CN108868800A - 一种防止开挖处结泥饼的盾构机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止开挖处结泥饼的盾构机,包括安装在盾构机的前端旋转刀盘,所述旋转刀盘的一侧侧壁上固定连接有T型板,所述T型板内通过隔板分隔为前腔和后腔,所述T型板内插设有进水管,所述T型板的外壁上套设有保护板,所述T型板的两侧侧壁上插设有两个进浆管,所述T型板远离旋转刀盘的一侧插设有两个出浆管。本发明通过设置高压水流以及球管的转动实现高压水流向四周喷出,将旋转刀头上的粘土冲下,保证旋转刀盘的扭矩一定和刀具开挖土体的作用,使盾构机正常平稳的前进,同时通过设置减压管、液压泵、活塞杆、液压马达和发电装置对盾构机行进过程中受到的压力进行缓冲收集并转化为电量,降低电量损耗。
Description
技术领域
本发明涉及隧道开掘机械技术领域,尤其涉及一种防止开挖处结泥饼的盾构机。
背景技术
盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道支撑管片,在盾构机进行工作时,如遇到超粘土的地质条件,即粘土含量多,塑性指数大,呈硬塑状的粘土时,及时填充价格昂贵的泡沫、膨润土等土体改良剂,也无法达到良好的效果,粘土粘在刀具上,减弱了刀具开挖土体的作用,而且增大刀盘扭矩,使得盾构机无法顺利掘进,影响隧道开掘进程,且现在一般的盾构机的防结泥饼结构为水平的高压水流,防结泥饼效果较差。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的问题,而提出的一种防止开挖处结泥饼的盾构机。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种防止开挖处结泥饼的盾构机,包括安装在盾构机前端的旋转刀盘,所述旋转刀盘的一侧侧壁上固定连接有T型板,所述T型板内通过隔板分隔为前腔和后腔,所述T型板内插设有进水管,所述T型板的外壁上套设有保护板,所述T型板的两侧侧壁上插设有两个进浆管,所述T型板远离旋转刀盘的一侧插设有两个出浆管,每个所述出浆管和进浆管靠近T型板的一端均与后腔的内部连通,所述旋转刀盘的内部开设有安装腔,所述安装腔内安装有与安装腔大小相匹配的固定板,所述固定板上安装有多个固定块,多个所述固定块上安装有旋转刀头,两个所述进浆管远离T型板的一端贯穿旋转刀盘和固定板延伸至旋转刀盘的外部,两个所述进浆管位于旋转刀盘外部的一端均连接有连接管,每个所述连接管的两端均连接有接收盘,所述固定板的内部开设有放置腔,所述旋转刀盘远离T型板的一侧插设有输水管,所述输水管靠近旋转刀盘的一端延伸至放置腔的内部并插设在进水管的内部,所述输水管位于放置腔内的一端外壁套设有限位板,所述限位板的外壁上套设有第一齿轮,所述放置腔靠近T型板的一侧内壁上固定连接有两个转动电机,两个所述转动电机的驱动端均固定连接有第二齿轮,两个所述第二齿轮均位于第一齿轮的外侧并与第一齿轮相啮合,所述输水管远离旋转刀盘的一端固定连接有球管,所述球管的外壁上开设有出水口。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述前腔设置在靠近旋转刀盘的一侧,所述后腔设置在远离旋转刀盘的一侧。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述球管远离输水管的一侧固定连接有支撑杆,所述支撑杆远离球管的一端转动连接有连接块,所述连接块的两侧侧壁上固定连接弧形板,两个所述弧形板远离连接块的一端与旋转刀盘远离T型板的一侧侧壁固定连接。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述固定板与输水管的连接处开设有安装口,所述安装口内安装有轴承,所述输水管靠近固定板的一端插设在轴承内与轴承固定连接。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述输水管插设在进水管内的一端外壁连接有旋转密封圈,所述旋转密封圈的内外壁分别与输水管的外壁和进水管的内壁相贴紧。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述T型板靠近旋转刀盘的一侧侧壁上固定连接有两个减压管,每个所述减压管靠近T型板的一侧内壁上均固定连接有液压泵,每个所述减压管靠近旋转刀盘的一端均插设有活塞杆,每个所述活塞杆靠近旋转刀盘的一端均与旋转刀盘的一侧固定连接。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,所述T型板靠近旋转刀盘的一侧侧壁上还固定连接有两个液压马达,每个所述液压马达的输出端均连接有发电装置,每个所述液压马达的输入端均与减压管的内部连通。
在上述的防止开挖处结泥饼的盾构机中,每个所述出浆管远离T型板的一端均与外部的泥浆泵连接,所述进水管位于T型板外部的一端连接有高压水泵,所述高压水泵的外壁上固定连接有支撑架。
本发明有益效果:通过设置高压水流以及球管的转动实现高压水流向四周喷出,将旋转刀头上的粘土冲下,保证旋转刀盘的扭矩一定和刀具开挖土体的作用,使盾构机正常平稳的前进,同时通过设置减压管、液压泵、活塞杆、液压马达和发电装置,液压泵喷出的液压油对盾构机行进过程中受到的压力进行缓冲收集,液压油内的压力转换为液压马达驱动轴的动力,通过发电装置转化为电量,降低电量损耗。
附图说明
图1为本发明提出的一种防止开挖处结泥饼的盾构机的结构示意图;
图2为本发明提出的一种防止开挖处结泥饼的盾构机A部分放大的结构示意图;
图3为本发明提出的一种防止开挖处结泥饼的盾构机中连接块与弧形板连接处侧视的结构示意图。
图中:1旋转刀盘、2T型板、3前腔、4后腔、5进水管、6高压水泵、7支撑架、8出浆管、9进浆管、10连接管、11接收盘、12隔板、13固定板、14固定块、15旋转刀头、16保护板、17弧形板、18连接块、19球管、20出水口、21输水管、22放置腔、23限位板、24第一齿轮、25转动电机、26第二齿轮、27轴承、28旋转密封圈、29减压管、30活塞杆、31液压马达、32发电装置。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-3,一种防止开挖处结泥饼的盾构机,包括安装在盾构机前端的旋转刀盘1,旋转刀盘1的一侧侧壁上固定连接有T型板2,T型板2内通过隔板12分隔为前腔3和后腔4,前腔3设置在靠近旋转刀盘1的一侧,后腔4设置在远离旋转刀盘1的一侧,T型板2内插设有进水管5,T型板2的外壁上套设有保护板16,设置保护板16对T型板2的外壁进行加固,提升T型板2的强度,T型板2的两侧侧壁上插设有两个进浆管9,T型板2远离旋转刀盘1的一侧插设有两个出浆管8,每个出浆管8和进浆管9靠近T型板2的一端均与后腔4的内部连通,每个出浆管8远离T型板2的一端均与外部的泥浆泵连接,进水管5位于T型板2外部的一端连接有高压水泵6,高压水泵6的外壁上固定连接有支撑架7,设置支撑架7对高压水泵6进行固定。
旋转刀盘1的内部开设有安装腔,安装腔内安装有与安装腔大小相匹配的固定板13,固定板13上安装有多个固定块14,多个固定块14上安装有旋转刀头15,两个进浆管9远离T型板2的一端贯穿旋转刀盘1和固定板13延伸至旋转刀盘1的外部,两个进浆管9位于旋转刀盘1外部的一端均连接有连接管10,每个连接管10的两端均连接有接收盘11,固定板13的内部开设有放置腔22,旋转刀盘1远离T型板2的一侧插设有输水管21,输水管21靠近旋转刀盘1的一端延伸至放置腔22的内部并插设在进水管5的内部,输水管21插设在进水管5内的一端外壁连接有旋转密封圈28,旋转密封圈28的内外壁分别与输水管21的外壁和进水管5的内壁相贴紧,设置旋转密封圈28保证了输水管21在进水管5内转动的同时进行水的输送,同时避免了水的渗漏问题,固定板13与输水管21的连接处开设有安装口,安装口内安装有轴承27,输水管21靠近固定板13的一端插设在轴承27内与轴承27固定连接,通过设置轴承27减小了输水管21与固定板13之间的磨损,同时便于输水管21的转动,输水管21位于放置腔22内的一端外壁套设有限位板23,设置限位板23对输水管21进行防护,保证了输水管21的平整性,保证了输水的正常。
限位板23的外壁上套设有第一齿轮24,放置腔22靠近T型板2的一侧内壁上固定连接有两个转动电机25,两个转动电机25的驱动端均固定连接有第二齿轮26,两个第二齿轮26均位于第一齿轮24的外侧并与第一齿轮24相啮合,输水管21远离旋转刀盘1的一端固定连接有球管19,球管19的外壁上开设有出水口20,球管19远离输水管21的一侧固定连接有支撑杆,支撑杆远离球管19的一端转动连接有连接块18,连接块18的两侧侧壁上固定连接弧形板17,两个弧形板17远离连接块18的一端与旋转刀盘1远离T型板2的一侧侧壁固定连接,设置弧形板17对连接块18进行固定,球管19通过支撑杆与连接块18转动连接,在球管19转动的过程中保证球管19的平稳性,高压水泵6将外部的水源通过进水管5输入至输水管21中,启动两个转动电机25,通过第一齿轮24与第二齿轮26之间的啮合实现输水管21在进水管5和轴承27内转动,输水管21内的高压水流通过球管19上的出水口20喷出,在旋转刀盘1旋转前进时,球管19转动,出水口20内的水流进行360°的高压水流冲击,将粘在旋转刀头15上粘土冲下。
冲下的粘土和水形成泥浆从接收盘11上流入至进浆管9中,再通过进浆管9流入后腔4中,将泥浆储存在后腔4中对盾构机行进过程中受到的压力进行有效缓冲,保证了盾构机的稳定行进,当后腔4内的泥浆量储存过多,启动外部泥浆泵,通过出浆管8将后腔4内的泥浆抽出。
T型板2靠近旋转刀盘1的一侧侧壁上固定连接有两个减压管29,每个减压管29靠近T型板2的一侧内壁上均固定连接有液压泵,每个减压管29靠近旋转刀盘1的一端均插设有活塞杆30,每个活塞杆30靠近旋转刀盘1的一端均与旋转刀盘1的一侧固定连接,T型板2靠近旋转刀盘1的一侧侧壁上还固定连接有两个液压马达31,每个液压马达31的输出端均连接有发电装置32,每个液压马达31的输入端均与减压管29的内部连通,在盾构机行进的过程中,液压泵将内部的油形成液压油排出至减压管29中,旋转刀盘1上受到的压力通过活塞杆30传递到减压管29内,通过液压油对压力进行缓冲的同时增大液压油的内部压力,再传递带液压马达31上,液压油内的压力能转变为液压马达31输出轴的机械能,通过液压马达31输出端的转动带动发电装置进行发电,发电装置生成的电量对高压水泵6、转动电机25和液压泵的运转提供电量,减少了能量损耗。
本发明中,高压水泵6将外部的水源通过进水管5输入至输水管21中,启动两个转动电机25,通过第一齿轮24与第二齿轮26之间的啮合实现输水管21在进水管5和轴承27内转动,输水管21内的高压水流通过球管19上的出水口20喷出,在旋转刀盘1旋转前进时,球管19转动,出水口20内的水流进行360°的高压水流冲击,将粘在旋转刀头15上粘土冲下,冲下的粘土和水形成泥浆从接收盘11上流入至进浆管9中,再通过进浆管9流入后腔4中,将泥浆储存在后腔4中对盾构机行进过程中受到的压力进行有效缓冲,保证了盾构机的稳定行进,当后腔4内的泥浆量储存过多,启动外部泥浆泵,通过出浆管8将后腔4内的泥浆抽出,在盾构机行进的过程中,液压泵将内部的油形成液压油排出至减压管29中,旋转刀盘1上受到的压力通过活塞杆30传递到减压管29内,通过液压油对压力进行缓冲的同时增大液压油的内部压力,再传递带液压马达31上,液压油内的压力能转变为液压马达31输出轴的机械能,通过液压马达31输出端的转动带动发电装置进行发电,发电装置生成的电量对高压水泵6、转动电机25和液压泵的运转提供电量,减少了能量损耗。
尽管本文较多地使用了旋转刀盘1、T型板2、前腔3、后腔4、进水管5、高压水泵6、支撑架7、出浆管8、进浆管9、连接管10、接收盘11、隔板12、固定板13、固定块14、旋转刀头15、保护板16、弧形板17、连接块18、球管19、出水口20、输水管21、放置腔22、限位板23、第一齿轮24、转动电机25、第二齿轮26、轴承27、旋转密封圈28、减压管29、活塞杆30、液压马达31、发电装置32等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质,把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种防止开挖处结泥饼的盾构机,包括安装在盾构机前端的旋转刀盘(1),其特征在于,所述旋转刀盘(1)的一侧侧壁上固定连接有T型板(2),所述T型板(2)内通过隔板(12)分隔为前腔(3)和后腔(4),所述T型板(2)内插设有进水管(5),所述T型板(2)的外壁上套设有保护板(16),所述T型板(2)的两侧侧壁上插设有两个进浆管(9),所述T型板(2)远离旋转刀盘(1)的一侧插设有两个出浆管(8),每个所述出浆管(8)和进浆管(9)靠近T型板(2)的一端均与后腔(4)的内部连通,所述旋转刀盘(1)的内部开设有安装腔,所述安装腔内安装有与安装腔大小相匹配的固定板(13),所述固定板(13)上安装有多个固定块(14),多个所述固定块(14)上安装有旋转刀头(15),两个所述进浆管(9)远离T型板(2)的一端贯穿旋转刀盘(1)和固定板(13)延伸至旋转刀盘(1)的外部,两个所述进浆管(9)位于旋转刀盘(1)外部的一端均连接有连接管(10),每个所述连接管(10)的两端均连接有接收盘(11),所述固定板(13)的内部开设有放置腔(22),所述旋转刀盘(1)远离T型板(2)的一侧插设有输水管(21),所述输水管(21)靠近旋转刀盘(1)的一端延伸至放置腔(22)的内部并插设在进水管(5)的内部,所述输水管(21)位于放置腔(22)内的一端外壁套设有限位板(23),所述限位板(23)的外壁上套设有第一齿轮(24),所述放置腔(22)靠近T型板(2)的一侧内壁上固定连接有两个转动电机(25),两个所述转动电机(25)的驱动端均固定连接有第二齿轮(26),两个所述第二齿轮(26)均位于第一齿轮(24)的外侧并与第一齿轮(24)相啮合,所述输水管(21)远离旋转刀盘(1)的一端固定连接有球管(19),所述球管(19)的外壁上开设有出水口(20)。
2.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述前腔(3)设置在靠近旋转刀盘(1)的一侧,所述后腔(4)设置在远离旋转刀盘(1)的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述球管(19)远离输水管(21)的一侧固定连接有支撑杆,所述支撑杆远离球管(19)的一端转动连接有连接块(18),所述连接块(18)的两侧侧壁上固定连接弧形板(17),两个所述弧形板(17)远离连接块(18)的一端与旋转刀盘(1)远离T型板(2)的一侧侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述固定板(13)与输水管(21)的连接处开设有安装口,所述安装口内安装有轴承(27),所述输水管(21)靠近固定板(13)的一端插设在轴承(27)内与轴承(27)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述输水管(21)插设在进水管(5)内的一端外壁连接有旋转密封圈(28),所述旋转密封圈(28)的内外壁分别与输水管(21)的外壁和进水管(5)的内壁相贴紧。
6.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述T型板(2)靠近旋转刀盘(1)的一侧侧壁上固定连接有两个减压管(29),每个所述减压管(29)靠近T型板(2)的一侧内壁上均固定连接有液压泵,每个所述减压管(29)靠近旋转刀盘(1)的一端均插设有活塞杆(30),每个所述活塞杆(30)靠近旋转刀盘(1)的一端均与旋转刀盘(1)的一侧固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,所述T型板(2)靠近旋转刀盘(1)的一侧侧壁上还固定连接有两个液压马达(31),每个所述液压马达(31)的输出端均连接有发电装置(32),每个所述液压马达(31)的输入端均与减压管(29)的内部连通。
8.根据权利要求1所述的一种防止开挖处结泥饼的盾构机,其特征在于,每个所述出浆管(8)远离T型板(2)的一端均与外部的泥浆泵连接,所述进水管(5)位于T型板(2)外部的一端连接有高压水泵(6),所述高压水泵(6)的外壁上固定连接有支撑架(7)。
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