CN213898983U - 一种盾构机刀盘加热检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种盾构机刀盘加热检测装置，用以解决盾构机刀盘处于温度低地质时，易出现泥土冻结到刀具的问题。本实用新型的刀盘上设有加热板，加热板与温控模块相连接，温控模块内设有温度采集单元和通讯单元，温度采集单元与通讯单元相连接，通讯单元与供电通讯传输单元相连接。本实用新型在盾构机刀盘工作复杂工况下，通过实时监测刀盘温度，实现控制刀盘是否加热的功能；同时可根据监测刀盘温度，当刀盘温度呈现升高趋势，并达到预警温度时，施工人员可采取一定措施，预防刀盘结泥饼状况的出现。

Description

一种盾构机刀盘加热检测装置

技术领域

本实用新型涉及盾基沟刀盘的技术领域，尤其涉及一种盾构机刀盘加热检测装置。

背景技术

盾构机刀盘长时间所处地质温度较低，会导致盾构机刀盘刀具温度较低，出现泥土冻结到刀具上，影响刀具正常切削功能，降低掘进效率。申请号为202010426982.6的一种模拟盾构刀盘泥饼形成装置，加热装置12安装在刀盘11的顶部，利用电能为刀盘11提供热量，该装置是模拟装置，利用电能仅仅是为了提供热量让刀盘形成泥饼状态，并不是真实工况下的刀盘加热。

实用新型内容

针对盾构机刀盘处于温度低地质时，易出现泥土冻结到刀具的技术问题，本实用新型提出一种盾构机刀盘加热检测装置，实现了对盾构机刀盘加热并实时检测刀盘温度，解决了温度过低降低盾构机刀盘掘进效率的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种盾构机刀盘加热检测装置，刀盘上设有加热板，加热板与温控模块相连接，温控模块内设有温度采集单元和通讯单元，温度采集单元与通讯单元相连接，通讯单元与供电通讯传输单元相连接。供电通讯传输单元通过温控模块向加热板供电，温控模块采集加热板的温度，并将采集的温度传送给供电通讯传输单元。

优选地，所述加热板内设有电阻丝，电阻丝与温控模块相连接；所述加热板的上部固定有钢板。电阻丝方便对刀盘进行。钢板增加加热板的耐磨性。

优选地，所述加热板的侧部设有液压接头I，液压接头I与液压软管I相连接，加热板的电阻丝通过液压接头I、液压软管I与温控模块相连接。通过液压接头I来对加热板进行防护。

优选地，所述温控模块内设有供电单元，供电单元与加热板的电阻丝相连接。通过供电单元向电阻丝进行供电，从而加热温控模块。

所述温控模块上设有温控防护单元，温控防护单元包括防护盒，温控模块设置在防护盒内，温控模块外接防水接头I，防护盒内设有防水接头II，防护盒外部设有液压接头II，液压接头II与液压软管II相连接，温控模块内的电源线通过防水接头I、防水接头II、液压接头II、液压软管II与加热板1的电阻丝相连接，温控模块内的信号传输线缆通过防水接头I、防水接头II、液压接头II、液压软管II与的供电通讯传输单元相连接。通过温控防护单元来保护温控模块。

所述供电通讯传输单元包括供电通讯传输单元和供电通讯采集单元，供电通讯传输单元为电滑环，电滑环设置在回转中心处；所述电滑环与通讯单元相连接，电滑环与供电通讯采集单元相连接，供电通讯采集单元与上位机相连接。供电通讯传输单元实现供电传输和数据采集。

所述供电通讯传输单元上设有供电通讯防护单元，供电通讯防护单元包括航空接插件和防水接头III，航空接插件设置在电滑环的前部，土仓一端与电滑环之间设有通孔，通孔的土仓侧设有防水接头III。供电通讯防护单元保障供电通讯传输单元的可靠性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型的防护单元解决了复杂工况下的数据采集难与刀盘加热难的问题；采用二总线的供电传输解决了回转中心结构受限的难题；加热板的设计巧妙的采用电阻丝、温度传感器和防护结构既可实现刀盘加热功能，又可实现实时监测刀盘温度的功能，预防刀盘结泥饼状况的出现。在盾构机刀盘工作复杂工况下，本实用新型通过实时监测刀盘温度，实现控制刀盘是否加热的功能；同时可根据监测刀盘温度，当刀盘温度呈现升高趋势，并达到预警温度时，施工人员需采取一定措施，预防刀盘结泥饼状况的出现。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中加热板的结构示意图。

图3为本实用新型的温控模块的结构示意图。

图4为本实用新型的供电信号传输的原理图。

图中，1为加热板，2为温控模块，3为供电通讯传输单元，11为液压接头I，12为液压软管I，21为防护盒，22为防水接头I，23为防水接头II，24为液压接头II，25为液压软管II，31为电滑环，32为供电通讯采集单元，33为航空接插件，34为防水接头III，35为通孔。

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付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。

如图1所示，一种盾构机刀盘加热检测装置，刀盘上设有加热板1，加热板1与温控模块2相连接，温控模块2内设有温度采集单元和通讯单元，温度采集单元与通讯单元相连接，通讯单元与供电通讯传输单元相连接。温度采集单元包括温度传感器，温度传感器布置在温控模块里面，采集经过加热板1加热后的刀盘的温度，并通过通讯单元传送至供电通讯传输单元。如图2所示，所述加热板1内设有电阻丝，电阻丝与温控模块2相连接；所述加热板1的上部固定有钢板。所述温控模块2内设有供电单元，供电单元与加热板1的电阻丝相连接。温控模块2布置在加热板1附近位置，实现对加热板1的供电和信号采集功能。加热板1采用导热硅脂进行热传导，因刀盘所处环境高压高湿，为了解决加热板1的防护和保压问题，在加热板上部位置加焊一块钢板，钢板与加热板1形成一体，既不影响热传递的功能，又具有耐磨防护功能。所述加热板1的侧部设有液压接头I11，液压接头I11与液压软管I12相连接，加热板1的电阻丝通过液压接头I11、液压软管I12与温控模块2相连接。加热板1的内部线缆出线位置设计液压接头I11，液压接头I11外接液压软管I12，可以实现保压设计。

如图3所示，温控模块2上设有温控防护单元，温控防护单元包括防护盒21，温控模块2设置在防护盒21内，温控模块2外接防水接头I22，防护盒21内设有防水接头II23，防护盒21外部设有液压接头II24，液压接头II24与液压软管II25相连接，温控模块2内的电源线通过防水接头I22、防水接头II23、液压接头II24、液压软管II25与加热板1的电阻丝相连接，温控模块2内的信号传输线缆通过防水接头I22、防水接头II23、液压接头II24、液压软管II25与的供电通讯传输单元相连接。温控防护单元采用内部设计双层防护，内部的温控模块2外接一层防水接头I22防护，外部出防护盒21内部接入防水接头II23防护。防护盒21外部采用液压接头II24和液压软管II25防护，实现在恶劣环境下供电和信号的采集，实现刀盘加热和温度的实时采集功能。

如图1和图4所示，所述供电通讯传输单元包括供电通讯传输单元和供电通讯采集单元32，供电通讯传输单元为电滑环31，电滑环31设置在回转中心处；所述电滑环31与通讯单元相连接，电滑环31与供电通讯采集单元相连接，供电通讯采集单元与上位机相连接。供电通讯采集单元内设有PLC控制器，实现控制信号的传送，温度达到一定数值时，PLC控制器通过控制温控模块的供电单元使加热板1停止加热，同理，低于一定数值时，加热板1开始加热。供电通讯采集单元32设置在电气控制柜内。

所述供电通讯传输单元上设有供电通讯防护单元，供电通讯防护单元包括航空接插件33和防水接头III34，航空接插件33设置在电滑环31的前部，土仓一端与电滑环31之间设有通孔35，通孔35的土仓侧设有防水接头III34，防水接头III34位于土仓一端处。加热板1的线缆经加热板1到温控模块2的温控防护单元、到温控模块1的温度采集单元、经土仓到回转中心处的电滑环31。在电滑环31侧的回转中心端设计螺纹孔的防水接头III34，供电通讯传输单元的防护设计从采集端亦或是供电端全周期都是采用封闭保压式防护，在高压高湿已磨损的工况下，使传输信号和供电单元可以正常工作，实现刀盘加热和信号采集功能。

因刀盘布置加热板数量较多，设计两组供电通讯采集单元32，受限于回转中心通孔35的限制，同时考虑通讯的抗干扰性，供电通讯采集单元32的供电通讯线路采用二总线方式，将供电线和信号线合二为一，可以实现信号和供电共用一个总线的技术，此设计使电滑环31的供电和通讯线缆减少，解决了回转中心开孔受限的问题，同时方便了现场布线减少了线缆的防护；二总线的设计提高了信号的抗干扰能力，信号采集传输更可靠。

对温度传感器和加热板1安装之前进行保压试验，保证采用液压软管I和液压软管II防护具有一定承压能力，在刀盘所处的高压高湿恶劣环境中，加热板可正常稳定的运行；

下一步进行安装液压软管I和液压软管II，线缆的穿线工作，每组加热板1需要n个信号线和一根电源线，将线缆穿入液压软管I和液压软管II，到温控模块2的防护盒21，接入到温控模块2中，温控模块2中的电源信号由回转中心处电滑环31的转子线缆提供，电滑环31中一根线供给一组加热板，总共可以连接两组加热板，采用二总线方式，同时实现信号的传输和加热板1的供电的需求。线路安装后电滑环31的定子接入供电通讯采集单元32，供给单元将加热板1的温度信号经转换模块转换成PLC控制器可以接收的4-20mA信号接入PLC控制器，PLC控制信号传输至上位机显示。转换模块布置在温控模块2内。线路安装并进行测试，测试信号是否完好正常传输。测试完成后对温控模块2和温控防护单元进行灌胶封装，从温控模块2到防护盒21进行环氧树脂胶封闭，进一步加强防护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，刀盘上设有加热板（1），加热板（1）与温控模块（2）相连接，温控模块（2）内设有温度采集单元和通讯单元，温度采集单元与通讯单元相连接，通讯单元与供电通讯传输单元相连接。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述加热板（1）内设有电阻丝，电阻丝与温控模块（2）相连接；所述加热板（1）的上部固定有钢板。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述加热板（1）的侧部设有液压接头I（11），液压接头I（11）与液压软管I（12）相连接，加热板（1）的电阻丝通过液压接头I（11）、液压软管I（12）与温控模块（2）相连接。

4.根据权利要求2所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述温控模块（2）内设有供电单元，供电单元与加热板（1）的电阻丝相连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述温控模块（2）上设有温控防护单元，温控防护单元包括防护盒（21），温控模块（2）设置在防护盒（21）内，温控模块（2）外接防水接头I（22），防护盒（21）内设有防水接头II（23），防护盒（21）外部设有液压接头II（24），液压接头II（24）与液压软管II（25）相连接，温控模块（2）内的电源线通过防水接头I（22）、防水接头II（23）、液压接头II（24）、液压软管II（25）与加热板（1）的电阻丝相连接，温控模块（2）内的信号传输线缆通过防水接头I（22）、防水接头II（23）、液压接头II（24）、液压软管II（25）与的供电通讯传输单元相连接。

6.根据权利要求1所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述供电通讯传输单元包括供电通讯传输单元和供电通讯采集单元（32），供电通讯传输单元为电滑环（31），电滑环（31）设置在回转中心处；所述电滑环（31）与通讯单元相连接，电滑环（31）与供电通讯采集单元相连接，供电通讯采集单元与上位机相连接。

7.根据权利要求6所述的盾构机刀盘加热检测装置，其特征在于，所述供电通讯传输单元上设有供电通讯防护单元，供电通讯防护单元包括航空接插件（33）和防水接头III（34），航空接插件（33）设置在电滑环（31）的前部，土仓一端与电滑环（31）之间设有通孔（35），通孔（35）的土仓侧设有防水接头III（34）。

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