CN213775375U - 一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及竖井开挖掘进设备的技术领域，具体是一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，包括：刀盘本体、摆臂和动力单元，刀盘本体和摆臂的下部均设有刀具；若干个摆臂设置在刀盘本体的外周，每个摆臂分别通过连杆机构与动力单元连接，通过动力单元驱动连杆机构转动，以使摆臂在刀盘本体的外周做伸缩运动；动力单元的动力输出端上设有传感器，用于感应动力单元的运动；刀盘本体上部设有刀盘法兰，用于连接驱动设备；刀盘本体的中部设有吸渣管。本实用新型的刀盘本体和摆臂形成一个整体的全断面刀盘结构，摆臂通过连杆机构和动力单元与刀盘本体连接，动力单元的伸缩带动摆臂动作，实现刀盘的可伸缩性。本实用新型破岩效率高，成井偏移量小。

Description

一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构

技术领域

本实用新型涉及竖井开挖掘进设备的技术领域，具体涉及一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构。

背景技术

竖井掘进机是钻井法凿井设备。钻井法凿井是竖井钻机在设计的井筒位置上，采用机械破岩的方式，钻进深度和直径满足要求的井孔，并进行永久支护形成井筒的凿井工艺。它由破岩钻进、循环排渣、泥浆护壁、井壁制作、壁后填充等工序组成。其中，竖井掘进机的刀盘结构就起到破岩钻进的作用。

现有的竖井掘进机刀盘结构大多为部分断面刀盘结构，即刀盘直径小于井筒开挖直径，刀盘需要多次伸出收回和旋转切削才能达到井筒直径，成井效率低，偏移量大。由于竖井掘进机在掘进过程中要进行支护，支护管片内径小于井筒开挖直径。全断面刀盘顾名思义即刀盘直径等于井筒开挖直径，由于掘进机在钻进的过程中要进行支护管片，此时，管片的内径就会小于刀盘的外径，所以会导致井筒支护后设备无法提出。但全断面刀盘破岩钻进效率高，成井偏移量小。因此开发一种全断面刀盘破岩钻进，又可在成井支护后顺利将设备提出的结构迫在眉睫。

目前竖井掘进机刀盘结构存在如下几个缺点：

1、部分断面刀盘结构，破岩效率低，成井偏移量大；

2、由于刀盘结构的限制，只能使用刮削破岩和截齿破岩的刀具形式，适用岩石条件有限；

3、全断面刀盘结构，在井筒支护后设备无法提出。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其解决了现有设备存在的破岩效率低，成井偏移量大，在井筒支护后设备无法提出等技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，包括：刀盘本体、摆臂和动力单元，刀盘本体和摆臂的下部均设有刀具，用于掘进机的钻进；若干个摆臂设置在刀盘本体的外周，每个摆臂分别通过连杆机构与动力单元连接，通过动力单元驱动连杆机构转动，以使摆臂在刀盘本体的外周做伸缩运动；动力单元的动力输出端上设有传感器，用于感应动力单元的运动，以使刀盘本体外周的若干个摆臂实现同步运动；刀盘本体上部设有刀盘法兰，用于连接驱动设备，以驱动刀盘本体转动；刀盘本体的中部设有吸渣管，吸渣管穿过刀盘本体的中部以及刀盘法兰的中部与吸渣泵连接，用于吸取刀具切割下来的岩渣。

可选地，刀盘本体的外周设有若干个与摆臂数量相同的摆臂限位板，每个摆臂设置在相对应的摆臂限位板内，用于限制摆臂在摆臂限位板内伸缩运动。

可选地，摆臂限位板和摆臂的下部均为倾斜结构，倾斜结构从内圈到外圈逐渐升高，摆臂伸出时，摆臂的下部端面与摆臂限位板的下部端面处于同一倾斜面。

可选地，连杆机构包括：连杆和直杆；连杆的一端与动力单元的动力输出端铰接，连杆的另一端与摆臂铰接，连杆的中部与刀盘本体铰接；通过动力单元驱动连杆相对于刀盘本体转动，进而带动摆臂伸出和缩回；直杆的一端与刀盘本体铰接，直杆的另一端与摆臂铰接；用于在摆臂伸出时支撑摆臂。

可选地，连杆为“7”字形结构，“7”字形结构与摆臂连接一端的边长大于“7”字形结构与动力单元连接一端的边长，通过动力单元带动“7”字形结构的两个边转动，以使摆臂在伸出时的高度高于摆臂在缩回时的高度。

可选地，摆臂的外侧设有耐磨板，摆臂缩回时，耐磨板的外侧与摆臂限位板的外侧位置平齐。

可选地，刀具可拆卸地设置在刀盘本体和摆臂的下部，用于切削不同地质的岩石。

可选地，摆臂为可拆卸方式设置在刀盘本体的外周。

可选地，摆臂限位板之间通过钢结构板连接。

可选地，钢结构板的下部设有刀具。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，刀盘本体和摆臂形成一个整体的全断面刀盘结构，摆臂通过连杆机构与刀盘本体连接，连杆机构另一端连接刀盘本体上的油缸，油缸的伸出、收回带动摆臂动作实现刀盘的可伸缩性。

本实用新型全断面可伸缩刀盘结构，破岩效率高，成井偏移量小，刀具形式不受限制，适用不同地质条件。

附图说明

图1为本实用新型一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构的部分结构示意图。

图3为本实用新型摆臂伸出状态的结构示意图。

图4为本实用新型摆臂收回状态的结构示意图。

【附图标记说明】

1：刀盘本体；2、摆臂；3、动力单元；4、连杆机构；5、连杆；6、直杆；7、摆臂限位板；8、刀具；9、耐磨板；10、钢结构板；11、刀盘法兰；12、吸渣管。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例，参考图1和图2，本实用新型提供一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，包括：刀盘本体1，摆臂2，动力单元3。

刀盘本体1和摆臂2的下部均设有刀具8，用于切割岩土进行钻进。

若干个摆臂2设置在刀盘本体1的外周，每个摆臂2分别通过连杆机构4与动力单元3连接，通过动力单元3驱动连杆机构4转动，以使摆臂2在刀盘本体1的外周做伸缩运动。

本实施例中摆臂2的数量为12个，12个摆臂2均匀分布在刀盘本体1的外周。每个摆臂2连接一个动力单元3的一端，动力单元3的另一端固定在刀盘本体1上。

每个动力单元3的动力输出端上均设有传感器，用于感应动力单元3的运动，以使刀盘本体1外周的若干个摆臂2实现同步运动。

本实施例中的动力单元3为油缸，油缸一端固定在刀盘本体1上，油缸另一端与摆臂2内的连杆机构4连接，用于带动摆臂2的伸缩，从而实现刀盘的伸缩。

本实用新型中的动力单元3不限于上述结构，还可以为气缸或者电动伸缩杆等。

刀盘本体1上部还设有刀盘法兰11，用于连接驱动设备，以驱动刀盘本体1转动。刀盘本体1的中部设有吸渣管12，吸渣管12穿过刀盘本体1的中部以及刀盘法兰11的中部与吸渣泵(未示出)连接，用于吸取刀具8切割下来的岩渣。

本实用新型提供的一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，刀盘本体和摆臂形成一个整体的全断面刀盘结构，摆臂通过连杆机构与刀盘本体连接，连杆机构另一端连接刀盘本体上的油缸，油缸的伸出、收回带动摆臂动作实现刀盘的可伸缩性。

本实用新型全断面可伸缩刀盘结构，破岩效率高，成井偏移量小，刀具形式不受限制，适用不同地质条件。

在上述实施例的基础上，本实用新型的刀盘本体1的外周设有若干个与摆臂2数量相同的摆臂限位板7，每个摆臂2设置在相对应的摆臂限位板7内，用于限制摆臂2在摆臂限位板7内伸缩运动。

本实施例中，摆臂限位板7的数量为12个，每两个摆臂限位板7之间通过钢结构板10连接，以增加刀盘结构的稳定性。钢结构板10的下部也设有刀具8，用于掘进机钻进，以及辅助切割岩土。

在上述实施例的基础上，本实用新型的摆臂限位板7和摆臂2的下部均为倾斜结构，倾斜结构从内圈到外圈逐渐升高，摆臂2伸出时，摆臂2的下部端面与摆臂限位板7的下部端面呈处于同一倾斜面。倾斜结构使泥渣更容易收集到吸渣管11下部的吸渣口，有利于排渣。也避免刀具8二次切削。

在上述实施例的基础上，本实用新型的连杆机构4包括连杆5和直杆6。

其中，连杆5的一端与动力单元3的动力输出端铰接，连杆5的另一端与摆臂2的上部铰接，连杆5的中间顶点与刀盘本体1的上部铰接；通过动力单元3带动连杆5相对于刀盘本体1转动，进而带动摆臂2伸出和缩回。

具体地，连杆5为“7”字形结构，“7”字形结构与摆臂2连接一端的边长大于“7”字形结构与动力单元3连接一端的边长，通过动力单元3带动“7”字形结构的两个边转动，使摆臂2在伸出时的高度高于摆臂2在缩回时的高度。通过动力单元3推动连杆5的一端，使连杆5相对于刀盘本体1转动，进而带动连杆5的另一端以及与连杆5的另一端连接的摆臂2往斜上方伸出；摆臂2处于伸出状态时，其下部端面与摆臂限位板7的下部端面处于同一倾斜面。动力单元3缩回时，拉动连杆5的一端，使连杆5相对于刀盘本体1转动，进而带动连杆5的另一端以及与连杆5的另一端连接的摆臂2往斜下方缩回，摆臂2处于缩回状态时，其下部端面低于摆臂限位板7的下部端面。

其中，直杆6的一端与刀盘本体1连接，直杆6的另一端与摆臂2连接；用于在摆臂2伸出时支撑摆臂2。

在上述实施例的基础上，本实用新型的摆臂2的外侧还设有耐磨板9。摆臂2缩回时，耐磨板9的外侧与摆臂限位板7的外侧位置平齐；摆臂2伸出时，耐磨板9伸出摆臂限位板7的外侧，起到耐磨的作用。

在上述实施例的基础上，本实用新型的刀具8可拆卸地设置在刀盘本体1和摆臂2的下部，用于切削不同地质的岩石。刀具8的形式不受限制，适用不同地质条件的钻进。

在上述实施例的基础上，本实用新型的摆臂2可拆卸地设置在刀盘本体1的外周，用于根据不同的井壁直径选择不同尺寸的摆臂2。

具体地，摆臂2通过销轴与连杆机构4的连杆5和直杆6连接，拆除销轴即可以将摆臂2拆卸下来，实现不同直径的竖井的挖掘，方便快捷。

本实用新型一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构为竖井施工的掘进机械的一部分，包括刀盘本体1、摆臂2、动力单元3、连杆机构4、摆臂限位板7、刀具8等，其中，12个摆臂2由连杆机构4的连杆5和直杆6连接在刀盘本体1上，并且均匀分布安装在本体刀盘1上。摆臂2由连杆5和直杆6连接在本体刀盘1上，连杆5另一端连接本体刀盘1上的油缸，形成完整的全断面刀盘结构。刀具8按照设计安装在摆臂2的底部。根据地层地质不同，选择不同种类的刀具8。油缸伸出和收回带动摆臂2动作，实现刀盘可伸缩功能。

参考图3，动力单元3伸出时，摆臂2伸出，摆臂限位板7起到限位作用，全断面刀盘处于最大直径和开挖直径相同的状态。

参考图4，动力单元3收回时，摆臂2收回，整体刀盘外径小于井筒支护内径，便于设备提出。

本实用新型的工作流程如下：

在刀盘本体1刚开始钻进的时候，摆臂2通过动力单元3的推动伸出摆臂限位板7，随着刀盘本体1的钻进，摆臂2也跟着钻进。

在钻井完成后，刀盘本体1向上移动的过程中，摆臂2通过动力单元3的垃动缩回摆臂限位板7内，使刀盘直径要小于管片内径，便于将刀盘整体提升到井外。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，包括：刀盘本体(1)、摆臂(2)和动力单元(3)，

所述刀盘本体(1)和摆臂(2)的下部均设有刀具(8)，用于掘进机的钻进；

若干个所述摆臂(2)设置在刀盘本体(1)的外周，每个所述摆臂(2)分别通过连杆机构(4)与动力单元(3)连接，通过动力单元(3)驱动所述连杆机构(4)转动，以使摆臂(2)在刀盘本体(1)的外周做伸缩运动；

所述动力单元(3)的动力输出端上设有传感器，用于感应动力单元(3)的运动，以使刀盘本体(1)外周的若干个摆臂(2)实现同步运动；

刀盘本体(1)上部设有刀盘法兰(11)，用于连接驱动设备，以驱动刀盘本体(1)转动；

刀盘本体(1)的中部设有吸渣管(12)，吸渣管(12)穿过刀盘本体(1)的中部以及刀盘法兰(11)的中部与吸渣泵连接，用于吸取刀具(8)切割下来的岩渣。

2.如权利要求1所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述刀盘本体(1)的外周设有若干个与摆臂(2)数量相同的摆臂限位板(7)，每个所述摆臂(2)设置在相对应的摆臂限位板(7)内，用于限制摆臂(2)在摆臂限位板(7)内伸缩运动。

3.如权利要求2所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述摆臂限位板(7)和所述摆臂(2)的下部均为倾斜结构，倾斜结构从内圈到外圈逐渐升高，摆臂(2)伸出时，摆臂(2)的下部端面与摆臂限位板(7)的下部端面处于同一倾斜面。

4.如权利要求1所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述连杆机构(4)包括：连杆(5)和直杆(6)；

所述连杆(5)的一端与动力单元(3)的动力输出端铰接，连杆(5)的另一端与摆臂(2)铰接，连杆(5)的中部与刀盘本体(1)铰接；通过动力单元(3)驱动连杆(5)相对于刀盘本体(1)转动，进而带动摆臂(2)伸出和缩回；

所述直杆(6)的一端与刀盘本体(1)铰接，直杆(6)的另一端与摆臂(2)铰接；用于在摆臂(2)伸出时支撑摆臂(2)。

5.如权利要求4所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述连杆(5)为“7”字形结构，“7”字形结构与摆臂(2)连接一端的边长大于“7”字形结构与动力单元(3)连接一端的边长，通过动力单元(3)带动“7”字形结构的两个边转动，以使摆臂(2)在伸出时的高度高于摆臂(2)在缩回时的高度。

6.如权利要求2所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述摆臂(2)的外侧设有耐磨板(9)，摆臂(2)缩回时，耐磨板(9)的外侧与摆臂限位板(7)的外侧位置平齐。

7.如权利要求1所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述刀具(8)可拆卸地设置在刀盘本体(1)和摆臂(2)的下部，用于切削不同地质的岩石。

8.如权利要求1所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述摆臂(2)为可拆卸方式设置在刀盘本体(1)的外周。

9.如权利要求2所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述摆臂限位板(7)之间通过钢结构板(10)连接。

10.如权利要求9所述的竖井掘进机全断面可伸缩刀盘结构，其特征在于，

所述钢结构板(10)的下部设有刀具(8)。

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