CN210217741U - 一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机 - Google Patents
一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，包括刀盘辐条、设置于刀盘辐条上的刀具和锯齿状滚刀、与所述刀盘辐条连接的中心旋转轴、置于刀盘辐条后方的土仓挡板、与所述土仓挡板连接的冲击碎石结构，所述冲击碎石结构包括固定在土仓挡板上的密封套筒和冲击锤、置于所述密封套筒内的冲击活塞，所述冲击活塞将密封套筒的内腔密封分隔成液压腔和气腔，所述土仓挡板与所述刀盘辐条之间形成土仓，所述冲击锤穿过土仓挡板，冲击锤的大锤端位于液压腔中，冲击锤的细尖端位于土仓中，所述液压腔连通一液压导流管，液压站通过液压导流管连接液压腔。该装置结构简单，外形小巧，夹持能力强，冲击破碎能力高，工作可靠。
Description
技术领域
本实用新型实用新型涉及地下管廊工程领域，具体地，涉及一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机。
背景技术
在顶管法施工中，如果土压平衡式顶管机或泥水平衡式顶管机在砂卵石、大漂石地层中掘进，当刀盘前方遇到粒径大于刀盘最大开口直径的漂石却无法破碎的情况时，大粒径的漂石可能随刀盘一起转动甚至憋死刀盘，给掘进带来许多难以克服的困难，如所需扭矩、推力增大，刀具、刀盘磨损严重，大粒径大漂石的处置代价大，沉降失控，工期拖延，成本增大等。如何快速、安全、有效地破碎大粒径的砂卵石、漂石等，成为顶管施工的一个难点。
实用新型内容
本实用新型提供一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，利用油气混合式冲击锤结构进行瞬间撞击，可有效地破碎大粒径的卵石、漂石，使掘进顺利进行。
本实用新型油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，包括刀盘辐条1、设置于刀盘辐条1上的刀具2和锯齿状滚刀3、与所述刀盘辐条1连接的中心旋转轴11、置于刀盘辐条1后方的土仓挡板5、与所述土仓挡板5连接的冲击碎石结构，所述冲击碎石结构包括固定在土仓挡板5上的密封套筒10和冲击锤4、置于所述密封套筒10内的冲击活塞8，所述冲击活塞8将密封套筒10的内腔密封分隔成液压腔7和气腔9，所述土仓挡板5与所述刀盘辐条1之间形成土仓13，所述冲击锤4穿过土仓挡板，冲击锤4的大锤端位于液压腔7中，冲击锤4的细尖端位于土仓13中，所述液压腔7连通一液压导流管12，液压站通过液压导流管12连接液压腔7。
可选地，冲击锤4沿着土仓挡板5圆周均匀分布，冲击锤4细尖端凸出土仓挡板5位于土仓13中，并与土仓13内的搅拌螺旋叶片无干涉。
可选地，刀盘辐条1上设置的锯齿状滚刀3为横向锯齿状的刀具。
可选地，冲击锤4的大锤端设置于液压腔7内；冲击活塞8的外径与密封套筒10的内径配合密封，将液压腔7与气腔9隔开。
可选地，密封套筒10内径与冲击活塞8外径之间、土仓挡板5内径与冲击锤4外径之间均设有环形卡槽，所述环形卡槽中均设有径向密封圈。
可选地，径向密封圈设置于密封套筒10内径与冲击活塞8外径之间的间隙以及土仓挡板5内径与冲击锤4外径之间的间隙中。
可选地，密封套筒10沿着土仓挡板5圆周均匀分布，并用内六角螺钉6紧固于土仓挡板5上。
可选地，所述气腔9内填充的气体是氮气。
可选地，所述土仓挡板5和刀盘辐条1上面设置测距传感器。大漂石14位置由土仓挡板5和刀盘辐条1上面的传感器来确定，便于冲击锤4破碎大漂石14。
可选地，所述测距传感器为超声波传感器组。
可选地，所述油气混合式冲击破碎大漂石顶管机还设有推动土仓挡板5朝前向行进的液压千斤顶。更进一步地，液压千斤顶上设置有行程传感器。
气腔9提供冲击锤8所需的高压气流，液压站通过液压导流管12给液压腔7提供气腔9压缩所需的高压。
可选地，所述的密封套筒10沿着土仓挡板5圆周分布，通过密封圈密封并用内六角螺钉6紧固于土仓挡板5中。
所述的刀盘辐条1上安装具有破碎且能夹住大漂石功能的刀具，刀具侧面设置横向锯齿形刀刃。
与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，首先由侧面带锯齿形刀刃的刀具夹住前端不能破碎的卵石或漂石，然后通过油气混合式冲击锤瞬间撞击大漂石使其破碎，使掘进顺利进行，同时兼具以下优点：
(1)结构简单，外形小巧；
(2)通过刀盘辐条上的侧面带锯齿形刀刃的刀具和前端刀具夹持大卵石、大漂石，夹持能力稳固、可靠；
(3)通过液压站提供给液压腔压力传递给气腔，液压腔瞬间卸压，氮气推动冲击活塞驱动冲击锤撞击大漂石，瞬间冲击力大，漂石来不及运动，就得到破碎；
(4)该装置破碎大粒径大漂石的成本低，冲击破碎能力高，工作可靠，安全可控。
附图说明
图1是本实用新型油气混合式冲击破碎大漂石顶管机的总体结构示意图；
图2是本实用新型油气混合式冲击破碎大漂石顶管机的前端掘进部位示意图。
附图标记：1、刀盘辐条；2、刀具；3、锯齿状滚刀；4、冲击锤；5、土仓挡板；6、内六角螺钉；7、液压腔；8、冲击活塞；9、气腔；10、密封套筒；11、中心旋转轴；12、液压导流管；13、土仓；14、大漂石；15、中心刮刀。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，包括刀盘辐条1、设置于刀盘辐条1上的刀具2和锯齿状滚刀3、与所述刀盘辐条1连接的中心旋转轴11、置于刀盘辐条1后方的土仓挡板5、与所述土仓挡板5连接的冲击碎石结构，所述冲击碎石结构包括固定在土仓挡板5上的密封套筒10和冲击锤4、置于所述密封套筒10内的冲击活塞8，所述冲击活塞8将密封套筒10的内腔密封分隔成液压腔7和气腔9，所述土仓挡板5与所述刀盘辐条1之间形成土仓13，所述冲击锤4穿过土仓挡板，冲击锤4的大锤端位于液压腔7中，冲击锤4的细尖端位于土仓13中，所述液压腔7连通一液压导流管12，液压站通过液压导流管12连接液压腔7。
具体地，在进行碎石作业时，所述的大漂石14位置由土仓挡板5和刀盘辐条1上面的传感器来确定，便于冲击锤4击碎大漂石14。在掘进过程中，当前方遇到大卵石、大漂石14时，首先让刀盘辐条1转动合适角度，使冲击锤4对准该大卵石或大漂石，然后开启阀门让液压站流体通过液压导流管12进入液压腔7通过冲击活塞8压缩气腔9，当气腔压力达到设定值，液压腔瞬间卸压，氮气推动冲击活塞8，使冲击锤4瞬间撞击大漂石使其破碎的目的。
其中，气腔9提供冲击锤4所需的高压气流，液压站通过流体管道12给液压腔7提供气腔9压缩所需的高压，液压腔9瞬间卸压，冲击活塞8瞬间撞击冲击锤4，使大漂石得到破碎。
可选地，冲击锤4沿着土仓挡板5圆周均匀分布，冲击锤4细尖端凸出土仓挡板5位于土仓13中，并与土仓13内的搅拌螺旋叶片无干涉。
可选地，刀盘辐条1上设置的锯齿状滚刀3为横向锯齿状的刀具。
值得一提的是，通过此种结构，具有破碎且能夹住大漂石功能，通过刀盘的转动使刀盘与和锯齿状滚刀3夹住大漂石，便于定位破碎
可选地，冲击锤4的大锤端设置于液压腔7内；冲击活塞8的外径与密封套筒10的内径配合密封，将液压腔7与气腔9隔开。
可选地，密封套筒10内径与冲击活塞8外径之间、土仓挡板5内径与冲击锤4外径之间均设有环形卡槽，所述环形卡槽中均设有径向密封圈。
可选地，径向密封圈设置于密封套筒10内径与冲击活塞8外径之间的间隙以及土仓挡板5内径与冲击锤4外径之间的间隙中。
可选地，密封套筒10沿着土仓挡板5圆周均匀分布，并用内六角螺钉6紧固于土仓挡板5上。
可选地，所述气腔9内填充的气体是氮气。
可选地，所述土仓挡板5和刀盘辐条1上面设置测距传感器。大漂石14位置由土仓挡板5和刀盘辐条1上面的传感器来确定，便于冲击锤4破碎大漂石14。
可选地，所述测距传感器为超声波传感器组。
可选地，所述油气混合式冲击破碎大漂石顶管机还设有推动土仓挡板5朝前向行进的液压千斤顶。更进一步地，液压千斤顶上设置有行程传感器。
气腔9提供冲击锤8所需的高压气流，液压站通过液压导流管12给液压腔7提供气腔9压缩所需的高压。
可选地，所述的密封套筒10沿着土仓挡板5圆周分布，通过密封圈密封并用内六角螺钉6紧固于土仓挡板5中。
参照图2，冲击锤4的位置和数量需根据顶管机刀盘结构来布置，可以设置多组：刀盘直径越大，冲击锤4的数量就越多。冲击锤4之间的径向间隔与刀盘最大开口直径成一定比例，冲击锤4在刀盘辐条1上的位置根据刀具和泥浆注入口用于添加膨润土、泥浆或泡沫等的布置而定，以不发生相互干涉为准。
可选地，刀盘最大开口直径越大，冲击锤4的数量就越少。
更优地，在刀盘辐条1交叉的位置，设置有中心刮刀15，通过此种方式，顶管机的掘进效果更佳。
在顶管机掘进砂卵石、大漂石地层的时候，如果在掘进过程中遇到粒径大于刀盘最大开口直径的卵石、漂石，刀具有时无法对其进行破碎，这就会造成大漂石不能进入土仓，大漂石可能会随刀盘一起转动甚至拐死刀盘，使得刀盘扭矩和油缸推力均增大，不仅会严重磨损刀盘、刀具，而且可能使顶管机无法向前掘进。此时，停止刀盘的转动，由土仓挡板5和刀盘辐条1上布设的传感器确保能冲击锤4伸出穿过刀盘面板，然后在控制室内发出指令使冲击锤4的锤头伸出穿过刀盘面板。
可选的是，在刀盘辐条1和土仓挡板5上设置超声波传感器组，来进行测距，根据测距情况，保证冲击锤4的锤头不会发生干涉，从而可以伸出穿过刀盘面板，进而得以抵紧大漂石、大卵石。
如果冲击锤4的锤头没有接触到大漂石，那么油压变化不大。如果冲击锤4的锤头接触并抵紧了大漂石，那么油压会有大幅度的增加，停止冲击锤4锤头的推进，启动液压腔7使冲击活塞8压缩气腔9，当气腔压力达到设定值，阀门失效，液压腔瞬间卸压，氮气推动冲击活塞8使冲击锤4瞬间冲击大漂石达到破碎大漂石的目的。
如果冲击锤4的锤头伸出了设定的距离依然还没有接触到大漂石，则收回冲击锤4锤头，将刀盘转动一定角度后再伸出冲击锤4锤头，重复上述动作，直至找到刀盘前方的所有阻碍顶管机前进的大漂石并破碎为止。大漂石完成后，刀盘正常转动，顶管机继续向前推进。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：包括刀盘辐条(1)、设置于刀盘辐条(1)上的刀具(2)和锯齿状滚刀(3)、与所述刀盘辐条(1)连接的中心旋转轴(11)、置于刀盘辐条(1)后方的土仓挡板(5)、与所述土仓挡板(5)连接的冲击碎石结构，所述冲击碎石结构包括固定在土仓挡板(5)上的密封套筒(10)和冲击锤(4)、置于所述密封套筒(10)内的冲击活塞(8)，所述冲击活塞(8)将密封套筒(10)的内腔密封分隔成液压腔(7)和气腔(9)，所述土仓挡板(5)与所述刀盘辐条(1)之间形成土仓(13)，所述冲击锤(4)穿过土仓挡板，冲击锤(4)的大锤端位于液压腔(7)中，冲击锤(4)的细尖端位于土仓(13)中，所述液压腔(7)连通一液压导流管(12)，液压站通过液压导流管(12)连接液压腔(7)。
2.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：冲击锤(4)沿着土仓挡板(5)圆周均匀分布，冲击锤(4)细尖端凸出土仓挡板(5)位于土仓(13)中，并与土仓(13)内的搅拌螺旋叶片无干涉。
3.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：刀盘辐条(1)上设置的锯齿状滚刀(3)为横向锯齿状的刀具。
4.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：冲击锤(4)的大锤端设置于液压腔(7)内；冲击活塞(8)的外径与密封套筒(10)的内径配合密封，将液压腔(7)与气腔(9)隔开。
5.根据权利要求4所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：密封套筒(10)内径与冲击活塞(8)外径之间、土仓挡板(5)内径与冲击锤(4)外径之间均设有环形卡槽，所述环形卡槽中均设有径向密封圈。
6.根据权利要求5所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：径向密封圈设置于密封套筒(10)内径与冲击活塞(8)外径之间的间隙以及土仓挡板(5)内径与冲击锤(4)外径之间的间隙中。
7.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：密封套筒(10)沿着土仓挡板(5)圆周均匀分布，并用内六角螺钉(6)紧固于土仓挡板(5)上。
8.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：所述气腔(9)内填充的气体是氮气。
9.根据权利要求1所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：所述土仓挡板(5)和刀盘辐条(1)上面设置测距传感器。
10.根据权利要求9所述的油气混合式冲击破碎大漂石顶管机，其特征在于：所述测距传感器为超声波传感器组。
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| CN201921047509.6U CN210217741U (zh) | 2019-07-07 | 2019-07-07 | 一种油气混合式冲击破碎大漂石顶管机 |
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