CN212454430U - 用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，所述安全装置包括圆形套筒、的叶轮阀和叶轮阀驱动马达，所述叶轮阀包括中心转轴、沿着中心转轴圆周方向分布的至少两块旋转挡板和设置在至少两块旋转挡板两端的叶轮，叶轮阀水平置于出渣套筒内，并将出渣套筒的内腔分隔成至少两个出渣腔，所述叶轮阀驱动马达安装在套筒的一端，其驱动轴与叶轮阀的中心转轴连接，驱动叶轮阀在套筒内旋转；在圆形套筒上开设有渣土进口和渣土出口，并通过渣土进口与螺旋输送机的出土口密封对接。本实用新型结构简单、安装方便，解决了螺旋输送机在遇到含水量较大的土层时出现喷涌的问题，提高了盾构施工的安全性能。

Description

用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置

技术领域

本实用新型属于盾构施工领域，尤其涉及一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置。

背景技术

近年来，随着地下空间进一步的开发利用，盾构法施工是安全性最高的施工方法。目前地下隧道施工常用的是刀盘式盾构机，利用盾构机顶部安装的刀盘对土层切削，将泥土切削后用螺旋机输送到盾构机后部，用小车或输送带将泥土送到地面。螺旋输送机作为土压平衡盾构开挖仓内渣土外运的通道，对维持开挖土仓平衡、掌子面稳定以及掘进安全起着总要的作用。

由于盾构机是在地下进行掘进，因此在掘进过程中经常会碰到含砂石的泥水层或者是含水量较大的土层，当土层中水量大的时候，闸门密封不好或者不能及时关闭，会出现喷涌事故，轻则地表沉降、重则塌方，其安全风险高。现有的螺旋输送机的出土口是通过闸门控制的，在遇到涌水、涌砂时，喷涌的泥沙作用在闸门的闸板上，使闸板关闭的阻力增大，便无法正常关闭，易造成喷涌超方，甚至地面坍塌。为了解决上述问题，另一种常用的办法，将一级螺旋机改造成二级螺旋机，但是其成本高昂，如果遇到富水地层，一旦出现涌水、涌砂，其密封效果也不佳。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的问题提供一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，该安全装置可以安装在螺旋输送机的出土口，释放螺旋输送机的内的压力，解决传统螺旋输送机在富水沙层、承压水沙层盾构施工过程中喷涌的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，所述安全装置包括圆形套筒、设置在套筒内的叶轮阀和叶轮阀驱动马达，所述叶轮阀包括中心转轴、沿着中心转轴圆周方向分布的至少两块旋转挡板和设置在至少两块旋转挡板两端的叶轮，叶轮阀水平置于出渣套筒内，并将出渣套筒的内腔分隔成至少两个出渣腔，且叶轮的外缘以及每块旋转挡板的边缘均与出渣套筒的内壁密封接触，所述叶轮阀驱动马达安装在套筒的一端，其驱动轴与叶轮阀的中心转轴连接，驱动叶轮阀在套筒内旋转；在圆形套筒上开设有渣土进口和渣土出口，并通过渣土进口与螺旋输送机的出土口密封对接。

本实用新型较优的技术方案：在套筒的渣土进口处设有与螺旋输送机的出土口形状大小相同的连接板，并在连接板的周围设有多个螺栓安装孔，在连接板上开设有与渣土进口相匹配的通孔，其通孔与套筒的渣土进口密封对接，在连接板的通孔与盾构机螺旋输送机的出土口对接面设有第一密封圈。

本实用新型较优的技术方案：所述叶轮阀驱动马达为液压马达或电动马达，并配置有液压控制系统或电控系统。

本实用新型较优的技术方案：所述套筒为中空圆形套筒，其中一端设有驱动装置安装座，另一端设有密封端盖，叶轮阀驱动马达安装在驱动装置安装座上，中心转轴的两端分别通过滚动轴承与密封端盖和驱动装置安装座连接，并通过轴承密封件以及轴承盖密封。

本实用新型较优的技术方案：所述叶轮阀的长度与套筒的内腔长度相等，叶轮的外径与套筒的内径相等，并在两个叶轮的外缘与出渣套筒内壁接触面设有第二密封圈；所述旋转挡板为方形挡板，在每块旋转挡板与套筒内壁接触面开设有密封条卡槽，并在密封条卡槽内嵌设有密封条。

本实用新型较优的技术方案：所述叶轮阀包括四块旋转挡板，四块旋转挡板沿着中心转轴的圆周方向等间距分布，并与两端的叶轮结合将出渣套筒的内腔分隔成四个大小相同、且截面成扇形的出渣腔，所述套筒进渣口和套筒出渣口的口径均小于每个出渣腔的截面弧形长度。

本实用新型较优的技术方案：所述叶轮阀两端的叶轮与出渣套筒两端封闭结构之间设有润滑腔，在中心转轴和旋转挡板内设有通向润滑腔的润滑油路，置于中心转轴内的润滑油路其中一端或两端通向中心转轴的端面，并在端口设有螺纹封堵头。

本实用新型较优的技术方案：所述第一密封圈和密封条均采用聚氨酯密封条。

本实用新型可以安装在螺旋输送机的出土口，通过对出土量的控制,并通过驱动装置控制叶轮的转动，无论叶轮阀的旋转快慢均可实现将螺旋输送机内的压力通过叶片旋转释放，大大解决喷涌的问题，避免了地面塌方的问题发生，解决了在盾构遇到富水层、砂石泥水层时，螺旋输出现涌水涌砂现象；而且整个装置可以通过螺栓直接安装在螺旋输送机的闸门口，不会对螺旋输送机的闸门口结构有任何影响，也不需要对现有螺旋输送机进行任何改进，可以直接根据需要进行安装和拆卸，使用方便简单，即使出现故障也可以单独取下维修、清洗或者更换，不用整机更换，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是本实用新型的仰视图；

图5是本实用新型中叶轮阀的结构示意图；

图6是本实用新型的安装使用图。

图中：1—套筒，100—出渣腔，101—有密封端盖，102—驱动装置安装座， 2—叶轮阀，200—中心转轴，201—旋转挡板，202—叶轮，203—润滑腔，204 —润滑油路，205—螺纹封堵头，3—叶轮阀驱动马达，4—渣土进口，5—渣土出口，6—第一密封圈，7—出土口，8—连接板，800—螺栓安装孔，801—通孔， 9—第二密封圈，10—第一密封圈，11—密封条卡槽，1100—密封条

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图6为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例中提供的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，如图1至图4 所示，包括圆形套筒1、设置在套筒1内的叶轮阀2和叶轮阀驱动马达3，所述套筒1为中空圆形套筒，其中一端设有驱动装置安装座102，另一端设有密封端盖101，叶轮阀驱动马达3安装在驱动装置安装座102上，在圆形套筒1上开设有渣土进口4和渣土出口5，并通过渣土进口4与螺旋输送机6的出土口7密封对接。在套筒1的渣土进口4处设有与螺旋输送机6的出土口7形状大小相同的连接板8，并在连接板8的周围设有多个螺栓安装孔800，可通过螺栓安装在出土口7的外侧，方便拆装。在连接板8上开设有与渣土进口4相匹配的通孔 801，所述通孔801的面积为出土口7面的1/3左右，其通孔801与套筒1的渣土进口4密封对接，在连接板8的通孔801周围设有一圈密封圈卡槽，并在密封圈卡槽内嵌入第一密封圈10，在连接板8与螺旋输送机的出土口7对接时，可以通过第一密封圈10密封，防止溢浆。

如图5所示，所述叶轮阀2包括中心转轴200、沿着中心转轴200圆周方向分布的四块旋转挡板201和四块旋转挡板201两端的叶轮202，所述叶轮阀2的长度与套筒1的内腔长度相等，叶轮202的外径与套筒1的内径相等，叶轮阀2 安装到套筒1后，如图2和图3所示，四块旋转挡板201沿着中心转轴200的圆周方向等间距分布，并与两端的叶轮202结合将出渣套筒1的内腔分隔成四个大小相同、且截面成扇形的出渣腔100，所述套筒进渣口和套筒出渣口的口径均小于每个出渣腔100的截面弧形长度。在两个叶轮202的外缘与套筒1内壁接触面设有第二密封圈9；所述旋转挡板201为方形挡板，在每块旋转挡板201 与套筒1内壁接触面开设有密封条卡槽11，并在密封条卡槽11内嵌设有密封条 1100，所述第二密封圈9和密封条1100均采用聚氨酯密封条。所述中心转轴200 的两端分别通过滚动轴承与密封端盖101和驱动装置安装座102连接，并通过轴承密封件以及轴承盖密封。叶轮阀驱动马达3的驱动轴与叶轮阀2的中心转轴200主动端连接，驱动叶轮阀2在套筒1内旋转。所述叶轮阀驱动马达3为液压马达或电动马达，并配置有液压控制系统或电控系统。

为了使述叶轮阀2在套筒1内顺畅旋转，实施例中的述叶轮阀2两端的叶轮202外侧设有凹槽，如图5和图2所示，在述叶轮阀2安装到套筒1之后，两端面的凹槽分别与套筒1两端封闭结构之间形成润滑腔203，在中心转轴200 中轴线设有润滑油路，在每块旋转挡板201临近叶轮202的位置也设有润滑油路，中心转轴200与旋转挡板201内的润滑油路204相互连通，并通向润滑腔 203，置于中心转轴200内的润滑油路204其中一端或两端通向中心转轴200的端面，并在端口设有螺纹封堵头205，可以将螺纹封堵头205打开向润滑油路注入润滑油。

本实用新型使用时，如图6所示，直接安装到螺旋输送机6的出土口7外侧，并不影响出土口7处原本的出渣闸门的正常工作，在安全装置安装好之后，调节出渣闸门的开合度，使出渣口小于或等于安全装置连接板上的通孔800，便可以正常进行出料，渣料通过螺旋搅拌轴输送到出土口7处，然后直接进入套筒1的每个出渣腔100内进行渣料排出，可以根据螺旋输送机渣料排出的快慢，调节叶轮阀2的转动速度，从而控制其出料速度，无论叶轮阀的旋转快慢均可实现将螺旋机内的压力通过叶片旋转释放，大大解决喷涌的问题，避免了地面塌方的问题发生。

综上所述，为本实用新型列举的一个实施例，但本实用新型不仅限于上述实施例，只要以任何相同或相似的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述安全装置包括圆形套筒(1)、设置在套筒(1)内的叶轮阀(2)和叶轮阀驱动马达(3)，所述叶轮阀(2)包括中心转轴(200)、沿着中心转轴(200)圆周方向分布的至少两块旋转挡板(201)和设置在至少两块旋转挡板(201)两端的叶轮(202)，叶轮阀(2)水平置于套筒(1)内，并将套筒(1)的内腔分隔成至少两个出渣腔(100)，且叶轮(202)的外缘以及每块旋转挡板(201)的边缘均与套筒(1)的内壁密封接触，所述叶轮阀驱动马达(3)安装在套筒(1)的一端，其驱动轴与叶轮阀(2)的中心转轴(200)连接，驱动叶轮阀(2)在套筒(1)内旋转；在圆形套筒(1)上开设有渣土进口(4)和渣土出口(5)，并通过渣土进口(4)与螺旋输送机(6)的出土口(7)密封对接。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：在套筒(1)的渣土进口(4)处设有与螺旋输送机(6)的出土口(7)形状大小相同的连接板(8)，并在连接板(8)的周围设有多个螺栓安装孔(800)，在连接板(8)上开设有与渣土进口(4)相匹配的通孔(801)，其通孔(801)与套筒(1)的渣土进口(4)密封对接，在连接板(8)的通孔(801)与盾构机螺旋输送机的出土口对接面设有第一密封圈(10)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述叶轮阀驱动马达(3)为液压马达或电动马达，并配置有液压控制系统或电控系统。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述套筒(1)为中空圆形套筒，其中一端设有驱动装置安装座(102)，另一端设有密封端盖(101)，叶轮阀驱动马达(3)安装在驱动装置安装座(102)上，中心转轴(200)的两端分别通过滚动轴承与密封端盖(101)和驱动装置安装座(102)连接，并通过轴承密封件以及轴承盖密封。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述叶轮阀(2)的长度与套筒(1)的内腔长度相等，叶轮(202)的外径与套筒(1)的内径相等，并在两个叶轮(202)的外缘与套筒(1)内壁接触面设有第二密封圈(9)；所述旋转挡板(201)为方形挡板，在每块旋转挡板(201)与套筒(1)内壁接触面开设有密封条卡槽(11)，并在密封条卡槽(11)内嵌设有密封条(1100)。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述叶轮阀(2)包括四块旋转挡板(201)，四块旋转挡板(201)沿着中心转轴(200)的圆周方向等间距分布，并与两端的叶轮(202)结合将套筒(1)的内腔分隔成四个大小相同、且截面成扇形的出渣腔(100)。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述叶轮阀(2)两端的叶轮(202)与套筒(1)两端封闭结构之间设有润滑腔(203)，在中心转轴(200)和旋转挡板(201)内设有通向润滑腔(203)的润滑油路(204)，置于中心转轴(200)内的润滑油路(204)其中一端或两端通向中心转轴(200)的端面，并在端口设有螺纹封堵头(205)。

8.根据权利要求5所述的一种用于盾构螺旋机的防涌水涌砂安全装置，其特征在于：所述第二密封圈(9)和密封条(1100)均采用聚氨酯密封条。

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