CN109809144A - 一种局部包裹式连续输送带运输系统及运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部包裹式连续输送带运输系统及运输方法，解决了现有技术中连续输送带运输系统运输不灵活、工作效率低的问题。本发明包括依次连接的机尾敞开段、中间包裹段和机头敞开段；所述中间包裹段包括桁架梁和支撑输送带的闭合式托辊架，闭合式托辊架设置在桁架梁上，所述中间包裹段分为仰拱起坡包裹段、穿越台车包裹段和过台车落地包裹段；所述输送带依次穿过仰拱起坡包裹段、穿越台车包裹段和过台车落地包裹段。本发明采用输送带首尾段敞开，中间段包裹密封起坡运输出渣方式，避免了隧道仰拱施工受连续胶带运输机落地铺设而带来的干扰及影响，可实现仰拱施工段不拆运输带及钢桁架而连续不间断出渣，提高了出渣效率。

Description

一种局部包裹式连续输送带运输系统及运输方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种局部包裹式连续输送带运输系统及运输方法。

背景技术

目前，我国采用钻爆法施工的铁路隧道、高速公路隧道及水利水电隧洞等工程，出渣工序多采用自卸卡车或有轨电瓶运输车间断运输的方式进行出渣，该出渣方法具有组织灵活、独立性强、一次投入成本低等特点。

随着越来越多的长大隧道及极端条件下隧道工程项目的开展，受工期、进度、长里程运输、高原高寒等因素制约，沿用传统自卸卡车或有轨电瓶运输车间断运输的方式，运输能效下降、运输成本及组织管理难度攀升，且随着长度较长、直径较大的隧道独头掘进通风条件的客观制约，自卸式卡车隧道内直排的有害气体，对隧道（隧洞）内空气质量及施工环境负面影响也越来越大。传统的胶带运输系统又因为必须通长落地铺设特点与钻爆法隧道开挖仰拱、挂防水板、二次衬砌等施工工序相互干扰及影响，极大的限制了其在钻爆法施工隧道中的大规模应用。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种局部包裹式连续输送带运输系统及运输方法，解决了现有技术中连续输送带运输系统运输不灵活、工作效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种局部包裹式连续输送带运输系统，包括依次连接的机尾敞开段、中间包裹段和机头敞开段；所述中间包裹段包括桁架梁和支撑输送带的闭合式托辊架，闭合式托辊架设置在桁架梁上，所述中间包裹段分为仰拱起坡包裹段、穿越台车包裹段和过台车落地包裹段；所述输送带依次穿过仰拱起坡包裹段、穿越台车包裹段和过台车落地包裹段。

所述机尾敞开段包括机尾固定平台，机尾固定平台上设有机尾固定架，机尾固定架上部设有破碎机、下部设有用于支撑输送带的转向滚筒，机尾固定架的一侧设有机尾过渡支架，机尾过渡支架上设有托辊组，支撑输送带绕过转向滚筒后向穿过前托辊组。

所述机头敞开段包括机头固定平台，机头固定平台上设有机头固定架，机头固定架上设有主动滚筒和从动转向滚筒，主动滚筒与驱动装置相连接，机头固定架的一侧通过伸缩调节油缸连接有机头过渡支架，机头过渡支架上设有托辊组，机头过渡支架下部设有用于张紧输送带的张紧调节器。

所述托辊组包括第一敞开托辊、第二敞开托辊、中间托辊和闭合托辊；所述第一敞开托辊、第二敞开托辊和中间托辊均包括托辊支架，托辊支架上设有底部托辊和对称设置的侧部托辊，第一敞开托辊的两侧部托辊之间的夹角为140°~150°；第二敞开托辊的两侧部托辊之间的夹角为130°~140°；中间托辊的两侧部托辊之间的夹角为100°~120°；所述闭合托辊包括支撑框，支撑框的中部设有首尾相连的六个托辊。

所述闭合式托辊架包括组合式矩形桁架，组合式矩形桁架上设有两组首尾相连的六个托辊。

所述闭合式托辊架包括组合式三角形桁架，组合式三角形桁架上设有至少一组首尾相连的六个托辊。

所述仰拱起坡包裹段的桁架梁向上倾斜设置，过台车落地包裹段的桁架梁向下倾斜设置；穿越台车包裹段的桁架梁穿过辅助台车。

所述桁架梁分别通过横向移动机构、纵向移动机构与辅助台车相连接，横向移动机构用于调节桁架梁在隧道径向的位置，纵向移动机构用于调节桁架梁在隧道轴向的位置。

一种局部包裹式连续输送带运输系统的运输方法，包括如下步骤：

S1：启动输送带运输系统，将隧道中的渣料投至机尾固定支架上部的破碎机的投料口，渣料经过破碎机破碎成一定粒径后，在重力作用下落至下部机尾敞开段的运输带上，机尾敞开段的长度根据现场实际工况而定；

S2：载有渣料的输送带依次通过机尾敞开段的第一敞开托辊、第二敞开托辊、中间托辊和闭合托辊，输送带从敞开状态逐渐变为包裹状态，实现渣料被输送带包裹式封闭运输；

S3：包裹有渣料的输送带通过仰拱起坡包裹段的桁架梁，提升至过台车落地包裹段的桁架梁，然后经过台车落地包裹段的桁架梁运至机头敞开段，这个过程实现穿越辅助台车的目的；

S4：包裹有渣料的输送带依次通过至机头敞开段的闭合托辊、中间托辊、第二敞开托辊和第一敞开托辊，输送带从包裹状态逐渐变为敞开状态，便于渣料的输出，实现渣料的运送。

在步骤S3中，通过对组合式矩形桁架或组合式三角形桁架的拆卸，使输送带在仰拱起坡包裹段和过台车落地包裹段成一定角度悬空布置，对隧道施工工序不产生施工干扰；桁架梁通过调节横向移动机构和纵向移动机构，实现输送带运输过程中的横向转弯半径调节及线性调节。

本发明具有以下有益效果：（1）本发明采用输送带首尾段敞开，中间段包裹密封起坡运输出渣方式，避免了隧道仰拱施工受连续胶带运输机落地铺设而带来的干扰及影响，可实现仰拱施工段不拆运输带及钢桁架而连续不间断出渣，提高了出渣效率。（2）本发明穿越台车包裹段的输送带采用六边形托辊组包裹式设置，实现了穿越台车段运输系统包裹式封闭运输，具有穿越台车占用空间小，线形适应性强、渣料无遗撒特点，提高输送效率。（3）本发明中间包裹段采用组合式矩形桁架或组合式三角形桁架，可根据现场工况灵活选择，提高运输过程的灵活性。（4）本发明穿越台车包裹段的桁架梁与辅助台车间设置纵向移动机构和横向移动机构，实现被穿越施工台车可独立移动、推进和胶带运输系统的横向转弯半径调节及线性调节，提高输送的灵活性和适用性。（5）本发明可采用电机驱动，相比无轨胶轮运输，在高寒高海拔等恶劣条件或长大隧道施工中，具有节能环保无污染，运行安全、工效高、装拆方便等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明机尾敞开段结构示意图。

图3为本发明机头敞开段结构示意图。

图4为本发明第一敞开托辊结构示意图。

图5为本发明第二敞开托辊结构示意图。

图6为本发明中间托辊结构示意图。

图7为本发明闭合托辊结构示意图。

图8为实施例1中闭合式托辊架结构示意图。

图9为实施例1中闭合式托辊架与辅助台车连接示意图。

图10为实施例2中闭合式托辊架结构示意图。

图11为实施例2中闭合式托辊架与辅助台车连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，实施例1，一种局部包裹式连续输送带运输系统，包括依次连接的机尾敞开段1、中间包裹段和机头敞开段5，渣料在输送带的作用下从机尾敞开段经中间包裹段运至机头敞开段，实现局部包裹式运输。所述中间包裹段包括桁架梁27和支撑输送带11的闭合式托辊架E，支撑输送带采用现有的橡胶输送带。闭合式托辊架E设置在桁架梁27内，使输送带处于包裹状态。所述中间包裹段分为仰拱起坡包裹段2、穿越台车包裹段3和过台车落地包裹段4；仰拱起坡包裹段2位于机尾敞开段与穿越台车包裹段3之间，成一定角度和距离布置，过台车落地包裹段4位于穿越台车包裹段3与机头敞开段之间，成一定角度和距离布置。所述输送带11依次穿过仰拱起坡包裹段2、穿越台车包裹段3和过台车落地包裹段4。所述闭合式托辊架E包括组合式三角形桁架35a，组合式三角形桁架35a相邻两个板之间铰接，组合式三角形桁架35a与桁架梁27螺栓连接，实现其拆装。组合式三角形桁架35a上设有一组首尾相连的六个托辊28，输送带从六个托辊之间穿过，便于形成包裹式输送带。采用输送带首尾段敞开，中间段包裹密封起坡运输出渣方式，避免了隧道仰拱施工受连续胶带运输机落地铺设而带来的干扰及影响，可实现仰拱施工段不拆运输带及钢桁架而连续不间断出渣，提高了出渣效率。

进一步，机尾敞开段1包括机尾固定平台13，机尾固定平台13可根据施工环境和情况设置成高度可调的平台。机尾固定平台13上设有机尾固定架9，机尾固定架9上部设有破碎机14、下部设有用于支撑输送带11的转向滚筒8，机尾固定架上可设置与输送带相接触的清刷器10，破碎机的上部设有投料口15。隧道中的渣料投至机尾固定支架上部的破碎机的投料口，渣料经过破碎机破碎成一定粒径后，在重力作用下落至下部机尾敞开段的运输带上。机尾固定架9的一侧设有机尾过渡支架12，机尾过渡支架12上设有托辊组16，托辊组16包括不同个托辊组件，将敞开式输送带收缩为包裹式输送带。支撑输送带11绕过转向滚筒8后向穿过前托辊组16，实现局部包裹式输送带的过渡段，便于料渣的顺利输送。

进一步，所述机头敞开段5包括机头固定平台20，机头固定平台20上设有机头固定架19，机头固定架19上设有主动滚筒17和从动转向滚筒18，输送带通过主动滚筒17和从动转向滚筒18实现转向。主动滚筒17与驱动装置相连接，驱动装置采用电机驱动，相比无轨胶轮运输，在高寒高海拔等恶劣条件或长大隧道施工中，具有节能环保无污染，运行安全、工效高、装拆方便等特点。机头固定架19的一侧通过伸缩调节油缸22连接有机头过渡支架24，通过伸缩调节油缸的伸缩，可实现机头主传动滚筒17纵向位移。机头过渡支架24上设有托辊组16，托辊组16包括不同个托辊组件，将包裹式输送带伸展为敞开式输送带。机头过渡支架24下部设有用于张紧输送带11的张紧调节器23，张紧调节器23采用现有的皮带张紧器，用于对输送带进行张紧程度的调节。

如图10-11所示，实施例2，一种局部包裹式连续输送带运输系统，所述闭合式托辊架E包括组合式矩形桁架35，组合式矩形桁架35上设有两组首尾相连的六个托辊28。组合式矩形桁架35相邻两个板之间铰接，组合式矩形桁架35与桁架梁27螺栓连接，实现其拆装。所述托辊组16包括第一敞开托辊D、第二敞开托辊C、中间托辊B和闭合托辊A；所述第一敞开托辊D、第二敞开托辊C和中间托辊B均包括托辊支架31，托辊支架31上设有底部托辊30和对称设置的侧部托辊29，第一敞开托辊D的两侧部托辊29之间的夹角θ1为145°或150°；第二敞开托辊C的两侧部托辊29之间的夹角θ2为130°或140°；中间托辊B的两侧部托辊29之间的夹角θ3为100°或120°；所述闭合托辊A包括支撑框36，支撑框36的中部设有首尾相连的六个托辊28。位于机尾敞开段的托辊组的组合方式为第一敞开托辊D、第二敞开托辊C、中间托辊B和闭合托辊A，使输送带从敞开状态逐渐变为包裹状态。位于机头敞开段的托辊组的组合方式为闭合托辊A、中间托辊B、第二敞开托辊C、第一敞开托辊D，使输送带从包裹状态逐渐变为敞开状态。

进一步，所述仰拱起坡包裹段2的桁架梁27向上倾斜设置，过台车落地包裹段4的桁架梁27向下倾斜设置；穿越台车包裹段3的桁架梁27穿过辅助台车上预留的空间，辅助台车可包括一台或多台，常采用的是防水台车25和二衬模板台车26。穿越台车包裹段的输送带采用六边形托辊组包裹式设置，实现了穿越台车段运输系统包裹式封闭运输，具有穿越台车占用空间小，线形适应性强、渣料无遗撒特点，提高输送效率。所述桁架梁27分别通过横向移动机构100、纵向移动机构200与辅助台车相连接，横向移动机构、纵向移动机构均可采用气缸或油缸，实现桁架梁的定向移动，横向移动机构用于调节桁架梁27在隧道径向的位置，纵向移动机构用于调节桁架梁27在隧道轴向的位置，实现被穿越施工台车可独立移动、推进和胶带运输系统的横向转弯半径调节及线性调节，提高输送的灵活性和适用性。

其他机构与实施例1相同。

实施例3，一种局部包裹式连续输送带运输系统的运输方法，包括如下步骤：

S1：启动输送带运输系统，将隧道中的渣料投至机尾固定支架上部的破碎机的投料口，渣料经过破碎机破碎成一定粒径后，在重力作用下落至下部机尾敞开段的运输带上，机尾敞开段的长度根据现场实际工况而定；

S2：载有渣料的输送带依次通过机尾敞开段的第一敞开托辊、第二敞开托辊、中间托辊和闭合托辊，输送带从敞开状态逐渐变为包裹状态，实现渣料被输送带包裹式封闭运输；

S3：包裹有渣料的输送带通过仰拱起坡包裹段的桁架梁，提升至过台车落地包裹段的桁架梁，然后经过台车落地包裹段的桁架梁运至机头敞开段，这个过程实现穿越辅助台车的目的；

S4：包裹有渣料的输送带依次通过至机头敞开段的闭合托辊、中间托辊、第二敞开托辊和第一敞开托辊，输送带从包裹状态逐渐变为敞开状态，便于渣料的输出，实现渣料的运送。

在步骤S3中，通过对组合式矩形桁架或组合式三角形桁架的拆卸，使输送带在仰拱起坡包裹段和过台车落地包裹段成一定角度悬空布置，仰拱起坡包裹段，从机尾敞开段以一定角度向上倾斜至台车顶端设置；过台车落地包裹段从台车顶端以一定角度向下倾斜最终落地设置；对隧道施工工序（隧道仰拱施工、防水层施工、绑扎钢筋施工等工序）不产生施工干扰；桁架梁通过调节横向移动机构和纵向移动机构，实现输送带运输过程中的横向转弯半径调节及线性调节。

其他结构与实施例2相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：包括依次连接的机尾敞开段（1）、中间包裹段和机头敞开段（5）；所述中间包裹段包括桁架梁（27）和支撑输送带（11）的闭合式托辊架（E），闭合式托辊架（E）设置在桁架梁（27）上，所述中间包裹段分为仰拱起坡包裹段（2）、穿越台车包裹段（3）和过台车落地包裹段（4）；所述输送带（11）依次穿过仰拱起坡包裹段（2）、穿越台车包裹段（3）和过台车落地包裹段（4）。

2.根据权利要求1所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述机尾敞开段（1）包括机尾固定平台（13），机尾固定平台（13）上设有机尾固定架（9），机尾固定架（9）上部设有破碎机（14）、下部设有用于支撑输送带（11）的转向滚筒（8），机尾固定架（9）的一侧设有机尾过渡支架（12），机尾过渡支架（12）上设有托辊组（16），支撑输送带（11）绕过转向滚筒（8）后向穿过前托辊组（16）。

3.根据权利要求1所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述机头敞开段（5）包括机头固定平台（20），机头固定平台（20）上设有机头固定架（19），机头固定架（19）上设有主动滚筒（17）和从动转向滚筒（18），主动滚筒（17）与驱动装置相连接，机头固定架（19）的一侧通过伸缩调节油缸（22）连接有机头过渡支架（24），机头过渡支架（24）上设有托辊组（16），机头过渡支架（24）下部设有用于张紧输送带（11）的张紧调节器（23）。

4.根据权利要求2或3所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述托辊组（16）包括第一敞开托辊（D）、第二敞开托辊（C）、中间托辊（B）和闭合托辊（A）；所述第一敞开托辊（D）、第二敞开托辊（C）和中间托辊（B）均包括托辊支架（31），托辊支架（31）上设有底部托辊（30）和对称设置的侧部托辊（29），第一敞开托辊（D）的两侧部托辊（29）之间的夹角为140°~150°；第二敞开托辊（C）的两侧部托辊（29）之间的夹角为130°~140°；中间托辊（B）的两侧部托辊（29）之间的夹角为100°~120°；所述闭合托辊（A）包括支撑框（36），支撑框（36）的中部设有首尾相连的六个托辊（28）。

5.根据权利要求4所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述闭合式托辊架（E）包括组合式矩形桁架（35），组合式矩形桁架（35）上设有两组首尾相连的六个托辊（28）。

6.根据权利要求4所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述闭合式托辊架（E）包括组合式三角形桁架（35a），组合式三角形桁架（35a）上设有至少一组首尾相连的六个托辊（28）。

7.根据权利要求1或5或6所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述仰拱起坡包裹段（2）的桁架梁（27）向上倾斜设置，过台车落地包裹段（4）的桁架梁（27）向下倾斜设置；穿越台车包裹段（3）的桁架梁（27）穿过辅助台车。

8.根据权利要求7所述的局部包裹式连续输送带运输系统，其特征在于：所述桁架梁（27）分别通过横向移动机构、纵向移动机构与辅助台车相连接，横向移动机构用于调节桁架梁（27）在隧道径向的位置，纵向移动机构用于调节桁架梁（27）在隧道轴向的位置。

9.一种如权利要求1或8所述的局部包裹式连续输送带运输系统的运输方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：启动输送带运输系统，将隧道中的渣料投至机尾固定支架上部的破碎机的投料口，渣料经过破碎机破碎成一定粒径后，在重力作用下落至下部机尾敞开段的运输带上，机尾敞开段的长度根据现场实际工况而定；

S2：载有渣料的输送带依次通过机尾敞开段的第一敞开托辊、第二敞开托辊、中间托辊和闭合托辊，输送带从敞开状态逐渐变为包裹状态，实现渣料被输送带包裹式封闭运输；

S3：包裹有渣料的输送带通过仰拱起坡包裹段的桁架梁，提升至过台车落地包裹段的桁架梁，然后经过台车落地包裹段的桁架梁运至机头敞开段，这个过程实现穿越辅助台车的目的；

S4：包裹有渣料的输送带依次通过至机头敞开段的闭合托辊、中间托辊、第二敞开托辊和第一敞开托辊，输送带从包裹状态逐渐变为敞开状态，便于渣料的输出，实现渣料的运送。

10.根据权利要求9所述的局部包裹式连续输送带运输系统的运输方法，其特征在于：在步骤S3中，通过对组合式矩形桁架或组合式三角形桁架的拆卸，使输送带在仰拱起坡包裹段和过台车落地包裹段成一定角度悬空布置，对隧道施工工序不产生施工干扰；桁架梁通过调节横向移动机构和纵向移动机构，实现输送带运输过程中的横向转弯半径调节及线性调节。