CN1294339C - 铰接式螺旋输送机 - Google Patents

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Abstract

一种铰接式螺旋输送机，属于隧道机械领域。包括：螺旋输送机有三节或者三节以上的n节，铰接装置有二个或者二个以上的(n-1)个，其中：n为：3、4、5、……，出泥口闸门，其连接方式为：其中的第I号螺旋输送机置于盾构机头内，前端与盾构机胸板连接，中间有支撑装置支承，后端与第I号铰接装置连接；第I号铰接装置另一端与第Ⅱ号螺旋输送机前端连接；第Ⅱ号螺旋输送机后端与第Ⅱ号铰接装置连接，第Ⅱ号铰接装置另一端与第Ⅲ号螺旋输送机前端连接，第Ⅲ号螺旋输送机后端与出泥口闸门连接，中间有支撑装置支承。本发明具有无需皮带输送机；能在多种不同土层条件下应用；能根据需要采用n节螺旋输送机连接使用；能在铰接式盾构机中使用。

Description

铰接式螺旋输送机
技术领域
本发明涉及的是一种用于隧道掘进盾构的输送机，特别是一种无需皮带输送机的土压平衡盾构的铰接式螺旋输送机，属于隧道机械领域。
背景技术
21世纪将是我国地下空间开发利用发展的世纪，地铁隧道、铁路隧道、公路隧道、水电隧道、市政管道、军用隧道的工程建设，将越来越多地选择先进的、对环境影响小的隧道掘进机施工。到目前为止，全世界共制造和应用各类盾构约8000台，盾构掘进机技术已逐步向自动化、智能化发展，国际市场盾构年需求约500台，年营业额约11亿美元，这一市场已为先进国家的十几家厂商所垄断。我国的市场前景十分广阔。建设部在《城市轨道交通规划编制原则》和相关技术政策研究中建议：“从国外经验和国内需求两方面考虑，应把发展我国大城市(人口200万以上)轨道交通看成一项近期的、迫切的建设任务而重点发展。建议我国每个人口超过200万的大城市2010年轨道交通规划线网的规模一般标准为2-3条线路、40公里以上运营长度。”2010年前，我国将有30座城市建设地铁，地铁隧道建设约1000公里，其中北京地铁规划建设约200公里，上海地铁规划建设约300公里，盾构掘进机需求约120台。土压平衡盾构出土方式一般为螺旋输送机送到皮带机，再送到土箱车。经文献检索发现，1998年日本发表的JP08121083《螺旋式输送机的掘削土砂送出口的构造方式》专利，把盾构掘进机切削下来的土砂，通过与螺旋机闸门口连接的出土管，顺利地通过空气输送方式，送至待机在隧道内的土箱车内，此专利虽然解决了皮带输送机在输送泥土时，泥水和泥土容易掉在隧道内，污染隧道内环境的问题，但因此方式只适应单一的土层条件(砂砾层)，所以应用范围很小(如在上海的地层不能用)。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术的不足，提供一种铰接式螺旋输送机，使其既解决皮带输送机在输送泥土时，泥水和泥土容易掉在隧道内，污染隧道内环境的问题，又能适应多种不同土层条件(砂砾层、粘土、粉砂土等)。本发明包括：螺旋输送机有三节或者三节以上的n节，铰接装置有二个或者二个以上的(n-1)个，其中：n为：3、4、5，……，出泥口闸门，其连接方式为：其中的第I号螺旋输送机置于盾构机头内，前端与盾构机胸板连接，中间有支撑装置支承，后端与第I号铰接装置连接；第I号铰接装置另一端与第II号螺旋输送机前端连接；第II号螺旋输送机后端与第II号铰接装置连接，第II号铰接装置另一端与第III号螺旋输送机前端连接，第III号螺旋输送机后端与出泥口闸门连接，中间有支撑装置支承。当盾构机上下坡或左右弯道掘进时，由铰接装置的转动、移动满足前后二螺旋机相对位置的变化需要。
第I号螺旋输送机包括：芯轴、叶片组成的螺旋杆，槽体，驱动装置，支撑装置，土压传感器；测速传感器。其连接方式为：螺旋杆置于槽体内，螺旋杆上带有齿轮，与驱动装置输出齿轮啮合进行转动；槽体一端与盾构机胸板连接，另一端与驱动装置连接，中间有支撑装置支承；土压传感器置于槽体法兰上，用螺栓固定；测速传感器安装在驱动装置上；驱动装置另一端与铰接装置法兰连接，用螺栓固定。驱动装置马达旋转带动螺旋杆转动，达到输送由刀盘切削下来，进入土腔内的土体。
第I号铰接装置包括：带圆柱筒体的第一球面、第二球面，第一剖分式球壳、第二剖分式球壳，第一密封圈、第二密封圈，其连接方式为：带圆柱筒体的第一球面、第二球面分别置于第一剖分式球壳、第二剖分式球壳内，第一密封圈、第二密封圈分别置于第一剖分式球壳、第二剖分式球壳内，第一密封圈、第二密封圈分别置于带圆柱筒体的第一球面、第二球面之间。当盾构机上下坡或左右弯道掘进时，由第一剖分式球壳、第二剖分式球壳作回转运动和带圆柱筒体的第一球面、第二球面作移动，以满足前后两螺旋机相对位置的变化需要。
第II号螺旋输送机中的驱动装置另一端与第II号铰接装置连接，用螺栓固定。驱动装置马达旋转带动螺旋杆转动，将第I号螺旋输送机送出的土体输送到第III号螺旋输送机。
第II号铰接装置结构的另一端与第III号螺旋输送机前端连接。
第III号螺旋输送机结构与第II号螺旋输送机相同，驱动装置另一端与出泥口闸门连接，用螺栓固定。驱动装置马达旋转带动螺旋杆转动，将第I号、第II号螺旋输送机送出的土体输送到土箱车。
出泥口闸门与第III号螺旋输送机连接，用螺栓固定。可根据需要开、关。
各节螺旋输送机转速可分别调整，包括：
a)第I号螺旋机转速大于第II号螺旋机转速；
b)第I号螺旋机转速等于第II号螺旋机转速；
c)第I号螺旋机转速小于第II号螺旋机转速；第II号螺旋机转速等于第III号螺旋机转速。具体可根据土腔内压力和槽体内压力，地下水的压力、丰富程度、地层的透水性等特点，调节马达转速，从而改变螺旋杆转速。达到土腔内压力与工作面压力平衡情况下连续出土。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明具有良好效果：无需皮带输送机，从而改善施工环境，为文明施工创造条件；能在多种不同土层(砂砾层、粘土、粉砂土等)条件下应用；能根据需要采用n节螺旋输送机连接使用；能在铰接式盾构机中使用。
附图说明
图1本发明结构示意图
图2第I号、第II号螺旋输送机连接示意图
图3铰接装置结构示意图
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明包括：螺旋输送机有三节或者三节以上的n节，铰接装置有二个或者二个以上的(n-1)个，其中：n为：3、4、5，……，出泥口闸门6，其连接方式为：其中的第I号螺旋输送机1置于盾构机头内，前端与盾构机胸板连接，中间有支撑装置支承，后端与第I号铰接装置2连接；第I号铰接装置2另一端与第II号螺旋输送机3前端连接；第II号螺旋输送机3后端与第II号铰接装置4连接，第II号铰接装置4另一端与第III号螺旋输送机5前端连接，第III号螺旋输送机5后端与出泥口闸门6连接，中间有支撑装置支承。
第I号螺旋输送机1包括：芯轴7、叶片组成的螺旋杆8、槽体9、驱动装置10、支撑装置11、土压传感器12、测速传感器13，其连接方式为：螺旋杆8置于槽体9内，螺旋杆8上带有齿轮，与驱动装置10输出齿轮啮合进行转动，槽体9一端与盾构机胸板连接，另一端与驱动装置10连接，中间有支撑装置11支承，土压传感器置12于槽体9法兰上，用螺栓固定，测速传感器13设置在驱动装置10上。
驱动装置10另一端与第I号铰接装置2法兰连接，用螺栓固定。
第I号铰接装置2包括：带圆柱筒体的球面14、带圆柱筒体的球面15，剖分式球壳16，剖分式球壳17、密封圈18，密封圈19，其连接方式为：带圆柱筒体的球面14、15分别置于剖分式球壳16、17内，密封圈18、19分别置于剖分式球壳16、17内，密封圈18、19分别置于带圆柱筒体的球面14、15之间。
第II号螺旋输送机3中的驱动装置10另一端与第II号铰接装置4连接，用螺栓固定。
第III号螺旋输送机5中的驱动装置10另一端与出泥口闸门6连接，用螺栓固定。

Claims (6)

1、一种铰接式螺旋输送机，包括：螺旋输送机有三节或者三节以上的n节，铰接装置有二个或者二个以上的(n-1)个，其中：n为：3、4、5，……，出泥口闸门(6)，其特征在于，连接方式为：其中的第I号螺旋输送机(1)置于盾构机头内，前端与盾构机胸板连接，中间有支撑装置支承，后端与第I号铰接装置(2)连接；第I号铰接装置(2)另一端与第II号螺旋输送机(3)前端连接；第II号螺旋输送机(3)后端与第II号铰接装置(4)连接，第II号铰接装置(4)另一端与第III号螺旋输送机(5)前端连接，第III号螺旋输送机(5)后端与出泥口闸门(6)连接，中间有支撑装置支承。
2、根据权利要求1所述的铰接式螺旋输送机，其特征是第I号螺旋输送机(1)包括：芯轴(7)、叶片组成的螺旋杆(8)、槽体(9)、驱动装置(10)、支撑装置(11)、土压传感器(12)、测速传感器(13)，其连接方式为：螺旋杆(8)置于槽体(9)内，螺旋杆(8)上带有齿轮，与驱动装置(10)输出齿轮啮合进行转动，驱动装置(10)马达旋转带动螺旋杆(8)转动，槽体(9)一端与盾构机胸板连接，另一端与驱动装置(10)连接，中间有支撑装置(11)支承，土压传感器置(12)于槽体(9)法兰上，用螺栓固定，测速传感器(13)设置在驱动装置(10)上。
3、根据权利要求2所述的铰接式螺旋输送机，其特征是驱动装置(10)另一端与第I号铰接装置(2)法兰连接，用螺栓固定。
4、根据权利要求2所述的铰接式螺旋输送机，其特征是第II号螺旋输送机(3)中的驱动装置(10)另一端与第II号铰接装置(4)连接，用螺栓固定。
5、根据权利要求2所述的铰接式螺旋输送机，其特征是第III号螺旋输送机(5)中的驱动装置(10)另一端与出泥口闸门(6)连接，用螺栓固定。
6、根据权利要求1所述的铰接式螺旋输送机，其特征是第I号铰接装置(2)包括：带圆柱筒体的球面(14)、带圆柱筒体的球面(15)，剖分式球壳(16)，剖分式球壳(17)、密封圈(18)，密封圈(19)，其连接方式为：带圆柱筒体的球面(14)、(15)分别置于剖分式球壳(16)、(17)内，带圆柱筒体的球面(14、15)分别置于剖分式球壳内，密封圈(18、19)分别置于剖分式球壳(16、17)内，密封圈(18、19)分别置于带圆柱筒体的球面(14、15)之间。
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