CN112576263A - 一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于软土地基施工技术领域,具体涉及一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体、清理机构,所述清理机构设于盾体内部,所述清理机构包括筛分组件、破碎机构,所述筛分组件后端与破碎机构前端固定连接,所述筛分组件包括进石口、筛选网、打散部件,所述进石口尾部与筛选网前部导通连接,所述打散部件安装于筛选网内部。本发明用以解决现有盾构机无法对坚硬岩石破碎,容易对输送管道堵塞,输送管堵塞后需要人工对输送管道进行清理影响施工效率,且工程面临着无法常规换刀的问题,本发明还提供一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构的使用方法,旨在提高软土地基盾构隧道的施工效率。
Description
技术领域
本发明属于软土地基施工技术领域,具体一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构及使用方法。
背景技术
构隧道掘进机,简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点,在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下,用盾构机施工更为经济合理。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
在某地区机场富水砂卵石地层盾构机掘进中,由于鹅卵石无法破碎,且容易对输送管道堵塞,输送管堵塞后需要人工对输送管道进行清理,且每300—500米盾构机需换刀检修一次。但因某机场机场停机坪下方不具备常规换刀检修条件,工程面临着无法常规换刀的困难,对工期影响严重,且设备损耗严重,人工需求大。
申请号为CN101725360A的中国专利公开了一种盾构机的对接方法,该方法将盾构机分割成盾构机前段和盾构机后段两段并分别完成从上行工作井移入下行工作井内以及完成旋转掉头,然后进行对接,在对接过程中,利用PLC液压同步控制系统进行控制来实现盾构机前段和盾构机后段的平移、顶升的力和位移的实时可控,对移位进行三维精准控制,使盾构机前段和盾构机后段靠拢对接,保证对接精度在1mm的要求范围内。这种对接方法使大型盾构机在短期内在工作井内完成掉头成为可能,而且这种对接方法具有对接精度高、可控性强的优点,大大减低了工程成本。
申请号为CN106437730A的中国专利公开了一种,盾构机倒拔施工装置,包括液压泵站、液压千斤顶组、反力架、反力支撑、止退系统,所述反力架焊接在盾构机本体上,反力架与反力支撑之间连接有液压千斤顶组,液压千斤顶组连接液压泵站,液压泵站控制液压千斤顶作用于反力架,利用反力支撑将盾构机倒拔至始发井内;所述反力架后面装有止退系统,用于防止盾构机在倒拔过程中后退过快难以控制,保证盾构机倒拔平稳受控。本发明简便实用、易于操作、可控性强,从而为特殊工况下盾构机倒拔提供一套可靠、稳定的动力装置和控制系统。
申请号为CN105178972A的中国专利公开了一种盾构机用移动装置,属于地下工程施工设备领域,为解决现有盾构机用整体式基座因结构庞大、重量较重而不适用于输送及吊装条件受限的地下狭窄空间的问题而设计。本发明提供的盾构机用移动装置包括滑梁、在滑梁上设置的至少两组滑动支座组件、至少两组横移机构、纵移机构、以及分别设于滑动支座组件下方的顶升机构和浮动机构,其中,滑动支座组件用于容置盾构机且带动盾构机移动;横移机构用于驱动滑动支座组件横移进而使盾构机横移;纵移机构用于驱动滑动支座组件纵移进而使盾构机纵移。本发明盾构机用移动装置尺寸小、重量轻、便于吊装和输送、能够适用于输送及吊装条件受限的地下狭窄空间的盾构机平移或转向的操作。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处,本发明提供了一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,用以解决现有盾构机坚硬岩石无法破碎,且容易对输送管道堵塞,输送管堵塞后需要人工对输送管道进行清理,且工程面临着无法常规换刀的问题,本发明还提供一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构的使用方法,旨在提高软土地基盾构隧道的施工效率。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体、清理机构,所述清理机构设于盾体内部;
所述清理机构包括筛分组件、破碎机构,所述筛分组件后端与破碎机构前端固定连接。
在具体使用时,土仓内较大的岩石和鹅卵石会由破碎机构将其破碎成小块,避免鹅卵石等坚硬的岩石粒径超过盾构机的最大粒径,且无法破碎,对螺旋输送机造成堵塞通道,需要从开挖舱人工搬除岩石的情况,自动化程度高、节省人力、施工速度快。
进一步,所述筛分组件包括进石口、筛选网、打散部件,所述进石口尾部与筛选网前部导通连接,所述打散部件安装于筛选网内部;
所述筛选网包括碎石筛网、整石筛网,所述碎石筛网后端与整石筛网前端固定连接,所述碎石筛网与整石筛网为若干六边形组合的蜂巢状,所述整石筛网上的六边形孔洞大于碎石筛网上的六边形孔洞。
在具体使用时,通过刀盘将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网内,由于鹅卵石等坚硬岩石无法破碎,刀盘存在破碎不彻底,在石料中灰夹杂小卵石,在碎石筛网选择上选用六边形组合的蜂巢状网,且打散部件一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
进一步,所述打散部件包括分离打散臂、曲形打散臂,所述分离打散臂设于整石筛网区域,所述曲形打散臂设于碎石筛网区域,所述分离打散臂前端与曲形打散臂后端固定连接;
所述分离打散臂包括分离打散转轴、第一分离打散杆、第二分离打散杆、第三分离打散杆,所述第一分离打散杆、第二分离打散杆、第三分离打散杆以分离打散转轴为轴心均匀分布;
所述第一分离打散杆包括第一分离打散片,所述第一分离打散片固定于第一分离打散杆杆体尾端;
所述第二分离打散杆包括第二分离打散片,所述第二分离打散片折叠安装于第二分离打散杆杆体尾端;
所述第三分离打散杆包括两组次级分离打散杆体,所述次级分离打散杆体首部与第三分离打散杆尾部活动连接;
每组所述次级分离打散杆体尾端还安装有次级分离打散片;
所述曲形打散臂包括曲形打散主轴、第一曲形打散片、第二曲形打散片,所述第一曲形打散片与第二曲形打散片以曲形打散主轴为轴心螺旋固定于曲形打散主轴上,且所述第一曲形打散片套设于第二曲形打散片外部。
在具体使用时,通过刀盘将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网内,由于软土地质的特殊性,土壤水分含量较多,土壤出现粘连,曲形打散臂能够对结块或者粘连土块进行打散,且第一曲形打散片螺旋套设于第二曲形打散片外部,在曲形打散主轴带动曲形打散臂进行打散时,双螺旋的的打散刀片能够将土壤粘连打断,同时能够将鹅卵石更好的从土块中分离出来,在曲形打散主轴对刀盘中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网区域,所述分离打散转轴带动第一分离打散杆、第二分离打散杆、第三分离打散杆转动,所述二分离打散片在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,所述次级分离打散杆体在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离,有利于输送环节的快速输送,同时避免堵塞,且通过将鹅卵石上粘连的土石分离,在破碎机构对鹅卵石进行破碎时,能够更加高效且破碎效果更好,节省能耗。
进一步,所述破碎机构包括主定破碎板、多级破碎板、连接总成、活动破碎板、动力总成和机架,所述多级破碎板通过数个所述连接总成安装在所述主定破碎板上,所述活动破碎板上端与所述动力总成活动连接;
所述多级破碎板由一个或多个次破碎板组成,多个所述次破碎板之间通过数个所述连接总成呈阶梯状重叠连接;
粉碎原料从所述主定破碎板与所述多级破碎板之间、多个所述次破碎板之间以及所述多级破碎板与所述活动破碎板之间放入。
在具体使用时,在传统破碎机构中,活动破碎挤压破碎一次,对破碎原料仅完成一次破碎;本发明的破碎机通过所述动力总成带动所述活动破碎板震动,对所述活动破碎板与多级破碎板之间的原料、所述活动破碎板与所述主定破碎板之间的原料进行挤压破碎,相比较于传统的破碎机构,动颚挤压破碎一次,对破碎原料完成两次以上的破碎,同时,经对所述活动破碎板与多级破碎板破碎的原料,还会再次经所述活动破碎板与所述主定破碎板进行二次破碎,多级破碎板级数越少,其结构强度越强,为保证多级破碎板的结构强度,多级破碎板级数不宜超过三级;当多级破碎板级数为一级时,多级破碎板的结构强度最好,同时能够保证良好的粉碎效果。本发明的破碎机构相比于传统破碎机构,能够同时对两倍以上的破碎原料进行破碎,工作效率高;能够对部分破碎原料进行多次破碎,减少破碎成品中片状不合格品的比例,提高破碎质量。
进一步,所述次破碎板包括第二支架、第二破碎板和数条第二板条,所述第二破碎板安装在所述第二支架上并与其可拆卸连接,数条所述第二板条均匀竖直固定在所述第二支架上,当多级破碎板由一个次破碎板组成时,所述第二支架与连接总成连接;
所述连接总成包括伸缩装置;
所述伸缩装置包括伸缩杆、壳体、锁紧杆、上安装板、下安装板、密封座和弹簧,所述壳体为空心圆柱形且一端与所述上安装板连接,所述壳体另一端与所述下安装板连接,所述密封座在所述壳体内部并与其滑动连接,所述壳体、下安装板和密封座共同构成压力空间,所述上安装板上开设有通孔,所述伸缩杆一端穿过通孔与所述密封座连接,所述伸缩杆另一端通过上固定座与第二支架连接,所述弹簧套设在所述伸缩杆上,且所述弹簧两端分别与所述上安装板和所述密封座连接,所述下安装板通过下固定座与主定破碎板连接,所述上安装板与所述下安装板通过数个所述锁紧杆连接。
在具体使用时,所述第二破碎板与所述第二支架可拆卸连接,可以在所述第二破碎板磨损后,将所述第二破碎板从所述第二支架上拆卸,然后重新更换;同时设置在所述第二破碎板上的数条所述第二板条能够卡住破碎原料,减少破碎原料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,所述第二破碎板的磨损大部分出现在下端,在数条所述第二板条磨损五分之三左右时,可将所述第二破碎板上下颠倒,再次安装在所述第二支架上,提高设备的利用率,当所述第二板条磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全,破碎机外部设有一部气体压缩设备,该气体压缩设备同时向数个所述伸缩装置中的压力空间内充气,通过所述密封座带动所述伸缩杆伸出所述壳体,从而带动所述主定破碎板运动,扩大所述所述活动破碎板与所述次破碎板之间的进料口大小,缩小所述主定破碎板与所述次破碎板之间的进料口大小;反之,该气体压缩设备同时向数个所述伸缩装置中的压力空间内抽气,所述主定破碎板与所述次破碎板之间的进料口扩大,所述所述活动破碎板与所述次破碎板之间的进料口缩小;所述弹簧能够帮助所述密封座复位,所述锁紧杆能够保证所述下安装板与所述壳体连接的可靠性,确保压力空间密闭。
进一步,所述连接总成还包括滑动装置;
所述滑动装包括滑轨、滑块、滑块安装板、丝杆、电机和丝杆固定座,所述滑轨中部开有凹槽,且所述丝杆在凹槽内,所述滑块安装板通过所述滑块与所述滑轨滑动连接,所述丝杆固定座安装在所述滑块安装板上,且所述丝杆固定座上设有第一螺纹通孔,所述丝杆穿过所述第一螺纹通孔与所述丝杆固定座螺纹连接,所述电机安装在所述滑轨上,且所述电机的输出轴与所述丝杆连接。
在具体使用时,所述电机带动所述丝杆转动,通过所述丝杆固定座带动所述滑块安装板在所述滑轨上滑动,实现所述次破碎板在所述滑轨方向上的滑动调节;数个所述连接总成上的数个所述电机通过并联连接在一起,能够保证同时开启,保证所述次破碎板滑动的可靠性的同时,当其中一个所述电机故障后,短时间内不影响次破碎板的正常调节,进一步提高了连接总成的可靠性。
进一步,所述活动破碎板包括第三支架、第三破碎板、数条第三板条和数个第二胶条,所述第三支架上端通过偏心轮与动力总成旋转连接,所述第三破碎板安装在所述第三支架上并与其可拆卸连接,数条所述第三板条均匀竖直固定在所述第三支架上,所述第三破碎板下部开设有数个水平均匀分布的第二胶条槽,数个所述第二胶条分别安装在数个第二胶条槽内;
所述弹簧还包括自锁座,所述自锁座安装在所述滑轨上的凹槽内,所述自锁座上设有第二螺纹通孔,丝杆穿过所述第二螺纹通孔与所述自锁座螺纹连接第二胶条的高度大于所述第二胶条槽的深度;
在具体使用时,所述第三破碎板与所述第三支架可拆卸连接,可以在所述第三破碎板磨损后,将所述第三破碎板从所述第三支架上拆卸,然后重新更换;同时设置在所述第三破碎板上的数条所述第三板条能够卡住破碎原料,减少破碎原料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,所述第三破碎板的磨损大部分出现在下端,在数条所述第三板条磨损五分之三左右时,可将所述第三破碎板上下颠倒,再次安装在所述第三支架上,提高设备的利用率,当所述第三板条磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全。所述第二胶条的横截面为梯形,且梯形第二胶条长底面安装在第二胶条槽下壁上,梯形设计能够能够节约材料,此安装方法能够防止破碎原料在竖直方向上打滑,进一步提高加工效率与加工质量,通过所述自锁座阻止所述丝杆回转,防止所述滑块在所述滑轨上滑动,锁定所述次破碎板的位置,保证破碎机在工作时所述次破碎板不会发生移动,提高了可靠性和安全性。
进一步,所述盾体包括盾构壳体、刀盘、排土系统,所述刀盘安装于盾构壳体左端,所述排土系统安装于盾构壳体内部,且所述排土系统前端与清理机构后端导通连接。
所述排土系统包括螺旋输送机、皮带输送,所述皮带输送首端安装于螺旋输送机尾端下方,螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动,碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒人碴土坑中。螺旋输送机有前后两个闸门,前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断,后者可以在停止掘进或维修时关闭,在整个盾构机断电紧急情况下,此闸门也可由蓄能器贮存的能量自动关闭,以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构机。
进一步,所述所述盾体还包括推进油缸、管片拼装机,所述推进油缸设于刀盘后部,所述管片拼装机设于盾体后段,推进油缸杆上安有塑料撑靴,撑靴顶推在后面已安装好的管片上,通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力,这些千斤顶按上下左右被分成四组,掘进过程中,在操作室中可单独控制每一组油缸的压力,这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行,从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量符合隧道设计轴线。
所述刀盘包括铲刀、切削刀、推出式滚刀和仿形刀,所述铲刀与仿形刀设于刀盘外圈,所述切削刀与推出式滚刀沿刀盘中心轴均匀分布。刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体,位于盾构机的最前部,用于切削土体,刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置,用于制动刀盘,为了适用于不同的土质条件,刀盘上安装了多种类型和功能的刀具,所有刀具都由螺栓连接,可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换,铲刀可以双向进行开挖,主要用于保证开挖直径的稳定不变,切削刀主要用于切削软土、泥砂地层。其中刀口与刀盘旋转方向水平的称为切刀,刀口与刀盘旋转方向垂直的称为削刀,滚刀用于砂卵石、硬岩地层,它可以将大块的岩石打碎,分成小块,而推出式滚刀可替代外部已磨损的滚刀,从而减少复合地层的带压换刀,延长掘进距离,加快施工进度,缩短工期,仿形刀是一种通过油缸进行伸缩操作的特殊刀具,其伸缩量在主控室内事先加以设置控制,当盾构机因为隧道路线设计或由于地质状况需要转向时,仿行刀的超挖功能可以帮助盾构机转向。
上述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构的使用方法,包括以下步骤:
S1:刀盘掘进,刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动,铲刀双向进行开挖,仿行刀的超挖功能可以帮助盾构机转向,滚刀将大块的岩石打碎,分成小块后通过进石口进入筛分组件;
S2:石料筛分,打散部件一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,曲形打散主轴对刀盘中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网区域,所述分离打散转轴带动第一分离打散杆、第二分离打散杆、第三分离打散杆转动,所述二分离打散片在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,所述次级分离打散杆体在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离;
S3,石料破碎,鹅卵石土石分离后进入破碎机构,破碎机构通过所述动力总成带动所述活动破碎板震动,对所述活动破碎板与多级破碎板之间的石料、所述活动破碎板与所述主定破碎板之间的石料进行挤压破碎;
S4,石料输送,螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动,碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒人碴土坑中。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
1.刀盘将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网内,由于软土地质的特殊性,土壤水分含量较多,土壤出现粘连,曲形打散臂能够对结块或者粘连土块进行打散,且第一曲形打散片螺旋套设于第二曲形打散片外部,在曲形打散主轴带动曲形打散臂进行打散时,双螺旋的的打散刀片能够将土壤粘连打断,同时能够将鹅卵石更好的从土块中分离出来,在曲形打散主轴对刀盘中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网区域,所述分离打散转轴带动第一分离打散杆、第二分离打散杆、第三分离打散杆转动,所述二分离打散片在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,所述次级分离打散杆体在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离,有利于输送环节的快速输送,同时避免堵塞,且通过将鹅卵石上粘连的土石分离,在破碎机构对鹅卵石进行破碎时,能够更加高效且破碎效果更好,节省能耗;
2.滚刀可以将大块的岩石打碎,分成小块推出式滚刀可替代外部已磨损的滚刀,从而减少复合地层的带压换刀,延长掘进距离,加快施工进度,缩短工期;
3.在传统破碎机构中,活动破碎挤压破碎一次,对破碎原料仅完成一次破碎;本发明的破碎机通过所述动力总成带动所述活动破碎板震动,对所述活动破碎板与多级破碎板之间的原料、所述活动破碎板与所述主定破碎板之间的原料进行挤压破碎,相比较于传统的破碎机构,动颚挤压破碎一次,对破碎原料完成两次以上的破碎,同时,经对所述活动破碎板与多级破碎板破碎的原料,还会再次经所述活动破碎板与所述主定破碎板进行二次破碎,多级破碎板级数越少,其结构强度越强,为保证多级破碎板的结构强度,多级破碎板级数不宜超过三级,当多级破碎板级数为一级时,多级破碎板的结构强度最好,同时能够保证良好的粉碎效果,本发明的破碎机构相比于传统破碎机构,能够同时对两倍以上的破碎原料进行破碎,工作效率高;能够对部分破碎原料进行多次破碎,减少破碎成品中片状不合格品的比例,提高破碎质量。
附图说明
图1为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例的剖面结构示意图;
图2为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例的局部结构示意图一;
图3为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例中局部结构示意图二;
图4为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例中局部结构示意图三;
图5为图4中Z处的局部放大图;
图6为图4中Y处的局部放大图;
图7为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例中的破碎机构剖面结构示意图;
图8为图7中F处的局部放大图;
图9为图7中E处的局部放大图;
图10为本发明一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构实施例中左视结构示意图;
说明书附图中的附图标记包括:
盾体A;
盾构壳体A1;
刀盘A2、铲刀A21、切削刀A22、推出式滚刀A23、仿形刀A24;
排土系统A3、螺旋输送机A31、皮带输送A32;
推进油缸A4;
清理机构B;
筛分组件B1;
进石口B11;
筛选网B12、碎石筛网B121、整石筛网B122;
打散部件B13、分离打散臂B131、分离打散转轴B1311、第一分离打散杆B1312、第一分离打散片B13121、第二分离打散杆B1313、第二分离打散片B13131、第三分离打散杆B1314、次级分离打散杆体B13141、次级分离打散片B131411、曲形打散臂B132、曲形打散主轴B1321、第一曲形打散片B1322、第二曲形打散片B1323;
破碎机构B2;
主定破碎板B21;
连接总成B22、伸缩装置B221、伸缩杆B2211、锁紧杆B2212、上安装板B2213、下安装板B2214、密封座B2215、弹簧B2216、上固定座B2217、下固定座B2218、滑动装置B222、滑轨B2221、滑块B2222、滑块安装板B2223、丝杆B2224、电机B2225、丝杆固定座B2226、自锁座B2227;
活动破碎板B23、第三支架B231、第三破碎板B232、数条第三板条B233、第二胶条B235;
动力总成B24;
机架B25;
次破碎板B26、第二支架B261、第二破碎板B262、第二板条B263、偏心轮B27。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
实施例一:
如图1-10所示,一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体A、清理机构B,清理机构B设于盾体A内部;
清理机构B包括筛分组件B1、破碎机构B2,筛分组件B1后端与破碎机构B2前端固定连接。土仓内较大的岩石和鹅卵石会由破碎机构B2将其破碎成小块,避免鹅卵石等坚硬的岩石粒径超过盾构机的最大粒径,且无法破碎,对螺旋输送机A31造成堵塞通道,需要从开挖舱人工搬除岩石的情况,自动化程度高、节省人力、施工速度快。筛分组件B1包括进石口B11、筛选网B12、打散部件B13,进石口B11尾部与筛选网B12前部导通连接,打散部件B13安装于筛选网B12内部;
筛选网B12包括碎石筛网B121、整石筛网B122,碎石筛网B121后端与整石筛网B122前端固定连接,碎石筛网B121与整石筛网B122为若干六边形组合的蜂巢状,整石筛网B122上的六边形孔洞大于碎石筛网B121上的六边形孔洞。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于鹅卵石等坚硬岩石无法破碎,刀盘A2存在破碎不彻底,在石料中灰夹杂小卵石,在碎石筛网B121选择上选用六边形组合的蜂巢状网,且打散部件B13一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网B121振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网B121筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件B1均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
实施例二:
本实施例作为上一实施例的进一步改进,如图1-10所示,本发明的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体A、清理机构B,清理机构B设于盾体A内部;
清理机构B包括筛分组件B1、破碎机构B2,筛分组件B1后端与破碎机构B2前端固定连接。土仓内较大的岩石和鹅卵石会由破碎机构B2将其破碎成小块,避免鹅卵石等坚硬的岩石粒径超过盾构机的最大粒径,且无法破碎,对螺旋输送机A31造成堵塞通道,需要从开挖舱人工搬除岩石的情况,自动化程度高、节省人力、施工速度快。筛分组件B1包括进石口B11、筛选网B12、打散部件B13,进石口B11尾部与筛选网B12前部导通连接,打散部件B13安装于筛选网B12内部;
筛选网B12包括碎石筛网B121、整石筛网B122,碎石筛网B121后端与整石筛网B122前端固定连接,碎石筛网B121与整石筛网B122为若干六边形组合的蜂巢状,整石筛网B122上的六边形孔洞大于碎石筛网B121上的六边形孔洞。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于鹅卵石等坚硬岩石无法破碎,刀盘A2存在破碎不彻底,在石料中灰夹杂小卵石,在碎石筛网B121选择上选用六边形组合的蜂巢状网,且打散部件B13一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网B121振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网B121筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件B1均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
打散部件B13包括分离打散臂B131、曲形打散臂B132,分离打散臂B131设于整石筛网B122区域,曲形打散臂B132设于碎石筛网B121区域,分离打散臂B131前端与曲形打散臂B132后端固定连接;
分离打散臂B131包括分离打散转轴B1311、第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314,第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314以分离打散转轴B1311为轴心均匀分布;
第一分离打散杆B1312包括第一分离打散片B13121,第一分离打散片B13121固定于第一分离打散杆B1312杆体尾端;
第二分离打散杆B1313包括第二分离打散片B13131,第二分离打散片B13131折叠安装于第二分离打散杆B1313杆体尾端;
第三分离打散杆B1314包括两组次级分离打散杆体B13141,次级分离打散杆体B13141首部与第三分离打散杆B1314尾部活动连接;
每组次级分离打散杆体B13141尾端还安装有次级分离打散片B131411;
曲形打散臂B132包括曲形打散主轴B1321、第一曲形打散片B1322、第二曲形打散片B1323,第一曲形打散片B1322与第二曲形打散片B1323以曲形打散主轴B1321为轴心螺旋固定于曲形打散主轴B1321上,且第一曲形打散片B1322套设于第二曲形打散片B1323外部。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于软土地质的特殊性,土壤水分含量较多,土壤出现粘连,曲形打散臂B132能够对结块或者粘连土块进行打散,且第一曲形打散片B1322螺旋套设于第二曲形打散片B1323外部,在曲形打散主轴B1321带动曲形打散臂B132进行打散时,双螺旋的的打散刀片能够将土壤粘连打断,同时能够将鹅卵石更好的从土块中分离出来,在曲形打散主轴B1321对刀盘A2中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网B122区域,分离打散转轴B1311带动第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314转动,二分离打散片B13131在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,次级分离打散杆体B13141在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体B13141能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离,有利于输送环节的快速输送,同时避免堵塞,且通过将鹅卵石上粘连的土石分离,在破碎机构B2对鹅卵石进行破碎时,能够更加高效且破碎效果更好,节省能耗。
实施例二相对于实施例一来说,实施例二中通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件B1均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
实施例三:
本实施例作为上一实施例的进一步改进,如图1-10所示,本发明的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体A、清理机构B,清理机构B设于盾体A内部;
清理机构B包括筛分组件B1、破碎机构B2,筛分组件B1后端与破碎机构B2前端固定连接。土仓内较大的岩石和鹅卵石会由破碎机构B2将其破碎成小块,避免鹅卵石等坚硬的岩石粒径超过盾构机的最大粒径,且无法破碎,对螺旋输送机A31造成堵塞通道,需要从开挖舱人工搬除岩石的情况,自动化程度高、节省人力、施工速度快。筛分组件B1包括进石口B11、筛选网B12、打散部件B13,进石口B11尾部与筛选网B12前部导通连接,打散部件B13安装于筛选网B12内部;
筛选网B12包括碎石筛网B121、整石筛网B122,碎石筛网B121后端与整石筛网B122前端固定连接,碎石筛网B121与整石筛网B122为若干六边形组合的蜂巢状,整石筛网B122上的六边形孔洞大于碎石筛网B121上的六边形孔洞。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于鹅卵石等坚硬岩石无法破碎,刀盘A2存在破碎不彻底,在石料中灰夹杂小卵石,在碎石筛网B121选择上选用六边形组合的蜂巢状网,且打散部件B13一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网B121振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网B121筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件B1均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
打散部件B13包括分离打散臂B131、曲形打散臂B132,分离打散臂B131设于整石筛网B122区域,曲形打散臂B132设于碎石筛网B121区域,分离打散臂B131前端与曲形打散臂B132后端固定连接;
分离打散臂B131包括分离打散转轴B1311、第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314,第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314以分离打散转轴B1311为轴心均匀分布;
第一分离打散杆B1312包括第一分离打散片B13121,第一分离打散片B13121固定于第一分离打散杆B1312杆体尾端;
第二分离打散杆B1313包括第二分离打散片B13131,第二分离打散片B13131折叠安装于第二分离打散杆B1313杆体尾端;
第三分离打散杆B1314包括两组次级分离打散杆体B13141,次级分离打散杆体B13141首部与第三分离打散杆B1314尾部活动连接;
每组次级分离打散杆体B13141尾端还安装有次级分离打散片B131411;
曲形打散臂B132包括曲形打散主轴B1321、第一曲形打散片B1322、第二曲形打散片B1323,第一曲形打散片B1322与第二曲形打散片B1323以曲形打散主轴B1321为轴心螺旋固定于曲形打散主轴B1321上,且第一曲形打散片B1322套设于第二曲形打散片B1323外部。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于软土地质的特殊性,土壤水分含量较多,土壤出现粘连,曲形打散臂B132能够对结块或者粘连土块进行打散,且第一曲形打散片B1322螺旋套设于第二曲形打散片B1323外部,在曲形打散主轴B1321带动曲形打散臂B132进行打散时,双螺旋的的打散刀片能够将土壤粘连打断,同时能够将鹅卵石更好的从土块中分离出来,在曲形打散主轴B1321对刀盘A2中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网B122区域,分离打散转轴B1311带动第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314转动,二分离打散片B13131在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,次级分离打散杆体B13141在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体B13141能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离,有利于输送环节的快速输送,同时避免堵塞,且通过将鹅卵石上粘连的土石分离,在破碎机构B2对鹅卵石进行破碎时,能够更加高效且破碎效果更好,节省能耗。
破碎机构B2包括主定破碎板B21、多级破碎板、连接总成B22、活动破碎板B23、动力总成B24和机架B25,多级破碎板通过数个连接总成B22安装在主定破碎板B21上,活动破碎板B23上端与动力总成B24活动连接;
多级破碎板由一个或多个次破碎板B26组成,多个次破碎板B26之间通过数个连接总成B22呈阶梯状重叠连接;
粉碎石料从主定破碎板B21与多级破碎板之间、多个次破碎板B26之间以及多级破碎板与活动破碎板B23之间放入。
在具体使用时,在传统破碎机构中,活动破碎挤压破碎一次,对破碎石料仅完成一次破碎;本发明的破碎机构通过动力总成带动活动破碎板B23震动,对活动破碎板B23与多级破碎板之间的石料、活动破碎板B23与主定破碎板B21之间的石料进行挤压破碎,相比较于传统的破碎机构,动颚挤压破碎一次,对破碎石料完成两次以上的破碎,同时,经对活动破碎板B23与多级破碎板破碎的石料,还会再次经活动破碎板B23与主定破碎板B21进行二次破碎,多级破碎板级数越少,其结构强度越强,为保证多级破碎板的结构强度,多级破碎板级数不宜超过三级;当多级破碎板级数为一级时,多级破碎板的结构强度最好,同时能够保证良好的粉碎效果。本发明的破碎机构相比于传统破碎机构,能够同时对两倍以上的破碎石料进行破碎,工作效率高;能够对部分破碎石料进行多次破碎,减少破碎成品中片状不合格品的比例,提高破碎质量。
次破碎板B26包括第二支架B261、第二破碎板B262和数条第二板条B263,第二破碎板B262安装在第二支架B261上并与其可拆卸连接,数条第二板条B263均匀竖直固定在第二支架B261上,当多级破碎板由一个次破碎板B26组成时,第二支架B261与连接总成B22连接;
连接总成B22包括伸缩装置B221;
伸缩装置B221包括伸缩杆B2211、壳体、锁紧杆B2212、上安装板B2213、下安装板B2214、密封座B2215和弹簧B2216,壳体为空心圆柱形且一端与上安装板B2213连接,壳体另一端与下安装板B2214连接,密封座B2215在壳体内部并与其滑动连接,壳体、下安装板B2214和密封座B2215共同构成压力空间,上安装板B2213上开设有通孔,伸缩杆B2211一端穿过通孔与密封座B2215连接,伸缩杆B2211另一端通过上固定座B2217与第二支架B261连接,弹簧B2216套设在伸缩杆B2211上,且弹簧B2216两端分别与上安装板B2213和密封座B2215连接,下安装板B2214通过下固定座B2218与主定破碎板B21连接,上安装板B2213与下安装板B2214通过数个锁紧杆B2212连接。
在具体使用时,第二破碎板B262与第二支架B261可拆卸连接,可以在第二破碎板B262磨损后,将第二破碎板B262从第二支架B261上拆卸,然后重新更换;同时设置在第二破碎板B262上的数条第二板条B263能够卡住破碎石料,减少破碎石料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,第二破碎板B262的磨损大部分出现在下端,在数条第二板条B263磨损五分之三左右时,可将第二破碎板B262上下颠倒,再次安装在第二支架B261上,提高设备的利用率,当第二板条B263磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全,破碎机外部设有一部气体压缩设备,该气体压缩设备同时向数个伸缩装置中的压力空间内充气,通过密封座B2215带动伸缩杆伸出壳体,从而带动主定破碎板B21运动,扩大活动破碎板B23与次破碎板之间的进料口大小,缩小主定破碎板B21与次破碎板之间的进料口大小;反之,该气体压缩设备同时向数个伸缩装置中的压力空间内抽气,主定破碎板B21与次破碎板之间的进料口扩大,活动破碎板B23与次破碎板之间的进料口缩小;弹簧B2216能够帮助密封座B2215复位,锁紧杆能够保证下安装板B2214与壳体连接的可靠性,确保压力空间密闭。
连接总成B22还包括弹簧B2216B222;
滑动装置B222包括滑轨B2221、滑块B2222、滑块安装板B2223、丝杆B2224、电机B2225和丝杆固定座B2226,滑轨B2221中部开有凹槽,且丝杆B2224在凹槽内,滑块安装板B2223通过滑块B2222与滑轨B2221滑动连接,丝杆固定座B2226安装在滑块安装板B2223上,且丝杆固定座B2226上设有第一螺纹通孔,丝杆B2224穿过第一螺纹通孔与丝杆固定座B2226螺纹连接,电机B2225安装在滑轨B2221上,且电机B2225的输出轴与丝杆B2224连接。
在具体使用时,电机B2225带动丝杆转动,通过丝杆固定座B2226带动滑块安装板在滑轨上滑动,实现次破碎板在滑轨方向上的滑动调节;数个连接总成B22上的数个电机B2225通过并联连接在一起,能够保证同时开启,保证次破碎板滑动的可靠性的同时,当其中一个电机B2225故障后,短时间内不影响次破碎板的正常调节,进一步提高了连接总成B22的可靠性。
活动破碎板B23包括第三支架B231、第三破碎板B232、数条第三板条B233和数个第二胶条B235,第三支架B231上端通过偏心轮B27与动力总成B24旋转连接,第三破碎板B232安装在第三支架B231上并与其可拆卸连接,数条第三板条B233均匀竖直固定在第三支架B231上,第三破碎板B232下部开设有数个水平均匀分布的第二胶条槽B234,数个第二胶条B235分别安装在数个第二胶条槽B234内;
滑动装置B222还包括自锁座B2227,自锁座B2227安装在滑轨B2221上的凹槽内,自锁座B2227上设有第二螺纹通孔,丝杆B2224穿过第二螺纹通孔与自锁座B2227螺纹连接第二胶条B235的高度大于第二胶条槽B234的深度;
在具体使用时,第三破碎板B232与第三支架B231可拆卸连接,可以在第三破碎板B232磨损后,将第三破碎板B232从第三支架B231上拆卸,然后重新更换;同时设置在第三破碎板B232上的数条第三板条B233能够卡住破碎石料,减少破碎石料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,第三破碎板B232的磨损大部分出现在下端,在数条第三板条B233磨损五分之三左右时,可将第三破碎板B232上下颠倒,再次安装在第三支架B231上,提高设备的利用率,当第三板条B233磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全。第二胶条B235的横截面为梯形,且梯形第二胶条B235长底面安装在第二胶条B235槽下壁上,梯形设计能够能够节约材料,此安装方法能够防止破碎石料在竖直方向上打滑,进一步提高加工效率与加工质量,通过自锁座阻止丝杆回转,防止滑块在滑轨上滑动,锁定次破碎板的位置,保证破碎机在工作时次破碎板不会发生移动,提高了可靠性和安全性。
实施例三相对于实施例二来说,实施例三中碎机构通过动力总成带动活动破碎板B23震动,对活动破碎板B23与多级破碎板之间的石料、活动破碎板B23与主定破碎板B21之间的石料进行挤压破碎,相比较于传统的破碎机构,动颚挤压破碎一次,对破碎石料完成两次以上的破碎,同时,经对活动破碎板B23与多级破碎板破碎的石料,还会再次经活动破碎板B23与主定破碎板B21进行二次破碎,多级破碎板级数越少,其结构强度越强,为保证多级破碎板的结构强度,多级破碎板级数不宜超过三级;当多级破碎板级数为一级时,多级破碎板的结构强度最好,同时能够保证良好的粉碎效果。本发明的破碎机构相比于传统破碎机构,能够同时对两倍以上的破碎石料进行破碎,工作效率高;能够对部分破碎石料进行多次破碎,减少破碎成品中片状不合格品的比例,提高破碎质量。
实施例四:
本实施例作为上一实施例的进一步改进,如图1-10所示,一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,包括盾体A、清理机构B,清理机构B设于盾体A内部;
清理机构B包括筛分组件B1、破碎机构B2,筛分组件B1后端与破碎机构B2前端固定连接。土仓内较大的岩石和鹅卵石会由破碎机构B2将其破碎成小块,避免鹅卵石等坚硬的岩石粒径超过盾构机的最大粒径,且无法破碎,对螺旋输送机A31造成堵塞通道,需要从开挖舱人工搬除岩石的情况,自动化程度高、节省人力、施工速度快。筛分组件B1包括进石口B11、筛选网B12、打散部件B13,进石口B11尾部与筛选网B12前部导通连接,打散部件B13安装于筛选网B12内部;
筛选网B12包括碎石筛网B121、整石筛网B122,碎石筛网B121后端与整石筛网B122前端固定连接,碎石筛网B121与整石筛网B122为若干六边形组合的蜂巢状,整石筛网B122上的六边形孔洞大于碎石筛网B121上的六边形孔洞。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于鹅卵石等坚硬岩石无法破碎,刀盘A2存在破碎不彻底,在石料中灰夹杂小卵石,在碎石筛网B121选择上选用六边形组合的蜂巢状网,且打散部件B13一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网B121振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网B121筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,除提高了筛分效果和速率,对于除影响石料的品质问题的特殊情况外,筛分组件B1均可以自动将符合要求的石料加以清洗和筛选,无需人工干涉,减少了工作人员捅料、清理筛网的工序,大大减轻了人工的劳动强度,提高了透筛率,筛分效率得到明显的提高。
打散部件B13包括分离打散臂B131、曲形打散臂B132,分离打散臂B131设于整石筛网B122区域,曲形打散臂B132设于碎石筛网B121区域,分离打散臂B131前端与曲形打散臂B132后端固定连接;
分离打散臂B131包括分离打散转轴B1311、第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314,第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314以分离打散转轴B1311为轴心均匀分布;
第一分离打散杆B1312包括第一分离打散片B13121,第一分离打散片B13121固定于第一分离打散杆B1312杆体尾端;
第二分离打散杆B1313包括第二分离打散片B13131,第二分离打散片B13131折叠安装于第二分离打散杆B1313杆体尾端;
第三分离打散杆B1314包括两组次级分离打散杆体B13141,次级分离打散杆体B13141首部与第三分离打散杆B1314尾部活动连接;
每组次级分离打散杆体B13141尾端还安装有次级分离打散片B131411;
曲形打散臂B132包括曲形打散主轴B1321、第一曲形打散片B1322、第二曲形打散片B1323,第一曲形打散片B1322与第二曲形打散片B1323以曲形打散主轴B1321为轴心螺旋固定于曲形打散主轴B1321上,且第一曲形打散片B1322套设于第二曲形打散片B1323外部。
在具体使用时,通过刀盘A2将大块的岩石打碎,分成小块后输送至筛选网B12内,由于软土地质的特殊性,土壤水分含量较多,土壤出现粘连,曲形打散臂B132能够对结块或者粘连土块进行打散,且第一曲形打散片B1322螺旋套设于第二曲形打散片B1323外部,在曲形打散主轴B1321带动曲形打散臂B132进行打散时,双螺旋的的打散刀片能够将土壤粘连打断,同时能够将鹅卵石更好的从土块中分离出来,在曲形打散主轴B1321对刀盘A2中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网B122区域,分离打散转轴B1311带动第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314转动,二分离打散片B13131在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,次级分离打散杆体B13141在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体B13141能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离,有利于输送环节的快速输送,同时避免堵塞,且通过将鹅卵石上粘连的土石分离,在破碎机构B2对鹅卵石进行破碎时,能够更加高效且破碎效果更好,节省能耗。
破碎机构B2包括主定破碎板B21、多级破碎板、连接总成B22、活动破碎板B23、动力总成B24和机架B25,多级破碎板通过数个连接总成B22安装在主定破碎板B21上,活动破碎板B23上端与动力总成B24活动连接;
多级破碎板由一个或多个次破碎板B26组成,多个次破碎板B26之间通过数个连接总成B22呈阶梯状重叠连接;
粉碎石料从主定破碎板B21与多级破碎板之间、多个次破碎板B26之间以及多级破碎板与活动破碎板B23之间放入。
在具体使用时,在传统破碎机构中,活动破碎挤压破碎一次,对破碎石料仅完成一次破碎;本发明的破碎机构通过动力总成带动活动破碎板B23震动,对活动破碎板B23与多级破碎板之间的石料、活动破碎板B23与主定破碎板B21之间的石料进行挤压破碎,相比较于传统的破碎机构,动颚挤压破碎一次,对破碎石料完成两次以上的破碎,同时,经对活动破碎板B23与多级破碎板破碎的石料,还会再次经活动破碎板B23与主定破碎板B21进行二次破碎,多级破碎板级数越少,其结构强度越强,为保证多级破碎板的结构强度,多级破碎板级数不宜超过三级;当多级破碎板级数为一级时,多级破碎板的结构强度最好,同时能够保证良好的粉碎效果。本发明的破碎机构相比于传统破碎机构,能够同时对两倍以上的破碎石料进行破碎,工作效率高;能够对部分破碎石料进行多次破碎,减少破碎成品中片状不合格品的比例,提高破碎质量。
次破碎板B26包括第二支架B261、第二破碎板B262和数条第二板条B263,第二破碎板B262安装在第二支架B261上并与其可拆卸连接,数条第二板条B263均匀竖直固定在第二支架B261上,当多级破碎板由一个次破碎板B26组成时,第二支架B261与连接总成B22连接;
连接总成B22包括伸缩装置B221;
伸缩装置B221包括伸缩杆B2211、壳体、锁紧杆B2212、上安装板B2213、下安装板B2214、密封座B2215和弹簧B2216,壳体为空心圆柱形且一端与上安装板B2213连接,壳体另一端与下安装板B2214连接,密封座B2215在壳体内部并与其滑动连接,壳体、下安装板B2214和密封座B2215共同构成压力空间,上安装板B2213上开设有通孔,伸缩杆B2211一端穿过通孔与密封座B2215连接,伸缩杆B2211另一端通过上固定座B2217与第二支架B261连接,弹簧B2216套设在伸缩杆B2211上,且弹簧B2216两端分别与上安装板B2213和密封座B2215连接,下安装板B2214通过下固定座B2218与主定破碎板B21连接,上安装板B2213与下安装板B2214通过数个锁紧杆B2212连接。
在具体使用时,第二破碎板B262与第二支架B261可拆卸连接,可以在第二破碎板B262磨损后,将第二破碎板B262从第二支架B261上拆卸,然后重新更换;同时设置在第二破碎板B262上的数条第二板条B263能够卡住破碎石料,减少破碎石料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,第二破碎板B262的磨损大部分出现在下端,在数条第二板条B263磨损五分之三左右时,可将第二破碎板B262上下颠倒,再次安装在第二支架B261上,提高设备的利用率,当第二板条B263磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全,破碎机外部设有一部气体压缩设备,该气体压缩设备同时向数个伸缩装置中的压力空间内充气,通过密封座B2215带动伸缩杆伸出壳体,从而带动主定破碎板B21运动,扩大活动破碎板B23与次破碎板之间的进料口大小,缩小主定破碎板B21与次破碎板之间的进料口大小;反之,该气体压缩设备同时向数个伸缩装置中的压力空间内抽气,主定破碎板B21与次破碎板之间的进料口扩大,活动破碎板B23与次破碎板之间的进料口缩小;弹簧B2216能够帮助密封座B2215复位,锁紧杆能够保证下安装板B2214与壳体连接的可靠性,确保压力空间密闭。
连接总成B22还包括弹簧B2216B222;
滑动装置B222包括滑轨B2221、滑块B2222、滑块安装板B2223、丝杆B2224、电机B2225和丝杆固定座B2226,滑轨B2221中部开有凹槽,且丝杆B2224在凹槽内,滑块安装板B2223通过滑块B2222与滑轨B2221滑动连接,丝杆固定座B2226安装在滑块安装板B2223上,且丝杆固定座B2226上设有第一螺纹通孔,丝杆B2224穿过第一螺纹通孔与丝杆固定座B2226螺纹连接,电机B2225安装在滑轨B2221上,且电机B2225的输出轴与丝杆B2224连接。
在具体使用时,电机B2225带动丝杆转动,通过丝杆固定座B2226带动滑块安装板在滑轨上滑动,实现次破碎板在滑轨方向上的滑动调节;数个连接总成B22上的数个电机B2225通过并联连接在一起,能够保证同时开启,保证次破碎板滑动的可靠性的同时,当其中一个电机B2225故障后,短时间内不影响次破碎板的正常调节,进一步提高了连接总成B22的可靠性。
活动破碎板B23包括第三支架B231、第三破碎板B232、数条第三板条B233和数个第二胶条B235,第三支架B231上端通过偏心轮B27与动力总成B24旋转连接,第三破碎板B232安装在第三支架B231上并与其可拆卸连接,数条第三板条B233均匀竖直固定在第三支架B231上,第三破碎板B232下部开设有数个水平均匀分布的第二胶条槽B234,数个第二胶条B235分别安装在数个第二胶条槽B234内;
滑动装置B222还包括自锁座B2227,自锁座B2227安装在滑轨B2221上的凹槽内,自锁座B2227上设有第二螺纹通孔,丝杆B2224穿过第二螺纹通孔与自锁座B2227螺纹连接第二胶条B235的高度大于第二胶条槽B234的深度;
在具体使用时,第三破碎板B232与第三支架B231可拆卸连接,可以在第三破碎板B232磨损后,将第三破碎板B232从第三支架B231上拆卸,然后重新更换;同时设置在第三破碎板B232上的数条第三板条B233能够卡住破碎石料,减少破碎石料的飞溅,提高使用寿命,同时加快破碎速度,提高破碎效率,第三破碎板B232的磨损大部分出现在下端,在数条第三板条B233磨损五分之三左右时,可将第三破碎板B232上下颠倒,再次安装在第三支架B231上,提高设备的利用率,当第三板条B233磨损超过五分之四后,应立即更换,保证破碎安全。第二胶条B235的横截面为梯形,且梯形第二胶条B235长底面安装在第二胶条B235槽下壁上,梯形设计能够能够节约材料,此安装方法能够防止破碎石料在竖直方向上打滑,进一步提高加工效率与加工质量,通过自锁座阻止丝杆回转,防止滑块在滑轨上滑动,锁定次破碎板的位置,保证破碎机在工作时次破碎板不会发生移动,提高了可靠性和安全性。
盾体A包括盾构壳体A1、刀盘A2、排土系统A3,刀盘A2安装于盾构壳体A1左端,排土系统A3安装于盾构壳体A1内部,且排土系统A3前端与清理机构B后端导通连接。
排土系统A3包括螺旋输送机A31、皮带输送A32,皮带输送A32首端安装于螺旋输送机A31尾端下方,螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动,碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒人碴土坑中。螺旋输送机A31有前后两个闸门,前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机A31隔断,后者可以在停止掘进或维修时关闭,在整个盾构机断电紧急情况下,此闸门也可由蓄能器贮存的能量自动关闭,以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构机。
盾体A还包括推进油缸A4、管片拼装机,推进油缸A4设于刀盘A2后部,管片拼装机设于盾体A后段,推进油缸杆上安有塑料撑靴,撑靴顶推在后面已安装好的管片上,通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力,这些千斤顶按上下左右被分成四组,掘进过程中,在操作室中可单独控制每一组油缸的压力,这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行,从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量符合隧道设计轴线。
刀盘A2包括铲刀A21、切削刀A22、推出式滚刀A23和仿形刀A24,铲刀A21与仿形刀A24设于刀盘A2外圈,切削刀A22与推出式滚刀A23沿刀盘A2中心轴均匀分布。刀盘A2是一个带有多个进料槽的切削盘体,位于盾构机的最前部,用于切削土体,刀盘A2通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘A2电机来驱动。它可以使刀盘A2在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。刀盘A2电机的变速齿轮箱内需设置制动装置,用于制动刀盘A2,为了适用于不同的土质条件,刀盘A2上安装了多种类型和功能的刀具,所有刀具都由螺栓连接,可以从刀盘A2后面的泥土仓中进行更换,铲刀A21可以双向进行开挖,主要用于保证开挖直径的稳定不变,切削刀主要用于切削软土、泥砂地层。其中刀口与刀盘A2旋转方向水平的称为切刀,刀口与刀盘A2旋转方向垂直的称为削刀,滚刀用于砂卵石、硬岩地层,它可以将大块的岩石打碎,分成小块,而推出式滚刀A23可替代外部已磨损的滚刀,从而减少复合地层的带压换刀,延长掘进距离,加快施工进度,缩短工期,仿形刀是一种通过油缸进行伸缩操作的特殊刀具,其伸缩量在主控室内事先加以设置控制,当盾构机因为隧道路线设计或由于地质状况需要转向时,仿行刀A24的超挖功能可以帮助盾构机转向。
实施例四相对于实施例三来说,实施例三中滚刀用于砂卵石、硬岩地层,它可以将大块的岩石打碎,分成小块,而推出式滚刀A23可替代外部已磨损的滚刀,从而减少复合地层的带压换刀,延长掘进距离,加快施工进度,缩短工期。
一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构的使用方法,包括以下步骤:
S1:刀盘掘进,刀盘A2通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘A2电机来驱动,铲刀A21双向进行开挖,仿行刀A24的超挖功能可以帮助盾构机转向,滚刀将大块的岩石打碎,分成小块后通过进石口B11进入筛分组件B1;
S2:石料筛分,打散部件B13一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网B121振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网B121筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网B122进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,曲形打散主轴B1321对刀盘A2中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网B122区域,分离打散转轴B1311带动第一分离打散杆B1312、第二分离打散杆B1313、第三分离打散杆B1314转动,二分离打散片B13131在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,次级分离打散杆体B13141在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体B13141能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离;
S3,石料破碎,鹅卵石土石分离后进入破碎机构B2,破碎机构B2通过动力总成带动活动破碎板B23震动,对活动破碎板B23与多级破碎板之间的石料、活动破碎板B23与主定破碎板B21之间的石料进行挤压破碎;
S4,石料输送,螺旋输送机A31由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动,碴土由螺旋输送机A31从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒人碴土坑中。
以上的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:包括盾体(A)、清理机构(B),所述清理机构(B)设于盾体(A)内部;
所述清理机构(B)包括筛分组件(B1)、破碎机构(B2),所述筛分组件(B1)后端与破碎机构(B2)前端固定连接。
2.如权利要求1所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述筛分组件(B1)包括进石口(B11)、筛选网(B12)、打散部件(B13),所述进石口(B11)尾部与筛选网(B12)前部导通连接,所述打散部件(B13)安装于筛选网(B12)内部;
所述筛选网(B12)包括碎石筛网(B121)、整石筛网(B122),所述碎石筛网(B121)后端与整石筛网(B122)前端固定连接,所述碎石筛网(B121)与整石筛网(B122)为若干六边形组合的蜂巢状,所述整石筛网(B122)上的六边形孔洞大于碎石筛网(B121)上的六边形孔洞。
3.如权利要求2所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述打散部件(B13)包括分离打散臂(B131)、曲形打散臂(B132),所述分离打散臂(B131)设于整石筛网(B122)区域,所述曲形打散臂(B132)设于碎石筛网(B121)区域,所述分离打散臂(B131)前端与曲形打散臂(B132)后端固定连接;
所述分离打散臂(B131)包括分离打散转轴(B1311)、第一分离打散杆(B1312)、第二分离打散杆(B1313)、第三分离打散杆(B1314),所述第一分离打散杆(B1312)、第二分离打散杆(B1313)、第三分离打散杆(B1314)以分离打散转轴(B1311)为轴心均匀分布;
所述第一分离打散杆(B1312)包括第一分离打散片(B13121),所述第一分离打散片(B13121)固定于第一分离打散杆(B1312)杆体尾端;
所述第二分离打散杆(B1313)包括第二分离打散片(B13131),所述第二分离打散片(B13131)折叠安装于第二分离打散杆(B1313)杆体尾端;
所述第三分离打散杆(B1314)包括两组次级分离打散杆体(B13141),所述次级分离打散杆体(B13141)首部与第三分离打散杆(B1314)尾部活动连接;
每组所述次级分离打散杆体(B13141)尾端还安装有次级分离打散片(B131411);
所述曲形打散臂(B132)包括曲形打散主轴(B1321)、第一曲形打散片(B1322)、第二曲形打散片(B1323),所述第一曲形打散片(B1322)与第二曲形打散片(B1323)以曲形打散主轴(B1321)为轴心螺旋固定于曲形打散主轴(B1321)上,且所述第一曲形打散片(B1322)套设于第二曲形打散片(B1323)外部。
4.如权利要求1所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述破碎机构(B2)包括主定破碎板(B21)、多级破碎板、连接总成(B22)、活动破碎板(B23)、动力总成(B24)和机架(B25),所述多级破碎板通过数个所述连接总成(B22)安装在所述主定破碎板(B21)上,所述活动破碎板(B23)上端与所述动力总成(B24)活动连接;
所述多级破碎板由一个或多个次破碎板(B26)组成,多个所述次破碎板(B26)之间通过数个所述连接总成(B22)呈阶梯状重叠连接;
粉碎原料从所述主定破碎板(B21)与所述多级破碎板之间、多个所述次破碎板(B26)之间以及所述多级破碎板与所述活动破碎板(B23)之间放入。
5.如权利要求4所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述次破碎板(B26)包括第二支架(B261)、第二破碎板(B262)和数条第二板条(B263),所述第二破碎板(B262)安装在所述第二支架(B261)上并与其可拆卸连接,数条所述第二板条(B263)均匀竖直固定在所述第二支架(B261)上,当多级破碎板由一个次破碎板(B26)组成时,所述第二支架(B261)与连接总成(B22)连接;
所述连接总成(B22)包括伸缩装置(B221);
所述伸缩装置(B221)包括伸缩杆(B2211)、壳体、锁紧杆(B2212)、上安装板(B2213)、下安装板(B2214)、密封座(B2215)和弹簧(B2216),所述壳体为空心圆柱形且一端与所述上安装板(B2213)连接,所述壳体另一端与所述下安装板(B2214)连接,所述密封座(B2215)在所述壳体内部并与其滑动连接,所述壳体、下安装板(B2214)和密封座(B2215)共同构成压力空间,所述上安装板(B2213)上开设有通孔,所述伸缩杆(B2211)一端穿过通孔与所述密封座(B2215)连接,所述伸缩杆(B2211)另一端通过上固定座(B2217)与第二支架(B261)连接,所述弹簧(B2216)套设在所述伸缩杆(B2211)上,且所述弹簧(B2216)两端分别与所述上安装板(B2213)和所述密封座(B2215)连接,所述下安装板(B2214)通过下固定座(B2218)与主定破碎板(B21)连接,所述上安装板(B2213)与所述下安装板(B2214)通过数个所述锁紧杆(B2212)连接。
6.如权利要求5所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述连接总成(B22)还包括滑动装置(B222);
所述滑动装置(B222)包括滑轨(B2221)、滑块(B2222)、滑块安装板(B2223)、丝杆(B2224)、电机(B2225)和丝杆固定座(B2226),所述滑轨(B2221)中部开有凹槽,且所述丝杆(B2224)在凹槽内,所述滑块安装板(B2223)通过所述滑块(B2222)与所述滑轨(B2221)滑动连接,所述丝杆固定座(B2226)安装在所述滑块安装板(B2223)上,且所述丝杆固定座(B2226)上设有第一螺纹通孔,所述丝杆(B2224)穿过所述第一螺纹通孔与所述丝杆固定座(B2226)螺纹连接,所述电机(B2225)安装在所述滑轨(B2221)上,且所述电机(B2225)的输出轴与所述丝杆(B2224)连接。
7.如权利要求6所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述活动破碎板(B23)包括第三支架(B231)、第三破碎板(B232)、数条第三板条(B233)和数个第二胶条(B235),所述第三支架(B231)上端通过偏心轮(B27)与动力总成(B24)旋转连接,所述第三破碎板(B232)安装在所述第三支架(B231)上并与其可拆卸连接,数条所述第三板条(B233)均匀竖直固定在所述第三支架(B231)上,所述第三破碎板(B232)下部开设有数个水平均匀分布的第二胶条槽(B234),数个所述第二胶条(B235)分别安装在数个第二胶条槽(B234)内;
所述滑动装置(B222)还包括自锁座(B2227),所述自锁座(B2227)安装在所述滑轨(B2221)上的凹槽内,所述自锁座(B2227)上设有第二螺纹通孔,丝杆(B2224)穿过所述第二螺纹通孔与所述自锁座(B2227)螺纹连接第二胶条(B235)的高度大于所述第二胶条槽(B234)的深度。
8.如权利要求1所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述盾体(A)包括盾构壳体(A1)、刀盘(A2)、排土系统(A3),所述刀盘(A2)安装于盾构壳体(A1)左端,所述排土系统(A3)安装于盾构壳体(A1)内部,且所述排土系统(A3)前端与清理机构(B)后端导通连接;
所述排土系统(A3)包括螺旋输送机(A31)、皮带输送(A32),所述皮带输送(A32)首端安装于螺旋输送机(A31)尾端下方。
9.如权利要求8所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构,其特征在于:所述所述盾体(A)还包括推进油缸(A4)、管片拼装机,所述推进油缸(A4)设于刀盘(A2)后部,所述管片拼装机设于盾体(A)后段;
所述刀盘(A2)包括铲刀(A21)、切削刀(A22)、推出式滚刀(A23)和仿形刀(A24),所述铲刀(A21)与仿形刀(A24)设于刀盘(A2)外圈,所述切削刀(A22)与推出式滚刀(A23)沿刀盘(A2)中心轴均匀分布。
10.如权利要求9所述的一种专用于软土地基盾构隧道的清理机构的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:刀盘掘进,刀盘(A2)通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘(A2)电机来驱动,铲刀(A21)双向进行开挖,仿行刀(A24)的超挖功能可以帮助盾构机转向,滚刀将大块的岩石打碎,分成小块后通过进石口(B11)进入筛分组件(B1);
S2:石料筛分,打散部件(B13)一侧连接有电机,实现全自动运行,碎石筛网(B121)振动筛分后,有效地筛除了混粘在鹅卵石里的控制筛孔直径以下的物料,大于碎石筛网(B121)筛孔直径的坚硬岩石或者鹅卵石,通过整石筛网(B122)进行二次筛分,保证鹅卵石与碎土分离,曲形打散主轴(B1321)对刀盘(A2)中进来的土壤进行第一次打碎后,鹅卵石或者无法打散的坚硬岩石或者土块进入整石筛网(B122)区域,所述分离打散转轴(B1311)带动第一分离打散杆(B1312)、第二分离打散杆(B1313)、第三分离打散杆(B1314)转动,所述二分离打散片(B13131)在土块粘连严重的情况下,可以将折叠部分打开,增大打散面积,提高打散效率,所述次级分离打散杆体(B13141)在工作时,能够检测出大型鹅卵石土块,在检测到大型鹅卵石土块后,次级分离打散杆体(B13141)能够对大型鹅卵石土块进行夹持旋转,增大离心力将土石分离,通过快速的将土石分离;
S3,石料破碎,鹅卵石土石分离后进入破碎机构(B2),破碎机构(B2)通过所述动力总成带动所述活动破碎板(B23)震动,对所述活动破碎板(B23)与多级破碎板之间的石料、所述活动破碎板(B23)与所述主定破碎板(B21)之间的石料进行挤压破碎;
S4,石料输送,螺旋输送机(A31)由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动,碴土由螺旋输送机(A31)从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒入碴土坑中。
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