CN216077025U - 一种竖向掘进机的泥水循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种竖向掘进机的泥水循环系统，竖向掘进机包括刀盘，泥水循环系统包括形成于刀盘背部的开挖仓、泥浆净化装置、能够向开挖仓中注浆的中转装置和泥浆循环装置，其中，泥浆净化装置包括能够将泥浆中泥水和碎石分离的分离机构、连接在分离机构上的渣土收集机构，以及能够将开挖仓中泥浆输送至分离机构的输送机构，泥浆循环装置和分离机构通过管路相互连通。本泥水循环系统的开挖仓中的泥浆经过分离机构的分离，能够将泥浆中的大颗粒渣土分离，分离后的泥浆流入泥浆箱中，最后重新流入开挖仓中实现循环，能够适应含水量大、渗透系数高的岩石地层，具有地层适应性强的特点。

Description

一种竖向掘进机的泥水循环系统

技术领域

本实用新型涉及一种竖向掘进机的泥水循环系统。

背景技术

在隧道竖井施工过程中，产生的渣土需要垂直输送至地面。目前，常用排渣方式为：掘进机的刀盘在切碎岩石的同时还作为一个叶轮，通过内置的排渣通道，将渣石聚拢到中央，再通过垂直带式输送机提运至竖井输送系统。虽然该方式的集渣和清渣效率均较高，但是，在含水量大、渗透系数高的地层，或者施工过程中出现涌水情况时，该种排渣方式将无法适用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型的竖向掘进机的泥水循环系统，以解决现有技术中出现的排渣问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种竖向掘进机的泥水循环系统，所述竖向掘进机包括刀盘，所述泥水循环系统包括形成于所述刀盘背部的开挖仓，所述泥水循环系统还包括：

泥浆净化装置，设置于所述竖向掘进机上，包括能够将泥浆中泥水和碎石分离的分离机构、连接在所述分离机构上的渣土收集机构，以及能够将所述开挖仓中泥浆输送至所述分离机构的输送机构，所述渣土收集机构位于所述分离机构的下侧；

中转装置，设置于所述开挖仓的上侧且能够向所述开挖仓中注浆；

泥浆循环装置，设置于所述竖向掘进机上且能够向所述开挖仓中注入泥浆，所述泥浆循环装置和所述分离机构通过管路相互连通，

所述泥浆净化装置和所述泥浆循环装置均位于所述开挖仓和所述中转装置之间。

优选地，所述输送机构包括第一管路，以及设置于所述第一管路中的第一泵，所述第一管路的两端分别与所述分离机构和所述开挖仓连通。

优选地，所述第一管路中还设置有用于监测所述第一管路中泥浆压力的第一压力传感器，以及用于测量所述第一管路中泥浆流量的第一流量计。

优选地，所述泥浆循环装置包括泥浆箱，所述中转装置包括中转箱，所述泥浆箱和所述中转箱中均设置有泥浆搅拌机构，所述泥浆箱、所述中转箱和所述开挖仓中均设置有液位监测机构。

进一步地，所述泥水循环系统还包括两端分别与所述泥浆箱和所述中转箱上部连通的第二管路，所述第二管路中设置有第一阀，所述第二管路包括位于所述第一阀两侧的第一段和第二段，所述第一段中设置有第二泵。

进一步地，所述第一段上设置有用于测量所述第二管路中泥浆流量的第二流量计。

进一步地，所述泥水循环系统还包括第一支路，所述第一支路的一端连接在所述第二泵和所述第一阀之间，所述第一支路的另一端和所述开挖仓连通，所述第一支路中设置有第二阀。

进一步地，所述泥水循环系统还包括第二支路，所述第二支路的两端分别连接在所述第二段和所述中转箱的下部，所述第二支路中设置有第三阀。

优选地，所述泥水循环系统还包括一端连接在所述中转装置上的进浆管路，以及一端连接在所述中转装置上的排浆管路，所述排浆管路中设置有第三泵，所述排浆管路中还设置有用于监测所述排浆管路中泥浆压力的第二压力传感器。

优选地，所述分离机构包括粗筛分离机构、旋流分离机构和溢流分离机构，泥浆依次流经所述粗筛分离机构、旋流分离机构和溢流分离机构。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的泥水循环系统，中转装置能够向开挖仓中注入泥浆，开挖仓中的泥浆经过分离机构的分离，能够将泥浆中的大颗粒渣土分离，分离后的泥浆流入泥浆箱中，最后重新流入开挖仓中实现循环，本泥水循环系统能够适应含水量大、渗透系数高的岩石地层，地层适应性强。

附图说明

附图1为本实用新型的泥水循环系统的结构示意图；

附图2为附图1中A部的局部放大图；

附图3为附图1中B部的局部放大图；

附图4为附图1中C部的局部放大图；

其中：

1、刀盘；

2、开挖仓；

3、泥浆净化装置；31、分离机构；311、粗筛分离机构；312、旋流分离机构；313、溢流分离机构；32、渣土收集机构；33、输送机构；331、第一管路；332、第一泵；333、第一压力传感器；334、第一流量计；

4、中转装置；41、中转箱；42、进浆管路；43、排浆管路；431、第三泵；432、第二压力传感器；

5、泥浆循环装置；51、泥浆箱；

6、第二管路；6a、第一段；6b、第二段；61、第一阀；62、第二泵；63、第二流量计；

7、第一支路；71、第二阀；

8、第二支路；81、第三阀；

a、泥浆搅拌机构；b、液位监测机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

参见附图1所示的一种竖向掘进机的泥水循环系统，竖向掘进机包括刀盘1，泥水循环系统包括形成于刀盘1背部的开挖仓2，泥水循环系统还包括：

泥浆净化装置3，设置于竖向掘进机上，包括能够将泥浆中泥水和碎石分离的分离机构31、连接在分离机构31上的渣土收集机构32，以及能够将开挖仓2中泥浆输送至分离机构31的输送机构33，渣土收集机构32位于分离机构31的下侧；

中转装置4，设置于开挖仓2的上侧且能够向开挖仓2中注浆；

泥浆循环装置5，设置于竖向掘进机上且能够向开挖仓2中注入泥浆，泥浆循环装置5和分离机构31通过管路相互连通，泥浆净化装置3和泥浆循环装置5均位于开挖仓2和中转装置4之间。

参见附图2所示，输送机构33包括第一管路331，以及设置于第一管路331中的第一泵332，第一管路331的两端分别与分离机构31和开挖仓2连通，其中，分离机构31包括粗筛分离机构311、旋流分离机构312和溢流分离机构313，泥浆依次流经粗筛分离机构311、旋流分离机构312和溢流分离机构313，且泥浆中通过粗筛分离机构311、旋流分离机构312和溢流分离机构313分离出来的大颗粒渣土均能够被输送到渣土收集机构32中。

第一管路331中还设置有用于监测第一管路331中泥浆压力的第一压力传感器333，以及用于测量第一管路331中泥浆流量的第一流量计334。

参见附图3和附图4所示，泥浆循环装置5包括泥浆箱51，中转装置4包括中转箱41，泥浆箱51和中转箱中41均能够存储一定量的泥浆，如此，可以使泥水循环系统本身具有一定的调节范围，不会因为泥浆不足或者泥浆过多而立即影响掘进工作的进行。泥浆箱51和中转箱41中均设置有泥浆搅拌机构a，以防止泥浆箱51和中转箱41中的泥浆沉淀。泥浆箱51、中转箱41和开挖仓2中均设置有液位监测机构b，以监测泥浆箱51、中转箱41和开挖仓2中液面的高度，使液面维持在设定的高度范围内，保证泥水循环系统能够正常工作。

泥水循环系统还包括两端分别与泥浆箱51和中转箱41上部连通的第二管路6，第二管路6中设置有第一阀61，第二管路6包括位于第一阀61两侧的第一段6a和第二段6b，第一段6a中设置有第二泵62，第一段6a上还设置有用于测量第二管路6中泥浆流量的第二流量计63。本实施例中，通过第一流量计334和第二流量计63测出的泥浆流量信息，再通过调节第一泵332和第二泵62，可以实现对开挖仓2、泥浆箱51和中转箱41中泥浆液位的控制。

泥水循环系统还包括第一支路7和第二支路8，其中，第一支路7的一端连接在第二泵62和第一阀61之间，第一支路7的另一端和开挖仓2连通，且第一支路7中设置有第二阀71；第二支路8的两端分别连接在中转箱41的下部和第二段6b上，第二支路8中设置有第三阀81。本实施例中，第一阀61、第二阀71和第三阀81均为气动球阀。

参见附图3所示，泥水循环系统还包括一端连接在中转装置4上的进浆管路42，以及一端连接在中转装置4上的排浆管路43，进浆管路42的另一端位于地面，当开挖仓2中的泥浆不足时，可以通过进浆管路42，将地面上的泥浆排进中转箱41中，再通过中转箱41将泥浆排入开挖仓2中；排浆管路43中设置有第三泵431，排浆管路43中还设置有用于监测排浆管路43中泥浆压力的第二压力传感器432，排浆管路43的另一端也位于地面上，当泥浆箱51中的泥浆过多时，可以通过第二泵62将泥浆箱51中的泥浆输送至中转箱41中，再通过排浆管路43将中转箱41中的泥浆排至地面。

本泥水循环系统具有补浆工作模式、旁通工作模式、掘进工作模式和排浆工作模式，以下具体阐述本泥水循环系统处于上述四种工作模式时的工作过程：

当泥水循环系统处于补浆工作模式时，第一阀61、第二阀71、第三阀81均处于打开状态，地面上的泥浆通过进浆管路42流入中转箱41中，中转箱41中的泥浆依次通过第二支路8、第二段6b和第一支路7流入开挖仓2中。补浆工作模式可以用于竖向掘进机掘进前的补浆，或者用于掘进过程中，开挖仓2中泥浆流失的情况。

当泥水循环系统处于旁通工作模式时，第二阀71处于打开状态，第一阀61和第三阀81处于关闭状态，该种工作模式下，第一泵332将开挖仓2中的泥浆输送至分离机构31，分离机构31将泥浆中的大颗粒渣土分离并排出到渣土收集机构32中，经过分离后的泥浆流至泥浆箱51中，第二泵62将泥浆箱51中的泥浆输送至开挖仓2中。在此过程中，泥浆箱51和开挖仓2中的液位监测机构b分别监测泥浆箱51和开挖仓2中泥浆的液面，保持泥浆的液面处于能够维持正常掘进工作的高度。该模式一般用于掘进工作前的准备、测试等，保证泥水循环系统处于正常的工作状态。

当泥水循环系统处于掘进工作模式时，若开挖仓2和泥浆箱51中的泥浆的液面能够维持在正常的高度，此时只需按照旁通工作模式运行即可；若开挖仓中2泥浆不足，则按照补浆工作模式进行补浆；若掘进过程中，隧道中有地下水涌入时，打开第一阀61，同时使第二阀71和第三阀81处于关闭状态，开挖仓2、泥浆箱51、中转箱41中的液位监测机构b分别检测泥浆的液位，第一流量计334和第二流量计63分别测量第一管路331和第二管路6中泥浆的流量。开挖仓2中的泥浆通过第一管路331流入分离机构31，再从分离机构31流入泥浆箱51，泥浆箱51中的泥浆通过第二泵62从第二管路6流入中转箱41中，第三泵431将中转箱41中的泥浆经排浆管路43排到地面。

当泥水循环系统处于排浆工作模式时，此时，竖向掘进机处于停机状态，打开第一阀61，并保持第二阀71和第三阀81处于关闭状态，开挖仓2、泥浆箱51、中转箱41中的液位监测机构b分别检测泥浆的液位。此种工作模式下，开挖仓2中的泥浆通过第一管路331流入分离机构31，再从分离机构31流入泥浆箱51，泥浆箱51中的泥浆通过第二泵62从第二管路6流入中转箱41中，第三泵431将中转箱41中的泥浆经排浆管路43排到地面。

综上所述，本实用新型的泥水循环系统，中转装置4能够向开挖仓2中注入泥浆，开挖仓2中的泥浆经过分离机构31的分离，能够将泥浆中的大颗粒渣土分离，分离后的泥浆流入泥浆箱51中，最后重新流入开挖仓2中实现循环，本泥水循环系统能够适应含水量大、渗透系数高的岩石地层，具有地层适应性强的特点；同时，本泥水循环系统具有多种工作模式，能够适用于不同的工况。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种竖向掘进机的泥水循环系统，所述竖向掘进机包括刀盘，所述泥水循环系统包括形成于所述刀盘背部的开挖仓，其特征在于：所述泥水循环系统还包括：

泥浆净化装置，设置于所述竖向掘进机上，包括能够将泥浆中泥水和碎石分离的分离机构、连接在所述分离机构上的渣土收集机构，以及能够将所述开挖仓中泥浆输送至所述分离机构的输送机构，所述渣土收集机构位于所述分离机构的下侧；

中转装置，设置于所述开挖仓的上侧且能够向所述开挖仓中注浆；

泥浆循环装置，设置于所述竖向掘进机上且能够向所述开挖仓中注入泥浆，所述泥浆循环装置和所述分离机构通过管路相互连通，

所述泥浆净化装置和所述泥浆循环装置均位于所述开挖仓和所述中转装置之间。

2.根据权利要求1所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述输送机构包括第一管路，以及设置于所述第一管路中的第一泵，所述第一管路的两端分别与所述分离机构和所述开挖仓连通。

3.根据权利要求2所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述第一管路中还设置有用于监测所述第一管路中泥浆压力的第一压力传感器，以及用于测量所述第一管路中泥浆流量的第一流量计。

4.根据权利要求1所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述泥浆循环装置包括泥浆箱，所述中转装置包括中转箱，所述泥浆箱和所述中转箱中均设置有泥浆搅拌机构，所述泥浆箱、所述中转箱和所述开挖仓中均设置有液位监测机构。

5.根据权利要求4所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述泥水循环系统还包括两端分别与所述泥浆箱和所述中转箱上部连通的第二管路，所述第二管路中设置有第一阀，所述第二管路包括位于所述第一阀两侧的第一段和第二段，所述第一段中设置有第二泵。

6.根据权利要求5所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述第一段上设置有用于测量所述第二管路中泥浆流量的第二流量计。

7.根据权利要求5所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述泥水循环系统还包括第一支路，所述第一支路的一端连接在所述第二泵和所述第一阀之间，所述第一支路的另一端和所述开挖仓连通，所述第一支路中设置有第二阀。

8.根据权利要求5所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述泥水循环系统还包括第二支路，所述第二支路的两端分别连接在所述第二段和所述中转箱的下部，所述第二支路中设置有第三阀。

9.根据权利要求1所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述泥水循环系统还包括一端连接在所述中转装置上的进浆管路，以及一端连接在所述中转装置上的排浆管路，所述排浆管路中设置有第三泵，所述排浆管路中还设置有用于监测所述排浆管路中泥浆压力的第二压力传感器。

10.根据权利要求1所述的一种竖向掘进机的泥水循环系统，其特征在于：所述分离机构包括粗筛分离机构、旋流分离机构和溢流分离机构，泥浆依次流经所述粗筛分离机构、旋流分离机构和溢流分离机构。

Images