒体5连接，另一端与滑动架16连接；所述滑动架16固定在支撑座15上，所述支撑座15固定在尾盾18上。
本发明工作原理：盾构机23遇到需要小半径转弯的地区时进行转弯，前盾20往转弯方向偏转，由于前筒体7前端固定在前盾20盾体上，而且前筒体7后端的凹面座14套在球面型体10上，凹面座14可以在球面型体10上实现转动，且保证密封性，因此前盾20偏转时可以带动前筒体7的前端偏转，这样就解除了螺旋机对盾构机23小半径转弯时的限制；由于前筒体7与回转筒体6采用球面型体10连接，当前筒体7偏转时，前筒体7无法提供螺旋机足够的支撑力，故需要摆动架19提供一个向上支撑力，确保螺旋机不会断节塌下，而且当前盾20和中盾22转弯后，尾盾18需要摆正位置，由于摆动架19连接在尾盾18上，故当尾盾18摆正位置时，摆动架19带动螺旋机随动摆正位置，完成整体的小半径转弯。其中：
(1)本发明的新型螺旋机设置有前筒体7和回转筒体6，当盾构机23转弯时，盾构机23的刀盘进行超挖，致使前盾20先行偏转，由于前筒体7的直径大于回转筒体6，且设置有凹面座14和球面型体10，凹面座14可以在球面型体10上实现转动，所以前筒体7可以跟随前盾20进行偏转，而回转筒体6则在前筒体7的牵引力和铰接装置的带动下，跟随中盾22再行偏转，实现盾构机23更小半径的转弯，大大提高了施工的效率。本发明的螺旋机在回转筒体6上设置有摆动架19，平时给予螺旋机支撑，当盾构机23的尾盾18偏转时，带动回转筒体6随动旋转，保证更小半径的转弯，同时给回转筒体6一个支撑力，跟球面型体10结构形成螺旋机的双重转弯，保证螺旋机的安全运行与转弯。
(2)球面结构有很高的密封效果，防止土浆流出螺旋机外，而且球面型体10前端外表面上设置有O型密封圈11和VD型密封圈12，实现双重密封保障，大大保证了密封效果。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，包括筒体、摆动架、安装在筒体内的螺旋杆、安装在螺旋杆上的螺旋叶、带动螺旋杆旋转的驱动电机和安装在筒体后端的出泥口，其特征在于：所述筒体包括后筒体、回转筒体和前筒体，所述后筒体后端安装在盾构机尾盾上，所述后筒体和回转筒体的直径相同，所述后筒体前端通过螺栓与回转筒体后端连接；所述回转筒体的直径小于前筒体的直径，所述回转筒体前端设置为球面型体，所述球面型体前端外表面上设置有O型密封圈和VD型密封圈，所述球面型体后端外表面上设置有安装座；所述前筒体的后端设置有与所述球面型体相匹配的凹面座，所述球面型体前端插入到所述凹面座内，所述凹面座通过螺栓与安装座连接固定，所述球面型体的顶点与盾构机中盾和前盾的连接点处于同一竖直线上，所述前筒体的前端固定在盾构机前盾上；所述摆动架一端与后筒体连接，另一端固定在盾构机尾盾上。
2.根据权利要求1所述的适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，其特征在于：所述摆动架包括支撑座、滑动架和支撑板，所述支撑板一端与筒体连接，另一端与滑动架连接；所述滑动架固定在支撑座上，所述支撑座固定在盾构机尾盾上。
3.根据权利要求1所述的适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，其特征在于：所述O型密封圈设置于凹面座与球面型体之间。
4.根据权利要求1所述的适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，其特征在于：所述VD型密封圈设置于凹面座与安装座之间。
5.根据权利要求1所述的适用于盾构机小半径转弯的新型螺旋机，其特征在于:所述前筒体和回转筒体内表面沿轴向设置有耐磨条。
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