CN114412487A - 一种常压换刀装置防积渣积泥结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种常压换刀装置防积渣积泥结构，包括刀桶以及布设在刀桶内的滚刀，所述滚刀周侧的刀桶上环向均设有多个带有扇形喷水孔的喷水管，所述喷水管位于刀桶前端；所述刀桶后端设置有导渣组件，导渣组件包括可拆卸连接在刀桶上的安装盘、设置在安装盘上的驱动电机、转动设置在安装盘中部的中空导渣柱以及集渣盘和存渣桶；所述驱动电机和导渣柱带传动，导渣柱一端伸入刀桶与集渣盘中部啮合，集渣盘一侧为内凹的锥形面，所述锥形面上环向均设有多个集渣条；所述导渣柱另一端伸出刀桶可拆卸连接存渣桶，所述集渣盘、导渣柱和存渣桶依次连通。本发明通过高水压“水墙”阻止渣土等进入刀桶，既可避免刀桶呼渣现象发生，又可避免滚刀出现偏磨。

Description

一种常压换刀装置防积渣积泥结构

技术领域

本发明涉及盾构滚刀技术领域，尤其涉及一种常压换刀装置防积渣积泥结构。

背景技术

随着我国经济建设的不断发展，城市轨道交通及地铁快速发展起来，因盾构机具有着绿色、高效、对地层扰动小的特点，城市的地铁建设多采用盾构机进行隧道开发。

我国地质情况多种多样，十分复杂，在遇到泥岩、黏土、含砂质黏土、含砂质泥岩等粘结性较高的地层时，滚刀与开挖面长时间研磨，总是将黏土、泥土、岩渣等带入到刀桶中，导致刀桶内积满渣土。

刀桶内的渣土流动性较差，极易覆盖包裹在滚刀上，增加了滚刀的负荷，使得滚刀出现偏磨、刀刃快速磨窄的情况，影响盾构掘进速度。在此类地层中，通常采用停机开仓换刀的方式对刀桶内的渣土进行清理，不仅需要停工、影响到施工效率，且存在着安全风险。

部分采用水路冲洗的方式防止渣土流入，如授权公告号CN212428828U公开的带冲洗功能的常压换刀装置的刀筒，通过在刀桶内布设冲洗管，冲洗管上的冲洗喷口正对滚刀的外侧周部，不断地有高压循环泥水注入冲洗管而后经冲洗喷头喷出而冲刷到滚刀上的切削部位，防止泥沙堆积结成泥饼。

上述采用水冲洗的方式虽能清理滚刀上附着的渣土，但其布设的冲洗管仅有一个冲洗喷头且置于刀桶外，致使冲洗效果有限，仍有少量渣土流入刀桶内，久而久之渣土积多，也会影响到滚刀运行。为此提出一种常压换刀装置防积渣积泥结构。

发明内容

本发明为了解决现有水冲洗清理效果有限的问题，提供一种常压换刀装置防积渣积泥结构，在优化水冲洗的基础上，提出排渣导渣结构，有效保证滚刀的稳定运行。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种常压换刀装置防积渣积泥结构，包括刀桶以及布设在刀桶内的滚刀，滚刀置于刀桶内旋转，所述滚刀周侧的刀桶上环向均设有多个带有扇形喷水孔的喷水管，喷水管便于对滚刀进行水冲洗，阻止渣土等进入刀桶，所述喷水管截面为“「”形、且位于刀桶前端，所述喷水孔朝向滚刀，喷水孔喷水方向垂直于滚刀的刀刃，可便于对滚刀进行有效冲洗，防止渣土等附着；

所述刀桶后端设置有导渣组件，所述导渣组件包括可拆卸连接在刀桶上的安装盘、设置在安装盘上的驱动电机、转动设置在安装盘中部的中空导渣柱以及集渣盘和存渣桶；

所述驱动电机和所述导渣柱带传动，便于导渣柱的旋转，导渣柱一端伸入刀桶与所述集渣盘中部啮合，便于集渣盘的旋转，集渣盘与所述刀桶转动连接，集渣盘一侧为内凹的锥形面，所述锥形面上环向均设有多个弧形排布的集渣条；

所述导渣柱另一端伸出刀桶可拆卸连接所述存渣桶，便于存渣桶的安装，所述集渣盘、导渣柱和存渣桶依次连通，存渣桶包括桶体和可拆卸连接在桶体上的桶盖，可拆卸的结构便于对存渣桶内的渣土等进行清理。

进一步地，所述喷水管包括轴向段和径向段，所述轴向段和径向段连通呈“「”形排布，轴向段和径向段上均布设有所述喷水孔，保证对渣土的阻隔效果。

进一步地，所述径向段沿刀桶径向布设，径向段置于刀桶前端，径向段上的喷水孔靠近所述滚刀，提高高压水对滚刀的冲洗力度，首次阻隔渣土；所述轴向段沿刀桶轴向布设，轴向段一端向刀桶后端延伸，轴向段上也有喷水孔，再次阻隔渣土，具有良好的冲洗、阻隔效果。

进一步地，所述安装盘为圆盘形、且与刀桶同轴布设，安装盘螺栓连接在刀桶后端以封闭刀桶，安装盘与刀桶可拆卸连接，便于集渣盘的安装。

进一步地，所述驱动电机和导渣柱之间设置有传动带，所述传动带置于刀桶外，便于将驱动电机动力传递给导渣柱；所述导渣柱为圆柱体，导渣柱一端为外齿环面，集渣盘中部为内齿环面，所述外齿环面和内齿环面啮合以传动，便于将导渣柱的动力传递给集渣盘。

进一步地，所述集渣盘为圆盘状，集渣盘和刀桶之间设置有密封环，密封环防止高压水渗出，所述锥形面由集渣盘边缘向中部内凹，所述锥形面由刀桶前端向后端内凹。

进一步地，所述集渣条一侧贴合于锥形面，集渣条另一侧齐平；所述集渣条头部靠近于集渣盘中部，集渣条尾部弧形延伸至集渣盘边缘，相邻两个集渣条头部的间距小于尾部的间距，便于将渣土收集起来、导入导渣柱。

进一步地，所述导渣柱轴向开设有导渣孔，所述导渣孔贯穿导渣柱，导渣柱一端与集渣盘连通，导渣柱另一端与所述存渣桶连通。

进一步地，所述桶体一端螺纹连接在导渣孔内，桶体另一端螺纹连接有所述桶盖，桶盖上设置有六棱槽；所述桶体一端设置有定位环，所述定位环套设在导渣柱上，定位环和导渣柱之间还设置有紧定螺钉，防止桶体螺纹连接的松动，保证桶体安装的牢固。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，布设的喷水管沿滚刀刀圈径向布设，四个喷水管径向段的喷水孔喷水形成第一层高压“水墙”，可避免刀桶前端糊土、糊渣的情况；四个喷水管轴向段的喷水孔喷水形成第二、三层高压“水墙”，三层不同位置的“水墙”可对滚刀进行多次冲洗，保证冲洗效果，有效阻隔渣土、积泥、积土等进入刀桶内，保证滚刀稳定运行，减小其复合及提高其使用寿命。

本发明布设的导渣组件，通过驱动电机可带动集渣盘、导渣柱和存渣桶一同旋转，集渣盘旋转可防止刀桶内的少量渣土固结，渣土等由集渣盘收集、导渣柱传递最终流入存渣桶内，防止刀桶内的少量渣土逐渐积聚对滚刀造成影响；存渣桶采用可拆卸结构，便于进行渣土的清理。本发明通过高水压“水墙”阻止渣土等进入刀桶，避免刀桶呼渣现象发生，避免滚刀的出现偏磨，造成的频繁换刀，既可增加施工效率，又可节约成本，减少换刀风险，具有良好的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的主视图。

图2是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的剖视图。

图3是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的图2中A向喷水管布设示意图。

图4是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的喷水管示意图。

图5是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的导渣组件安装示意图。

图6是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的导渣组件分离示意图。

图7是本发明一种常压换刀装置防积渣积泥结构的集渣盘侧视图。

附图中标号为：1为刀桶，2为滚刀，3为喷水管，31为轴向段，32为径向段，4为喷水孔，5为安装盘，6为驱动电机，7为导渣柱，8为存渣桶，81为桶体，82为桶盖，9为锥形面，10为集渣条，11为传动带，12为外齿环面，13为内齿环面，14为密封环，15为导渣孔，16为六棱槽，17为定位环，18为紧定螺钉，19为集渣盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图7所示，一种常压换刀装置防积渣积泥结构，包括刀桶1以及布设在刀桶1内的滚刀2，所述刀桶1为中空且两端开口的圆柱状，刀桶1前端布设所述滚刀2，滚刀2凸出于所述刀桶1。

为了实现对滚刀2的冲洗，所述滚刀2周侧的刀桶1上环向均设有四个带有扇形喷水孔4的喷水管3，所述喷水管3截面为“「”形、且位于刀桶1前端。

具体的，所述喷水管3包括轴向段31和径向段32，所述轴向段31和径向段32连通呈“「”形排布，轴向段31和径向段32上均布设有所述喷水孔4。

所述径向段32沿刀桶1径向布设，径向段32置于刀桶1前端，径向段32上的喷水孔4靠近所述滚刀2；所述轴向段31沿刀桶1轴向布设，轴向段31一端向刀桶1后端延伸，轴向段31上布设有两个喷水孔4。所述喷水孔4朝向滚刀2，喷水孔4喷水方向垂直于滚刀2的刀刃。

本实施例中，喷水管3靠近刀桶1尾端的轴向段31一端进水，而后通过三个喷水孔4呈扇形状喷出，保证冲洗范围及冲洗力度，防止渣土等流入刀桶1内。采用水管径向穿入刀桶1内与轴向段31连通，进而供高压水给喷水管3。

为了对刀桶1内的少量渣土进行清理，所述刀桶1后端设置有导渣组件。所述导渣组件包括可拆卸连接在刀桶1上的安装盘5、设置在安装盘5上的驱动电机6、转动设置在安装盘5中部的中空导渣柱7以及集渣盘19和存渣桶8。

所述安装盘5为圆盘形、且与刀桶1同轴布设，安装盘5螺栓连接在刀桶1后端，进而将刀桶1后端封闭。所述导渣柱7为圆柱体，导渣柱7与安装盘5通过轴承转动连接。

所述驱动电机6和所述导渣柱7带传动。具体的，所述驱动电机6和导渣柱7之间设置有传动带11，所述传动带11置于刀桶1外。通过驱动电机6可带动导渣柱7旋转。

所述导渣柱7一端伸入刀桶1与所述集渣盘19中部啮合，即通过导渣柱7可带动集渣盘19旋转。为了便于导渣柱7和集渣盘19的传动安装，所述导渣柱7一端为外齿环面12，集渣盘19中部为内齿环面13，所述外齿环面12和内齿环面13嵌入啮合以传动。

所述集渣盘19为圆盘状，集渣盘19与所述刀桶1转动连接。为了保证集渣盘19和刀桶1内壁接合面的密封性，集渣盘19和刀桶1之间设置有密封环14，密封环14可防止高压水向刀桶1后端渗出。

为了及时对刀桶1内的少量渣土进行有效收集，所述集渣盘19一侧为内凹的锥形面9，所述锥形面9由集渣盘19边缘向中部内凹，所述锥形面9由刀桶1前端向后端内凹。

所述锥形面9上环向均设有多个弧形排布的集渣条10。所述集渣条10一侧贴合于锥形面9，集渣条10另一侧齐平。所述集渣条10头部靠近于集渣盘19中部，集渣条10尾部弧形延伸至集渣盘19边缘，相邻两个集渣条10头部的间距小于尾部的间距。

所述导渣柱7另一端伸出刀桶1可拆卸连接所述存渣桶8，所述集渣盘19、导渣柱7和存渣桶8依次连通。在集渣盘19的旋转作用下，使得少数进入刀桶1内残渣、残泥等不能固结，同时可将少量渣土转移至集渣盘19中部、经过导渣柱7流入存渣桶8内。

具体的，所述导渣柱7轴向开设有导渣孔15，所述导渣孔15贯穿导渣柱7，导渣柱7一端与集渣盘19连通，导渣柱7另一端与所述存渣桶8连通，进而可便于对渣土进行收集。

为了便于对收集的渣土进行及时清理，所述存渣桶8包括桶体81和可拆卸连接在桶体81上的桶盖82。所述桶体81一端螺纹连接在导渣孔15内，实现桶体81和导渣柱7的安装。为了保证安装的稳固，所述桶体81一端设置有定位环17，所述定位环17套设在导渣柱7上，定位环17和导渣柱7之间还设置有紧定螺钉18。

所述桶体81另一端螺纹连接有所述桶盖82，桶盖82上设置有六棱槽16，通过六棱工具配合六棱槽16可便于桶盖82的旋转，进而打开桶体81便于对其内的渣土等进行清理。

本发明在运行时，通过水管穿入桶体81连通四个喷水管3，高压水输送至喷水管3内，高压水通过相对应的扇形的喷水孔4喷出、形成扇形的水幕，扇形水幕覆盖范围广，四个扇形的水幕合围形成高水压“水墙”，共计有三层“水墙”。

一层“水墙”由径向段32的喷水孔4形成，此喷水孔4位于刀桶1前端、靠近于滚刀2，可一次阻挡渣土等；二层、三层“水墙”由轴向段32的喷水孔4形成，可再次阻挡渣土等进入刀桶1。“水墙”可大程度阻止滚刀2刀圈将渣土、积泥等带入刀桶1内，防止刀桶1前端糊死，避免滚刀2偏磨，同时可对每把滚刀2进行单独喷水降温，避免滚刀2长时间研磨带来的高温风险。

高压水冲洗的同时，驱动电机6运行带动导渣柱7旋转，导渣柱7、集渣盘19和存渣桶8一同旋转，进而可将刀桶1内的少量渣土通过导渣孔15转移至存渣桶8内，便于后续的渣土的清理。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种常压换刀装置防积渣积泥结构，包括刀桶（1）以及布设在刀桶（1）内的滚刀（2），其特征在于，所述滚刀（2）周侧的刀桶（1）上环向均设有多个带有扇形喷水孔（4）的喷水管（3），所述喷水管（3）截面为“「”形、且位于刀桶（1）前端，所述喷水孔（4）朝向滚刀（2），喷水孔（4）喷水方向垂直于滚刀（2）的刀刃；

所述刀桶（1）后端设置有导渣组件，所述导渣组件包括可拆卸连接在刀桶（1）上的安装盘（5）、设置在安装盘（5）上的驱动电机（6）、转动设置在安装盘（5）中部的中空导渣柱（7）以及集渣盘（19）和存渣桶（8）；

所述驱动电机（6）和所述导渣柱（7）带传动，导渣柱（7）一端伸入刀桶（1）与所述集渣盘（19）中部啮合，集渣盘（19）与所述刀桶（1）转动连接，集渣盘（19）一侧为内凹的锥形面（9），所述锥形面（9）上环向均设有多个弧形排布的集渣条（10）；

所述导渣柱（7）另一端伸出刀桶（1）可拆卸连接所述存渣桶（8），所述集渣盘（19）、导渣柱（7）和存渣桶（8）依次连通，存渣桶（8）包括桶体（81）和可拆卸连接在桶体（81）上的桶盖（82）。

2.根据权利要求1所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述喷水管（3）包括轴向段（31）和径向段（32），所述轴向段（31）和径向段（32）连通呈“「”形排布，轴向段（31）和径向段（32）上均布设有所述喷水孔（4）。

3.根据权利要求2所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述径向段（32）沿刀桶（1）径向布设，径向段（32）置于刀桶（1）前端，径向段（32）上的喷水孔（4）靠近所述滚刀（2）；所述轴向段（31）沿刀桶（1）轴向布设，轴向段（31）一端向刀桶（1）后端延伸。

4.根据权利要求1所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述安装盘（5）为圆盘形、且与刀桶（1）同轴布设，安装盘（5）螺栓连接在刀桶（1）后端以封闭刀桶（1）。

5.根据权利要求1所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述驱动电机（6）和导渣柱（7）之间设置有传动带（11），所述传动带（11）置于刀桶（1）外；

所述导渣柱（7）为圆柱体，导渣柱（7）一端为外齿环面（12），集渣盘（19）中部为内齿环面（13），所述外齿环面（12）和内齿环面（13）啮合以传动。

6.根据权利要求1所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述集渣盘（19）为圆盘状，集渣盘（19）和刀桶（1）之间设置有密封环（14），所述锥形面（9）由集渣盘（19）边缘向中部内凹，所述锥形面（9）由刀桶（1）前端向后端内凹。

7.根据权利要求6所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述集渣条（10）一侧贴合于锥形面（9），集渣条（10）另一侧齐平；

所述集渣条（10）头部靠近于集渣盘（19）中部，集渣条（10）尾部弧形延伸至集渣盘（19）边缘，相邻两个集渣条（10）头部的间距小于尾部的间距。

8.根据权利要求1所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述导渣柱（7）轴向开设有导渣孔（15），所述导渣孔（15）贯穿导渣柱（7），导渣柱（7）一端与集渣盘（19）连通，导渣柱（7）另一端与所述存渣桶（8）连通。

9.根据权利要求8所述的一种常压换刀装置防积渣积泥结构，其特征在于，所述桶体（81）一端螺纹连接在导渣孔（15）内，桶体（81）另一端螺纹连接有所述桶盖（82），桶盖（82）上设置有六棱槽（16）；

所述桶体（81）一端设置有定位环（17），所述定位环（17）套设在导渣柱（7）上，定位环（17）和导渣柱（7）之间还设置有紧定螺钉（18）。

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