CN115387803B - 掘进机撑紧盾和掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种掘进机撑紧盾和掘进机，涉及掘进机技术领域，为解决撑紧盾的排水孔易堵塞的问题而设计。掘进机撑紧盾包括撑紧盾本体，撑紧盾本体的下部并排安装有多个升降缸组，每个升降缸组至少包括一个升降油缸，升降油缸的底部分别安装有靴板，撑紧盾本体的底部还安装有排水机构。本发明提供的掘进机撑紧盾可以带动撑紧盾本体上升，将撑紧盾底部积累的渣土、碎石、废水等排出。

Description

掘进机撑紧盾和掘进机

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，具体而言，涉及一种掘进机撑紧盾和掘进机。

背景技术

目前现有传统双护盾掘进机设备撑紧盾结构存在以下不足：底部无法提升，只能通过底部排水孔的形式将盾体内部积累的渣土、碎石和废水等排出，掘进一段时间后，底部排水孔将不可避免的堵塞，无法清理，影响掘进机设备掘进的效率。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种掘进机撑紧盾，以解决现有撑紧盾的排水孔易堵塞的技术问题。

本发明提供的掘进机撑紧盾，包括撑紧盾本体，所述撑紧盾本体的下部并排安装有多个升降缸组，每个所述升降缸组至少包括一个升降油缸，所述升降油缸的底部分别安装有靴板，所述撑紧盾本体的底部还安装有排水机构。

本发明掘进机撑紧盾带来的有益效果是：

通过设置升降缸组，利用升降油缸驱动靴板，可以使得靴板压住洞壁的底部，并且在洞壁底部的反作用力下，使得油缸上升，进而带动撑紧盾本体上升，使得撑紧盾本体上的排水孔的底端可以脱离洞壁底部，将撑紧盾底部积累的渣土、碎石、废水等排出，提高掘进机的掘进效率，另外还可以通过排水机构来实现排水。

优选的技术方案中，所述排水机构包括枢接于所述撑紧盾本体底部的排水作动缸和排水摆杆、排水闸门，以及设置在所述撑紧盾本体底部的排水孔，所述排水摆杆和所述排水作动缸枢接，所述排水闸门与所述排水摆杆相对固定设置。

通过设置由排水作动缸带动的排水摆杆，可以通过排水摆杆带动排水闸门打开或关闭排水孔，无需升降缸组带动整个撑紧盾本体，即可实现排水，避免废水过多而影响掘进机的掘进效率。

优选的技术方案中，所述升降油缸的缸体安装于所述撑紧盾本体，所述升降油缸的活塞杆与所述靴板固定连接。

将升降油缸的缸体安装在撑紧盾本体，而将活塞杆与靴板固定连接，可以避免缸体活动而带动与缸体连接的进油管和出油管等部件活动，有利于提高进油管和出油管的寿命。而且，由于活塞杆进出缸体的端面位于缸体的下方，缸体和活塞杆之间的密封圈就可以刮掉活塞杆上的附着物，避免带入缸体中。

优选的技术方案中，所述撑紧盾本体固定连接水平设置的油缸安装板，所述缸体安装在所述油缸安装板，所述油缸安装板与竖直设置的连接板固定连接，所述连接板与所述撑紧盾本体固定连接。

通过设置水平的油缸安装板，并且将水平安装板通过竖直的连接板与撑紧盾本体固定连接，从而在升降油缸驱动靴板伸出时，对油缸安装板施以向上的作用力，而油缸安装板又与连接板连接，连接板承担竖直的拉力，从而可以提高油缸安装板的刚度和强度，进而使得升降油缸和靴板可以稳定运行。

优选的技术方案中，所述靴板的下表面与所述撑紧盾本体的外形一致，所述靴板设有沿竖直方向贯穿的台阶孔，所述台阶孔的上端直径小于所述台阶孔的下端直径，紧固件穿入所述台阶孔中并将所述靴板与所述活塞杆固定连接。

由于靴板承受的载荷较大，一旦紧固件与其它零件发生干涉，很容易对紧固件和其它零件造成损坏，将靴板通过穿过台阶孔的紧固件与活塞杆连接，可以将紧固件包含在靴板内部，避免紧固件与其它的零件发生干涉，提高了使用寿命。

优选的技术方案中，所述撑紧盾本体还固定连接有导向套，所述靴板与所述导向套留有缝隙且相对滑动设置。

隧道中的环境恶劣，可能会产生烟尘、渣土等，所以设置靴板与导向套留有缝隙，可以防止靴板在移动过程中被卡死，导致撑紧盾无法升降。

优选的技术方案中，所述靴板的上表面还固定连接有环形护板，所述环形护板呈筒状且环绕所述缸体设置，所述环形护板设有容纳缺口，所述容纳缺口用于容纳所述升降油缸的油管

通过设置环形护板，可以减少灰尘、渣土等落在缸体表面的可能性，同时，在设置导向套对靴板进行导向时，还可以通过环形护板与导向套的配合，增强导向套对靴板的导向作用，避免靴板运行过程中因为方向不稳而被卡住，提高了动作运行的可靠性。通过设置容纳缺口以容纳升降油缸的油管，可以使得环形护板的其余位置均可以设置实体，被导向套导向，使得靴板的运动可以更加稳定。

优选的技术方案中，还包括行程传感器，所述行程传感器用于测量所述油缸的行程。

通过设置行程传感器测量油缸的行程，可以将油缸的行程反馈给控制器，使得控制器可以控制多个升降油缸协同动作，以使得撑紧盾平稳、顺利地抬升或下降，从而提高了动作稳定性。

优选的技术方案中，所述升降油缸的数量为偶数个，所述升降油缸沿所述掘进机撑紧盾的中心对称设置。

通过将升降油缸的数量设置为偶数个，并且沿撑紧盾的中心对称设置，可以使得撑紧盾本体能够整体上升或下降，避免撑紧盾本体底部的渣土、碎石和废水在撑紧盾本体的内部左右流动而无法顺利流出。

本发明的第二个目的在于提供一种掘进机，以解决撑紧盾的排水孔易堵塞的技术问题。

本发明提供的掘进机，包括上述掘进机撑紧盾。

通过在掘进机中设置上述掘进机撑紧盾，相应地，该掘进机具有上述掘进机撑紧盾的所有优势，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景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为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的A部局部放大的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的排水机构的局部示意图；

图4为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾沿左右对称面剖视的剖视图。

附图标记说明：

10-撑紧盾本体；20-升降油缸；21-活塞杆；22-缸体；23-油管；30-靴板；31-环形护板；32-容纳缺口；41-油缸安装板；42-连接板；43-支撑板；50-导向套；60-紧固件；71-排水孔；72-排水闸门；73-排水作动缸；74-排水摆杆；75-作动缸座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的结构示意图；图2为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的A部局部放大的结构示意图。如图1-图2所示，本发明实施例一提供的掘进机撑紧盾，包括撑紧盾本体10，撑紧盾本体10的下部并排安装有多个升降缸组，每个升降缸组至少包括一个升降油缸20，升降油缸20的底部分别安装有靴板30，撑紧盾本体10的底部还安装有排水机构。

需要说明的是，本申请中在撑紧盾本体10的底部设置图中未示出的排渣孔，在需要将渣土、碎石等排出时，可以利用升降油缸20驱动靴板30，最终使得撑紧盾本体10上升，渣土、碎石等可以从排渣孔中排出。如果排出不顺利，可以利用水冲的方式，将渣土、碎石等从排渣孔中冲走。

通过设置升降缸组，利用升降油缸20驱动靴板30，可以使得靴板30压住洞壁底部，并且在洞壁底部的反作用力下，使得升降油缸20上升，进而带动撑紧盾本体10上升，使得撑紧盾本体10上的排水孔的底端可以脱离洞壁底部，将撑紧盾底部积累的渣土、碎石、废水等排出，提高掘进机的掘进效率。

图3为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾的排水机构的局部示意图；图4为本发明实施例提供的掘进机撑紧盾沿左右对称面剖视的剖视图。如图3和图4所示，优选的，排水机构包括枢接于撑紧盾本体底部的排水作动缸73和排水摆杆74、排水闸门72，以及设置在撑紧盾本体底部的排水孔71，排水摆杆74和排水作动缸73枢接，排水闸门72与排水摆杆74相对固定设置。

具体的，在本实施例中，在掘进机的大致对称面的左右两侧，在撑紧盾本体的竖板上各自开设有一个排水孔71，排水作动缸73可以选用液压缸，在另外的实现方式中，如果掘进机可以供给高压空气，排水作动缸73还可以选用气缸。排水作动缸73的缸体尾部枢接在一个作动缸座75上。作动缸座75则可以固定连接在撑紧盾本体。需要说明的是，作动缸座75所固定连接的部分，并非开设排水孔71的竖板，否则会造成排水闸门72在运动中与作动缸座75干涉。

作动缸的活塞杆的自由端则可以与排水摆杆74枢接，排水摆杆74和排水闸门72固定连接，二者均与撑紧盾本体枢接。排水作动缸73的活塞杆伸出时，就会带动排水摆杆74向远离排水孔71的方向摆动，进而带动排水闸门72一起摆动，从而使得排水孔71被打开。该状态如图3的左半部分所示。当排水作动缸73的活塞杆缩回时，就会带动排水摆杆74向靠近排水孔71的方向摆动，进而带动排水闸门72关闭排水孔71，此时的状态如图3的右半部分所示。

通过设置由排水作动缸73带动的排水摆杆74，可以通过排水摆杆74带动排水闸门72打开或关闭排水孔71，无需升降缸组带动整个撑紧盾本体，即可实现排水，避免废水过多而影响掘进机的掘进效率。

如图1-图2所示，优选的，升降油缸20的缸体22安装于撑紧盾本体10，升降油缸20的活塞杆21与靴板30固定连接。

将升降油缸20的缸体22安装在撑紧盾本体10，而将活塞杆21与靴板30固定连接，可以避免缸体22活动而带动与缸体22连接的进油管和出油管等部件活动，有利于提高进油管和出油管的寿命。而且，由于活塞杆21进出缸体22的端面位于缸体22的下方，缸体22和活塞杆21之间的密封圈就可以刮掉活塞杆21上的附着物，避免带入缸体22中。

在另外的实现方式中，也可以是升降油缸20的缸体22与靴板30固定连接，升降油缸20的活塞杆21与撑紧盾本体10固定连接，但是这会造成缸体22连接的进油管和出油管等部件活动，降低其寿命。

如图1-图2所示，优选的，撑紧盾本体10固定连接水平设置的油缸安装板41，缸体22安装在油缸安装板41，油缸安装板41与竖直设置的连接板42固定连接，连接板42与撑紧盾本体10固定连接。

具体的，水平设置的油缸安装板41，位于每个连接板42的外侧。连接板42在水平方向的一侧边缘与撑紧盾本体10的侧壁下部连接，另一侧边缘与连接板42的顶部边缘固定连接，而连接板42的底部边缘，则固定连接在撑紧盾本体10底部靠近中心的位置。特别是，当升降缸组沿撑紧盾中心对称设置时，中心两侧的连接板42之间还通过支撑板43相互连接，并与撑紧盾本体10的底部连接，进一步提高了连接板42的强度。

通过设置水平的油缸安装板41，并且将水平安装板通过竖直的连接板42与撑紧盾本体10固定连接，从而在升降油缸20驱动靴板30伸出时，对油缸安装板41施以向上的作用力，而油缸安装板41又与连接板42连接，连接板42承担竖直的拉力，从而可以提高油缸安装板41的刚度和强度，进而使得升降油缸20和靴板30可以稳定运行。

如图1-图2所示，优选的，靴板30的下表面与撑紧盾本体10的外形一致，靴板30设有沿竖直方向贯穿的台阶孔，台阶孔的上端直径小于台阶孔的下端直径，紧固件60穿入台阶孔中并将靴板30与活塞杆21固定连接。

具体的，每块靴板30通过至少两个以螺钉为例的紧固件60与活塞杆21的下端面固定，可以防止活塞杆21在伸缩时相对油缸旋转。而为了提高靴板30和活塞杆21的定位精度，可以在靴板30的上表面设置沉孔，将活塞杆21的下端插入沉孔中并与沉孔配合，以防止二者发生相对的水平移动。

由于靴板30承受的载荷较大，一旦紧固件60与其它零件发生干涉，很容易对紧固件60和其它零件造成损坏，将靴板30通过穿过台阶孔的紧固件60与活塞杆21连接，可以将紧固件60包含在靴板30内部，避免紧固件60与其它的零件发生干涉，提高了使用寿命。

如图2所示，优选的，撑紧盾本体10还固定连接有导向套，靴板30与导向套50留有缝隙且相对滑动设置。

隧道中的环境恶劣，可能会产生烟尘、渣土等，所以设置靴板30与导向套50留有缝隙，可以防止靴板30在移动过程中被卡死，导致撑紧盾无法升降。

如图2所示，优选的，靴板30的上表面还固定连接有环形护板31，环形护板31呈筒状且环绕缸体22设置。

其中，环形护板31的内侧，可以与缸体22留有空隙。

通过设置环形护板31，可以减少灰尘、渣土等落在缸体22表面的可能性，同时，在设置导向套50对靴板30进行导向时，还可以通过环形护板31与导向套50的配合，增强导向套50对靴板30的导向作用，避免靴板30运行过程中因为方向不稳而被卡住，提高了动作运行的可靠性。

如图2所示，优选的，环形护板31设有容纳缺口32，容纳缺口32用于容纳升降油缸20的油管23。

具体的，容纳缺口32可以自环形护板31的顶部向下延伸的缺口，如图2所示，当设置两个升降油缸20时，这两个升降油缸20分别位于撑紧盾的中心两侧，而油缸的进油管和出油管等，位于每个升降油缸20的外侧，即靠近撑紧盾本体10侧壁的一侧，所以，容纳缺口32也设置在环形护板31的靠近撑紧盾本体10侧壁的一侧。

通过设置容纳缺口32以容纳升降油缸20的油管23，可以使得环形护板31的其余位置均可以设置实体，被导向套50导向，使得靴板30的运动可以更加稳定。

优选的，还包括行程传感器，行程传感器用于测量油缸的行程。

具体的，行程传感器可以设置在缸体22顶部的法兰上，用以测量环形护板31顶面的距离，从而根据这一距离的变化，确定活塞杆21推动靴板30移动的距离。当然，在没有设置环形护板31的情况下，也可以直接去测量靴板30顶面的位置变化。具体的，行程传感器可以为超声波距离传感器或红外距离传感器等。

通过设置行程传感器测量升降油缸20的行程，可以将升降油缸20的行程信息反馈给控制器，使得控制器可以控制多个升降油缸20协同动作，以使得撑紧盾平稳、顺利地抬升或下降，从而提高了动作稳定性。

如图1所示，优选的，升降油缸20的数量为偶数个，升降油缸20沿撑紧盾的中心对称设置。

具体的，在本实施例中，升降油缸20的数量可以为四个，每个顶升油缸组包括一个升降油缸20，一共四个顶升油缸组；在掘进机的左右对称面的左右两侧，分别按照掘进机的前进方向排列两个顶升油缸组。在另外的实现方式中，升降油缸20的数量可以为六个或八个等。而掘进机撑紧盾的中心，与所掘进的隧道的左右对称面重合。另外，所属技术领域的技术人员应当明白的是，本申请中，各个升降油缸20的轴线均竖直，相互平行设置。

通过将升降油缸20的数量设置为偶数个，并且沿撑紧盾的中心对称设置，可以使得撑紧盾本体10能够整体上升或下降，避免撑紧盾本体10底部的渣土、碎石和废水在撑紧盾本体10的内部左右流动而无法顺利流出。

实施例二：

实施例二还提供了一种掘进机，包括上述掘进机撑紧盾。

通过在掘进机中设置上述掘进机撑紧盾，相应地，该掘进机具有上述掘进机撑紧盾的所有优势，在此不再一一赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述实施例中，诸如“上”、“下”等方位的描述，均基于附图所示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种掘进机撑紧盾，其特征在于，包括撑紧盾本体(10)，所述撑紧盾本体(10)的下部并排安装有多个升降缸组，每个所述升降缸组至少包括一个升降油缸(20)，所述升降油缸(20)的底部分别安装有靴板(30)，所述撑紧盾本体(10)的底部还安装有排水机构；所述排水机构包括枢接于所述撑紧盾本体(10)底部的排水作动缸(73)和排水摆杆(74)、排水闸门(72)，以及设置在所述撑紧盾本体(10)底部的排水孔(71)，所述排水摆杆(74)和所述排水作动缸(73)枢接，所述排水闸门(72)与所述排水摆杆(74)相对固定设置。

2.根据权利要求1所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述升降油缸(20)的缸体(22)安装于所述撑紧盾本体(10)，所述升降油缸(20)的活塞杆(21)与所述靴板(30)固定连接。

3.根据权利要求2所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述撑紧盾本体(10)固定连接水平设置的油缸安装板(41)，所述缸体(22)安装在所述油缸安装板(41)，所述油缸安装板(41)与竖直设置的连接板(42)固定连接，所述连接板(42)与所述撑紧盾本体(10)固定连接。

4.根据权利要求2所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述靴板(30)的下表面与所述撑紧盾本体(10)的外形一致，所述靴板(30)设有沿竖直方向贯穿的台阶孔，所述台阶孔的上端直径小于所述台阶孔的下端直径，紧固件(60)穿入所述台阶孔中并将所述靴板(30)与所述活塞杆(21)固定连接。

5.根据权利要求2所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述撑紧盾本体(10)还固定连接有导向套(50)，所述靴板(30)与所述导向套(50)留有缝隙且相对滑动设置。

6.根据权利要求5所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述靴板(30)的上表面还固定连接有环形护板(31)，所述环形护板(31)呈筒状且环绕所述缸体(22)设置；所述环形护板(31)设有容纳缺口(32)，所述容纳缺口(32)用于容纳所述升降油缸(20)的油管(23)。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，还包括行程传感器，所述行程传感器用于测量所述升降油缸(20)的行程。

8.根据权利要求2-6中任一项所述的掘进机撑紧盾，其特征在于，所述升降油缸(20)的数量为偶数个，所述升降油缸(20)沿所述掘进机撑紧盾的中心对称设置。

9.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机包括权利要求1-8中任一项的掘进机撑紧盾。