CN215672208U

CN215672208U - 一种隧洞施工用高效掘进装置

Info

Publication number: CN215672208U
Application number: CN202122032666.3U
Authority: CN
Inventors: 毕聪; 李浩强; 吴杨; 邓志龙; 刘晓楠; 齐建刚
Original assignee: Sinohydro Foundation Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinohydro Foundation Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2031-08-27

Abstract

本实用新型公开了一种隧洞施工用高效掘进装置，包括依次设置的转动机构、固定机构和盾构管件，转动机构包括刀架、转动圆筒和定位环台，刀架包括外环圈、内环圈、径向连接条和掘进头，固定机构包括固定圆筒、固定环板和驱动电机，驱动电机的输出轴设置有驱动齿轮，转动圆筒内壁上设置有齿圈，固定环板的内环面上同心设置有输料圆筒，输料圆筒内同心设置有转轴，转轴的一端连接有输料电机，另一端均布有多根破碎棒，转轴上设置有螺旋叶片，输料圆筒的下方设置有带式输送机，在固定圆筒敞口端设置有环形支撑板，环形支撑板与盾构管件之间圆周均布有多个千斤顶。本实用新型结构合理，工作效率高，掘进效果好，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种隧洞施工用高效掘进装置

技术领域

本实用新型涉及隧洞施工技术领域，具体涉及一种隧洞施工用高效掘进装置。

背景技术

目前，国内外大直径隧洞的施工常采用的是钻爆法和全断面硬岩隧洞掘进机，其中钻爆法施工存在劳动强度大、工期长、危险性大等不利因素，而使用全断面硬岩隧洞掘进装置具有施工快速、安全、高效等特点，在水工隧洞施工过程中广泛应用。

掘进是在岩层或矿层中，开掘各种形状、断面和纵横交错的井、巷和峒室的工作，掘进工序分为主要工序和辅助工序，主要工序是直接在工作面上完成保证工作面进度的工序，以及在巷道掘进区域进行的支护作业，主要工序由巷道穿过的岩石性质而定。目前，在隧洞的掘进过程中存在以下问题：掘进装置的掘进效果不理想，大大增加了人们对隧洞掘进施工的时间，降低了隧洞的施工效率，不能较好的满足施工单位的需求。因此，研制开发一种结构合理，工作效率高，掘进效果好的隧洞施工用高效掘进装置是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作效率高，掘进效果好的隧洞施工用高效掘进装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括依次设置的转动机构、固定机构和盾构管件，转动机构包括刀架、转动圆筒和定位环台，刀架和定位环台分别固定在转动圆筒的两端，刀架包括同心设置的外环圈和内环圈，外环圈固定在转动圆筒的端部，外环圈和内环圈之间的环形空间内圆周均布有多根径向连接条，外环圈、径向连接条和内环圈上各自设置有多个掘进头，固定机构包括固定圆筒和固定环板，固定环板固定在靠近定位环台一侧的固定圆筒端部，固定环板的外侧面上加工有环形槽，定位环台配合插入到环形槽内，固定圆筒内部的固定环板上圆周均布有多个驱动电机，驱动电机的输出轴穿过固定环板并伸入到转动圆筒内后设置有驱动齿轮，驱动电机的输出轴与固定环板之间通过轴承转动连接，在靠近定位环台一侧的转动圆筒内壁上设置有齿圈，齿圈与驱动齿轮相啮合，固定环板的内环面上同心设置有输料圆筒，输料圆筒的一端伸入到转动圆筒内后设置有挡料锥，另一端伸入到固定圆筒内后设置有堵板，挡料锥的小口端与输料圆筒连接，大口端与转动圆轴之间留有间隙，在刀架与挡料锥之间的转动圆筒内壁上设置有弹性密封圈，弹性密封圈的端部抵在挡料锥的锥面上，输料圆筒内同心设置有转轴，转轴的一端伸出堵板后传动连接有输料电机，另一端伸出输料圆筒后圆周均布有多根破碎棒，输料圆筒内部的转轴上设置有螺旋叶片，在靠近堵板一侧的输料圆筒底部设置有出料口，出料口下方的固定圆筒内设置有带式输送机，在固定圆筒敞口端的内壁上设置有环形支撑板，环形支撑板与盾构管件之间圆周均布有多个千斤顶。

进一步的，定位环台与环形槽的侧壁之间设置有密封填料。

进一步的，圆筒与输料圆筒之间设置有密封环板。

进一步的，密封环板的侧面上设置有吸音棉。

进一步的，在朝向刀架一侧的转轴端部设置有钻头。

进一步的，在朝向刀架一侧的破碎棒侧面上设置有破碎刀。

进一步的，环形支撑板与固定圆筒之间圆周均布有多块加强筋板。

本实用新型在隧洞掘进施工时，通过千斤顶抵在盾构管件上，本装置从盾构管件上获取掘进所需的推进力，使用时，千斤顶伸长，使得本装置具有向前移动的掘进力，然后开启驱动电机，多个驱动电机的输出轴同步同向转动，驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动齿圈转动，齿圈依次带动转动圆筒和刀架转动，掘进头随着刀架转动，并在转动过程中对土层进行挖掘，挖掘出来的土石分为两部分，其中一部分从径向连接条之间的间隙进入转动圆筒内，另一部分从内环圈的内部进入转动圆筒内，开启输料电机，输料电机带动转轴、螺旋叶片和破碎棒转动，破碎棒在转动过程中将土石破碎，提高土石的流动性，防止土石堵塞，随后土石进入输料圆筒，在螺旋叶片的作用下从出料口排出，由出料口下方的带式输送机排出隧洞，通过上述步骤的实施，可以得到圆形截面的隧洞。本实用新型结构合理，工作效率高，掘进效果好，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的左视结构示意图；

图中：1-转动机构，2-固定机构，3-盾构管件，4-加强筋板，5-转动圆筒，6-定位环台，7-外环圈，8-内环圈，9-径向连接条，10-掘进头，11-固定圆筒，12-固定环板，13-驱动电机，14-驱动齿轮，15-齿圈，16-输料圆筒，17-挡料锥，18-弹性密封圈，19-转轴，20-输料电机，21-破碎棒，22-螺旋叶片，23-出料口，24-带式输送机，25-环形支撑板，26-千斤顶，27-密封填料，28-密封环板，29-吸音棉，30-钻头，31-破碎刀，32-堵板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～2所示，本实用新型包括依次设置的转动机构1、固定机构2和盾构管件3，盾构管件3是现有结构，转动机构1包括刀架、转动圆筒5和定位环台6，刀架和定位环台6分别固定在转动圆筒5的两端，刀架包括同心设置的外环圈7和内环圈8，外环圈7固定在转动圆筒5的端部，外环圈7和内环圈8之间的环形空间内圆周均布有多根径向连接条9，外环圈7、径向连接条9和内环圈8上各自设置有多个掘进头10，固定机构2包括固定圆筒11和固定环板12，固定环板12固定在靠近定位环台6一侧的固定圆筒11端部，固定环板12的外侧面上加工有环形槽，定位环台6配合插入到环形槽内，固定圆筒11内部的固定环板12上圆周均布有多个驱动电机13，驱动电机13的输出轴穿过固定环板12并伸入到转动圆筒5内后设置有驱动齿轮14，驱动电机13的输出轴与固定环板12之间通过轴承转动连接，在靠近定位环台6一侧的转动圆筒5内壁上设置有齿圈15，齿圈15与驱动齿轮14相啮合，固定环板12的内环面上同心设置有输料圆筒16，输料圆筒16的一端伸入到转动圆筒5内后设置有挡料锥17，另一端伸入到固定圆筒11内后设置有堵板32，挡料锥17的小口端与输料圆筒16连接，大口端与转动圆筒5之间留有间隙，在刀架与挡料锥17之间的转动圆筒16内壁上设置有弹性密封圈18，弹性密封圈18的端部抵在挡料锥17的锥面上，输料圆筒16内同心设置有转轴19，转轴19的一端伸出堵板32后传动连接有输料电机20，另一端伸出输料圆筒16后圆周均布有多根破碎棒21，输料圆筒16内部的转轴19上设置有螺旋叶片22，在靠近堵板32一侧的输料圆筒16底部设置有出料口23，出料口23下方的固定圆筒11内设置有带式输送机24，在固定圆筒11敞口端的内壁上设置有环形支撑板25，环形支撑板25与盾构管件3之间圆周均布有多个千斤顶26。

本实用新型在隧洞掘进施工时，通过千斤顶26抵在盾构管件3上，本装置从盾构管件3上获取掘进所需的推进力，使用时，千斤顶26伸长，使得本装置具有向前移动的掘进力，然后开启驱动电机13，多个驱动电机13的输出轴同步同向转动，驱动电机13带动驱动齿轮14转动，驱动齿轮14带动齿圈15转动，齿圈15依次带动转动圆筒5和刀架转动，掘进头10随着刀架转动，并在转动过程中对土层进行挖掘，挖掘出来的土石分为两部分，其中一部分从径向连接条9之间的间隙进入转动圆筒5内，另一部分从内环圈8的内部进入转动圆筒5内，开启输料电机20，输料电机20带动转轴19、螺旋叶片22和破碎棒21转动，破碎棒21在转动过程中对土石进行破碎，提高土石的流动性，防止土石堵塞，随后土石进入输料圆筒16，在螺旋叶片22的作用下从出料口23排出，由出料口23下方的带式输送机24排出隧洞。

定位环台6与环形槽的侧壁之间设置有密封填料27，通过密封填料27的设置，减小定位环台6与环形槽之间的刚性摩擦，提高定位环台6的使用寿命，其次，也可以起到密封作用，防止灰尘、土石碎渣进入转动圆筒5的内部，影响到驱动齿轮14与齿圈15之间的连接。

固定圆筒11与输料圆筒16之间设置有密封环板28，密封环板28具有两个作用，其一是对输料圆筒16进行支撑，提高输料圆筒16的刚性和强度，其二是将驱动电机13密封在一个相对密封的空间内，防止驱动电机13发生碰撞的情况，并阻止灰尘落入驱动电机13内部，提高驱动电机13的使用寿命。

密封环板28的侧面上设置有吸音棉29，本装置在施工时会产生较大的噪音，通过吸音棉29的设置，可吸收一部分噪音，起到一定的降噪作用。

在朝向刀架一侧的转轴19端部设置有钻头30，钻头30位于整个装置的中心轴线上，本装置在施工时，钻头30先于掘进头10钻入土石中，可在整个装置掘进时起到定位和导向的作用，防止掘进方向的偏移。

在朝向刀架一侧的破碎棒21侧面上设置有破碎刀31，当土石进入转动圆筒5内后，破碎刀31可对其进行破碎，结合破碎棒21共同将土石破碎成较小的颗粒，提高土石的流动性能，便于土石的顺畅的排出。

环形支撑板25与固定圆筒11之间圆周均布有多块加强筋板4，通过加强筋板4对环形支撑板25进行支撑，从而提高环形支撑板25的刚性和强度。

Claims

1.一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于: 包括依次设置的转动机构（1）、固定机构（2）和盾构管件（3），所述转动机构（1）包括刀架、转动圆筒（5）和定位环台（6），刀架和定位环台（6）分别固定在转动圆筒（5）的两端，所述刀架包括同心设置的外环圈（7）和内环圈（8），外环圈（7）固定在转动圆筒（5）的端部，外环圈（7）和内环圈（8）之间的环形空间内圆周均布有多根径向连接条（9），所述外环圈（7）、径向连接条（9）和内环圈（8）上各自设置有多个掘进头（10），所述固定机构（2）包括固定圆筒（11）和固定环板（12），固定环板（12）固定在靠近定位环台（6）一侧的固定圆筒（11）端部，所述固定环板（12）的外侧面上加工有环形槽，所述定位环台（6）配合插入到环形槽内，所述固定圆筒（11）内部的固定环板（12）上圆周均布有多个驱动电机（13），驱动电机（13）的输出轴穿过固定环板（12）并伸入到转动圆筒（5）内后设置有驱动齿轮（14），驱动电机（13）的输出轴与固定环板（12）之间通过轴承转动连接，在靠近定位环台（6）一侧的转动圆筒（5）内壁上设置有齿圈（15），所述齿圈（15）与驱动齿轮（14）相啮合，所述固定环板（12）的内环面上同心设置有输料圆筒（16），输料圆筒（16）的一端伸入到转动圆筒（5）内后设置有挡料锥（17），另一端伸入到固定圆筒（11）内后设置有堵板（32），所述挡料锥（17）的小口端与输料圆筒（16）连接，大口端与转动圆筒（5）之间留有间隙，在刀架与挡料锥（17）之间的转动圆筒（16）内壁上设置有弹性密封圈（18），弹性密封圈（18）的端部抵在挡料锥（17）的锥面上，所述输料圆筒（16）内同心设置有转轴（19），转轴（19）的一端伸出堵板（32）后传动连接有输料电机（20），另一端伸出输料圆筒（16）后圆周均布有多根破碎棒（21），所述输料圆筒（16）内部的转轴（19）上设置有螺旋叶片（22），在靠近堵板（32）一侧的输料圆筒（16）底部设置有出料口（23），出料口（23）下方的固定圆筒（11）内设置有带式输送机（24），在固定圆筒（11）敞口端的内壁上设置有环形支撑板（25），环形支撑板（25）与盾构管件（3）之间圆周均布有多个千斤顶（26）。

2.根据权利要求1所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:所述定位环台（6）与环形槽的侧壁之间设置有密封填料（27）。

3.根据权利要求1所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:所述固定圆筒（11）与输料圆筒（16）之间设置有密封环板（28）。

4.根据权利要求3所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:所述密封环板（28）的侧面上设置有吸音棉（29）。

5.根据权利要求1所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:在朝向刀架一侧的转轴（19）端部设置有钻头（30）。

6.根据权利要求1所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:在朝向刀架一侧的破碎棒（21）侧面上设置有破碎刀（31）。

7.根据权利要求1所述的一种隧洞施工用高效掘进装置，其特征在于:所述环形支撑板（25）与固定圆筒（11）之间圆周均布有多块加强筋板（4）。