CN206290263U - 一种盾构机连续自动出土系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盾构机施工技术领域，尤其是一种盾构机连续自动出土系统，其特征在于：所述系统至少包括出土装置、红外电子延时传感器和数据采集器，所述出土装置设置在所述皮带输送机的出口处，所述出土装置具有两个出土口以及设置在两个所述出土口之间的切换翻板，所述切换翻板通过在两个所述出土口之间的折返实现在两个所述出土口的切换，所述红外电子延时传感器设置在所述出土装置的下方且位于两个所述出土口之间，所述数据采集器接收所述红外电子延时传感器的信号并控制所述切换翻板的动作。本实用新型的优点是：皮带输送机出土转运效率提高，工序衔接更加紧凑；对盾构掘进施工的环施工时间有缩减效果，提高了盾构掘进施工的工作效率。

Description

一种盾构机连续自动出土系统

技术领域

本实用新型涉及盾构机施工技术领域，尤其是一种盾构机连续自动出土系统。

背景技术

目前，国内外地铁土压平衡式盾构机施工中，输送渣土、渣土车接渣转运是一个必要的工序过程。其中涉及到盾构机皮带机输送渣土系统及渣土车接渣水平运输系统。

土压平衡盾构皮带机输送渣土及渣土外运整体过程如下：通过盾构机前方刀盘对泥土进行切削，切削后的渣土进入土仓，通过螺旋机将渣土从土仓中排送至皮带输送机上，皮带输送机将渣土输送至盾构机台车后方的出土口，落入渣土车箱中，由渣土车运送至隧道洞口。盾构每环出渣量约需要装4箱，故渣土车由4节车厢组成，厢体间距85cm。当厢体间隙通过出土口正下方时，盾构机整体系统需要停止运转，以避免渣土散落在地，因而在一环推进过程中需要至少4次停机，但这样一来，一方面增加了施工时间，降低了施工效率，另一方面盾构机整体系统在长期施工过程中，频繁的启停时转会增加其损坏的可能性。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种盾构机连续自动出土系统，通过设置两个出土口并使两个皮带输送机与两个出土口之间的连通状态可随着渣土车的运行、渣土箱的位移进行切换，实现盾构机在单环掘进连续不停机状态下的出土，提高施工效率。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种盾构机连续自动出土系统，用于将盾构机切削下的渣土从皮带输送机输送至渣土车的渣土箱中，其特征在于：所述系统至少包括出土装置、红外电子延时传感器和数据采集器，所述出土装置设置在所述皮带输送机的出口处，所述出土装置具有两个出土口以及设置在两个所述出土口之间的切换翻板，所述切换翻板通过在两个所述出土口之间的折返实现在两个所述出土口的切换，所述红外电子延时传感器设置在所述出土装置的下方且位于两个所述出土口之间，用于对所述渣土箱的到位进行检测，所述数据采集器接收所述红外电子延时传感器的信号并控制所述切换翻板的动作。

在所述切换翻板的上方设置有喷淋管，所述喷淋管上具有朝向所述切换翻板的喷淋孔以及朝向所述皮带输送机的皮带的喷淋孔。

在所述出土口的两侧设置有振动电机，所述振动电机的启动由所述红外电子延时传感器控制。

在所述出土装置的下方设置有至少两组所述红外电子延时传感器，每组所述红外电子延时传感器包括相向布置的两个红外电子延时传感器，同组的两个所述红外电子延时传感器之间的间距满足于使所述渣土箱通过的要求，不同组的所述红外电子延时传感器在高度方向上以一定间距间隔布置且均满足于照射到所述渣土箱的要求。

所述切换翻板为气动翻板，所述气动翻板的折返动作由安装在所述气动翻板两侧的气缸连接控制，所述气缸的启动由所述数据采集器根据所述红外电子延时传感器的信号连接控制。

本实用新型的优点是：1）避免了盾构机在推进过程中的频繁启停，保证在推进过程中系统稳定运行，延长盾构机电气系统使用寿命，减少机械设备中易损部件的磨损。2）可以有效地平衡了渣土车土箱的土量分布，避免了土箱重量不匀产生的垂直吊装的问题。同时，也减少了渣土出土时渣土箱两侧的渣土飞溅溢出，对隧道内的文明施工也起到了有效的作用。3）有效的减少了皮带输送机停机与渣土车启停到位的时间，缩短了盾构机循环掘进的时间，紧凑了工序，提高了施工效率，相对于一些工期要求比较严格的盾构施工工程，具有较大的实用意义。4）有效地避免了人为因素导致的渣土堆积外溢的问题，同时也实现了远程自动控制，减少了人工管控操作。5）简化了皮带输送机的人工清洁过程，优化了皮带输送机的出土运输的畅通性，及时对皮带进行清洁也对皮带起到保护作用，可以延长皮带的使用寿命；同时对皮带输送机系统也起到了保护作用，降低了皮带输送机系统的故障率。6）对出土口出土起到了优化作用，保证了出土的流畅性，有效地避免了在出土口出土不顺状况下导致渣土拥堵堆积的问题；同时，渣土的及时顺利输送也是对盾构机掘进过程的效率提高，对盾构掘进施工起到优质效果。

总的来说，皮带输送机出土转运效率提高，工序衔接更加紧凑；减少了相关工序的人员配置，降低了设备故障率，减少了维修保养清洁时间；对盾构掘进施工的环施工时间有缩减效果，提高了盾构掘进施工的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型在渣土箱处于初始位置时的布置结构示意图；

图5为本实用新型在渣土箱更换位置后的布置结构示意图；

图6为本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6所示，图中标记1-17分别表示为：出土装置1、出土口2、气缸3、振动电机4、气动翻板5、驱动电机6、喷淋水管7、红外电子延时传感器8、皮带9、皮带输送机滚轮10、一号出土口11、二号出土口12、盾构机13、螺旋机14、渣土车15、一号渣土箱16、二号渣土箱17。

实施例：本实施例中盾构机连续自动出土系统应用在盾构机钻机输送渣土、渣土车接渣转运的工况中。如图4所示，盾构机13对其前方的泥土进行切削，切削后的渣土进入土仓，通过螺旋机14将渣土从土仓中排送至皮带输送机上。如图4所示，皮带输送机包括两个皮带输送机滚轮10、皮带9以及驱动电机6，皮带9将两个皮带输送机滚轮10连成一体并构成皮带轮传输机构，其中一个皮带输送机滚轮10与驱动电机6相连接以作为皮带轮传输机构中的主动轮为皮带轮传输机构传输动力，而另一个皮带输送机滚轮10作为皮带轮传输机构中的从动轮进行传输。在驱动电机6的驱动下，皮带9可绕着皮带轮输送机滚轮10转动，从而输送掉落在其表面上的渣土，皮带输送机将渣土输送至盾构机13后方的出土口，落入渣土箱中，由渣土车运送至隧道洞口。

如图4所示，本实施例中的盾构机连续自动出土系统主要包括两部分，一部分是出土装置1，另一部分是红外电子延时传感器8，其中出土装置1设置在皮带输送机的出口处，主要起到向渣土车的渣土箱输送渣土的作用，而红外电子延时传感器8主要起到检测渣土车的渣土箱是否到位的作用。

如图1所示，出土装置1具有出土口2，渣土从出土口2处送出。如图3所示，出土口2分为一号出土口11和二号出土口12，即出土装置1具有两个出土口2，其中一个为一号出土口11，另一个为二号出土口12。一号出土口11和二号出土口12均与皮带输送机构成位置对应，使皮带输送机所输送的渣土可分别从一号出土口11或二号出土口12处送出。

如图2和图3所示，在一号出土口11和二号出土口12之间设置有气动翻板5，在气动翻板5的两侧分别设置有气缸3，气缸3驱动气动翻板5折返翻转从而实现在一号出土口11和二号出土口12间的切换，且其折返后的状态满足于使皮带输送机可以与两个出土口中的一个出土口连通，而与另一个相隔断的要求。具体而言，以图3中所示的状态为例，设气动翻板5处于原位，气动翻板5可使皮带输送机与一号出土口11构成连通，渣土可从皮带输送机进入一号出土口11，此时，气动翻板5使二号出土口12与皮带输送机隔断，渣土无法从二号出土口12处送出。若需要更换出二号出土口12时，气缸3的活塞杆收缩，气动翻板5在气缸3的驱动下产生顺时针转动（以图3中所示方向为例），翻转到位后，此时气动翻板5使二号出土口12与皮带输送机相连通，渣土仅从二号出土口12处送出，同时一号出土口11与皮带输送机隔断，渣土无法从一号出土口11处送出。

结合图1至图3所示，在出土装置1的下方设置有三组红外电子延时传感器8，三个红外电子延时传感器8处于同一高度方向上，且以一定间距布置；三组红外电子延时传感器8均设置在一号出土口11和二号出土口12之间。每组红外电子延时传感器8包括两个红外电子延时传感器8，两个红外电子延时传感器8相向设置以形成红外测线，三组红外电子延时传感器8形成红外测网，如图1和图2中的虚线所示，两个红外电子延时传感器8之间的距离满足于使渣土车的渣土箱通过的需要。红外测线的设置目的在于，检测渣土箱是否到位。如图4所示，当渣土箱6经过两个红外电子延时传感器8之间时，红外测线被阻断，此时红外电子延时传感器8可触发信号，通过数据采集器控制出土装置1进行出土。

如图3所示，在气动翻板5的上方设置有喷淋水管7，喷淋水管7的管道长度稍长于皮带输送机出土口处的宽度。喷淋水管7焊接固定在皮带输送机出土口的上方。喷淋水管7上开设有朝向不同的两部分喷淋孔，其中一部分喷淋孔朝向皮带输送机出土口处皮带9，用于冲洗皮带9，而另一部分喷淋孔朝向气动翻板5，用于冲洗气动翻板5，如图3中的虚线部分所示。

如图1和图2所示，在出土装置1的两侧安装有振动电机4，其安装位置与气动翻板5的中部平齐。振动电机4用于使出土装置1产生振动，避免渣土堵塞。在使用时，振动电机4结合喷淋水管7对出土口出土起到了优化作用，保证了出土的流畅性，有效地避免了在出土口出土不顺状况下导致渣土拥堵堆积的问题；同时，渣土的及时顺利输送也是对盾构机掘进过程的效率提高，对盾构掘进施工起到优质效果。

本实施例在使用时，如图6所示，具有如下步骤：

1）如图4所示，当盾构机13开始工作时，对其前方的泥土进行切削，切削后的渣土进入土仓，通过螺旋机14将渣土从土仓中排送至皮带输送机上。皮带输送机的皮带9在驱动电机6的驱动下开始转动，将渣土输送到出土装置1处。当皮带输送机启动时，三组红外电子延时传感器8开始工作，同组的两个红外电子延时传感器8之间形成红外测线。当随着渣土车15的行驶，一号渣土箱16处于红外电子延时传感器8之间时，红外测线被阻断。此时，红外电子延时传感器8触发信号至数据采集器，数据采集器通过气缸3控制气动翻板5的动作，使用一号出土口11出土，渣土便通过一号出土口11进入到一号渣土箱16的内部。在出土过程中一号渣土箱16不断随着渣土车15向图4中箭头所示方向行走，渣土逐渐装满一号渣土箱16。此处额外需要说明是的，一号出土口11可以设定为初始状态，即气动翻板5的初始状态即为一号出土口11与皮带输送机相连通的状态。

2）如图5所示，在装满渣土之后，一号渣土箱16随着渣土车15的行驶离开红外测线的范围，即同组的两个红外电子延时传感器8之间的红外测线重新接通，此时红外测线处于第一渣土箱16和第二渣土箱17之间。此时，数据采集器根据红外电子延时传感器8所触发的信号驱动气缸3气动，控制气动翻板5进行翻转，使皮带输送机与二号出土口12相连通，且与一号出土口11相隔断。使用二号出土口12对二号渣土箱17进行出土，二号渣土箱17持续前进，当二号渣土箱17阻挡红外电子延时传感器8所形成的红外测网时，数据采集器根据红外电子延时传感器8所触发的信号驱动气缸3气动，控制气动翻板5进行翻转，使皮带输送机与一号出土口11相连通，且与二号出土口12相隔断，使用一号出土口11对二号渣土箱17继续进行出土。此时，一号渣土箱16和二号渣土箱17之间的出土过程不间断，盾构机13整体系统无需停止运转，从而实现了盾构机13的连续自动出土。

3）在出土过程中，数据采集器根据红外电子延时传感器8的信号自动启动喷淋水管7以对皮带9和气动翻板5进行清洗。同时，数据采集器也自动启动振动电机4，以使出土装置1产生振动，方便出土。

4）以此往复，完成出土工作。

本实施例在具体实施时：喷淋水管7的供电电源取自于皮带输送机供电电源，当皮带输送机运行时，通过红外电子延时继电器8延时启动控制接入外供水管的电机运行，进而供水进行喷淋。

振动电机4的供电电源取自于皮带输送机的供电电源，当皮带输送机运行输送渣土时，通过红外电子延时继电器8延时启动控制振动电机4的运行，进而增强出土的流畅性。

通过红外电子延时传感器8和数据采集器的配合，可实现对出土装置1、振动电机4以及喷淋水管7的自动化控制，皮带输送机出土转运效率提高，工序衔接更加紧凑；减少了相关工序的人员配置，降低了设备故障率，减少了维修保养清洁时间；对盾构掘进施工的环施工时间有缩减效果，提高了盾构掘进施工的工作效率。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如：各装置的具体型号、功率；各装置之间的具体连接方式等，故在此不一一赘述。

Claims (5)

1.一种盾构机连续自动出土系统，用于将盾构机切削下的渣土从皮带输送机输送至渣土车的渣土箱中，其特征在于：所述系统至少包括出土装置、红外电子延时传感器和数据采集器，所述出土装置设置在所述皮带输送机的出口处，所述出土装置具有两个出土口以及设置在两个所述出土口之间的切换翻板，所述切换翻板通过在两个所述出土口之间的折返实现在两个所述出土口的切换，所述红外电子延时传感器设置在所述出土装置的下方且位于两个所述出土口之间，用于对所述渣土箱的到位进行检测，所述数据采集器接收所述红外电子延时传感器的信号并控制所述切换翻板的动作。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机连续自动出土系统，其特征在于：在所述切换翻板的上方设置有喷淋管，所述喷淋管上具有朝向所述切换翻板的喷淋孔以及朝向所述皮带输送机的皮带的喷淋孔。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机连续自动出土系统，其特征在于：在所述出土口的两侧设置有振动电机，所述振动电机的启动由所述红外电子延时传感器控制。

4.根据权利要求1所述的一种盾构机连续自动出土系统，其特征在于：在所述出土装置的下方设置有至少两组所述红外电子延时传感器，每组所述红外电子延时传感器包括相向布置的两个红外电子延时传感器，同组的两个所述红外电子延时传感器之间的间距满足于使所述渣土箱通过的要求，不同组的所述红外电子延时传感器在高度方向上以一定间距间隔布置且均满足于照射到所述渣土箱的要求。

5.根据权利要求1所述的一种盾构机连续自动出土系统，其特征在于：所述切换翻板为气动翻板，所述气动翻板的折返动作由安装在所述气动翻板两侧的气缸连接控制，所述气缸的启动由所述数据采集器根据所述红外电子延时传感器的信号连接控制。