CN112664196A - 一种沉井用潜入式竖井掘进机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种沉井用潜入式竖井掘进机，包括如下特征：潜入式竖井掘进机在液下工作，密封转盘由转盘、液压马达、固定壳、转动壳、内圈旋转密封、外圈旋转密封、观察窗、压力平衡装置、悬吊支杆和导向支杆构成；所述潜入式竖井掘进机的挖掘臂铰接于所述密封转盘的所述转动壳；所述密封转盘的所述固定壳的所述悬吊支杆安放在与沉井井壁或支架连接的支腿上，所述悬吊支杆上的锚式吊钩提升和固定所述潜入式竖井掘进机；所述导向支杆安装有导轨滑块，定位所述潜入式竖井掘进机液下位置；所述挖掘臂采用双侧对称布置；所述密封转盘中所述固定壳有中央孔洞可固定液压和电管路，地面控制室显示所述潜入式竖井掘进机的液下姿态。
Description
技术领域
本发明涉及市政施工技术领域。具体地说是一种沉井用潜入式竖井掘进机。
背景技术
目前的人工沉井开挖方式，人员需井下作业，作业环境艰苦，安全性难保障；现有挖掘机配吸泥器方式，挖掘机需在水面工作，如遇含水地层，需要封水或降水处理，成本较高或易造成周边地面沉降；淹水沉井配潜入式吸泥泵方式，吸泥泵在水下无法移动，易发生超挖或欠挖，影响井壁下沉；其他沉井机械开挖方式设备复杂施工成本高。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种沉井用潜入式竖井掘进机，所述潜入式竖井掘进机配套吸泥器或铣槽器可以在淹水沉井液下工作，并且能够直接由地面下放到液下安装就位，以及将所述潜入式竖井掘进机自动提升至地面进行维修和回收。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
1.一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，潜入式竖井掘进机在液下工作，主体结构由密封转盘（600）、挖掘臂（300）和挖掘工具（1）组成，所述密封转盘（600）带动所述挖掘臂（300）在沉井中沿井筒周向旋转，所述挖掘臂（300） 铰接于所述密封转盘（600）的转动壳（606）上，挖掘工具（1）通过转轴连接在所述挖掘臂（300）上，所述挖掘臂（300）采用双侧对称布置，所述挖掘臂（300）的大臂（301）通过中央大臂油缸（5）对称动作。
2.进一步的，所述密封转盘（600）由转盘（602）、液压马达（603）、固定壳（609）、所述转动壳（606）、内圈旋转密封（604）、外圈旋转密封（601）、观察窗（608）、压力平衡装置（607）、悬吊支杆（610）和导向支杆（612）构成。
3.进一步的，所述密封转盘（600）中所述固定壳（609）有中央孔洞（605），所述孔洞内能固定所述挖掘臂（3）携带的所述挖掘工具（1）配套的排浆管、液压管，以及挖掘臂（3）油缸的液压管和传感器线缆；其中，挖掘工具（1）包括搅拌式吸泥器、铣槽器、高压水枪和冲击锤。
4.进一步的，所述悬吊支杆（610）安装有所述锚式吊钩（611），所述吊钩（611.1）通过连杆（611.2）与两侧锚板（611.3）相连，提升所述潜入式竖井掘进机时，所述锚板（611.3）收回至所述悬吊支杆（610）内，所述潜入式竖井掘进机下放到位时，所述锚板（611.3）靠自重释放，卡入所述支腿（7）的凹槽（614）内。
5.进一步的， 所述悬吊支杆（610）安放在与沉井井壁或支架连接的支腿（7）上，所述锚式吊钩（611）提升和固定所述潜入式竖井掘进机，所述潜入式竖井掘进机通过所述导向支杆（612）的导轨滑块（613）定位所述潜入式竖井掘进机液下位置。
6.进一步的，所述挖掘臂（300）的左侧挖掘摆动油缸（9）、左侧小臂摆动油缸（8）、右侧挖掘摆动油缸（2）、右侧小臂摆动油缸（4）和中央大臂油缸（5），以及液压马达（603）中安装有传感器，根据所述挖掘臂（300）的尺寸参数推算所述潜入式竖井掘进机的液下姿态，地面控制室显示所述潜入式竖井掘进机的液下姿态。
7.进一步的，所述挖掘工具（1）为搅拌吸泥器时，所述挖掘臂（300）通过液压系统锁止，使搅拌吸泥器固定在指定位置工作。
8.进一步的，所述挖掘工具（1）安装磁力装置能够打捞沉井井底掉落的金属异物。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
挖掘臂与挖掘机的结构形式相同，能够配套于挖掘机的挖掘工具均能够安装在所述潜入式竖井掘进机上，转盘为挖掘机转盘，本发明配件通用性较强，易更换；密封转盘上有压力平衡装置，且充满润滑油，可以适应100米内的水或泥浆下工作；所述潜入式竖井掘进机对称布置的两个挖掘臂，使潜入式挖掘机处于相对平衡的受力状态，且两个挖掘臂通过一个油缸相连，相互抵消部分水平方向的作用力，使所述潜入式竖井掘进机的受力状态更优；相比较单挖掘臂结构，本发明的效率提升了一倍；由于挖掘臂可回转180度，相比较360度回转结构，本发明可减少对各种管线的扭动，一定程度上延长使用寿命，降低设备故障概率；部分潜入式竖井掘进机，设备的固定装置通过液压油缸控制的插销连接，结构较为复杂，本发明利用重力自锁和提升自解锁的锚式吊钩，可简化油缸结构。
附图说明
图1 本发明竖井掘进机整体结构示意图；
图2 本发明密封装置内部结构示意图；
图3 本发明密封装置顶视图；
图4 本发明竖井掘进机下放到位后锚板打开示意图；
图5 本发明竖井掘进机提升时锚板收回示意图；
图6 本发明支腿示意图。
图中附图标记表示为：1-挖掘工具；2-右侧挖掘摆动油缸；3-挖掘臂；4-右侧小臂摆动油缸；5-中央大臂油缸；600-密封转盘；7-支腿；8-左侧小臂摆动油缸；9-左侧挖掘摆动油缸；10-T型导轨；301-大臂；302-小臂；601-外圈旋转密封；602-转盘；603-液压马达；604-内圈旋转密封；605-中央孔洞；606-转动壳；607-压力平衡装置；608-观察窗；609-固定壳；610-悬吊支杆；611-锚式吊钩；612- 导向支杆；613-导轨滑块；611.1-吊钩；611.2-连杆；611.3-锚板；614-凹槽。
具体实施方式
如图1-6所示，本实施例沉井用潜入式竖井掘进机，包括如下步骤：
A、始发阶段
首先用挖掘机开挖所述潜入式竖井掘进机的始发空间，施工井筒锁口结构，安装一环井壁，在井壁上装配安装所述潜入式竖井掘进机，使所述支腿（7）连接到井壁或者所述潜入式竖井掘进机的支架上，并在所述始发空间内注入清水或泥浆，启动所述潜入式竖井掘进机的所述吸泥泵，并一直保持所述挖掘工具（1）处于工作状态，防止所述潜入式竖井掘进机陷入淤泥中。
B、张开大臂（301）
保持所述挖掘工具（1）和所述吸泥器处于工作状态，操作液压系统缓慢伸出所述中央大臂油缸（5），使所述大臂（301）张开，根据井筒的直径，调整所述右侧挖掘摆动油缸（2）和所述左侧挖掘摆动油缸（9），使所述挖掘工具（1）到达井筒设计开挖直径位置。
C、掘进阶段
操作所述液压马达（603），使所述挖掘臂（300）绕井筒旋转185度，然后反向旋转185度，然后伸出所述右侧小臂摆动油缸（4）和所述左侧小臂摆动油缸（8），使所述挖掘工具（1）缩回一个掘进宽度，继续操作液压马达（603），使挖掘臂（300）绕井筒旋转185度，然后反向旋转185度，直至挖掘完整个井筒断面，而后下放井壁和所述潜入式竖井掘进机，继续下一个循环的挖掘工作。
D、掘进过程中的检修
当掘进阻力异常增大，且一段时间后仍不见好转，以及检测到液压泄露、所述挖掘臂（300）断裂或所述挖掘臂（300）旋转不到位，则首先收回所述挖掘臂（300），然后沿所述T型导轨（10）下放吊具卡入所述锚式吊钩（611.1）（611）中，通过所述锚式吊钩（611.1）（611）将所述潜入式竖井掘进机沿着所述T型导轨（10）提升一个段高，而后关闭挖所述掘工具和所述吸泥器，所述吊具继续提升所述潜入式竖井掘进机至地面，对所述挖掘工具（1）以及液压系统、所述挖掘臂（300）或所述密封转盘（600）进行检修和维护。
E、挖掘工具（1）的选用
根据地质报告中土层的成分和硬度，遇到淤泥和砂层，选用吸泥器作为所述挖掘工具（1）；遇到较为坚硬的土层甚至软岩地层，选用铣槽器作为所述挖掘工具（1）；遇到大块河卵石，铣槽器效率较低时，选用冲击锤将卵石锤碎，再选用铣槽器将卵石碎块二次破碎挖掘。
F、监控
通过地面控制室监控所述潜入式竖井掘进机的姿态和工作状态，在手动模式时，人员根据液压系统的数据对油缸和液压马达（603）进行操作，在自动模式时，需要人员在控制室内监控自动工作的状态并对系统报警进行及时处理。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，潜入式竖井掘进机在液下工作，主体结构由密封转盘（600）、挖掘臂（300）和挖掘工具（1）组成，所述密封转盘（600）带动所述挖掘臂（300）在沉井中沿井筒周向旋转，所述挖掘臂（300） 铰接于所述密封转盘（600）的转动壳（606）上，挖掘工具（1）通过转轴连接在所述挖掘臂（300）上，所述挖掘臂（300）采用双侧对称布置，所述挖掘臂（300）的大臂（301）通过中央大臂油缸（5）对称动作。
2.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述密封转盘（600）由转盘（602）、液压马达（603）、固定壳（609）、所述转动壳（606）、内圈旋转密封（604）、外圈旋转密封（601）、观察窗（608）、压力平衡装置（607）、悬吊支杆（610）和导向支杆（612）构成。
3.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述密封转盘（600）中所述固定壳（609）有中央孔洞（605），所述孔洞内能固定所述挖掘臂（3）携带的所述挖掘工具（1）配套的排浆管、液压管，以及挖掘臂（3）油缸的液压管和传感器线缆；其中，挖掘工具（1）包括搅拌式吸泥器、铣槽器、高压水枪和冲击锤。
4.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述悬吊支杆（610）安装有所述锚式吊钩（611），所述吊钩（611.1）通过连杆（611.2）与两侧锚板（611.3）相连，提升所述潜入式竖井掘进机时，所述锚板（611.3）收回至所述悬吊支杆（610）内，所述潜入式竖井掘进机下放到位时，所述锚板（611.3）靠自重释放，卡入所述支腿（7）的凹槽（614）内。
5.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于， 所述悬吊支杆（610）安放在与沉井井壁或支架连接的支腿（7）上，所述锚式吊钩（611）提升和固定所述潜入式竖井掘进机，所述潜入式竖井掘进机通过所述导向支杆（612）的导轨滑块（613）定位所述潜入式竖井掘进机液下位置。
6.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述挖掘臂（300）的左侧挖掘摆动油缸（9）、左侧小臂摆动油缸（8）、右侧挖掘摆动油缸（2）、右侧小臂摆动油缸（4）和中央大臂油缸（5），以及液压马达（603）中安装有传感器，根据所述挖掘臂（300）的尺寸参数推算所述潜入式竖井掘进机的液下姿态，地面控制室显示所述潜入式竖井掘进机的液下姿态。
7.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述挖掘工具（1）为搅拌吸泥器时，所述挖掘臂（300）通过液压系统锁止，使搅拌吸泥器固定在指定位置工作。
8.根据权利要求1所述的一种沉井用潜入式竖井掘进机，其特征在于，所述挖掘工具（1）安装磁力装置能够打捞沉井井底掉落的金属异物。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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