CN209924995U - 一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，属于施工机械设备领域。本装置在盾壳前方设有刀盘，刀盘的工作面安装有刀具，刀盘的工作面设有刮泥杆槽，刮泥杆嵌在刮泥杆槽内；所述的盾壳内设有支撑板，支撑板上设有刮泥杆伸缩控制装置和刮泥杆定位装置；刮泥杆固定轴一端连接刮泥杆，另一端通过环槽与刮泥杆伸缩控制装置连接，通过刮泥杆伸缩控制装置带动刮泥杆固定轴伸缩；所述的刮泥杆固定轴上设有卡槽，刮泥杆固定轴伸出状态下，刮泥杆定位装置与卡槽位置对应，卡在卡槽内。相比传统的刀盘泥饼去除方法而言，其效果更加高效可靠，同时高压水直接喷向刀盘面，其冲刷效果更加有效，高压水可冲刷到任意位置。

Description

一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置

技术领域

本实用新型属于施工机械设备领域，具体涉及一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置。

背景技术

盾构机掘进施工过程中，刀盘上的刀具切削土体，然而，刀盘在与土体相互作用时，易使土体在刀盘上发生板结而形成泥饼，尤其是土体黏性成分含量较高、地层强度较大时，刀盘与地层摩擦作用下易产生高温，土体极易在刀盘面板上形成泥饼。随着泥饼体积的增加，板结土体将影响刀具切削土体的效率，当刀盘上安装有滚刀（主要用于破碎岩体）时，板结的土体将影响滚刀的正常转动，当刀盘转动而滚刀停止转动时，滚刀的破岩能力失效，滚刀同时发生偏磨。当刀盘上发生结泥饼时，盾构施工过程对周围土体的扰动加大，从而对周围环境产生影响。

为了解决刀盘前端结泥问题，“一种泥水盾构高压冲刷切削装置”（申请号：201720609185.5）提出了从刀盘背部采用高压水冲刷刀盘来清除刀盘泥饼，但从现在的应用发现，当从刀盘背部采用高压水冲刷刀盘时，对于刀盘前端的泥饼清除效果并不理想，且仅采用高压水冲刷时，其效率低，有时甚至难以达到清除泥饼的效果。

“一种盾构结泥饼的处理结构”（申请号：201420424130.3）提出在盾构机发生结泥时，在其前方20-40m位置施工一道刷泥墙，刷泥墙采用碎石层与水泥土层交替构成，刷泥墙底部位于刀盘下边缘以下2m处，刷泥墙顶部位于刀盘上边缘以上2m处。采用此方法清除刀盘前端的泥饼时，对刀盘上的刀具摩损较大，且刷泥墙的施工成本极高，甚至需要合适的环境下才具备施工刷泥墙的条件。

为了解决泥水平衡盾构机刀盘前端结泥问题，“一种泥水平衡盾构机及其刀盘防结泥饼装置”（申请号：201811197513.0）提出了采用刮泥板与冲刷头组合清泥水平衡盾构机刀盘除泥饼的装置。 此专利的冲刷头安装在刀盘上，因此对刀盘上的泥饼冲刷效果差，用水量大，当用于土压平衡盾构机时，过多的水将影响渣土的性能，因此用于土压平衡盾构机时可行性差。此外，该发明专利中的刮泥板伸缩装置的托架固定在刀盘上，因此当刮泥板伸出时，刮泥板无法与刀盘形成相对转动，只能依靠刮泥板伸出时起到刮泥作用，因此其刮泥效果差。

因此有必要提出一种更加高效可靠、成本更低的土压平衡盾构机刀盘泥饼清除装置。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，本刮除装置的刮泥杆与刀具能够相对转动，由此实现刮泥功能。刮泥的同时能够向刀具喷射高压水，提高刮泥效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，盾壳前方设有刀盘，刀盘的工作面安装有刀具，其特征在于：刀盘的工作面设有刮泥杆槽，刮泥杆嵌在刮泥杆槽内；所述的盾壳内设有支撑板，支撑板上设有刮泥杆伸缩控制装置和刮泥杆定位装置；刮泥杆固定轴一端连接刮泥杆，另一端依次穿过刀盘和支撑板，通过环槽与刮泥杆伸缩控制装置连接，通过刮泥杆伸缩控制装置带动刮泥杆固定轴伸缩；所述的刮泥杆固定轴上设有卡槽，刮泥杆固定轴伸出状态下，刮泥杆定位装置与卡槽位置对应，卡在卡槽内。

所述的刮泥杆固定轴与刮泥杆内部设有连通的高压水通道；高压水通道由刮泥杆固定轴通向刮泥杆，并向刮泥杆长度方向延伸；刮泥杆内部的高压水通道朝刀盘方向均匀的设置有刮泥杆射水孔。

所述的刮泥杆前后端面与刀盘设有刀具的端面平行，刮泥杆前端面宽度小于后端面宽度，刮泥杆两侧面为对称下凹的弧面；刮泥杆靠近刀盘的端面与两侧下凹的弧面形成尖角。

刮泥杆伸缩控制装置包括有可伸缩活塞杆，可伸缩活塞杆的端部设有定位块，所述的定位块插入环槽中，带动刮泥杆固定轴与可伸缩活塞杆一同运动。

所述的刮泥杆定位装置包括有伸缩杆，所述的伸缩杆伸缩方向与刮泥杆固定轴的径向方向相同；刮泥杆固定轴伸出状态下，卡槽位置与伸缩杆对应，伸缩杆伸出并卡在卡槽中。

刀盘上设有角度位置传感器。

本实用新型的有益效果为：

相比传统的刀盘泥饼去除方法而言，本实用新型结构更加高效可靠，同时高压水直接喷向刀盘面，其冲刷效果更加有效，高压水可冲刷到任意位置。当刀盘发生结泥时可随时开启此装置。

附图说明

图1为本实用新型刮泥杆未伸出至刀盘前端状态图；

图2为本实用新型刮泥杆伸出至刀盘前端状态图；

图3为无射水孔位置的刮泥杆横断面；

图4为射水孔位置的刮泥杆横断面；

图5为本实用新型刮泥杆立体图。

具体实施方式

为了使得本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外定义，本实用新型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。本实用新型中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者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”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还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。

为了保持本实用新型实施例的以下说明清楚且简明，本实用新型省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1-2所示，一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，盾壳8前方设有刀盘1，刀盘1的工作面安装有刀具2。

刀盘1的工作面设有刮泥杆槽，刮泥杆3嵌在刮泥杆槽内。具体的，刮泥杆槽与刀具2位置错开设置，所述的刮泥杆槽为长方形凹槽。

盾壳8内设有支撑板7，支撑板7上安装有刮泥杆伸缩控制装置5和刮泥杆定位装置6。

刮泥杆固定轴4一端连接刮泥杆3，另一端依次穿过刀盘1和支撑板7，通过环槽4-2与刮泥杆伸缩控制装置5连接，通过刮泥杆伸缩控制装置5带动刮泥杆固定轴4伸缩运动。具体的，刮泥杆伸缩控制装置5包括有可伸缩活塞杆5-1，可伸缩活塞杆5-1的端部设有定位块5-2，所述的定位块5-2插入环槽4-2中，由此将定位块5-2与刮泥杆固定轴4在长度方向上定位，通过可伸缩活塞杆5-1带动刮泥杆固定轴4一同运动。当刮泥杆固定轴4缩回时，刮泥杆3嵌在刮泥杆槽内，由于定位块5-2插入的是环槽4-2，因此，刮泥杆3与刀盘1一同转动时，刮泥杆固定轴4可以与刮泥杆3同步转动。

所述的刮泥杆固定轴4上设有卡槽4-3，刮泥杆固定轴4伸出状态下，刮泥杆定位装置6与卡槽4-3位置对应，卡在卡槽4-3内。具体的，所述的刮泥杆定位装置6包括有伸缩杆，所述的伸缩杆伸缩方向与刮泥杆固定轴4的径向方向相同；刮泥杆固定轴4伸出状态下，卡槽4-3位置与伸缩杆对应，伸缩杆伸出并卡在卡槽4-3中，使刮泥杆固定轴4停止转动，从而使刮泥杆3停止转动。此时旋转的刀盘1上的刀具2与静止的刮泥杆3产生相对运动，刮泥杆3将泥饼去除。

刀盘1上设角度位置传感器。角度位置传感器能够感知刀盘实时角度信息。当需要清理刀盘时，通过刮泥杆伸缩控制装置5控制刮泥杆3伸出，并且控制刮泥杆定位装置6将刮泥杆3定位并停止旋转。清理之前和清理之后的角度信息通过角度位置传感器进行检测，保证清理前刮泥杆3伸出时刀盘的角度位置与清理后刀盘角度位置相同，使刮泥杆3使用后能够准确的缩回刮泥杆槽中。

优选的，如图3所示，所述的刮泥杆固定轴4与刮泥杆3内部设有连通的高压水通道4-1；高压水通道4-1由刮泥杆固定轴4通向刮泥杆3，并向刮泥杆3长度方向延伸。刮泥杆3内部的高压水通道4-1朝刀盘1方向均匀的设置有刮泥杆射水孔4-1-1。由此，通过刮泥杆射水孔4-1-1向刀盘工作面喷射高压水，高压水可冲刷到任意位置增加清除效果。

优选的，所述的刮泥杆3前后端面与刀盘1设有刀具2的端面平行，刮泥杆3前端面宽度小于后端面宽度，刮泥杆3两侧面为对称下凹的弧面；刮泥杆3靠近刀盘1的端面与两侧下凹的弧面形成尖角。由此增加刮泥效果。刮泥杆3整体结构如图5所示。

优选的，如图4所示，刮泥杆射水孔4-1-1由高压水通道4-1向刮泥杆3靠近刀盘1的端面两侧的尖角方向延伸喷出，每个喷射截面上可以设有两个刮泥杆射水孔4-1-1，增加冲洗效果。

具体使用时：正常施工状态下，如图1所示，刮泥杆3与刀盘1一起转动。当盾构机刀盘前部结泥饼时，如图2所示，将刮泥杆3从刀盘1中刮泥杆槽中伸出并停止转动，当盾构机刀盘转动时，刀盘上的泥饼将被刮下，同时刮泥杆喷出高压水。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，盾壳（8）前方设有刀盘（1），刀盘（1）的工作面安装有刀具（2），其特征在于：刀盘（1）的工作面设有刮泥杆槽，刮泥杆（3）嵌在刮泥杆槽内；所述的盾壳（8）内设有支撑板（7），支撑板（7）上设有刮泥杆伸缩控制装置（5）和刮泥杆定位装置（6）；刮泥杆固定轴（4）一端连接刮泥杆（3），另一端依次穿过刀盘（1）和支撑板（7），通过环槽（4-2）与刮泥杆伸缩控制装置（5）连接，通过刮泥杆伸缩控制装置（5）带动刮泥杆固定轴（4）伸缩；所述的刮泥杆固定轴（4）上设有卡槽（4-3），刮泥杆固定轴（4）伸出状态下，刮泥杆定位装置（6）与卡槽（4-3）位置对应，卡在卡槽（4-3）内。

2.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，其特征在于：所述的刮泥杆固定轴（4）与刮泥杆（3）内部设有连通的高压水通道（4-1）；高压水通道（4-1）由刮泥杆固定轴（4）通向刮泥杆（3），并向刮泥杆（3）长度方向延伸；刮泥杆（3）内部的高压水通道（4-1）朝刀盘（1）方向均匀的设置有刮泥杆射水孔（4-1-1）。

3.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，其特征在于：所述的刮泥杆（3）前后端面与刀盘（1）设有刀具（2）的端面平行，刮泥杆（3）前端面宽度小于后端面宽度，刮泥杆（3）两侧面为对称下凹的弧面；刮泥杆（3）靠近刀盘（1）的端面与两侧下凹的弧面形成尖角。

4.据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，其特征在于：刮泥杆伸缩控制装置（5）包括有可伸缩活塞杆（5-1），可伸缩活塞杆（5-1）的端部设有定位块（5-2），所述的定位块（5-2）插入环槽（4-2）中，带动刮泥杆固定轴（4）与可伸缩活塞杆（5-1）一同运动。

5.据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，其特征在于：所述的刮泥杆定位装置（6）包括有伸缩杆，所述的伸缩杆伸缩方向与刮泥杆固定轴（4）的径向方向相同；刮泥杆固定轴（4）伸出状态下，卡槽（4-3）位置与伸缩杆对应，伸缩杆伸出并卡在卡槽（4-3）中。

6.据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机刀盘泥饼刮除装置，其特征在于：刀盘（1）上设有角度位置传感器。

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