CN216894401U - 一种能够实现带压进仓的微型盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能够实现带压进仓的微型盾构机，包括依次设置的前盾(1)和中盾(3)，中盾(3)内设有相互独立的人舱(31)和设备舱(32)，人舱(31)和设备舱(32)沿中盾(3)的直径方向设置；沿中盾(3)的轴线方向，人舱(31)的两端均为封闭结构，设备舱(32)的至少一端为封闭结构。该能够实现带压进仓的微型盾构机的中盾内含有集成式人舱，能够满足不同直径盾构对人舱的需求，克服独立的人仓结构无法布置微型盾构的难题。

Description

一种能够实现带压进仓的微型盾构机

技术领域

本实用新型涉及隧道挖掘设备领域，具体的是一种能够实现带压进仓的微型盾构机。

背景技术

目前许多城市的微型直径管道市政项目已经逐渐采用盾构法施工，除此之外，其它工程如石油隧道、天然气隧道、运煤通道等也已采用盾构法施工。与传统明挖法、顶管法等开挖技术相比，盾构法以其安全、高效、适应性强等优势而逐步得到广泛的研究及应用。

国内盾构机厂家对微型隧道掘进机鲜有研究、设计及应用，涉及2m级微型隧道掘进机的多项关键技术缺乏针对性突破，尚未形成成熟设计。与常规盾构(开挖直径≥4m)相比，微型盾构因其空间异常狭小导致无法布置独立外挂式人舱，施工过程无法满足带压进仓作业(磨损或损坏的刀具)的需求。

实用新型内容

为了解决微型盾构无法配置人舱导致施工过程在无法带压作业的难题，本实用新型提供了一种能够实现带压进仓的微型盾构机，该能够实现带压进仓的微型盾构机的中盾内含有集成式人舱，能够满足不同直径盾构对人舱的需求，克服独立的人仓结构无法布置微型盾构的难题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能够实现带压进仓的微型盾构机，包括依次设置的前盾和中盾，中盾内设有相互独立的人舱和设备舱，人舱和设备舱沿中盾的直径方向设置；沿中盾的轴线方向，人舱的两端均为封闭结构，设备舱的至少一端为封闭结构。

中盾内设有前后间隔设置的前隔板和后隔板，前隔板位于人舱的前端和设备舱的前端，后隔板位于人舱的后端和设备舱的后端。

人舱为密封承压腔体，前隔板含有过人通孔，过人通孔与设备舱相对应，设备舱的前端为开放结构，前盾的内部与设备舱通过过人通孔连通形成密封承压腔体。

前隔板上设有前人舱门，后隔板上设有后人舱门和人舱带压进仓功能孔，前人舱门、后人舱门和人舱带压进仓功能孔均与人舱相对应。

后隔板上设有设备舱带压进仓功能孔、照明功能孔和维修通道，设备舱带压进仓功能孔、照明功能孔和维修通道均与设备舱相对应。

中盾内还设有分隔板，分隔板位于前隔板和后隔板之间，分隔板将前隔板和后隔板之间的空间分隔为左右设置的人舱和设备舱。

人舱的容积小于设备舱的容积，分隔板含有从上向下依次连接的上弧形段、竖直段、过渡段和水平段，分隔板与中盾的轴线平行。

人舱内设有中间隔板，中间隔板将人舱分隔为相互独立的主舱和副舱，主舱和副舱前后设置，中间隔板上设有中间人舱门。

前盾内设有环形安装板，前盾和中盾之间设有油缸，油缸的前端通过前铰接结构与环形安装板连接，油缸的后端通过后铰接结构与前隔板连接。

前盾和中盾之间设有铰接密封结构，铰接密封结构含有从内向外依次套设的内铰接件、密封圈和外铰接件。

本实用新型的有益效果是：

1、创造性设计一种高度集成式人舱，满足微型盾构带压进仓作业的需求。

2、铰接密封结构能够承受盾构内、外测压力，避免带压过程压力控制不稳定带来的密封泄漏问题。

3、高度紧凑性结构设计，合理布置设备满足微型盾构空间需求。

4、前盾与中盾之间的设备满足承压要求，实现带压进仓祖业或带压掘进的需求。

5、能够满足不同直径盾构对人舱的需求，克服独立的人仓结构无法布置微型盾构的难题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述能够实现带压进仓的微型盾构机的主视示意图。

图2是沿图1中A-A方向的剖视示意图。

图3是沿图1中B-B方向的剖视示意图。

图4是沿图1中C方向的示意图。

图5是沿图4中D-D方向的剖视示意图。

图6是图1中E部位的放大示意图。

1、前盾；2、铰接密封结构；3、中盾；

11、环形安装板；12、油缸；

21、内铰接件；22、密封圈；23、外铰接件；

31、人舱；32、设备舱；33、前隔板；34、后隔板；35、分隔板；

311、中间隔板；312、主舱；313、副舱；314、中间人舱门；

331、过人通孔；332、前人舱门；

341、后人舱门；342、人舱带压进仓功能孔；343、设备舱带压进仓功能孔；344、照明功能孔；345、维修通道；346、排污口；

351、上弧形段；352、竖直段；353、过渡段；354、水平段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种能够实现带压进仓的微型盾构机，包括前后依次设置的前盾1和中盾3，中盾3内设有相互独立的人舱31和设备舱32，人舱31和设备舱32沿中盾3的直径方向设置；沿中盾3的轴线方向，人舱31的两端均为封闭结构，设备舱32的至少一端为封闭结构，如图1至图5所示。

其中，人舱31和设备舱32沿中盾3的直径方向设置的含义为人舱31和设备舱 32左右设置、右左设置、上下设置或下上设置。人舱31的前后两端均为封闭结构，人舱31能够成为独立的密封承压腔体，前盾1的内部能够成为独立的密封承压腔体，人舱31与前盾1的内部能够连通。人舱31和设备舱32均集成于中盾3内。

在本实施例中，中盾3内设有前后间隔设置的前隔板33和后隔板34，前隔板33 和后隔板34相互平行，前隔板33和后隔板34均与中盾3的轴线垂直，前隔板33 位于人舱31的前端和设备舱32的前端，后隔板34位于人舱31的后端和设备舱32 的后端，设备舱32内放置盾构设备。

在本实施例中，人舱31为密封承压腔体，前隔板33呈环形结构，前隔板33含有过人通孔331，过人通孔331与设备舱32相对应，设备舱32的前端为开放结构，后隔板34呈圆形结构，设备舱32的后端为封闭结构，前盾1的内部与设备舱32通过过人通孔331连通形成一个密封承压腔体。所述微型盾构机的所有的部件(马达、泵站和电机等等)满足承压要求。

在本实施例中，前隔板33上设有前人舱门332和平衡阀，后隔板34上设有平衡阀、后人舱门341和人舱带压进仓功能孔342，平衡阀、前人舱门332、后人舱门341 和人舱带压进仓功能孔342均与人舱31相对应。前人舱门332可以双层门，操作人员可以通过前人舱门332进出人舱31，操作人员也可以通过后人舱门341进出人舱 31。人舱带压进仓功能孔342与人舱31连通。

在本实施例中，后隔板34上设有排污口346、设备舱带压进仓功能孔343、照明功能孔344和维修通道345，排污口346、设备舱带压进仓功能孔343、照明功能孔 344和维修通道345均与设备舱32相对应。操作人员通过维修通道345可以进出设备舱32，维修通道345内设有设备舱门，设备舱带压进仓功能孔343和照明功能孔 344均与设备舱32连通，如图4所示。

在本实施例中，中盾3内还设有分隔板35，沿中盾3的轴线方向，即前后方向，分隔板35位于前隔板33和后隔板34之间，分隔板35的前后两端分别与前隔板33 和后隔板34密封连接。分隔板35将前隔板33和后隔板34之间的空间分隔为左右设置的人舱31和设备舱32。

在本实施例中，人舱31的容积小于设备舱32的容积，分隔板35含有从上向下依次连接的上弧形段351、竖直段352、过渡段353和水平段354，分隔板35与中盾 3的轴线平行。上弧形段351、竖直段352、过渡段353和水平段354均与中盾3的轴线平行。

在本实施例中，人舱31内设有中间隔板311，中间隔板311、前隔板33和后隔板34相互平行，中间隔板311将人舱31分隔为相互独立的主舱312和副舱313，如图5所示。主舱312和副舱313均为密封承压腔体，主舱312的容积大于或等于副舱 313的容积，主舱312和副舱313前后设置，中间隔板311上设有中间人舱门314和平衡阀。每个舱门(前人舱门332、中间人舱门314，后人舱门341和设备舱门)均具有良好的密封性能。

在本实施例中，前盾1内设有环形安装板11，前盾1和中盾3之间设有多个油缸12，多个油缸12沿前盾1的周向均匀间隔排布，油缸12的前端通过前铰接结构与环形安装板11连接，油缸12的后端通过后铰接结构与前隔板33连接，环形安装板11与前隔板33前后平行设置。

在本实施例中，前盾1内设有主驱动和泥水仓，前盾1和中盾3之间设有铰接密封结构2，铰接密封结构2含有从内向外依次套设的内铰接件21、密封圈22和外铰接件23。优选，内铰接件21的周面为球面结构，铰接密封结构2含有三道密封圈22，三道密封圈22沿前后方向间隔排列，如图6所示。

前盾1与中盾3通过铰接密封结构2连接一起，铰接密封结构2能够满足小转弯需求，盾构小转弯过程中，铰接密封的压缩量保持不变，承压能力较高，且能承受盾构内部和外部的双向压力。油缸12初始位置处于中间形成位置，盾构转弯过程，油缸12的一侧伸出，另一侧缩回。

人舱31位于中盾3内，中盾3内一侧为集成的人舱31，另一侧为设备舱32，中盾的隔板由带压进仓功能孔、维修通道舱门、排污口和可视化接口等等组成一体式承压封板。集成人舱为前后串式的主、副舱结构。前盾和中盾包含的所有区域是密闭的腔体，所有的部件(马达、泵站和电机等等)满足承压要求。

下面介绍所述能够实现带压进仓的微型盾构机的工作过程。

1、通过盾构配置的保压空气系统对中盾3中的一侧的设备舱32进行加压操作，设备舱32与前盾1的内部连通，设备舱32与前盾1的内部的压强一致；

2、入舱操作人员再通过保压空气系统对人舱31进行加压操作，逐级进入人舱 31的主舱312内，即操作人员先进入副舱313，然后在进入主舱312内；

3、入舱操作人员通过操作平衡阀使主舱312与前盾1的内部连通，此时主舱312 与前盾1的内部的压强相同，操作人员打开前人舱门332，进入前盾1的内部或进入设备舱32内。

4、入舱操作人员再通过保压空气系统对泥水仓加压操作，打开平衡阀将泥水仓与设备舱32联通，此时泥水仓与设备舱32内的压强相同，操作人员打开通往泥水仓的舱门，进入泥水仓施实带压作业。

下面介绍所述能够实现带压进仓的微型盾构机的盾构保压测试方法：

前盾1与中盾3内部作为带压进仓过程能够承压的密闭舱体，内部安装较多元器件，且前盾1与中盾3通过铰接的油缸12连接，必须确保前盾1与中盾3合围的腔体能够承受压力。

1、铰接的油缸12的有杆腔须建立背压，对油缸腔充油，建立起压力即停止充油，并锁定，确保保压过程中铰接油缸不会伸出。

2、关闭驱动系统的齿轮油系统呼吸器处手动球阀，拆除呼吸器并拿出加压仓。

3、关闭压力补偿及检测系统外密封检测腔呼吸器处手动球阀，拆除呼吸器并拿出加压仓。

4、铰接密封处的油脂孔，需要充油脂，至油脂流出。将油脂孔对应的黄油嘴换成堵头。

5、拆除主驱动减速机上的压力式通气帽，改用堵头封堵，保证密封良好。

为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向，方位词“右”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“前”表示图1中的左侧方向，方位词“后”表示图1中的右侧方向，本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，所述能够实现带压进仓的微型盾构机包括依次设置的前盾(1)和中盾(3)，中盾(3)内设有相互独立的人舱(31)和设备舱(32)，人舱(31)和设备舱(32)沿中盾(3)的直径方向设置；沿中盾(3)的轴线方向，人舱(31)的两端均为封闭结构，设备舱(32)的至少一端为封闭结构。

2.根据权利要求1所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，中盾(3)内设有前后间隔设置的前隔板(33)和后隔板(34)，前隔板(33)位于人舱(31)的前端和设备舱(32)的前端，后隔板(34)位于人舱(31)的后端和设备舱(32)的后端。

3.根据权利要求2所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，人舱(31)为密封承压腔体，前隔板(33)含有过人通孔(331)，过人通孔(331)与设备舱(32)相对应，设备舱(32)的前端为开放结构，前盾(1)的内部与设备舱(32)通过过人通孔(331)连通形成密封承压腔体。

4.根据权利要求2所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，前隔板(33)上设有前人舱门(332)，后隔板(34)上设有后人舱门(341)和人舱带压进仓功能孔(342)，前人舱门(332)、后人舱门(341)和人舱带压进仓功能孔(342)均与人舱(31)相对应。

5.根据权利要求2所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，后隔板(34)上设有设备舱带压进仓功能孔(343)、照明功能孔(344)和维修通道(345)，设备舱带压进仓功能孔(343)、照明功能孔(344)和维修通道(345)均与设备舱(32)相对应。

6.根据权利要求2所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，中盾(3)内还设有分隔板(35)，分隔板(35)位于前隔板(33)和后隔板(34)之间，分隔板(35)将前隔板(33)和后隔板(34)之间的空间分隔为左右设置的人舱(31)和设备舱(32)。

7.根据权利要求6所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，人舱(31)的容积小于设备舱(32)的容积，分隔板(35)含有从上向下依次连接的上弧形段(351)、竖直段(352)、过渡段(353)和水平段(354)，分隔板(35)与中盾(3)的轴线平行。

8.根据权利要求1所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，人舱(31)内设有中间隔板(311)，中间隔板(311)将人舱(31)分隔为相互独立的主舱(312)和副舱(313)，主舱(312)和副舱(313)前后设置，中间隔板(311)上设有中间人舱门(314)。

9.根据权利要求2所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，前盾(1)内设有环形安装板(11)，前盾(1)和中盾(3)之间设有油缸(12)，油缸(12)的前端通过前铰接结构与环形安装板(11)连接，油缸(12)的后端通过后铰接结构与前隔板(33)连接。

10.根据权利要求1所述的能够实现带压进仓的微型盾构机，其特征在于，前盾(1)和中盾(3)之间设有铰接密封结构(2)，铰接密封结构(2)含有从内向外依次套设的内铰接件(21)、密封圈(22)和外铰接件(23)。

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