CN210178350U - 一种竖井用全断面掘进机及其排渣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种竖井用全断面掘进机及其排渣装置。其中，一种竖井用全断面掘进机的排渣装置，包括设于刀盘中心的轴向排渣口和若干沿刀盘的径向方向延伸的进渣辐条，进渣辐条具有进渣口，还包括设于进渣辐条的径向螺旋输送组件和沿刀盘的轴向延伸且与轴向排渣口相连通的轴向螺旋输送组件。经刀盘上的刀具切削下的渣土由进渣口流入径向螺旋输送组件，渣土被径向螺旋输送组件输送至轴向排渣口，接着渣土再由轴向螺旋输送组件排出至地表。在竖井的掘进过程中，渣土经径向螺旋输送组件和轴向螺旋输送组件实现连续输送，克服排渣速度受高度差影响，能够实现连续稳定地排渣，因此排渣效率较高、功能较丰富、结构简单紧凑且适应性较好。本实用新型还公开一种包含上述排渣装置的竖井用全断面掘进机。

Description

一种竖井用全断面掘进机及其排渣装置

技术领域

本实用新型涉及掘进装备领域，特别涉及一种竖井用全断面掘进机的排渣装置。本实用新型还涉及一种包含前述排渣装置的竖井用全断面掘进机。

背景技术

在我国太空登月、7000m深海探测及1500m海洋钻井等极限目标陆续实现并继续推进的背景下，向地球深部进军是我国必须解决的战略科技问题，也是我国今后相当长一段时间内将面临的重大科学难题与技术挑战。作为进入地下空间的主要通道，安全高效建造竖井，尤其是千米级竖井，是上述重大工程建设的首要问题，对于保障能源与国防安全、推动基础科学发展、促进“一带一路”沿线国家资源合作开发意义重大。

现有用于挖掘竖井的全断面掘进机通常包括用于排泄渣土的排渣装置。一般地，现有的排渣装置包括用于将泥浆压入泥水仓的泥浆泵和用于供泥浆流通的泥浆循环管路，从而通过泥浆循环的方式排出渣土。然而，随着竖井开挖深度的增加，泥浆循环管路的高度差随之增大，导致泥浆泵的输送能力受高度差的限制，严重影响排渣效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种竖井用全断面掘进机的排渣装置，排渣效率较高、功能较丰富、结构简单紧凑且适应性较好。本实用新型的另一目的在于提供一种包括前述排渣装置的竖井用全断面掘进机，有利于提升挖掘效率。

其具体方案如下：

本实用新型提供一种竖井用全断面掘进机的排渣装置，包括：

用于设于刀盘中心的轴向排渣口；

若干用于沿刀盘的径向方向延伸且具有进渣口的进渣辐条；

设于所述进渣辐条、用于将进入所述进渣口的渣土输送至所述轴向排渣口的径向螺旋输送组件；

用于沿刀盘的轴向延伸且与所述轴向排渣口相连通以将流经所述轴向排渣口的渣土排出的轴向螺旋输送组件。

优选地，所述轴向螺旋输送组件远离所述轴向排渣口的一端设有端部排渣口，还包括设于所述端部排渣口、用于输送从所述端部排渣口排出的渣土的皮带输送机。

优选地，所述进渣辐条具有与所述进渣口相连通并用于容纳所述径向螺旋输送组件的径向容纳槽，所述径向螺旋输送组件包括：

平行于所述进渣辐条设置的径向驱动轴；

固设于所述径向驱动轴外周、用于输送渣土的径向螺旋叶片；

设于所述径向驱动轴端部以驱动所述径向驱动轴转动的径向驱动件。

优选地，所述轴向螺旋输送组件包括：

沿轴向延伸的轴向驱动轴；

固设于所述轴向驱动轴外周、用于输送渣土的轴向螺旋叶片；

固设于所述轴向螺旋叶片外周的轴向输送壳；

用于设于所述轴向驱动轴远离刀盘的一端以驱动所述轴向驱动轴转动的轴向驱动件。

优选地，若干所述进渣辐条呈辐射状均匀分布。

优选地，所述径向螺旋叶片的螺距小于所述轴向螺旋叶片的螺距。

优选地，还包括：

设于所述轴向排渣口、用于检测渣土流量的流量检测装置；

分别与所述流量检测装置和所述轴向驱动件相连、用于根据所述流量检测装置发送的信号调节所述轴向驱动件转速的控制装置。

优选地，还包括：

设于所述径向驱动轴、用于检测所述径向驱动轴转速的速度检测装置；

与所述控制装置相连以发出警报的报警装置；

所述控制装置用于根据所述速度检测装置发送的信号在所述径向驱动轴的转速变为零时控制所述报警装置发出警报。

本实用新型还提供一种竖井用全断面掘进机，包括切削装置和与所述切削装置相连的如上任一项所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置。

优选地，所述切削装置包括：

与所述刀盘相连的支撑架；

设于所述支撑架、用于驱动所述刀盘转动的刀盘驱动件；

设于所述支撑架与所述轴向螺旋输送组件之间、用于支撑所述支撑架相对于所述轴向螺旋输送组件转动的回转支撑件。

相对于背景技术，本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置，包括设于刀盘中心的轴向排渣口和若干用于沿刀盘的径向方向延伸的进渣辐条，所述进渣辐条具有进渣口，还包括设于所述进渣辐条的径向螺旋输送组件和沿刀盘的轴向延伸且与所述轴向排渣口相连通的轴向螺旋输送组件。

经刀盘上的刀具切削下的渣土由进渣口流入所述径向螺旋输送组件，渣土在所述径向螺旋输送组件输送下流入所述轴向排渣口；进一步地，流入所述轴向排渣口的渣土由所述轴向螺旋输送组件排出至地表。

由此可知，在竖井的掘进过程中，渣土经所述径向螺旋输送组件和所述轴向螺旋输送组件实现连续输送，克服排渣速度受高度差影响，能够实现连续稳定地排渣，故有利于提升排渣效率。

进一步地，由于全部所述进渣辐条固设于刀盘外周，使刀盘与所述进渣辐条为一体式结构，从而使本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置既能够用于开挖岩体或土体，又能够用于排出开挖过程产生的渣土，功能较丰富；同时还能够避免在刀盘的切割面单独增设排渣设备，结构简单紧凑，占用空间较小，从而使刀盘能够适用于开挖空间较小的岩体或土体，适应性自然较好。

因此，本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置的排渣效率较高、功能较丰富、结构简单紧凑且适应性较好。

本实用新型所提供的包含排渣装置的竖井用全断面掘进机，提升排渣装置的排渣效率有利于切削装置快速稳定地切削岩体或土体，因此有利于提升挖掘效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施例所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置的结构简图；

图2为本实用新型刀盘及径向螺旋输送组件的组装结构简图。

附图标记如下：

刀盘1、轴向排渣口2、进渣口3、进渣辐条4、径向螺旋输送组件5、轴向螺旋输送组件6、端部排渣口7和切削装置8；

径向容纳槽51、径向螺旋叶片52和径向驱动件53；

轴向螺旋叶片61、轴向输送壳62和轴向驱动件63；

支撑架81、刀盘驱动件82和回转支撑件83。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型一种具体实施例所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置的结构简图；图2为本实用新型刀盘1及径向螺旋输送组件5的组装结构简图。

本实用新型实施例公开了一种竖井用全断面掘进机的排渣装置，包括轴向排渣口2、进渣辐条4、径向螺旋输送组件5和轴向螺旋输送组件6。

轴向排渣口2优选为设于刀盘1中心的圆形通孔，但轴向排渣口2的结构不限于圆形。

进渣辐条4包括若干根，在该具体实施例中，刀盘1具体设有六根进渣辐条4。每根进渣辐条4沿刀盘1的径向方向延伸，优选地，刀盘1呈圆盘状，若干根进渣辐条4呈辐射状均匀分布。每根进渣辐条4设有用于供渣土流入径向螺旋输送组件5的进渣口3。

若干根进渣辐条4固设于刀盘1的外周，使刀盘1与进渣辐条4为一体式结构，使本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置既能够用于开挖岩体或土体，又能够用于排出开挖过程产生的渣土，功能较丰富；同时还能够避免在刀盘的切割面单独增设排渣设备，结构简单紧凑，占用空间较小，从而使刀盘能够适用于开挖空间较小的岩体或土体，适应性自然较好。

径向螺旋输送组件5设于进渣辐条4，以便将进入进渣口3的渣土输送至轴向排渣口2。每根进渣辐条4对应设置一组径向螺旋输送组件5。在该具体实施例中，进渣辐条4具有与进渣口3相连通的径向容纳槽51，以便容纳径向螺旋输送组件5。径向容纳槽51优选矩形凹槽。优选地，每组径向螺旋输送组件5 包括径向驱动轴、径向螺旋叶片52和径向驱动件53。径向驱动轴平行于进渣辐条4设置，且一端铰接于径向容纳槽51的端部，以便在径向容纳槽51内转动。径向螺旋叶片52优选通过焊接的方式固设于径向驱动轴外周，利用渣土本身与径向螺旋叶片52之间的磨损阻力使旋转的径向螺旋叶片52能够实现渣土输送。径向螺旋叶片52的外径小于径向容纳槽51的宽度，以保证径向螺旋叶片 52随径向驱动轴顺利旋转。径向驱动件53设于径向驱动轴远离轴向排渣口2的一端，用于驱动径向驱动轴转动。径向驱动件53优选驱动电机，但类型不限于此。

轴向螺旋输送组件6沿刀盘1的轴向延伸，且与轴向排渣口2相连通，以便通过自身旋转将流经轴向排渣口2的渣土排出。在该具体实施例中，优选地，轴向螺旋输送组件6包括轴向驱动轴、轴向螺旋叶片61、轴向输送壳62和轴向驱动件63。其中，轴向驱动轴沿刀盘1的轴向延伸，自然，轴向驱动轴垂直于径向驱动轴设置。轴向螺旋叶片61固设于轴向驱动轴的外周，以便将渣土从竖井底部输送至地面。轴向输送壳62固设于轴向螺旋叶片61外周，为渣土的输送提供输送通道。轴向输送壳62优选圆柱状壳体，且轴向输送壳62的内径与轴向螺旋叶片61的外径大致相等，以防渣土在输送过程因重力作用下漏出。轴向驱动件63设于轴向驱动轴远离刀盘1的一端，用于驱动轴向驱动轴转动。轴向驱动件63优选驱动电机，但不限于此。

本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置的工作原理为：经刀盘1上的刀具切削下的渣土由进渣口3流入径向螺旋输送组件5，渣土在径向螺旋输送组件5的输送下流入轴向排渣口2，流入轴向排渣口2的渣土由轴向螺旋输送组件6排出至地表，从而实现排渣。

综上所述，在竖井的掘进过程中，渣土经径向螺旋输送组件5和轴向螺旋输送组件6实现连续输送，克服排渣速度受高度差影响，能够实现连续稳定地排渣，有利于提升排渣效率。因此，本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机的排渣装置的排渣效率较高、功能较丰富、结构简单紧凑且适应性较好。

优选地，轴向螺旋输送组件6远离轴向排渣口2的一端设有端部排渣口7，相应地，本实用新型还包括设于端部排渣口7的皮带输送机，以便输送从端部排渣口7排出的渣土，皮带输送机的设置能够保证渣土继续实现连续输送，有利于进一步提升排渣效率。

鉴于一组轴向螺旋输送组件6用于输送多组径向螺旋输送组件5排出的渣土，为保证渣土实现顺利输送，在该具体实施例中，优选地，径向螺旋叶片 52的螺距小于轴向螺旋叶片61的螺距，从而保证轴向螺旋输送组件6的输送量大于径向螺旋输送组件5的输送量，防止渣土出现堆积堵塞。

为实现节能，本实用新型还包括流量检测装置和控制装置，其中，流量检测装置设于轴向排泄口，用于检测渣土的流量。流量检测装置可以是流量检测传感器，但不限于此。控制装置分别与流量检测装置和轴向驱动件63相连，以便根据流量检测装置发送的信号调节轴向驱动件63转速。当轴向排渣口2的渣土流量大于等于预设流量时，流量检测装置发送信号至控制装置，控制装置根据发送的信号调整轴向驱动件63的转速，使轴向驱动件63的转速增大，从而使轴向螺旋输送组件6的输送量与径向螺旋输送组件5的输送量相匹配，防止渣土出现堆积；当轴向排渣口2的渣土流量小于预设流量时，流量检测装置发送信号至控制装置，使控制装置调低轴向驱动件63的转速，进一步使轴向螺旋输送组件6的输送量与径向螺旋输送组件5的输送量相匹配，降低轴向驱动件63能耗，从而充分利用资源，有利于实现节能。在此需要说明的是，预设流量是指轴向排渣口2的额定流量。

为提升安全性，本实用新型还包括速度检测装置和报警装置。速度检测装置设于径向驱动轴，用于检测径向驱动轴的转速。速度检测装置优选编码器，但其类型不限于此。报警装置与控制装置相连，用于发送警报，以便及时提醒操作人员进行停机操作等。当径向驱动轴的转速突变为零时，速度检测装置发送信号至控制装置，意味着径向螺旋输送组件5极可能因渣土严重堵塞而停止运转，从而控制装置控制报警装置发送警报，提醒操作人员及时停机清渣，防止烧坏径向驱动件53，安全性自然有所提升。

本实用新型提供一种竖井用全断面掘进机，包括切削装置8和上述与切削装置8相连的排渣装置。

其中，切削装置8包括支撑架81、刀盘驱动件82和回转支撑件83。支撑架 81与刀盘1相连，用于支撑刀盘驱动件82和回转支撑件83。支撑架81包括固设于回转支撑件83外周的支撑壳体，以防渣土等进入回转支撑件83内，起到保护回转支撑件83。支撑架81还包括固连于支撑壳体与刀盘1之间的支撑腿。刀盘驱动件82设于支撑架81，从而通过支撑架81带动刀盘1转动，进而使刀盘1 上的刀具能够切削土体或岩体。刀盘驱动件82具体为设于支撑壳体上的驱动电机，但刀盘驱动件82的结构及安装位置均不限于此。回转支撑件83设于支撑架81与轴向螺旋输送组件6之间，以便支撑起支撑架81相对于轴向螺旋输送组件6转动。回转支撑件83优选止推轴承，其内圈与轴向输送壳62过盈连接，其外圈与支撑壳体的内侧壁过盈连接。当然，回转支撑件83的类型不限于此。

由于排渣装置排渣效率的提升，使得切削装置8能够快速稳定地切削岩体或土体，因此本实用新型所提供的包含排渣装置的竖井用全断面掘进机有利于提升挖掘效率。

以上对本实用新型所提供的竖井用全断面掘进机及其排渣装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，包括：

用于设于刀盘(1)中心的轴向排渣口(2)；

若干用于沿刀盘(1)的径向方向延伸且具有进渣口(3)的进渣辐条(4)，全部所述进渣辐条(4)用于固设于刀盘(1)的外周；

设于所述进渣辐条(4)、用于将进入所述进渣口(3)的渣土输送至所述轴向排渣口(2)的径向螺旋输送组件(5)；

用于沿刀盘(1)的轴向延伸且与所述轴向排渣口(2)相连通以将流经所述轴向排渣口(2)的渣土排出的轴向螺旋输送组件(6)。

2.根据权利要求1所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，所述轴向螺旋输送组件(6)远离所述轴向排渣口(2)的一端设有端部排渣口(7)，还包括设于所述端部排渣口(7)、用于输送从所述端部排渣口(7)排出的渣土的皮带输送机。

3.根据权利要求1所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，所述进渣辐条(4)具有与所述进渣口(3)相连通并用于容纳所述径向螺旋输送组件(5)的径向容纳槽(51)，所述径向螺旋输送组件(5)包括：

平行于所述进渣辐条(4)设置的径向驱动轴；

固设于所述径向驱动轴外周、用于输送渣土的径向螺旋叶片(52)；

设于所述径向驱动轴端部以驱动所述径向驱动轴转动的径向驱动件(53)。

4.根据权利要求3所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，所述轴向螺旋输送组件(6)包括：

沿轴向延伸的轴向驱动轴；

固设于所述轴向驱动轴外周、用于输送渣土的轴向螺旋叶片(61)；

固设于所述轴向螺旋叶片(61)外周的轴向输送壳(62)；

用于设于所述轴向驱动轴远离刀盘(1)一端以驱动所述轴向驱动轴转动的轴向驱动件(63)。

5.根据权利要求3所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，若干所述进渣辐条(4)呈辐射状均匀分布。

6.根据权利要求4所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，所述径向螺旋叶片(52)的螺距小于所述轴向螺旋叶片(61)的螺距。

7.根据权利要求4所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，还包括：

设于所述轴向排渣口(2)、用于检测渣土流量的流量检测装置；

分别与所述流量检测装置和所述轴向驱动件(63)相连、用于根据所述流量检测装置发送的信号调节所述轴向驱动件(63)转速的控制装置。

8.根据权利要求7所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置，其特征在于，还包括：

设于所述径向驱动轴、用于检测所述径向驱动轴转速的速度检测装置；

与所述控制装置相连以发出警报的报警装置；

所述控制装置用于根据所述速度检测装置发送的信号在所述径向驱动轴的转速变为零时控制所述报警装置发出警报。

9.一种竖井用全断面掘进机，其特征在于，包括切削装置(8)和与所述切削装置(8)相连的如权利要求1至8任一项所述的竖井用全断面掘进机的排渣装置。

10.根据权利要求9所述的竖井用全断面掘进机，其特征在于，所述切削装置(8)包括：

与所述刀盘(1)相连的支撑架(81)；

设于所述支撑架(81)、用于驱动所述刀盘(1)转动的刀盘驱动件(82)；

设于所述支撑架(81)与所述轴向螺旋输送组件(6)之间、用于支撑所述支撑架(81)相对于所述轴向螺旋输送组件(6)转动的回转支撑件(83)。

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