CN113404497A - 一种适用于水下掘进的竖井掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于水下掘进的竖井掘进机，包括用以掘挖土层的刀盘，还包括用以向所述刀盘输送高压泥水的进浆系统，及与所述刀盘相连、用以供进入所述刀盘并携带渣土的高压泥水流出所述刀盘的出浆系统。上述适用于水下掘进的竖井掘进机，能够在掘进过程中适应较高的水压，并能够在掘进过程中通过进浆系统向刀盘输送高压泥水，以便于冲刷掉在刀盘中累积的渣土，再通过出浆系统使携带渣土的高压泥水流出刀盘，这样即可减少前期处理渣土的工序，无需停机再清理渣土，上述设置方式可便于竖井一次成型，从而可以大大提高工作效率。

Description

一种适用于水下掘进的竖井掘进机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种适用于水下掘进的竖井掘进机。

背景技术

目前，随着我国地下空间工程建设的迫切需要，各种竖井掘进机得到广泛使用。现有技术中，竖井施工方法主要分为两类，一种是表土段和基岩段的普通施工法，另一种是特殊施工法，其中，特殊施工法一般适用于地下水量大的情况。然而，采用特殊施工法进行竖井施工时，往往需要额外对土层进行处理，并不能完成竖井的一次性成型，这样会降低掘进机的工作效率。

因此，如何避免由于需要额外对土层进行处理而导致工作效率低下，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于水下掘进的竖井掘进机，可以适用于水下掘进，减少前期处理渣土的工序，以便于竖井一次成型，从而可以大大提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于水下掘进的竖井掘进机，包括用以掘挖土层的刀盘，还包括用以向所述刀盘输送高压泥水的进浆系统，及与所述刀盘相连、用以供进入所述刀盘后携带渣土的高压泥水流出所述刀盘的出浆系统。

可选地，所述进浆系统包括加压泵、进浆管道和回转接头，所述进浆管道与所述加压泵相连，所述回转接头与所述进浆管道的底部相连；所述进浆管道将经所述加压泵加压形成的高压泥水输送至所述回转接头，所述回转接头将高压泥水输送至所述刀盘中。

可选地，还包括设于所述刀盘上方的主梁，所述主梁为中空结构，所述进浆管道可拆卸地连接于所述主梁的内壁。

可选地，所述出浆系统包括出浆管道和设于所述主梁的内部的钻杆，所述出浆管道的一端与所述刀盘相连，另一端与所述钻杆相连，携带渣土的高压泥水经所述出浆管道和所述钻杆流出所述刀盘。

可选地，所述回转接头安装于所述钻杆和所述刀盘之间。

可选地，还包括支撑推进系统，所述支撑推进系统包括撑靴和推进油缸，所述推进油缸的缸体与所述撑靴相连，所述推进油缸的推进杆与所述主梁相连，通过所述撑靴撑紧洞壁，以供所述推进油缸将掘进推力通过所述主梁传递至所述刀盘。

可选地，还包括与所述出浆系统相连、用以盛装携带渣土的高压泥水的集浆装置。

可选地，所述集浆装置具体为泥浆分离装置。

可选地，所述泥浆分离装置与所述加压泵和所述进浆管道相连。

相对于上述背景技术，本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机，包括用于向下掘挖土层的刀盘，进一步的，为了对刀盘掘挖后产生的渣土进行一定的清理，以便于实现竖井的一次成型，竖井掘进机还包括进浆系统和出浆系统，其中，进浆系统用于向刀盘中输送高压泥水，出浆系统与刀盘相连，出浆系统用于供进入刀盘后携带渣土的高压泥水流出刀盘。相较于传统通过出渣系统清理渣土以致影响掘进效率的方式，本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机，能够在掘进过程中适应较高的水压，并且能够在掘进的过程中清理刀盘掘挖土层产生的渣土，即在掘进过程中通过进浆系统向刀盘输送高压泥水，以便于冲刷掉在刀盘中累积的渣土，再通过出浆系统使携带渣土的高压泥水流出刀盘，这样即可减少前期处理渣土的工序，无需停机再清理渣土，上述设置方式可以便于竖井一次成型，从而可以大大提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机的主视图；

图2为本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机地下部分的主视图；

图3为支撑推进系统的结构示意图。

其中：

1-刀盘、2-主驱动、3-支撑推进系统、31-撑靴、32-推进油缸、4-主梁、5-进浆系统、51-加压泵、52-进浆管道、53-回转接头、6-出浆系统、61-出浆管道、62-钻杆、7-集浆装置、8-井架、9-起吊系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种适用于水下掘进的竖井掘进机，可以适用于水下掘进，减少前期处理渣土的工序，以便于竖井一次成型，从而可以大大提高工作效率。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1、图2和图3，图1为本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机的主视图；图2为本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机地下部分的主视图；图3为支撑推进系统的结构示意图。

本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机，包括用于向下掘挖土层的刀盘1。该竖井掘进机具有安全、高效的特点，其在竖井建设工程中得到了广泛应用，该刀盘1是用于对竖井底面进行全断面开挖的关键设备。当然，刀盘1可以为可变径的刀盘。

具体地，还包括主驱动2，其中，刀盘1和主驱动2相连，主驱动2作为主要的动力提供元件，主驱动2能够为刀盘1提供扭矩，也就是说，在掘挖过程中，通过主驱动2带动刀盘1运转，以实现竖井底面的开挖。

此外，竖井掘进机还包括支撑推进系统3，支撑推进系统3包括撑靴31和推进油缸32，其中，撑靴31用于撑紧洞壁，并且撑靴31位于主驱动2的上方。通过撑靴31撑紧洞壁，以供推进油缸32将掘进推力通过主梁4传递至刀盘1。

可以看出，本文的竖井掘进机仅利用一组撑靴31即可实现在开挖过程中的撑紧洞壁的作用，相较于现有技术中在开挖过程中分别使用多套撑紧系统，进而使得结构复杂。本文的竖井掘进机使用一套支撑推进系统3，结构简单，有利于竖井掘进机内部空间的合理布局。

为了实现刀盘1向前掘进的功能，撑靴31和主驱动2之间设有推进油缸32，推进油缸32可以设置多组，推进油缸32的缸体与撑靴31相连，推进油缸32的推进杆与主梁4相连，当扩挖时，通过推进油缸32驱动主梁4、主驱动2以及刀盘1向前掘进。

由于撑靴31相对于洞壁的位置固定，因此推进油缸32以撑靴31为基准，推动主驱动2和刀盘1同步向前掘进，也即刀盘1在主驱动2的作用下实现旋转的同时，在推进油缸32的作用下可向前掘进，进而完成扩挖掘进。

进一步的，为了对刀盘1掘挖后产生的渣土进行一定的清理，以便于实现竖井的一次成型，竖井掘进机还包括进浆系统5和出浆系统6，其中，进浆系统5用于向刀盘1中输送高压泥水，出浆系统6与刀盘1相连，出浆系统6用于供进入刀盘1后携带渣土的高压泥水流出刀盘1。

相较于传统通过出渣系统清理渣土以致影响掘进效率的方式，本发明实施例所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机，能够在掘进过程中适应较高的水压，并且能够在掘进的过程中清理刀盘1掘挖土层产生的渣土，即在掘进过程中通过进浆系统5向刀盘1输送高压泥水，以便于冲刷掉在刀盘1中累积的渣土，再通过出浆系统6使携带渣土的高压泥水流出刀盘1，这样即可减少前期处理渣土的工序，无需停机再清理渣土，上述设置方式可以便于竖井一次成型，从而可以大大提高工作效率。

更进一步地，进浆系统5包括加压泵51、进浆管道52和回转接头53，其中，加压泵51可以设于地面上，加压泵51通过管道与进浆管道52相连，回转接头53与进浆管道52的底部相连；进浆管道52能够将经加压泵51加压形成的高压泥水输送至回转接头53，回转接头53将高压泥水输送至刀盘1中。

具体地说，还包括设于刀盘1上方的主梁4，主梁4沿掘进机的轴向设置，主梁4为中空结构，进浆管道52可拆卸地连接于主梁4的内壁，比如进浆管道52可以通过可拆卸连接件(螺钉或者螺栓组件)固接于主梁4的内壁上。进浆管道52沿竖向设置，并与主梁4平行。

为了便于将携带渣土的泥水输出，出浆系统6包括出浆管道61和钻杆62，其中，钻杆62设于主梁4的内部，钻杆62与主梁4同轴设置，出浆管道61的一端与刀盘1相连，另一端与钻杆62的内管底部相连，钻杆62的内管用于供泥水排出。钻杆62的设置可以参照现有技术的内容。这样一来，携带渣土的高压泥水相继经过出浆管道61和钻杆62流出刀盘1。

当然，也可以在主梁4内设置独立的管道，用于与出浆管道61的顶端连接，以便于排出泥水。

需要说明的是，上述回转接头53安装于钻杆62和刀盘1之间。回转接头53包括上半部分和下半部分，其中，下半部分可以相对于上半部分沿回转接头53的轴线转动，且回转接头53在回转过程中能够保证回转接头53内部管道的连通。安装时，回转接头53的上半部分安装于钻杆62的底部，回转接头53的下半部分安装于刀盘1的后端。

当然，回转接头53的设置可以参照现有技术的内容，回转接头53可以采用现有技术中常规设置的多回路回转接头。

在上述基础上，竖井掘进机还包括集浆装置7，集浆装置7与出浆系统6相连，具体地，集浆装置7通过管道与钻杆62的顶部相连，集浆装置7用于盛装携带渣土的高压泥水。

当然，根据实际需要，上述集浆装置7具体为泥浆分离装置。泥浆分离装置用于实现渣土和干净泥水的分离。泥浆分离装置与加压泵51和进浆管道52相连。如此一来，分离之后的干净泥水通过加压泵51输送至进浆管道52，实现循环往复，这样可以减少钻头处泥浆附着现象，提高携渣效率。

综上，上述清除刀盘1中渣土的过程可以为：经泥浆分离装置分离之后的干净泥水通过加压泵51输送至进浆管道52，高压泥水经过进浆管道52和回转接头53，到达刀盘1前端，并将刀盘1开挖产生的渣土冲刷至出浆管道61，进一步地，携带渣土的高压泥水通过出浆管道61和钻杆62进入泥浆分离装置，分离之后的干净泥水通过加压泵51输送至进浆管道52，实现循环往复。

此外，竖井掘进机还包括设于地面上的井架8和起吊系统9。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的适用于水下掘进的竖井掘进机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，包括用以掘挖土层的刀盘(1)，还包括用以向所述刀盘(1)输送高压泥水的进浆系统(5)，及与所述刀盘(1)相连、用以供进入所述刀盘(1)后携带渣土的高压泥水流出所述刀盘(1)的出浆系统(6)。

2.如权利要求1所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，所述进浆系统(5)包括加压泵(51)、进浆管道(52)和回转接头(53)，所述进浆管道(52)与所述加压泵(51)相连，所述回转接头(53)与所述进浆管道(52)的底部相连；所述进浆管道(52)将经所述加压泵(51)加压形成的高压泥水输送至所述回转接头(53)，所述回转接头(53)将高压泥水输送至所述刀盘(1)中。

3.如权利要求2所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，还包括设于所述刀盘(1)上方的主梁(4)，所述主梁(4)为中空结构，所述进浆管道(52)可拆卸地连接于所述主梁(4)的内壁。

4.如权利要求3所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，所述出浆系统(6)包括出浆管道(61)和设于所述主梁(4)的内部的钻杆(62)，所述出浆管道(61)的一端与所述刀盘(1)相连，另一端与所述钻杆(62)相连，携带渣土的高压泥水经所述出浆管道(61)和所述钻杆(62)流出所述刀盘(1)。

5.如权利要求4所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，所述回转接头(53)安装于所述钻杆(62)和所述刀盘(1)之间。

6.如权利要求3所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，还包括支撑推进系统(3)，所述支撑推进系统(3)包括撑靴(31)和推进油缸(32)，所述推进油缸(32)的缸体与所述撑靴(31)相连，所述推进油缸(32)的推进杆与所述主梁(4)相连，通过所述撑靴(31)撑紧洞壁，以供所述推进油缸(32)将掘进推力通过所述主梁(4)传递至所述刀盘(1)。

7.如权利要求2-6任意一项所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，还包括与所述出浆系统(6)相连、用以盛装携带渣土的高压泥水的集浆装置(7)。

8.如权利要求7所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，所述集浆装置(7)具体为泥浆分离装置。

9.如权利要求8所述的适用于水下掘进的竖井掘进机，其特征在于，所述泥浆分离装置与所述加压泵(51)和所述进浆管道(52)相连。

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