CN111661629A - 一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备，包括铲土装置、输送装置、渣土收集装置和皮带运输装置，所述铲土装置与输送装置的一端连接，用于将隧道内渣土堆的渣土铲起并传送至输送装置上进行输送；所述输送装置的另一端与渣土收集装置的入口端连接，用于将渣土输送至渣土收集装置内；所述渣土收集装置的出口端与皮带输送装置的一端连接，用于将渣土收集装置内的渣土传送至皮带输送装置上；所述皮带输送装置的另一端设置于输送出渣土堆的上方，用于将渣土输送至输送出渣土堆处，完成渣土的输送与卸料。本发明能够实现整个大断面范围内的渣土分层汇集及连续运输，避免出现渣土瞬时运量突然增加的情况。

Description

一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备

技术领域

本发明涉及渣土运输技术领域，尤其涉及的是一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备。

背景技术

二十一世纪是隧道及地下空间工程大发展的世纪，铁路、公路、城市交通、水利水电、采矿等领域中的隧道工程越来越多，其中多数需要下穿建筑物，部分线路交叉汇集，形成特大断面隧道。

大断面隧道的岩体爆破及沉降变形对上部建筑物影响较大，目前采用掘进机进行施工可以有效解决这些问题，而掘进机施工过程中，渣土运输成为制约施工速度的一个关键因素，尤其对于超大断面的隧道工程，如何解决渣土运输问题至关重要。

在超大断面隧道施工时，通过采用多工作面同时开挖的方式，而现有技术中，针对渣土的输送输多数采用装载机构配合渣车的方式进行渣土运输，这种方法灵活性强，但效率低下、施工组织复杂、环保性差，因此，如何实现多个开挖面的渣土汇集与连续运输，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述问题，提供一种立体式、大跨度的多级运输的一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备，包括铲土装置、输送装置、渣土收集装置和皮带运输装置，所述铲土装置与输送装置的一端连接，用于将隧道内渣土堆的渣土铲起并传送至输送装置上进行输送；所述输送装置的另一端与渣土收集装置的入口端连接，用于将渣土输送至渣土收集装置内；所述渣土收集装置的出口端与皮带输送装置的一端连接，用于将渣土收集装置内的渣土传送至皮带输送装置上；所述皮带输送装置的另一端设置于输送出渣土堆的上方，用于将渣土输送至输送出渣土堆处，完成渣土的输送与卸料。

所述铲土装置包括铲板、输送机构和驱动机构，所述铲板设置为直角三角形结构，用于将渣土铲至斜边上；所述输送机构安装于铲板的斜边上，并通过与驱动机构的连接进行旋转运动，用于将铲板上的渣土通过旋转运动从铲板的一端输送至另一端；

优选的，所述输送机构的中心位置上固定设置有一通孔，所述通孔的一端设置于输送机构上，另一端延伸至输送装置上，用于将渣土输送至输送装置上；

优选的，所述驱动机构采用但不限于电动驱动件、液压驱动件、气缸驱动件中的一种；

优选的，所述输送机构包括但不限于星轮、转盘等用于旋转输送的结构中的一种。

作为本发明的进一步方案：所述铲土装置设置一组及以上，且分别竖直并列设置，以便对不同高度位置上的渣土进行铲起及输送。

所述输送装置包括主机输送机和横向输送机，所述主机输送机的一端与铲板的竖直边固定连接，且其输送平面设置于铲板的竖直边最高点的下方，以便铲板上的渣土顺利掉落至主机输送机上；所述横向输送机设置于主机输送机的下方，且设置于渣土收集装置的上方，用于将从主机输送机上运送的渣土运送至渣土收集装置内；

优选的，所述主机输送机设置有一组及以上，且其分别与铲土装置采用一一对应的方式设置。

优选的，所述横向输送机设有一组及以上，且分别设置于主机输送机的下方，以便主机输送机所输送的渣土掉落于横向输送机上进行横向输送。

作为本发明的进一步方案：所述横向输送机包括第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机，所述第二层输送机的长度尺寸大于第一层输送机的长度尺寸，所述第三层输送机的长度尺寸大于第二层输送机的长度尺寸，所述第四层输送机的长度尺寸等于/小于第三层输送机的长度尺寸。

优选的，所述第一层输送机设置于主机输送机的正下方，用于将从主机输送机上掉落的渣土进行输送；所述第二层输送机设置于第一层输送机的正下方，用于将从第一层输送机及主机输送机上掉落的渣土进行输送；所述第三层输送机设置于第二层输送机的正下方，用于将从主机输送机及第二层输送机上掉落的渣土进行输送；所述第四层输送机设置于第三层输送机的正下方，用于将从主机输送机上掉落的渣土收集装置内。

作为本发明的进一步方案：所述第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机分别设有以同一中心轴线对称设置的两件。

作为本发明的进一步方案：所述主机输送机和横向输送机采用刮板输送机、带式输送机、链板输送机中的一种或一种以上的组合。

所述渣土收集装置包括落料斗，所述落料斗设有一件及以上，且分别设置于第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机的下方，用于收集分别从第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机输送出的渣土。

所述皮带运输装置包括输送皮带、储带仓和张紧调节机构，所述输送皮带的一端设置于渣土收集装置的下方，用于从渣土收集装置上掉落的渣土进行继续运输；所述储带仓设置于输送皮带上，用于储存输送皮带的部分皮带；所述张紧调节机构连接于储带仓上，用于对输送皮带的张紧度进行调节。

作为本发明的进一步方案：为便于对输送皮带的张紧度的调节，所述储带仓包括固定架和张紧移动架，所述固定架固定设置，且其固定架上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮；所述张紧移动架与张紧调节机构连接，且其张紧移动架上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮；

优选的，所述张紧调节机构包括连接件和驱动件，所述连接件的一端与驱动件固定连接，另一端与张紧移动架连接，以使张紧移动架通过驱动件的驱动带动进行水平方向的位置，以实现张紧移动架与固定架之间的相对位置的调节，从而实现输送皮带的张紧度调节；

优选的，所述连接件优选为钢丝绳；所述驱动件优选为绞车。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明能够实现整个大断面范围内的渣土分层汇集及连续运输，避免出现渣土瞬时运量突然增加的情况。

(2)本发明适应于各种不同超大断面隧道内的渣土的输送，包括但不限制于圆形、矩形、马蹄形、异形断面等多种形状。

(3)本发明中将铲土装置设置为星轮的结构，但不限于星轮的结构，也可以是其他方式，且星轮的驱动形式可以是液压驱动或电力驱动等形式。

(4)本发明通过采用分层运输的方式，有效的减缓输送机在输送过程中的冲击，通过有效控制各部件之间的工作强度，以增加各部件的使用寿命。

(5)本发明采用连续运输的方式对渣土进行输送，有效提高了施工效率，提高经济性。

(6)本发明采用的分层运输方式，可以根据实际情况进行若干层的分层，整体设备组合灵活、多样化。

(7)本发明中的输送装置可以是刮板输送机、带式输送机、链板输送机等多种输送机，以有效增加本发明的适应性。

(8)本发明中通过在分层运输的过程中均设置有落料斗进行渣土的收集，以避免渣土从上层输送机移至下层输送机上时产生扬起或无法全部落入下层输送机上的情况。

(9)本发明通过将皮带输送装置上设置有储带仓和张紧调节机构，有效保证皮带输送装置的在运输过程中的张紧力，以防止因渣土的重量或长时间的工作产生输送皮带过松或过紧的情况，有效保证皮带输送装置的使用寿命。

(10)本发明中将张紧调节机构优选选用螺杆调节的方式，使其张紧调节时有效又快速。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体结构主视示意图；

图2是本发明中A-A剖面示意图；

图3是本发明中第一铲板斜面的局部示意图；

图4是本发明中储带仓和张紧调节机构的连接示意图。

其中——00：隧道内渣土堆、01：输出渣土堆、1-1：第一铲板、1-11：第二地铲板、1-12：第三铲板、1-13：第四铲板、1-2：第一星轮、1-21：第二星轮、1-22：第三星轮、1-23：第四星轮、2-1：第一层主机输送机、2-2：第二层主机输送机、2-3：第三层主机输送机、2-4：第四层输送机、2-21：第一层输送机A、2-22：第一层输送机B、2-31：第二层输送机A、2-32：第二层输送机B、2-41：第三层输送机A、2-42：第三层输送机B、2-51：第四层输送机A、2-52：第四层输送机B、3-1：第一层落料斗A、3-2：第一层落料斗B、3-3：第二层落料斗A、3-4：第二层落料斗B、3-5：第三层落料斗、3-6：第四层落料斗、4-1：接料段、4-2：平运段、4-3：储带仓、4-4：张紧移动架、4-41：滑动轮、4-5：张紧调节机构、4-51：调节块、4-52：连接杆。

图中以→表示运行方向。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图4所示，本发明提供的一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备，包括铲土装置、输送装置、渣土收集装置和皮带运输装置，所述铲土装置与输送装置的一端连接，用于将隧道内渣土堆00铲起并传送至输送装置上进行输送；所述输送装置的另一端与渣土收集装置的入口端连接，用于将渣土输送至渣土收集装置内；所述渣土收集装置的出口端与皮带输送装置的一端连接，用于将渣土收集装置内的渣土传送至皮带输送装置上；所述皮带输送装置的另一端设置于输出渣土堆01的上方，用于将渣土输送至输出渣土堆01处，完成渣土的输送与卸料。

所述铲土装置优选设置成竖直并列设置的四组，具体包括第一铲土装置、第二铲土装置、第三铲土装置和第四铲土装置，所述第一铲土装置包括第一铲板1-1、第一星轮1-2和用于控制第一星轮1-2的电机(未标示)，所述第二铲土装置包括第二铲板1-11、第二星轮1-21和用于控制第二星轮1-21的电机(未标示)；所述第三铲土装置包括第三铲板1-12、第三星轮1-22和用于控制第三星轮1-22的电机(未标示)；所述第四铲土装置包括第四铲板1-13、第四星轮1-23和用于控制第四星轮1-23的电机(未标示)；

优选的，所述第一铲板1-1、第二铲板1-11、第三铲板1-12和第四铲板1-13均设置为直角三角形结构，其水平面与地面对齐，竖直面与输送装置连接，斜面用于铲渣土；所述第一星轮1-2、第二星轮1-21、第三星轮1-22和第四星轮1-23分别安装于第一铲板1-1、第二铲板1-11、第三铲板1-12和第四铲板1-13的斜面上，并通过与电机(未标示)的驱动轴连接，用于将第一铲板1-1、第二铲板1-11、第三铲板1-12和第四铲板1-13的斜面上的渣土以旋转的方式进行输送，并通过设置于第一铲板1-1、第二铲板1-11、第三铲板1-12和第四铲板1-13上的通孔1-3将渣土输送至输送装置上。

所述输送装置包括主机输送机和横向输送机，所述主机输送机优选设置与铲土装置一一对应设置的四组，具体包括第一层主机输送机2-1、第二层主机输送机2-2、第三层主机输送机2-3和第四层主机输送机2-4，所述第一层主机输送机2-1、第二层主机输送机2-2、第三层主机输送机2-3和第四层主机输送机2-4的一端分别与铲土装置中的第一铲板1-1、第二铲板1-11、第三铲板1-12和第四铲板1-13连接，另一端水平延伸设置；所述横向输送机包括分别设置于第一层主机输送机2-1、第二层主机输送机2-2、第三层主机输送机2-3和第四层主机输送机2-4正下方的第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机；

优选的，所述第一层输送机包括第一层输送机A2-11和第一层输送机B2-12，所述第一层输送机A2-11和第一层输送机B2-12设置于同一水平面上，用于将由第一层主机输送机2-1输送出的渣土进行输送，并将渣土输送至第一层输送机2-2上；

优选的，所述第二层输送机包括第二层输送机A2-21和第二层输送机B2-22，所述第二层输送机A2-21和第二层输送机B2-22设置于同一水平面上，用于将由第二层主机输送机2-2输送出的渣土进行输送；

优选的，所述第三层输送机包括第三层输送机A2-31和第三层输送机B2-32，所述第三层输送机A2-31和第三层输送机B2-32设置于同一水平面上，用于将由第三层主机输送机2-3输送出的渣土进行输送；

优选的，所述第四层输送机包括第四层输送机A2-41和第四层输送机B2-42，所述第四层输送机A2-41和第四层输送机B2-42设置于同一水平面上，用于将由第四层主机输送机2-4输送出的渣土进行输送。

作为本发明的进一步实施例：为便于第一层输送机上的渣土顺利输送至第二层输送机上，所述第二层输送机的长度尺寸大于第一层输送机的长度尺寸，且所述第一层输送机第一层输送机A2-11和第一层输送机B2-12分别向其两端进行渣土的输送。

作为本发明的进一步实施例：为便于第二层输送机上的渣土顺利输送至第三层输送机上，所述第三层输送机的长度尺寸大于第二层输送机的长度尺寸，且所述第二层输送机A2-21和第二层输送机B2-22分别向其两端进行渣土的输送。

作为本发明的进一步实施例：为有效的保证第三层输送机上的渣土不输送至第四层输送机上，所述第三层输送机的长度尺寸等于或小于第四层输送机的长度尺寸，且所述第三层输送机A2-31和第三层输送机B2-32分别由两端向中间端进行渣土的输送。

所述渣土收集装置包括第一层落料斗A3-1、第一层落料斗B3-2、第二层落料斗A3-3、第二层落料斗B3-4、第三层落料斗3-5和第四层落料斗3-6，所述第一层落料斗A3-1设置于第一层输送机A2-11延伸端的正下方，用于将第一层输送机A2-11输送的渣土进行收集并传至第二层输送机A2-21上；所述第一层落料斗B3-2设置于第一层输送机B2-12的延伸端的正下方，用于将第一层输送机B2-12输送的渣土进行收集并传至第二层输送机A2-31上；所述第二层落料斗A3-3设置于第二层输送机A2-31延伸端的正下方，用于将第二层输送机A2-31输送的渣土进行收集并传至第三层输送机A2-41上；所述第二层落料斗B3-4设置于第二层输送机B2-32延伸端的正下方，用于将第二层输送机B2-32输送的渣土进行收集并传至第三层输送机B2-42上；所述第三层落料斗3-5设置于第三层输送机A2-41和第三层输送机B2-42的连接处正下方，用于将第三层输送机A2-41和第三层输送机B2-42输送的渣土进行收集并传至第四层输送机A2-51和第四层输送机B2-52上；所述第四层落料斗3-6设置于第四层输送机A2-51和第四层输送机B2-52的连接处正下方，用于将第四层输送机A2-51和第四层输送机B2-52输送的渣土进行收集并传至第四层落料斗3-6内。

优选的，所述第一层落料斗A3-1、第一层落料斗B3-2、第二层落料斗A3-3、第二层落料斗B3-4、第三层落料斗3-5和第四层落料斗3-6分别设置为带上下贯穿通孔的圆锥形结构。

所述皮带运输装置包括接料段4-1和平运段4-2，所述接料段4-1设置于第四层落料斗3-6的下方，用于接收由第四层落料斗3-6输送出的渣土；所述平运段4-2设置于接料段4-1的后端，用于将渣土通过平行运输的方式运送至输出渣土堆01的上方，以使渣土运送至输出渣土堆01处。

优选的，所述皮带运输装置还包括用于调节皮带张紧度的储带仓4-3和张紧调节机构4-5，所述储带仓4-3包括固定架4-31和张紧移动架4-4，所述固定架4-31固定设置，且其固定架4-31上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮4-32；所述张紧移动架4-4与张紧调节机构4-5连接，且其张紧移动架4-4上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮4-32。

优选的，为便于张紧移动架4-4的灵活位移，所述张紧移动架4-4的底部设有滑动轮4-41。

优选的，为实现张紧调节机构4-5操作的便捷性，所述张紧调节机构4-5包括钢丝绳4-51和绞车4-52，所述钢丝绳4-51的一端与绞车4-52固定连接，另一端与张紧移动架4-4连接，以使张紧移动架4-4通过绞车4-52的驱动带动进行水平方向的位置，以实现张紧移动架4-4与固定架4-31之间的相对位置的调节，从而实现输送皮带的张紧度调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种用于超大断面隧道施工的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：包括铲土装置、输送装置、渣土收集装置和皮带运输装置，

所述铲土装置与输送装置的一端连接，用于将隧道内渣土堆的渣土铲起并传送至输送装置上进行输送；

所述输送装置的另一端与渣土收集装置的入口端连接，用于将渣土输送至渣土收集装置内；

所述渣土收集装置的出口端与皮带输送装置的一端连接，用于将渣土收集装置内的渣土传送至皮带输送装置上；

所述皮带输送装置的另一端设置于输送出渣土堆的上方，用于将渣土输送至输送出渣土堆处，完成渣土的输送与卸料。

2.根据权利要求1所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述铲土装置包括铲板、输送机构和驱动机构，所述铲板设置为立体直角三角形结构，用于将渣土铲至斜面上；所述输送机构安装于铲板的斜面上，并通过与驱动机构的连接进行旋转运动，用于将铲板上的渣土通过旋转运动在铲板上进行移动。

3.根据权利要求2所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述输送机构的中心位置上固定设置有一通孔，所述通孔的上端面设置于输送机构上，下端面延伸至输送装置上，用于将渣土输送至输送装置上。

4.根据权利要求1所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述输送装置包括主机输送机和横向输送机，

所述主机输送机的一端与铲板的竖直边固定连接，且其输送平面与输送机构上所设的通孔的下端面设置于同一水平面上，以便铲板上的渣土顺利掉落至主机输送机上；

所述横向输送机设置于主机输送机的下方，用于将渣土进行横向输送至渣土收集装置内。

5.根据权利要求4所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述铲土装置设置一组及以上，且分别以竖直方向并列设置；

所述主机输送机设置有一组及以上，且分别与铲土装置采用一一对应设置；

所述横向输送机设有一组及以上，且分别设置于主机输送机的下方，并与主机输送机采用一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述横向输送机包括第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机，所述第二层输送机的长度尺寸大于第一层输送机的长度尺寸，所述第三层输送机的长度尺寸大于第二层输送机的长度尺寸，所述第四层输送机的长度尺寸等于/小于第三层输送机的长度尺寸。

7.根据权利要求6所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机分别设有以同一中心轴线对称设置的两件。

8.根据权利要求1所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述渣土收集装置包括落料斗，所述落料头设置为带上下贯穿通孔的圆锥形结构，且其设有一件及以上，且分别设置于第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机的下方，用于收集分别从第一层输送机、第二层输送机、第三层输送机和第四层输送机输送出的渣土并将渣土从上层横向输送机转移至下层横向输送机上。

9.根据权利要求1所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述皮带运输装置包括输送皮带、储带仓和张紧调节机构，所述输送皮带的一端设置于渣土收集装置的下方，用于从渣土收集装置上掉落的渣土进行继续运输；所述储带仓设置于输送皮带上，用于储存输送皮带的部分皮带；所述张紧调节机构连接于储带仓上，用于对输送皮带的张紧度进行调节。

10.根据权利要求9所述的立体式多级渣土运输设备，其特征在于：所述储带仓包括固定架和张紧移动架，所述固定架固定设置，且其固定架上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮；所述张紧移动架与张紧调节机构连接，且其张紧移动架上设有若干个用于输送皮带缠绕的过渡轮；

所述张紧调节机构包括连接件和驱动件，所述连接件的一端与驱动件固定连接，另一端与张紧移动架连接，用于通过驱动件的驱动带动张紧移动架进行水平方向的位置，以实现张紧移动架与固定架之间的相对位置的调节，从而实现输送皮带的张紧度调节。

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