CN114837683A - 大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，属于盾构机配件技术领域。它包括刀盘，所述的刀盘上沿轴向贯穿设置有喷头外壳体，所述的喷头外壳体呈环形且与刀盘转动连接，所述的喷头外壳体内设有用于冲洗刀盘上刀具和刀盘外表面的冲洗机构。设置在喷头外壳体上的冲洗机构能多角度对刀盘和刀盘上的刀具进行冲洗，从而能够快速高效的冲洗掉刀盘上的泥饼，而当刀盘工作时，喷头外壳体能将冲洗机构收入至内部，使刀盘工作时冲洗机构不会被泥土堵塞或受到损坏，提高冲洗机构的使用寿命。

Description

大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置

技术领域

本发明属于盾构机配件技术领域，涉及一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法；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；

但在高水压黏性地层中开挖时，刀盘上会凝结出泥饼，需要对刀盘及刀具上固粘的泥团进行冲刷清洗，但传统的冲刷装置为单点固定式结构，只能对相距于刀盘面一定距离的刀具进行冲洗，且冲刷角度有限，同时，由于冲刷头长时间暴露在开挖面前，长时间掘进施工以后容易堵塞，影响冲刷效率。

为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种泥水平衡盾构机用刀盘及泥水平衡盾构机[申请号：201811197557.3]，包括刀盘本体，刀盘本体设有至少一组用于对刀盘本体的刀盘面板进行冲洗的冲刷装置，每组冲刷装置均包括：用于对刀盘面板上的刀具喷射高压水柱的冲刷头；冲刷头与供水系统相连；与冲刷头相连的伸缩驱动件，伸缩驱动件能够驱动冲刷头沿刀盘面板的轴向伸缩，以使冲刷头相对刀盘面板的位置可调。该冲刷装置的冲刷头可对刀盘面板上不同高度的刀具进行多层次地冲洗，防止刀盘面板结泥饼。当无需冲刷时，冲刷头缩回，可避免冲刷孔堵塞。一个优选实施例中，冲刷头可旋转，可对刀盘面板上不同方位的各刀具进行全覆盖及立体式地冲刷。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，包括刀盘，所述的刀盘上沿轴向贯穿设置有喷头外壳体，所述的喷头外壳体呈环形且与刀盘转动连接，所述的喷头外壳体内设有用于冲洗刀盘上刀具和刀盘外表面的冲洗机构。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的喷头外壳体包括内壳体和外挡板，所述的内壳体中沿周向设置有若干用于收纳冲洗机构的腔体，所述的内壳体上还设有与外挡板相连的平移机构。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的冲洗机构包括若干设置在外挡板内侧且与腔体一一对应的旋转冲洗组件，所述的喷头外壳体内还设有与旋转冲洗组件相连的供水系统。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的旋转冲洗组件包括旋转座以及设置在旋转座上的冲洗喷头，所述的外挡板上还设有与旋转座相连的旋转驱动器；

所述的旋转座靠近外挡板一侧还设有截面呈T型的环形限位槽，所述的旋转座上固连有插入至环形限位槽内并与环形限位槽转动连接的环形限位块，所述的环形限位块的截面呈T型。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的供水系统包括若干与旋转冲洗组件一一对应的供水软管，所述的内壳体上设有与供水软管相连的一号供水流道，所述的内壳体上还设有与一号供水流道相连的限位供水结构，所述的限位供水结构外端与设置在外挡板上的二号供水流道相连，所述的环形限位块上还设有与二号供水流道相连的供水孔，所述的旋转座内设有与供水孔相连且呈环形设置的三号供水流道，所述的三号供水流道通过四号供水流道与冲洗喷头相连。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的限位供水结构包括固设在外挡板上的水平限位杆，所述的水平限位杆插入至内壳体内并与内壳体滑动连接，所述的水平限位杆中空设置且两端分别与一号供水流道和二号供水流道相连。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的平移机构包括若干沿周向设置在内壳体上的平移驱动器，所述的平移驱动器具有可沿水平方向往复运动的输出轴，且平移驱动器的输出轴端部与外挡板固连。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的冲洗喷头内端通过橡胶管与旋转座相连，所述的旋转座上还设有两个沿旋转座的中心线对称设置的角度调节机构。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的角度调节机构包括固定在旋转座上的水平连杆，所述的水平连杆上设有水平滑槽，所述的水平滑槽内滑动连接有水平滑块，所述的水平滑块上铰接有铰接连杆，所述的铰接连杆远离水平滑块一端与冲洗喷头上的铰接块铰接；

所述的角度调节机构还包括直线驱动器，所述的直线驱动器的输出轴端部固连有推杆，所述的水平滑槽底部设有连接滑槽，所述的推杆穿过连接滑槽并与水平滑块底部固连。

在上述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置中，所述的喷头外壳体内外侧还设有呈环形设置的周向限位块，所述的刀盘上设有与周向限位块相适配的周向限位槽。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、设置在喷头外壳体上的冲洗机构能多角度对刀盘和刀盘上的刀具进行冲洗，从而能够快速高效的冲洗掉刀盘上的泥饼，而当刀盘工作时，喷头外壳体能将冲洗机构收入至内部，使刀盘工作时冲洗机构不会被泥土堵塞或受到损坏，提高冲洗机构的使用寿命。

2、通过平移机构能将外挡板水平推出，从而能够使冲洗机构能对刀盘和刀具进行冲洗，而刀盘工作时，平移机构能驱动外挡板平移回收至与内壳体抵靠，将冲洗机构防护至腔体内。

3、旋转冲洗组件能完成对刀盘和刀具的定点清洗，通过旋转能够调整清洗的位置，且旋转冲洗组件还能够进行高速旋转冲洗，从而快速对刀盘进行全面的冲洗，供水系统能对旋转冲洗组件进行供水。

4、在外挡板向外平移时，外挡板带动旋转座以及旋转座上的冲洗喷头向外平移，使冲洗喷头能对刀盘外表面进行冲洗，旋转驱动器能驱动旋转座转动，旋转座转动能带动冲洗喷头转动。

5、角度调节机构配合橡胶管能驱动冲洗喷头运动从而对冲洗喷头的角度进行调节，设置两个对称设置的角度调节机构能使冲洗喷头的角度能从两个方向进行调节。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明提供的整体结构示意图；

图2是本发明的剖面示意图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图4是角度调节机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，包括刀盘1，所述的刀盘1上沿轴向贯穿设置有喷头外壳体2，所述的喷头外壳体2呈环形且与刀盘1转动连接，所述的喷头外壳体2内设有用于冲洗刀盘1上刀具和刀盘1外表面的冲洗机构3。

刀盘1安装在前盾50上，喷头外壳体内端与前盾固连，当刀盘转动时，喷头外壳体保持静止。

本实施例中，设置在喷头外壳体2上的冲洗机构3能多角度对刀盘和刀盘上的刀具进行冲洗，从而能够快速高效的冲洗掉刀盘上的泥饼，而当刀盘工作时，喷头外壳体能将冲洗机构收入至内部，使刀盘工作时冲洗机构不会被泥土堵塞或受到损坏，提高冲洗机构的使用寿命。

具体地说，结合图2和图3所述，喷头外壳体2包括内壳体 4和外挡板5，所述的内壳体4中沿周向设置有若干用于收纳冲洗机构3的腔体6，所述的内壳体4上还设有与外挡板5相连的平移机构7。通过平移机构7能将外挡板水平推出，从而能够使冲洗机构能对刀盘和刀具进行冲洗，而刀盘工作时，平移机构能驱动外挡板平移回收至与内壳体抵靠，将冲洗机构防护至腔体内。

具体地说，结合图2和图3所述，冲洗机构3包括若干设置在外挡板5内侧且与腔体6一一对应的旋转冲洗组件8，所述的喷头外壳体2内还设有与旋转冲洗组件8相连的供水系统9。旋转冲洗组件8能完成对刀盘和刀具的定点清洗，通过旋转能够调整清洗的位置，且旋转冲洗组件8还能够进行高速旋转冲洗，从而快速对刀盘进行全面的冲洗，供水系统9能对旋转冲洗组件8 进行供水。

其中，旋转冲洗组件8包括旋转座10以及设置在旋转座10 上的冲洗喷头11，所述的外挡板5上还设有与旋转座10相连的旋转驱动器12。在外挡板向外平移时，外挡板带动旋转座以及旋转座上的冲洗喷头向外平移，使冲洗喷头能对刀盘外表面进行冲洗，旋转驱动器能驱动旋转座10转动，旋转座转动能带动冲洗喷头11转动。旋转座10靠近外挡板5一侧还设有截面呈T型的环形限位槽13，所述的旋转座10上固连有插入至环形限位槽13内并与环形限位槽13转动连接的环形限位块14，所述的环形限位块14的截面呈T型。环形限位槽13配合环形限位块14能对旋转座进行限位，防止旋转座松动。

本领域技术人员应当理解，旋转驱动器可为旋转油缸或电机。

进一步地说，供水系统9包括若干与旋转冲洗组件8一一对应的供水软管15，所述的内壳体4上设有与供水软管15相连的一号供水流道16，所述的内壳体4上还设有与一号供水流道16 相连的限位供水结构17，所述的限位供水结构17外端与设置在外挡板5上的二号供水流道18相连，所述的环形限位块14上还设有与二号供水流道18相连的供水孔19，所述的旋转座10内设有与供水孔19相连且呈环形设置的三号供水流道20，所述的三号供水流道20通过四号供水流道21与冲洗喷头11相连。供水软管15能将水供给至一号供水流道16内，再依次通过限位供水结构17、二号供水流道18、供水孔19、三号供水流道20和四号供水流道21流入至冲洗喷头处。

优选地，结合图3所示，限位供水结构17包括固设在外挡板 5上的水平限位杆22，所述的水平限位杆22插入至内壳体4内并与内壳体4滑动连接，所述的水平限位杆22中空设置且两端分别与一号供水流道16和二号供水流道18相连。在平移机构驱动外挡板向外平移时，插入至内壳体4内的水平限位杆22能对外挡板进行限位，且水平限位杆平移后一号供水流道16内的水仍能通过水平限位杆内的空腔流入二号供水流道内。

具体地说，结合图2和图3所示，平移机构7包括若干沿周向设置在内壳体4上的平移驱动器23，所述的平移驱动器23具有可沿水平方向往复运动的输出轴，且平移驱动器23的输出轴端部与外挡板5固连。平移驱动器23能驱动外挡板沿水平方向往复运动，进一步地说，平移驱动器设置在内壳体的腔体靠内侧，水平限位杆设置在内壳体的腔体靠外侧。

优选地，结合图3和图4所示，冲洗喷头11内端通过橡胶管 24与旋转座10相连，所述的旋转座10上还设有两个沿旋转座10 的中心线对称设置的角度调节机构25。角度调节机构配合橡胶管能驱动冲洗喷头运动从而对冲洗喷头的角度进行调节，设置两个对称设置的角度调节机构25能使冲洗喷头的角度能从两个方向进行调节。

具体地说，结合图3和图4所示，角度调节机构25包括固定在旋转座10上的水平连杆26，所述的水平连杆26上设有水平滑槽27，所述的水平滑槽27内滑动连接有水平滑块28，所述的水平滑块28上铰接有铰接连杆29，所述的铰接连杆29远离水平滑块28一端与冲洗喷头11上的铰接块30铰接；角度调节机构25 还包括直线驱动器31，所述的直线驱动器31的输出轴端部固连有推杆32，所述的水平滑槽27底部设有连接滑槽33，所述的推杆32穿过连接滑槽33并与水平滑块28底部固连。直线驱动器 31能驱动推杆32沿水平方向往复运动，推杆运动能带动水平滑块28在水平滑槽内运动，水平滑块运动能通过铰接连杆29和铰接块30带动冲洗喷头的角度改变。

本领域技术人员应当理解，直线驱动器31可为油缸、气缸或直线电机。

优选地，结合图2和图3所示，喷头外壳体2内外侧还设有呈环形设置的周向限位块34，所述的刀盘1上设有与周向限位块34相适配的周向限位槽35。周向限位槽35配合周向限位块能对喷头外壳体进行限位。

本发明的工作原理是：设置在喷头外壳体2上的冲洗机构3 能多角度对刀盘和刀盘上的刀具进行冲洗，从而能够快速高效的冲洗掉刀盘上的泥饼，而当刀盘工作时，喷头外壳体能将冲洗机构收入至内部，使刀盘工作时冲洗机构不会被泥土堵塞或受到损坏，提高冲洗机构的使用寿命，通过平移机构7能将外挡板水平推出，从而能够使冲洗机构能对刀盘和刀具进行冲洗，而刀盘工作时，平移机构能驱动外挡板平移回收至与内壳体抵靠，将冲洗机构防护至腔体内；

旋转冲洗组件8能完成对刀盘和刀具的定点清洗，通过旋转能够调整清洗的位置，且旋转冲洗组件8还能够进行高速旋转冲洗，从而快速对刀盘进行全面的冲洗，供水系统9能对旋转冲洗组件8进行供水，在外挡板向外平移时，外挡板带动旋转座以及旋转座上的冲洗喷头向外平移，使冲洗喷头能对刀盘外表面进行冲洗，旋转驱动器能驱动旋转座10转动，旋转座转动能带动冲洗喷头11转动，供水软管15能将水供给至一号供水流道16内，再依次通过限位供水结构17、二号供水流道18、供水孔19、三号供水流道20和四号供水流道21流入至冲洗喷头处，在平移机构驱动外挡板向外平移时，插入至内壳体4内的水平限位杆22能对外挡板进行限位，且水平限位杆平移后一号供水流道16内的水仍能通过水平限位杆内的空腔流入二号供水流道内，平移驱动器23 能驱动外挡板沿水平方向往复运动；

角度调节机构配合橡胶管能驱动冲洗喷头运动从而对冲洗喷头的角度进行调节，设置两个对称设置的角度调节机构25能使冲洗喷头的角度能从两个方向进行调节。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，包括刀盘(1)，其特征在于，所述的刀盘(1)上沿轴向贯穿设置有喷头外壳体(2)，所述的喷头外壳体(2)呈环形且与刀盘(1)转动连接，所述的喷头外壳体(2)内设有用于冲洗刀盘(1)上刀具和刀盘(1)外表面的冲洗机构(3)。

2.根据权利要求1所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的喷头外壳体(2)包括内壳体(4)和外挡板(5)，所述的内壳体(4)中沿周向设置有若干用于收纳冲洗机构(3)的腔体(6)，所述的内壳体(4)上还设有与外挡板(5)相连的平移机构(7)。

3.根据权利要求2所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的冲洗机构(3)包括若干设置在外挡板(5)内侧且与腔体(6)一一对应的旋转冲洗组件(8)，所述的喷头外壳体(2)内还设有与旋转冲洗组件(8)相连的供水系统(9)。

4.根据权利要求3所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的旋转冲洗组件(8)包括旋转座(10)以及设置在旋转座(10)上的冲洗喷头(11)，所述的外挡板(5)上还设有与旋转座(10)相连的旋转驱动器(12)；

所述的旋转座(10)靠近外挡板(5)一侧还设有截面呈T型的环形限位槽(13)，所述的旋转座(10)上固连有插入至环形限位槽(13)内并与环形限位槽(13)转动连接的环形限位块(14)，所述的环形限位块(14)的截面呈T型。

5.根据权利要求4所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的供水系统(9)包括若干与旋转冲洗组件(8)一一对应的供水软管(15)，所述的内壳体(4)上设有与供水软管(15)相连的一号供水流道(16)，所述的内壳体(4)上还设有与一号供水流道(16)相连的限位供水结构(17)，所述的限位供水结构(17)外端与设置在外挡板(5)上的二号供水流道(18)相连，所述的环形限位块(14)上还设有与二号供水流道(18)相连的供水孔(19)，所述的旋转座(10)内设有与供水孔(19)相连且呈环形设置的三号供水流道(20)，所述的三号供水流道(20)通过四号供水流道(21)与冲洗喷头(11)相连。

6.根据权利要求5所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的限位供水结构(17)包括固设在外挡板(5)上的水平限位杆(22)，所述的水平限位杆(22)插入至内壳体(4)内并与内壳体(4)滑动连接，所述的水平限位杆(22)中空设置且两端分别与一号供水流道(16)和二号供水流道(18)相连。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的平移机构(7)包括若干沿周向设置在内壳体(4)上的平移驱动器(23)，所述的平移驱动器(23)具有可沿水平方向往复运动的输出轴，且平移驱动器(23)的输出轴端部与外挡板(5)固连。

8.根据权利要求4-6任一权利要求所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的冲洗喷头(11)内端通过橡胶管(24)与旋转座(10)相连，所述的旋转座(10)上还设有两个沿旋转座(10)的中心线对称设置的角度调节机构(25)。

9.根据权利要求8所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的角度调节机构(25)包括固定在旋转座(10)上的水平连杆(26)，所述的水平连杆(26)上设有水平滑槽(27)，所述的水平滑槽(27)内滑动连接有水平滑块(28)，所述的水平滑块(28)上铰接有铰接连杆(29)，所述的铰接连杆(29)远离水平滑块(28)一端与冲洗喷头(11)上的铰接块(30)铰接；

所述的角度调节机构(25)还包括直线驱动器(31)，所述的直线驱动器(31)的输出轴端部固连有推杆(32)，所述的水平滑槽(27)底部设有连接滑槽(33)，所述的推杆(32)穿过连接滑槽(33)并与水平滑块(28)底部固连。

10.根据权利要求1-6任一权利要求所述的大直径泥水平衡盾构防止结泥饼冲洗装置，其特征在于，所述的喷头外壳体(2)内外侧还设有呈环形设置的周向限位块(34)，所述的刀盘(1)上设有与周向限位块(34)相适配的周向限位槽(35)。

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