CN115992718A - 一种后方出土式螺旋机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后方出土式螺旋机，涉及盾构机技术领域，解决了螺旋机侧壁开口面积有限，显示螺旋机内部泥土输出的量，容易导致螺旋机内部堵塞，且液压马达安装在螺旋机内部，出现故障时难以进行维护、检修的问题。一种后方出土式螺旋机，包括前筒，所述前筒的一端设置有中间连接筒，所述中间连接筒的两端外表面均设置有土层压力传感器，所述中间连接筒的另一端设置有出料连接筒。本发明通过在螺旋机的后端部开口并增添有控制闸门，并通过螺旋驱动机构对输送螺杆进行驱动，将盾构机工作过程中从隧道内壁上刮下的泥土从螺旋机的后方输出，相较于传统的侧方输出泥土的螺旋机而言，后方输出泥土不容易堵塞螺旋机，且方便对螺旋机进行检修、维护。

Description

一种后方出土式螺旋机

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体为一种后方出土式螺旋机。

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)，盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构(局部气压、全局气压)，机械式盾构(开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构)；

盾构机在掘进过程中会从隧道内壁上挖掘出大量的泥土，被挖掘的泥土需要向盾构机外部通过螺旋机进行输送，螺旋机输送泥土的原理是，通过其颞部的螺杆将盾构机挖掘的泥土螺旋抽取并进行运输脱离盾构机。

螺旋机现在采用的出料方式为侧出方式，是在螺旋机后端的侧壁上开设一个开口供泥土从开口处脱离螺旋机，但是螺旋机侧壁开口面积有限，显示螺旋机内部泥土输出的量，容易导致螺旋机内部堵塞，且液压马达安装在螺旋机内部，出现故障时难以进行维护、检修；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种后方出土式螺旋机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种后方出土式螺旋机，以解决上述背景技术中提出的螺旋机侧壁开口面积有限，显示螺旋机内部泥土输出的量，容易导致螺旋机内部堵塞，且液压马达安装在螺旋机内部，出现故障时难以进行维护、检修等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种后方出土式螺旋机，包括前筒，所述前筒的一端设置有中间连接筒，所述中间连接筒的两端外表面均设置有土层压力传感器，所述中间连接筒的另一端设置有出料连接筒，所述出料连接筒与中间连接筒的中间设置有第一驱动机构保护壳体和第二驱动机构保护壳体，所述第一驱动机构保护壳体与中间连接筒的端部连接而第二驱动机构保护壳体与出料连接筒的端部连接，所述出料连接筒的另一端设置有闸门固定筒，所述闸门固定筒与出料连接筒的中间设置有闸门机构；

所述闸门机构包括闸板安装座，所述闸板安装座位于出料连接筒和闸门固定筒的中间并通过螺钉等紧固件连接，所述闸板安装座的中间滑动设置有活动闸板，所述活动闸板的上端贯穿闸板安装座的顶面且顶端两侧均设置有闸板连接块，所述闸板连接块的中间贯穿设置有连接并通过连接销与活动闸板连接，所述闸板连接块的下方设置有电动伸缩杆，两个所述电动伸缩杆分别与闸板安装座的两侧；

所述第一驱动机构保护壳体和第二驱动机构保护壳体的中间设置有螺旋驱动机构，所述螺旋驱动机构包括支撑环，所述支撑环的内侧设置有旋转套筒，所述旋转套筒的外侧设置有填充环，所述填充环位于第二驱动机构保护壳体和第一驱动机构保护壳体的中间，所述中间连接筒和第二驱动机构保护壳体的中间贯穿设置有输送螺杆，所述输送螺杆的一端从旋转套筒的中间穿过并延伸至出料连接筒中，所述支撑环的外表面设置有驱动转环，所述驱动转环与旋转套筒固定连接，所述驱动转环的外表面设置有传动齿轮环，所述传动齿轮环的一侧设置有和其啮合的驱动齿轮，所述第二驱动机构保护壳体与出料连接筒连接的端部外侧设置有液压马达，所述液压马达的输出端贯穿第二驱动机构保护壳体并与驱动齿轮通过固定销连接。

优选的，所述中间连接筒的上表面设置有拉杆总成连接座，所述拉杆总成连接座与盾构机内壁顶面中间设置有拉杆总成。

优选的，所述拉杆总成包括中间连接管，所述中间连接管的中间为空心且两端均滑动连接有端部连接杆，所述端部连接杆一端位于中间连接管外部且端部贯穿设置有连接孔，所述连接孔的中间穿插有螺栓或轴销，所述端部连接杆与拉杆总成连接座和盾构机内壁顶面均通过螺栓或轴销连接。

优选的，所述旋转套筒与第一驱动机构保护壳体和支撑环的中间分别设置有第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和第二支撑座分别通过螺钉与第一驱动机构保护壳体和支撑环连接。

优选的，所述传动齿轮环的内壁、旋转套筒与第二支撑座接触的外表面均设置有T型环槽，所述T型环槽的内侧设置有密封圈，所述第一支撑座、第一驱动机构保护壳体与旋转套筒和第二支撑座、旋转套筒和支撑环的中间同样安装密封圈。

优选的，所述输送螺杆从旋转套筒中间穿过的螺旋叶片的外壁与旋转套筒的内壁贴合，所述输送螺杆从旋转套筒中间穿过的螺旋叶片与旋转套筒通过焊接固定。

优选的，所述中间连接筒与第一驱动机构保护壳体接触的端部、出料连接筒与第二驱动机构保护壳体接触的端部外侧均设置有第一端部连接环，两个所述第一端部连接环分别通过螺钉固定在第一驱动机构保护壳体和第二驱动机构保护壳体的外部。

优选的，两个所述第一端部连接环与第一驱动机构保护壳体和第二驱动机构保护壳体接触的表面均设置有环形密封槽，所述环形密封槽的内侧设置有橡胶材质的密封圈。

优选的，所述闸板安装座的两侧均设置有侧边U形安装块，所述电动伸缩杆安装在侧边U形安装块的中间并与侧边U形安装块通过销钉连接。

优选的，所述闸板密封端板的内端与闸板安装座的中间和闸板密封端板的内壁与活动闸板的中间均设置有闸板密封垫，所述闸板密封垫采用橡胶材质通过注塑成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在螺旋机的后端部开口并增添有控制闸门，并通过螺旋驱动机构对输送螺杆进行驱动，将盾构机工作过程中从隧道内壁上刮下的泥土从螺旋机的后方输出，相较于传统的侧方输出泥土的螺旋机而言，后方输出泥土不容易堵塞螺旋机，且方便对螺旋机进行检修、维护。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的剖视图；

图3为本发明闸门机构的结构示意图；

图4为本发明活动闸板的剖视图；

图5为本发明螺旋驱动机构的结构示意图；

图6为本发明图1中A处的结构示意图。

图中：1、前筒；2、中间连接筒；3、输送螺杆；4、螺旋驱动机构；401、驱动转环；402、支撑环；403、旋转套筒；404、密封圈；405、驱动齿轮；406、填充环；407、第一支撑座；408、第二支撑座；409、传动齿轮环；5、闸门机构；501、活动闸板；502、电动伸缩杆；503、闸板安装座；504、侧边U形安装块；505、闸板密封垫；506、闸板密封端板；507、闸板连接块；6、出料连接筒；7、密封圈；8、第一端部连接环；9、第一驱动机构保护壳体；10、第二驱动机构保护壳体；11、闸门固定筒；12、液压马达；13、拉杆总成连接座；14、土层压力传感器；15、拉杆总成。

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。

本发明所提到的液压马达12(型号为130ST-M15025)和土层压力传感器14(型号为QSY8904)均可从市场采购或私人定制获得。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种后方出土式螺旋机，包括前筒1，前筒1的一端设置有中间连接筒2，中间连接筒2的两端外表面均设置有土层压力传感器14，中间连接筒2的另一端设置有出料连接筒6，出料连接筒6与中间连接筒2的中间设置有第一驱动机构保护壳体9和第二驱动机构保护壳体10，第一驱动机构保护壳体9与中间连接筒2的端部连接而第二驱动机构保护壳体10与出料连接筒6的端部连接，出料连接筒6的另一端设置有闸门固定筒11，闸门固定筒11与出料连接筒6的中间设置有闸门机构5；

闸门机构5包括闸板安装座503，闸板安装座503位于出料连接筒6和闸门固定筒11的中间并通过螺钉等紧固件连接，闸板安装座503的中间滑动设置有活动闸板501，活动闸板501的上端贯穿闸板安装座503的顶面且顶端两侧均设置有闸板连接块507，闸板连接块507的中间贯穿设置有连接并通过连接销与活动闸板501连接，闸板连接块507的下方设置有电动伸缩杆502，两个电动伸缩杆502分别与闸板安装座503的两侧；

第一驱动机构保护壳体9和第二驱动机构保护壳体10的中间设置有螺旋驱动机构4，螺旋驱动机构4包括支撑环402，支撑环402的内侧设置有旋转套筒403，旋转套筒403的外侧设置有填充环406，填充环406位于第二驱动机构保护壳体10和第一驱动机构保护壳体9的中间，中间连接筒2和第二驱动机构保护壳体10的中间贯穿设置有输送螺杆3，输送螺杆3的一端从旋转套筒403的中间穿过并延伸至出料连接筒6中，支撑环402的外表面设置有驱动转环401，驱动转环401与旋转套筒403固定连接，驱动转环401的外表面设置有传动齿轮环409，传动齿轮环409的一侧设置有和其啮合的驱动齿轮405，第二驱动机构保护壳体10与出料连接筒6连接的端部外侧设置有液压马达12，液压马达12的输出端贯穿第二驱动机构保护壳体10并与驱动齿轮405通过固定销连接。

其中，旋转套筒403与第一驱动机构保护壳体9和支撑环402的中间分别设置有第一支撑座407和第二支撑座408，第一支撑座407和第二支撑座408分别通过螺钉与第一驱动机构保护壳体9和支撑环402连接，传动齿轮环409的内壁、旋转套筒403与第二支撑座408接触的外表面均设置有T型环槽，T型环槽的内侧设置有密封圈404，第一支撑座407、第一驱动机构保护壳体9与旋转套筒403和第二支撑座408、旋转套筒403和支撑环402的中间同样安装密封圈404。

通过采用上述技术方案，通过第一支撑座407和第二支撑座408对旋转套筒403进行位置限制，并通过密封圈404将旋转套筒403与周围连接部件之间的缝隙进行填充，保证螺旋机内部的密封性。

其中，中间连接筒2与第一驱动机构保护壳体9接触的端部、出料连接筒6与第二驱动机构保护壳体10接触的端部外侧均设置有第一端部连接环8，两个第一端部连接环8分别通过螺钉固定在第一驱动机构保护壳体9和第二驱动机构保护壳体10的外部，两个第一端部连接环8与第一驱动机构保护壳体9和第二驱动机构保护壳体10接触的表面均设置有环形密封槽，环形密封槽的内侧设置有橡胶材质的密封圈7。

通过采用上述技术方案，在中间连接筒2、出料连接筒6分别与第一驱动机构保护壳体9和第二驱动机构保护壳体10连接后保证中间连接筒2、出料连接筒6端部的密封性，避免运输中的泥土中含有的水分向外进行渗透。

其中，闸板密封端板506的内端与闸板安装座503的中间和闸板密封端板506的内壁与活动闸板501的中间均设置有闸板密封垫505，闸板密封垫505采用橡胶材质通过注塑成型。

通过采用上述技术方案，可以保证活动闸板501与闸板安装座503之间密封性，保证活动闸板501在滑动过程中与闸板安装座503中间不会存在缝隙。

其中，输送螺杆3从旋转套筒403中间穿过的螺旋叶片的外壁与旋转套筒403的内壁贴合，输送螺杆3从旋转套筒403中间穿过的螺旋叶片与旋转套筒403通过焊接固定。

通过采用上述技术方案，通过焊接方式保证旋转套筒403在受力旋转后可以带动输送螺杆3围绕旋转套筒403的轴线旋转，实现输送螺杆3的螺旋转动并顺利的对泥土进行运输。

其中，闸板安装座503的两侧均设置有侧边U形安装块504，电动伸缩杆502安装在侧边U形安装块504的中间并与侧边U形安装块504通过销钉连接。

其中，中间连接筒2的上表面设置有拉杆总成连接座13，拉杆总成连接座13与盾构机内壁顶面中间设置有拉杆总成15，拉杆总成15包括中间连接管，中间连接管的中间为空心且两端均滑动连接有端部连接杆，端部连接杆一端位于中间连接管外部且端部贯穿设置有连接孔，连接孔的中间穿插有螺栓或轴销，端部连接杆与拉杆总成连接座13和盾构机内壁顶面均通过螺栓或轴销连接。

通过采用上述技术方案，通过拉杆总成15可以对螺旋机的工作角度进行调节，使得螺旋机更好的对泥土进行抽取。

工作原理：使用时，在对盾构机工作过程中产生的泥土进行运输时，首先接通螺旋机的电源，在螺旋机电源接通后，两个电动伸缩杆502会通电启动并推动闸板连接块507移动，此时两个闸板连接块507会带动和其连接的活动闸板501移动，使得活动闸板501在闸板安装座503的内侧滑动将原先被封闭的闸板安装座503进行开放，随后液压马达12启动并通过驱动驱动齿轮405旋转带动传动齿轮环409和驱动转环401转动，驱动转环401会在转动时带动和其连接的旋转套筒403同步旋转，而由于输送螺杆3从旋转套筒403中间穿过的螺旋叶片与旋转套筒403固定，从而旋转套筒403旋转时会带动输送螺杆3围绕旋转套筒403的轴线进行螺旋转动，此时输送螺杆3会通过螺旋运动将泥土从前筒1端口处抽入中间连接筒2中并进入出料连接筒6中，通过开放的输送螺杆3将泥土向外排出，通过对螺旋机采用后方出土的方式对盾构机掘进过程中产生的泥土进行输送，螺旋机后方开口口径更大，泥土的通过量更多且不容易被堵塞，且液压马达12安装在螺旋机外部，在出现故障时更方便进行检修、维护。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种后方出土式螺旋机，包括前筒(1)，其特征在于：所述前筒(1)的一端设置有中间连接筒(2)，所述中间连接筒(2)的两端外表面均设置有土层压力传感器(14)，所述中间连接筒(2)的另一端设置有出料连接筒(6)，所述出料连接筒(6)与中间连接筒(2)的中间设置有第一驱动机构保护壳体(9)和第二驱动机构保护壳体(10)，所述第一驱动机构保护壳体(9)与中间连接筒(2)的端部连接而第二驱动机构保护壳体(10)与出料连接筒(6)的端部连接，所述出料连接筒(6)的另一端设置有闸门固定筒(11)，所述闸门固定筒(11)与出料连接筒(6)的中间设置有闸门机构(5)；

所述闸门机构(5)包括闸板安装座(503)，所述闸板安装座(503)位于出料连接筒(6)和闸门固定筒(11)的中间并通过螺钉等紧固件连接，所述闸板安装座(503)的中间滑动设置有活动闸板(501)，所述活动闸板(501)的上端贯穿闸板安装座(503)的顶面且顶端两侧均设置有闸板连接块(507)，所述闸板连接块(507)的中间贯穿设置有连接并通过连接销与活动闸板(501)连接，所述闸板连接块(507)的下方设置有电动伸缩杆(502)，两个所述电动伸缩杆(502)分别与闸板安装座(503)的两侧；

所述第一驱动机构保护壳体(9)和第二驱动机构保护壳体(10)的中间设置有螺旋驱动机构(4)，所述螺旋驱动机构(4)包括支撑环(402)，所述支撑环(402)的内侧设置有旋转套筒(403)，所述旋转套筒(403)的外侧设置有填充环(406)，所述填充环(406)位于第二驱动机构保护壳体(10)和第一驱动机构保护壳体(9)的中间，所述中间连接筒(2)和第二驱动机构保护壳体(10)的中间贯穿设置有输送螺杆(3)，所述输送螺杆(3)的一端从旋转套筒(403)的中间穿过并延伸至出料连接筒(6)中，所述支撑环(402)的外表面设置有驱动转环(401)，所述驱动转环(401)与旋转套筒(403)固定连接，所述驱动转环(401)的外表面设置有传动齿轮环(409)，所述传动齿轮环(409)的一侧设置有和其啮合的驱动齿轮(405)，所述第二驱动机构保护壳体(10)与出料连接筒(6)连接的端部外侧设置有液压马达(12)，所述液压马达(12)的输出端贯穿第二驱动机构保护壳体(10)并与驱动齿轮(405)通过固定销连接。

2.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述中间连接筒(2)的上表面设置有拉杆总成连接座(13)，所述拉杆总成连接座(13)与盾构机内壁顶面中间设置有拉杆总成(15)。

3.根据权利要求2所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述拉杆总成(15)包括中间连接管，所述中间连接管的中间为空心且两端均滑动连接有端部连接杆，所述端部连接杆一端位于中间连接管外部且端部贯穿设置有连接孔，所述连接孔的中间穿插有螺栓或轴销，所述端部连接杆与拉杆总成连接座(13)和盾构机内壁顶面均通过螺栓或轴销连接。

4.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述旋转套筒(403)与第一驱动机构保护壳体(9)和支撑环(402)的中间分别设置有第一支撑座(407)和第二支撑座(408)，所述第一支撑座(407)和第二支撑座(408)分别通过螺钉与第一驱动机构保护壳体(9)和支撑环(402)连接。

5.根据权利要求4所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述传动齿轮环(409)的内壁、旋转套筒(403)与第二支撑座(408)接触的外表面均设置有T型环槽，所述T型环槽的内侧设置有密封圈(404)，所述第一支撑座(407)、第一驱动机构保护壳体(9)与旋转套筒(403)和第二支撑座(408)、旋转套筒(403)和支撑环(402)的中间同样安装密封圈(404)。

6.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述输送螺杆(3)从旋转套筒(403)中间穿过的螺旋叶片的外壁与旋转套筒(403)的内壁贴合，所述输送螺杆(3)从旋转套筒(403)中间穿过的螺旋叶片与旋转套筒(403)通过焊接固定。

7.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述中间连接筒(2)与第一驱动机构保护壳体(9)接触的端部、出料连接筒(6)与第二驱动机构保护壳体(10)接触的端部外侧均设置有第一端部连接环(8)，两个所述第一端部连接环(8)分别通过螺钉固定在第一驱动机构保护壳体(9)和第二驱动机构保护壳体(10)的外部。

8.根据权利要求7所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：两个所述第一端部连接环(8)与第一驱动机构保护壳体(9)和第二驱动机构保护壳体(10)接触的表面均设置有环形密封槽，所述环形密封槽的内侧设置有橡胶材质的密封圈(7)。

9.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述闸板安装座(503)的两侧均设置有侧边U形安装块(504)，所述电动伸缩杆(502)安装在侧边U形安装块(504)的中间并与侧边U形安装块(504)通过销钉连接。

10.根据权利要求1所述的一种后方出土式螺旋机，其特征在于：所述闸板密封端板(506)的内端与闸板安装座(503)的中间和闸板密封端板(506)的内壁与活动闸板(501)的中间均设置有闸板密封垫(505)，所述闸板密封垫(505)采用橡胶材质通过注塑成型。

Images