CN209892207U - 热量均衡结构、滚刀及刀盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于地下工程应用的盾构刀具技术领域。一种热量均衡结构，用于滚刀的外围与芯部的热量传递，包括热管；所述热管的第一端部与所述滚刀的外围部件贴合，所述热管的第二端部延伸至所述滚刀的芯部。还公开了一种滚刀，包括芯轴、刀毂、设置在所述芯轴与刀毂之间的轴承和设置在轴承两侧的轴承端盖；在所述刀毂上设置有刀圈；在所述芯轴和轴承端盖之间设置上述的热量均衡结构，实现滚刀的外围和芯部的热量传递。还公开了一种刀盘，包括刀盘本体和掘进刀具，至少一部分所述掘进刀具为上述的滚刀。本申请能够通过热管很好地将高温处热量传递给低温处，实现整个滚刀温度的均衡；降低高温区域影响，增加滚刀使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于地下工程应用的盾构刀具技术领域，具体涉及一种热量均衡结构、滚刀及刀盘。
背景技术
随着地下空间开发的兴起，越来越多的地下工程开始建设。相比传统的矿山法，用盾构法的机械进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响等特点。目前盾构机和TBM破岩基本采用滚刀挤压方式破岩，滚刀在破岩过程中与岩石会产生较大摩擦生热，且随着盾构机和TBM直径的增大，外围滚刀转速也会更高，产生的热会更多，由于刀体传热较慢，导致滚刀外围温度较高，芯部温度较低，特别是滚刀密封采用浮动密封，高温时间过久会造成滚刀的密封过热提前失效，导致整个滚刀报废。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种结构设计合理，稳定性好，能够保障滚刀的内外温度均匀一致，增加滚刀的使用寿命，并实现滚刀的高温处的冷却。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种热量均衡结构，用于滚刀的外围与芯部的热量传递，包括热管；所述热管的第一端部与所述滚刀的外围部件贴合，所述热管的第二端部延伸至所述滚刀的芯部。
根据本实用新型热量均衡结构，优选地，所述滚刀两端的轴承端盖上均呈圆周布设有多道第一凹槽，所述滚刀的芯轴两端呈圆周布设有多道第二凹槽；所述热管匹配嵌设在对应的第一凹槽和第二凹槽内。
根据本实用新型热量均衡结构，优选地，所述热管的第一端部连接有集热片，所述集热片用于增加接触面积。
根据本实用新型热量均衡结构，优选地，所述集热片布设在所述滚刀的油脂中。
一种滚刀，包括：芯轴；刀毂，在所述刀毂上设置有刀圈；设置在所述芯轴与刀毂之间的轴承；以及设置在轴承两侧的轴承端盖；在所述芯轴和轴承端盖之间设置上述的热量均衡结构，实现滚刀的外围和芯部的热量传递。
根据本实用新型滚刀，优选地，还包括浮动密封，所述热管的第一端部延伸至所述浮动密封位置的油脂中。
一种刀盘，包括刀盘本体和掘进刀具，至少一部分所述掘进刀具为上述的滚刀。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本申请采用热管对滚刀进行热量均衡，利用热管的高传热性将外围高温快速传导到滚刀低温区域，其导热能力超过滚刀中各部件的材质的导热能力。本申请的热管安装在滚刀内部，且为物理方式，不需要额外供电；相比其他冷却方式不需要外围配件；同时本申请的滚刀安装外形没有变化，可以适用于现有的所有刀盘。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
图1为本实用新型实施例的包含有热量均衡结构的滚刀结构示意图。
图中序号：
110为芯轴、120为刀毂、121为刀圈、122为挡环、130为轴承、140为轴承端盖、150为压盖、160为浮动密封、170为O型圈、180为隔圈、190为油塞；
200为热管、201为第一凹槽、202为第二凹槽。
具体实施方式
为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，本实用新型一种热量均衡结构，用于滚刀的外围与芯部的热量传递，包括热管200；所述热管200的第一端部与所述滚刀的外围部件贴合，所述热管200的第二端部延伸至所述滚刀的芯部。
对于热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段)，另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：⑴热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－汽）分界面；⑵液体在蒸发段内的（液－汽）分界面上蒸发；⑶蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；⑷蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结：⑸热量从（汽－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源：⑹在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。其充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
具体安装结构，本实施例中的所述滚刀两端的轴承端盖140上均呈圆周布设有多道第一凹槽201，滚刀的芯轴110两端呈圆周布设有多道第二凹槽202；第二凹槽和第一凹槽一一对应设置，从而形成呈L型的放置槽，热管200匹配嵌设在对应的第二凹槽202和第一凹槽201形成的放置槽内，由此，使得热管第一端部吸收轴承端盖的热量传递至芯轴中部，直至内外温度均衡。
进一步的，本申请中的热管200的第一端部连接有集热片（图中未示出），其呈片状，表面积远远大于单个热管的截面积，用于增加接触面积，从而便于吸收外围部件的热量；还可以将集热片的至少一部分布设在所述滚刀的油脂中，从而实现对油脂的冷却，从而实现油脂接触到的部件的热量的均衡, 集热片的材质可以选用铜等导热性能好的材料。
本申请还提供了一种滚刀，包括芯轴110、刀毂120、设置在所述芯轴110与刀毂120之间的轴承130和设置在轴承两侧的轴承端盖140；在所述刀毂120上设置有刀圈121；在所述芯轴110和轴承端盖140之间设置上述实施例中的热量均衡结构，实现滚刀的外围和芯部的热量传递。
本申请的滚刀还包括浮动密封，所述热管200的第一端部延伸至所述浮动密封位置的油脂中。
对于滚刀的结构，其还可以进一步的通过设置冷却结构（如布设在芯轴中部的循环冷却管，其可以为油冷或水冷，或其他冷却方式），实现内外均衡冷却，避免传统的冷却结构导致的内外温差加剧的问题的发生，从而实现了滚刀的性能进一步优化。
本申请还公开了一种刀盘，包括刀盘本体和掘进刀具，至少一部分所述掘进刀具为上述的滚刀，刀盘本体的其他结构可以与现有技术中的结构相同，故不再重述。
上述结构的设计，其能够通过热管很好地将高温处热量传递给低温处，实现整个滚刀温度的均衡；降低高温区域影响，增加滚刀使用寿命；同时无需更改任何安装结构或配置外围配件即可实现滚刀高温处的冷却；进一步的实现刀盘上全部滚刀或者外围位置的滚刀进行优化，提高整个刀盘的性能，降低维护频率，提高使用寿命和稳定性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的 “一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (7)
1.一种热量均衡结构，用于滚刀的外围与芯部的热量传递，其特征在于，包括热管；
所述热管的第一端部与所述滚刀的外围部件贴合，所述热管的第二端部延伸至所述滚刀的芯部。
2.根据权利要求1所述的热量均衡结构，其特征在于，所述滚刀两端的轴承端盖上均呈圆周布设有多道第一凹槽，所述滚刀的芯轴两端呈圆周布设有多道第二凹槽；所述热管匹配嵌设在对应的第一凹槽和第二凹槽内。
3.根据权利要求1或2所述的热量均衡结构，其特征在于，所述热管的第一端部连接有集热片，所述集热片用于增加接触面积。
4.根据权利要求3所述的热量均衡结构，其特征在于，所述集热片布设在所述滚刀的油脂中。
5.一种滚刀，其特征在于，包括：
芯轴；
刀毂，在所述刀毂上设置有刀圈；
设置在所述芯轴与刀毂之间的轴承；以及
设置在轴承两侧的轴承端盖；
在所述芯轴和轴承端盖之间设置有如权利要求1-4任一所述的热量均衡结构，实现滚刀的外围和芯部的热量传递。
6.根据权利要求5所述的滚刀，其特征在于，还包括浮动密封，所述热管的第一端部延伸至所述浮动密封位置的油脂中。
7.一种刀盘，其特征在于，包括刀盘本体和掘进刀具，至少一部分所述掘进刀具为如权利要求5或6所述的滚刀。
Priority Applications (1)
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| CN201920445612.XU CN209892207U (zh) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 热量均衡结构、滚刀及刀盘 |
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| CN (1) | CN209892207U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111550254A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-08-18 | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 | 一种适应高温地层的新型滚刀结构 |
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- 2019-04-03 CN CN201920445612.XU patent/CN209892207U/zh active Active
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| CN111550254A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-08-18 | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 | 一种适应高温地层的新型滚刀结构 |
| CN111550254B (zh) * | 2020-05-23 | 2021-10-01 | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 | 一种适应高温地层的新型滚刀结构 |
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