CN113086515B - 一种用于竖井掘进机的回转出渣装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于竖井掘进机的回转出渣装置及其方法，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置包括依次设置的顶部驱动排料机构(1)、中部支撑机构(3)和底部改向收料机构(4)，改向上轴组(105)和改向下轴组(401)之间连接有垂直提升系统(7)，中部支撑机构(3)的外侧设有刀盘驱动系统(2)，底部改向收料机构(4)的外侧设有刀盘系统(5)，刀盘驱动系统(2)能够驱动刀盘系统(5)、顶部驱动排料机构(1)、中部支撑机构(3)、底部改向收料机构(4)和垂直提升系统(7)均绕刀盘系统(5)的轴线同步转动。该用于竖井掘进机的回转出渣装置具有出渣效率高、出渣连续、喂给连续、结构简单、设备停机率低等优点。

Description

一种用于竖井掘进机的回转出渣装置及其方法

技术领域

本发明涉及竖井掘进设备技术领域，具体的是一种用于竖井掘进机的回转出渣装置，还是一种用于竖井掘进机的回转出渣方法。

背景技术

目前对竖井掘进的需求越来越多，对其施工效率的要求越来越高，而出渣是影响竖井施工效率提高的最主要因素之一。目前竖井掘进机的出渣方法主要有泥浆出渣、抓斗出渣、真空出渣、固定式斗提机出渣等。针对目前泥浆出渣和真空出渣，面临出渣效率不高、输送管道易堵塞等问题。而针对抓斗出渣，其出渣不连续，不是实现开挖出渣同步进行。另外，固定式斗提机，随刀盘回转的喂给机构，与斗提机相对运动，无法实现连续喂给，造成底部集渣严重，底部回转接头和管路结构复杂，停机率高，运营维护多且困难，影响掘进效率。

发明内容

为了提高现有竖井掘进设备的出渣效率，本发明提供了一种用于竖井掘进机的回转出渣装置及其方法，该用于竖井掘进机的回转出渣装置具有出渣效率高、出渣连续、喂给连续、结构简单、设备停机率低等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于竖井掘进机的回转出渣装置，包括从上向下依次设置的顶部驱动排料机构、中部支撑机构和底部改向收料机构，顶部驱动排料机构含有改向上轴组，底部改向收料机构含有改向下轴组，改向上轴组和改向下轴组之间连接有垂直提升系统，中部支撑机构的外侧设有刀盘驱动系统，底部改向收料机构的外侧设有刀盘系统，刀盘驱动系统能够驱动刀盘系统、顶部驱动排料机构、中部支撑机构、底部改向收料机构和垂直提升系统均绕刀盘系统的轴线同步转动。

一种用于竖井掘进机的回转出渣方法，所述用于竖井掘进机的回转出渣方法采用了上述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，所述用于竖井掘进机的回转出渣方法包括以下步骤：

刀盘驱动系统驱动刀盘系统、顶部驱动排料机构、中部支撑机构、底部改向收料机构和垂直提升系统均绕刀盘系统的轴线同步转动；刀盘系统的径向刮渣装置将渣石从入料口输送至底部改向收料机构内，垂直提升系统将渣石从底部改向收料机构提升至顶部驱动排料机构内，渣石从顶部驱动排料机构排出。

本发明的有益效果是：该用于竖井掘进机的回转出渣装置及其方法能够实现垂直连续出渣，集成于刀盘系统且能够同步刀盘回转，结构简单，故障率低，各环节能够连续喂给，提高出渣效率，缩短施工工期。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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。

图1是本发明所述用于竖井掘进机的回转出渣装置的示意图。

图2是图1中的A方向示意图。

图3是图1中的底部改向收料机构部位的示意图。

图4是图1中的B方向示意图。

1、顶部驱动排料机构；2、刀盘驱动系统；3、中部支撑机构；4、底部改向收料机构；5、刀盘系统；6、线缆管路回转支撑平台；7、垂直提升系统；

101、动力系统；102、张紧装置；103、刮渣板；104、溜渣装置；105、改向上轴组；106、内筒体；107、外筒体；

401、改向下轴组；402、外收渣筒；403、底部容纳空间；

501、刀盘；502、径向刮渣装置；

601、线缆管路回转装置；602、回转支承部件；603、环形收渣装置；

701、输送链条；702、料斗；

1041、排渣口；

4021、入料口；

6031、卸渣口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种用于竖井掘进机的回转出渣装置，包括从上向下依次设置的顶部驱动排料机构1、中部支撑机构3和底部改向收料机构4，顶部驱动排料机构1内含有改向上轴组105，底部改向收料机构4内含有改向下轴组401，改向上轴组105和改向下轴组401之间连接有垂直提升系统7，中部支撑机构3的外侧设有刀盘驱动系统2，底部改向收料机构4的外侧设有刀盘系统5，刀盘驱动系统2能够驱动刀盘系统5、顶部驱动排料机构1、中部支撑机构3、底部改向收料机构4和垂直提升系统7均绕刀盘系统5的轴线同步转动，如图1所示。

刀盘系统5含有刀盘501和径向刮渣装置502，刀盘系统5的轴线和刀盘501的轴线重合。刀盘501的作用是对掌子面的地层进行开挖，刀盘501开挖时将产生渣石，径向刮渣装置502的作用是将该渣石直接喂给底部改向收料机构4，垂直提升系统7含有输送链条701和料斗702，垂直提升系统7将进入底部改向收料机构4内的渣石提升至顶部驱动排料机构1处，所述渣石在顶部驱动排料机构1处排出。顶部驱动排料机构1、中部支撑机构3、底部改向收料机构4和垂直提升系统7均随着刀盘501以刀盘501的轴线为轴持续同步同轴转动，以保证渣石最终可以持续地从顶部驱动排料机构1排出。

在本实施例中，顶部驱动排料机构1、中部支撑机构3、底部改向收料机构4和刀盘501从上向下依次连接固定，底部改向收料机构4含有外收渣筒402，外收渣筒402的轴线与刀盘501的轴线重合，外收渣筒402套设于径向刮渣装置502和垂直提升系统7之间，改向下轴组401位于外收渣筒402内，改向下轴组401的轴线与中部支撑机构3的轴线相交并垂直，外收渣筒402的侧壁上设有入料口4021，径向刮渣装置502能够将渣石从入料口4021输送至外收渣筒402内，如图3所示。

在本实施例中，外收渣筒402的下端与刀盘501连接固定，即外收渣筒402不能相对于刀盘501移动或转动，刀盘501转动时能够向外收渣筒402传递扭矩。入料口4021的位置与径向刮渣装置502的位置相对应。垂直提升系统7含有输送链条701和料斗702，输送链条701绕过改向上轴组105和改向下轴组401，改向下轴组401固定安装于外收渣筒402内，垂直提升系统7能够将外收渣筒402内的渣石提升至顶部驱动排料机构1内。

具体的，改向下轴组401不能相对于外收渣筒402移动，垂直提升系统7的输送链条701上含有多个料斗702，输送链条701含有左右对称设置的两根竖直链条段，所述两根竖直链条段分别为上升链条段和下降链条段，刀盘系统5含有左右对称设置的两个径向刮渣装置502，外收渣筒402上含有左右对称设置的两个入料口4021，两个入料口4021的位置与所述两根竖直链条段一一对应，两个入料口4021位于所述两根竖直链条段的外侧，如图3所示。

外收渣筒402为直立的圆筒形结构，中部支撑机构3含有支撑立柱，中部支撑机构3的轴线与刀盘501的轴线重合，中部支撑机构3的支撑立柱位于所述两根竖直链条段之间。底部改向收料机构4的下部内形成底部容纳空间403，从入料口4021进入的渣石一部分可以进入料斗702另一部分在底部容纳空间403堆积，料斗702可以挖取底部容纳空间403内堆积的渣石。

在本实施例中，改向上轴组105位于顶部驱动排料机构1的上部内，改向上轴组105连接有动力系统101，动力系统101能够驱动垂直提升系统7的输送链条701在图2中逆时针转动，顶部驱动排料机构1的上部连接有溜渣装置104，溜渣装置104为筒形结构，垂直提升系统7内的渣石能够从溜渣装置104的出渣口排出。垂直提升系统7能够防止扬尘。

在本实施例中，顶部驱动排料机构1含有内外套设的内筒体106和外筒体107，内筒体106的上部位于外筒体107外，内筒体106的下部位于外筒体107内，改向上轴组105和溜渣装置104均安装于内筒体106的上部，内筒体106和外筒体107之间设有张紧装置102，张紧装置102能够使内筒体106和改向上轴组105同步上下移动，从而使垂直提升系统7的输送链条701在回转输送过程中保持一定的张紧力，张紧装置102可以为升降液压缸。

内筒体106的轴线、外筒体107的轴线和中部支撑机构3的轴线重合，外筒体107相对于中部支撑机构3固定，即外筒体107不能相对于中部支撑机构3移动或转动。内筒体106的外表面设有滑块，外筒体107的内表面设有轴向滑槽，该滑块与轴向滑槽匹配连接，从而使内筒体106仅能够相对于外筒体107轴向移动，而内筒体106不能相对于外筒体107转动。改向上轴组105的轴线与中部支撑机构3的轴线相交并垂直，改向上轴组105的轴线与改向下轴组401的轴线上下平行设置。

在本实施例中，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置还包括线缆管路回转支撑平台6，顶部驱动排料机构1位于线缆管路回转支撑平台6内，线缆管路回转支撑平台6的下部内含有环形收渣装置603，环形收渣装置603套设于外筒体107外，溜渣装置104排出的渣石能够下落至环形收渣装置603上，环形收渣装置603含有卸渣口6031，卸渣口6031与环形收渣装置603上下对应，外筒体107外固定连接有刮渣板103，刮渣板103能够将环形收渣装置603上的渣石刮至卸渣口6031内，如图1、图2和图4所示。

线缆管路回转支撑平台6相对于刀盘驱动系统2固定，线缆管路回转支撑平台6由刀盘驱动系统2支撑。环形收渣装置603的轴线与中部支撑机构3的轴线重合，刮渣板103与外筒体107固定连接，溜渣装置104与内筒体106固定连接，刮渣板103和溜渣装置104均可以随外筒体107同步转动，环形收渣装置603的上部设有凹槽，刮渣板103的下端与溜渣装置104的凹槽相匹配，线缆管路回转支撑平台6的下方设有排渣机构，卸渣口6031与该排渣机构上下对应。

当刮渣板103随外筒体107以刀盘501的轴线为转动的过程中，刮渣板103可以将环形收渣装置603上的渣石刮至卸渣口6031内，渣石通过卸渣口6031后将下落至排渣机构内并排出至地面。该排渣机构可以为双吊桶或者地面连续收渣系统，该排渣机构将卸渣口6031排出的渣石连续输送到地面，并经自卸卡车等装载设备地面渣土转运到渣场。

在本实施例中，顶部驱动排料机构1通过回转支承部件602支撑在线缆管路回转支撑平台6上，回转支承部件602可以为推力轴承，顶部驱动排料机构1的顶部中央设有线缆管路回转装置601，动力系统101的线缆管路、张紧装置102的线缆管路和径向刮渣装置502线缆管路均穿过线缆管路回转装置601。

回转支承部件602的轴线与中部支撑机构3的轴线重合，回转支承部件602可以采用现有技术产品，回转支承部件602含有同轴设置的内圈和外圈。动力系统101、张紧装置102、径向刮渣装置502的线缆管路通过线缆管路回转装置601实现线缆管路的对接，保障动力系统101、张紧装置102、径向刮渣装置502在同步刀盘回转过程中的动力和信号反馈。

下面介绍一种用于竖井掘进机的回转出渣装置的出渣方法，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置的出渣方法采用了上述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置的出渣方法包括以下步骤：

刀盘驱动系统2驱动刀盘系统5、顶部驱动排料机构1、中部支撑机构3、底部改向收料机构4和垂直提升系统7均绕刀盘系统5的刀盘501的轴线同步同时转动；刀盘驱动系统2和线缆管路回转支撑平台6均整体固定不动；刀盘系统5的刀盘501对掌子面开挖并产生渣石，刀盘系统5的径向刮渣装置502转动将渣石从入料口4021输送至底部改向收料机构4内；动力系统101驱动垂直提升系统7的输送链条701旋转，垂直提升系统7的料斗702将渣石从底部改向收料机构4内提升至顶部驱动排料机构1内；渣石从顶部驱动排料机构1的溜渣装置104排出，溜渣装置104的卸渣口6031排出的渣石下落至环形收渣装置603上；刮渣板103和溜渣装置104均随外筒体107同步转动，刮渣板103将环形收渣装置603上的渣石刮至卸渣口6031内；渣石通过卸渣口6031后将下落至所述排渣机构内并排出至地面。

为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示图1中的左侧方向，方位词“右”表示图1中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向。本发明采用了使用者或阅读的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置包括从上向下依次设置的顶部驱动排料机构(1)、中部支撑机构(3)和底部改向收料机构(4)，顶部驱动排料机构(1)含有改向上轴组(105)，底部改向收料机构(4)含有改向下轴组(401)，改向上轴组(105)和改向下轴组(401)之间连接有垂直提升系统(7)，中部支撑机构(3)的外侧设有刀盘驱动系统(2)，底部改向收料机构(4)的外侧设有刀盘系统(5)，刀盘驱动系统(2)能够驱动刀盘系统(5)、顶部驱动排料机构(1)、中部支撑机构(3)、底部改向收料机构(4)和垂直提升系统(7)均绕刀盘系统(5)的轴线同步转动。

2.根据权利要求1所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，刀盘系统(5)含有刀盘(501)和径向刮渣装置(502)，底部改向收料机构(4)含有外收渣筒(402)，外收渣筒(402)套设于径向刮渣装置(502)和垂直提升系统(7)之间，外收渣筒(402)的侧壁上设有入料口(4021)，径向刮渣装置(502)能够将渣石从入料口(4021)输送至外收渣筒(402)内。

3.根据权利要求2所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，外收渣筒(402)相对于刀盘(501)固定，入料口(4021)的位置与径向刮渣装置(502)的位置相对应。

4.根据权利要求3所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，垂直提升系统(7)含有输送链条(701)和料斗(702)，输送链条(701)绕过改向上轴组(105)和改向下轴组(401)，垂直提升系统(7)能够将外收渣筒(402)内的渣石提升至顶部驱动排料机构(1)内。

5.根据权利要求4所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，输送链条(701)含有对称设置的两根竖直链条段，所述两根竖直链条段分别为上升链条段和下降链条段，外收渣筒(402)的侧壁上设有两个入料口(4021)，两个入料口(4021)的位置与所述两根竖直链条段的位置一一对应。

6.根据权利要求1所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，改向上轴组(105)位于顶部驱动排料机构(1)的上部内，改向上轴组(105)连接有动力系统(101)，顶部驱动排料机构(1)的上部连接有溜渣装置(104)，垂直提升系统(7)内的渣石能够从溜渣装置(104)排出。

7.根据权利要求6所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，顶部驱动排料机构(1)含有内外套设的内筒体(106)和外筒体(107)，内筒体(106)的上部位于外筒体(107)外，内筒体(106)的下部位于外筒体(107)内，改向上轴组(105)和溜渣装置(104)均位于内筒体(106)的上部，内筒体(106)和外筒体(107)之间设有张紧装置(102)，张紧装置(102)能够使内筒体(106)上下移动。

8.根据权利要求7所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，所述用于竖井掘进机的回转出渣装置还包括线缆管路回转支撑平台(6)，顶部驱动排料机构(1)位于线缆管路回转支撑平台(6)内，线缆管路回转支撑平台(6)的下部含有环形收渣装置(603)，环形收渣装置(603)套设于外筒体(107)外，溜渣装置(104)排出的渣石能够下落至环形收渣装置(603)上，环形收渣装置(603)含有卸渣口(6031)，外筒体(107)外连接有刮渣板(103)，刮渣板(103)能够将环形收渣装置(603)上的渣石刮至卸渣口(6031)内。

9.根据权利要求8所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，其特征在于，线缆管路回转支撑平台(6)相对于刀盘驱动系统(2)固定，顶部驱动排料机构(1)通过回转支承部件(602)支撑在线缆管路回转支撑平台(6)上，顶部驱动排料机构(1)的顶部中央设有线缆管路回转装置(601)，刀盘系统(5)含有刀盘(501)和径向刮渣装置(502)，动力系统(101)的线缆管路、张紧装置(102)的线缆管路和径向刮渣装置(502)线缆管路均穿过线缆管路回转装置(601)。

10.一种用于竖井掘进机的回转出渣方法，其特征在于，所述用于竖井掘进机的回转出渣方法采用了权利要求1所述的用于竖井掘进机的回转出渣装置，所述用于竖井掘进机的回转出渣方法包括以下步骤：

刀盘驱动系统(2)驱动刀盘系统(5)、顶部驱动排料机构(1)、中部支撑机构(3)、底部改向收料机构(4)和垂直提升系统(7)均绕刀盘系统(5)的轴线同步转动；刀盘系统(5)的径向刮渣装置(502)将渣石从入料口(4021)输送至底部改向收料机构(4)内，垂直提升系统(7)将渣石从底部改向收料机构(4)提升至顶部驱动排料机构(1)内，渣石从顶部驱动排料机构(1)排出。

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