CN112360495A - 一种在隧道掘进中输送挖出料的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输送挖出料的方法和设备,尤其涉及一种在隧道掘进中输送挖出料的方法和设备,刀盘、第一土仓、第二土仓、隔板、搅拌破碎装置、第一输入管、第二输入管、套筒、输出口、主轴,电动机等;本发明在前方搅拌破碎装置上设置叶片,通过旋转搅拌,进行挖出料与添加物的混合,使挖出料形成流塑状状态;叶片上带有不同直径空孔,筛选大直径石块,进而进入破碎间破碎,所以不会出现螺旋输送机被堵住现象;螺旋输送机后方出挖出料处设置防喷涌装置,电动机启动,通过控制旋转进行阀门开闭。

Description

一种在隧道掘进中输送挖出料的设备
技术领域
本发明涉及一种用于输送挖出料的方法和设备,尤其涉及一种在隧道掘进中输送挖出料的方法和设备。
背景技术
现在盾构机保持掘进面平衡状态一共有两种方式,一种是土压平衡式,一种是泥水平衡式,但是由于一些掘进管道过于长,因此土质情况会发生变化,所以现在需要一种盾构机,在掘进时土压平衡与泥水平衡能够互相转化,从而适应土质改变情况。
现有CN104870748B专利“在隧道掘进中输送挖出料的方法和设备”披露了一种可以通过控制开口关闭来实现两种平衡方式转换,然而,这种设计仍存在以下问题和缺点:
1、前方没有搅拌装置,土体不能充分与添加物进行混合,导致运输效果不好,效率降低;
2、螺旋输送机输送过程中可能会被前方刀盘没破碎彻底的大石块堵住,从而运输终止,停机检修,耽误整体掘进效率;
3、螺旋输送机后方出挖出料处未设置防喷涌装置,当遇到地下水时,喷涌进的水会造成铺设好的管道塌陷。
发明内容
因此,本发明正是鉴于以上问题而做出的,本发明的目的在于利用搅拌破碎装置破碎大石块,以解决螺旋输送机被大石块堵住的问题,本发明是通过以下技术方案实现上述目的:
一种在隧道掘进中输送挖出料的方法和设备,包括刀盘,所述刀盘后侧设置有第一土仓,所述第一土仓后端设置有第二土仓,所述第二土仓后端设置有隔板,所述隔板四周与机架固定连接;所述第一土仓后侧上方设置有第一输入管,所述第一输入管贯穿隔板与第一土仓相通;所述隔板后上方设置有第二输入管,所述第二输入管前端与第二土仓相通;所述第一土仓与第二土仓之间开设有输入口,所述第二土仓内部中间设置有搅拌破碎装置,所述第二土仓内部下方设置有漏板;所述搅拌破碎装置后侧设置有套筒;所述套筒前端贯穿隔板于搅拌破碎装置相通;所述套筒后端下方设置有输出口,所述隔板靠近漏板设置有螺旋输送机入口,所述螺旋输送机入口内部设置有螺旋输送机,所述输出口与螺旋输送机相通;所述套筒后端设置有电动机,所述电动机为刀盘、第一土仓和搅拌破碎装置提供动力;所述螺旋输送机后下方设置有螺旋输送机出口,所述螺旋输送机出口设置有转换阀门,所述转换阀门后侧设置有泥水仓;所述泥水仓后侧设置有吸出管和第三输入管;所述转换阀门与泥水仓下方设置有皮带输送机。
优选的,所述第一土仓后端中间固定连接有主轴,所述主轴贯穿搅拌破碎装置和套筒中部与电动机转动连接;所述电动机与机架固定连接。
优选的,所述搅拌破碎装置包括叶片,所述叶片左右侧分别开设有大直径孔与小直径孔;所述叶片前端旋转中心与主轴固定连接,所述叶片内部设置有碾压块;所述碾压块旋转中心通过太阳轮系与主轴转动连接;所述碾压块相对主轴反向旋转。
优选的,所述小直径孔的直径小于螺旋输送机的半径大小。
优选的,所述转换阀门包括输入管道,所述输入管道上端与螺旋输送机出口固定连接;所述输入管道下端设置有中心球阀,所述中心球阀后侧设置有泥水平衡输出管道,所述中心球阀下端设置有土压平衡输出管道;所述中心球阀右侧设置有旋转轴,所述旋转轴输入端转动连接有阀门电机,所述阀门电机与机架固定连接。
优选的,所述泥水平衡输出管道与皮带输送机相匹配。
本发明有益效果:
1、本发明在盾构机前方设置叶片,通过旋转搅拌,进行挖出料与添加物的混合,使挖出料形成流塑状状态;
2、本发明在盾构机前方设置叶片,叶片上带有不同直径空孔,筛选大直径石块,进而进入破碎间破碎,所以不会出现螺旋输送机被堵住现象;
3、螺旋输送机后方出挖出料处设置防喷涌装置,电动机启动,通过控制旋转进行阀门开闭。
附图说明
图1为本发明整体示意图。
图2为图1的A-A面剖视图。
图3为本发明搅拌破碎装置示图。
图4为本发明转换阀门示图。
附图说明:
1-刀盘;2-第一土仓;3-第二土仓;4-隔板;5-搅拌破碎装置;501-大直径孔;502-小直径孔;503-碾压块;6-第一输入管;7-第二输入管;8-套筒;9-输出口;10-主轴;11-电动机;12-输入口;13-螺旋输送机;14-漏板;15-螺旋输送机入口;16-螺旋输送机出口;17-转换阀门;171-输入管道;172-泥水平衡输出管道;173-土压平衡输出管道;174-中心球阀;175-旋转轴;176-阀门电机;18-泥水仓;19-吸出管;20-第三输入管;21-皮带输送机。
具体实施方式
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述,这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例,然而本发明也可以各种不同的形式实现,因此本发明不限于下文中描述的实施例,另外,为了更清楚地描述本发明,与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1-4所示,一种在隧道掘进中输送挖出料的方法和设备,包括:刀盘1、第一土仓2、第二土仓3、隔板4、搅拌破碎装置5、第一输入管6、第二输入管7、套筒8、输出口9、主轴10、电动机11、输入口12、螺旋输送机13、漏板14、螺旋输送机入口15、螺旋输送机出口16、转换阀门17、泥水仓18、吸出管19、第三输入管20、皮带输送机21;
所述刀盘1位于最前端,用于切割障碍物;
所述第一土仓2位于刀盘1后方,被刀盘1切割下来的障碍物会首先进入第一土仓2中,是形成土压平衡或泥水平衡的地方;
所述第二土仓3位于第一土仓2后方,在这里,挖出料进行二次搅拌和分离大直径石块;
所述隔板4隔离了第一土仓2与第二土仓3,同时也支撑着盾构机的内部构件,其上具有输入口12,使得第一土仓2内的挖出料能够进入第二土仓3中;
所述搅拌破碎装置5位于第二土仓3中,在挖出料通过输入口12进入第二土仓3中时,旋转搅拌并且破碎大直径石块;
所述第一输入管6内为需要添加的物质,比如泡沫等等,输入到第一土仓2中,使得土质变成想要的状态,从而达到土压平衡或者泥水平衡;
所述第二输入管7内也为需要添加的物质,不同的是输入到第二土仓3中,使得挖出物状态更容易输出;
所述套筒8位于中间位置,其内容纳盾构机部分机构,其上具有输出口9,经过搅拌破碎装置5破碎后的挖出物经由输出口9进入螺旋输送机13中;
所述主轴10位于整台装置的正中间,通过键与套筒8连接,旋转可带动前方刀盘1与搅拌破碎装置5跟随旋转;
所述电动机11位于套筒8后方,与主轴10利用键相连,为主轴10提供动力;
所述螺旋输送机13位于盾构机下方,呈倾斜角度放置,其作用为运输挖出料;
所述漏板14位于第二土仓3正下方,其上具有直径小于螺旋输送机13半径的孔,可以防止大直径石块从第二土仓3中掉落下来,从而堵住螺旋输送机13;
所述螺旋输送机入口15位于第二土仓3后方,螺旋输送机13通过螺旋输送机入口15进入第二土仓3的下方,进而运送挖出料;
所述螺旋输送机出口16位于螺旋输送机13的后端,挖出料经过运输由次口排出;
所述转换阀门17位于螺旋输送机出口16正下方,挖出料经过螺旋输送机出口16进入到转换阀门17中,由转换阀门17的旋转控制挖出料的流向;
所述泥水仓18位于螺旋输送机13的后方,为泥水平衡时挖出料的容纳仓;
所述吸出管19位于泥水仓18上方,通过动力装置吸出挖出料与添加物混合后的物体,运输到地表进行再处理;
所述第三输入管20位于泥水仓18后下方,当吸出管19吸出有困难时,第三输入管20可以向内注浆,使得吸出管19容易吸出挖出物;
所述皮带输送机21位于转换阀门17下方,运输土压平衡时的挖出物;
如图2、3所示,可以看出搅拌破碎装置5的具体位置,搅拌破碎装置5的叶片左右两端具有大直径孔501与小直径孔502,小直径孔502的直径小于螺旋输送机13的半径大小,当旋转时,拥有大直径孔501的那面为主动面,大直径石块可以落入其内,直径大于螺旋输送机13的半径的石块被小直径孔502挡住,落入下方的碾压块503中,由于叶片前端旋转中心与主轴10固定连接,碾压块503旋转中心利用太阳轮系与主轴10转动连接;当主轴10旋转时,碾压块503相对主轴10反向旋转,叶片与碾压块503相对运动,碾压块503在与壁面接触处具有尖锐的破碎齿,通过自身的旋转,石块被破碎齿与壁面的碾压而破碎,经由输出口9进入螺旋输送机13中;
如图4所示,转换阀门17,包括:输入管道171、泥水平衡输出管道172、土压平衡输出管道173、中心球阀174、旋转轴175、阀门电机176;
所述输入管道171上方连接螺旋输送机出口16,挖出料由螺旋输送机出口16进入输入管道171中,下方为中心球阀174,其上具有三个圆孔,当阀门电机176启动后,安装在中心球阀174上的旋转轴175开始旋转,进而带动中心球阀174旋转,上面的圆孔通过旋转对应的是不同的输出口9,进而控制挖出料的输出位置。
本发明的工作原理:
本发明进行土压平衡式掘进时,前方刀盘1切割下来的障碍物进入第一土仓2中,第一输入管6向其中述入添加物,混合后的挖出物压入输入口12中,进入第二土仓3中,第二输入管7接着向其中输入添加物,搅拌破碎装置5通过旋转搅拌,使其充分混合,叶片通过旋转过滤出大直径石块,进行破碎后经由输出口9输入到螺旋输送机13中,进入到第二土仓3中的其它挖出料通过漏板14进入到螺旋输送机13中,两处物料通过螺旋输送机13一起运输到后方,经过螺旋输送机出口16进入到转换阀门17中,通过控制转换阀门17使得输入管道171,土压平衡输出管道173连通,挖出料落在皮带输送机21上输送出去;进行泥水平衡式掘进时,前方与上述描述相同,后面要通过控制转换阀门17旋转,使得输入管道171、泥水平衡输出管道172连接,挖出料进入泥水仓18,吸出管19吸入泥水仓18内挖出料,运输至上方;当遇到地下河涌入的情况时,控制转换阀门17,用没有带孔的那面对准输入管道171,能够快速堵住地下水的涌入。

Claims (6)

1.一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,包括刀盘(1),其特征在于:所述刀盘(1)后侧设置有第一土仓(2),所述第一土仓(2)后端设置有第二土仓(3),所述第二土仓(3)后端设置有隔板(4),所述隔板(4)四周与机架固定连接;所述第一土仓(2)后侧上方设置有第一输入管(6),所述第一输入管(6)贯穿隔板(4)与第一土仓(2)相通;所述隔板(4)后上方设置有第二输入管(7),所述第二输入管(7)前端与第二土仓(3)相通;所述第一土仓(2)与第二土仓(3)之间开设有输入口(12),所述第二土仓(3)内部中间设置有搅拌破碎装置(5),所述第二土仓(3)内部下方设置有漏板(14);所述搅拌破碎装置(5)后侧设置有套筒(8);所述套筒(8)前端贯穿隔板(4)与搅拌破碎装置(5)相通;所述套筒(8)后端下方设置有输出口(9),所述隔板(4)靠近漏板(14)设置有螺旋输送机入口(15),所述螺旋输送机入口(15)内部设置有螺旋输送机(13),所述输出口(9)与螺旋输送机(13)相通;所述套筒(8)后端设置有电动机(11),所述电动机(11)为刀盘(1)、第一土仓(2)和搅拌破碎装置(5)提供动力;所述螺旋输送机(13)后下方设置有螺旋输送机出口(16),所述螺旋输送机出口(16)设置有转换阀门(17),所述转换阀门(17)后侧设置有泥水仓(18);所述泥水仓(18)后侧设置有吸出管(19)和第三输入管(20);所述转换阀门(17)与泥水仓(18)下方设置有皮带输送机(21)。
2.根据权利要求1所述的一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,其特征在于:所述第一土仓(2)后端中间固定连接有主轴(10),所述主轴(10)贯穿搅拌破碎装置(5)和套筒(8)中部与电动机(11)转动连接;所述电动机(11)与机架固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,其特征在于:所述搅拌破碎装置(5)包括叶片,所述叶片左右侧分别开设有大直径孔(501)与小直径孔(502);所述叶片前端旋转中心与主轴(10)固定连接,所述叶片内部设置有碾压块(503);所述碾压块(503)旋转中心通过太阳轮系与主轴(10)转动连接;所述碾压块(503)相对主轴(10)反向旋转。
4.根据权利要求1或3所述的一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,其特征在于:所述小直径孔(502)的直径小于螺旋输送机(13)的半径大小。
5.根据权利要求1所述的一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,其特征在于:所述转换阀门(17)包括输入管道(171),所述输入管道(171)上端与螺旋输送机出口(16)固定连接;所述输入管道(171)下端设置有中心球阀(174),所述中心球阀(174)后侧设置有泥水平衡输出管道(172),所述中心球阀(174)下端设置有土压平衡输出管道(173);所述中心球阀(174)右侧设置有旋转轴(175),所述旋转轴(175)输入端转动连接有阀门电机(176),所述阀门电机(176)与机架固定连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种在隧道掘进中输送挖出料的设备,其特征在于:所述泥水平衡输出管道(172)与皮带输送机(21)相匹配。
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