CN216974837U - 一种盾尾环清理装置以及盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种盾尾环清理装置以及盾构机。常见的盾构机包括油缸，油缸包括缸体和活塞组件。上述盾尾环清理装置包括连接组件，连接组件与活塞组件连接；盾尾环清理装置还包括刮泥组件，刮泥组件与连接组件连接，刮泥组件随活塞组件伸缩并将泥水刮至缸体一端。本实用新型通过在活塞组件上安装盾尾环清理装置，利用活塞组件工作过程中往复运动，将泥水带到油缸的一端集中清理，活塞组件往复几次,泥水堆积到一定量后再进行统一清理，减少了人工进入盾构机清理泥水的次数，增加盾构机掘进的连续性，提升施工效率。

Description

一种盾尾环清理装置以及盾构机

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种盾尾环清理装置以及盾构机。

背景技术

随着社会经济的快速发展，城市化进程的加快，城市地铁已经在社会公共功能中扮演越来越重要的角色，水下隧道正在改变着越江、跨海通道“唯桥是举”的局面，高速铁路、高速公路、水利工程均面临大型隧道工程的挑战。现代盾构隧道技术在我国的逐步完善和迅速发展，顺应了时代的要求，其必将在中国的基础设施建设中发挥越来越重要的作用。

盾构机是在与隧道形状一致的盾构外壳内，装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构和安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。盾构机包括盾头、油缸和盾尾环等部分。盾头用于向前挖掘，盾尾环设置在盾头的后方，管片安装在盾尾环的内部，油缸的缸体设置在盾头上，且油缸的活塞组件能在盾尾环内伸缩。盾构机前进的原理是，在油缸的活塞组件处于缩回状态时，使活塞抵接在已安装好的管片衬砌上，然后油缸的活塞组件伸出，从而推动盾头、盾尾环和油缸的缸体一起朝背离已安装管片的方向前进，此时盾尾环从已安装好的管片下方抽出，接着油缸回缩，以便于在盾尾环内继续安装管片。随着盾构机掘进，盾尾环逐渐与管片脱离，但是总会有新的管片安装在盾尾环中，如此往复。

盾构机的清洁是伴随着盾构机掘进同时进行的工作，同时隧道会不可避免地有漏水现象，以及设备本身会有冷却水等情况，这些泥水会汇集到盾尾环内。当安装底部的管片时，盾尾环内的泥水会妨碍底部管片的安装，所以每次安装最底部的管片时，均需要停止作业，人工清理一次盾尾环的泥水，保证盾尾环与管片安装有足够的间隙，从而保证管片的安装精度。管片的长度一般几米长，意味着盾构机每掘进几米就要停止清理泥水，频繁地停止作业并使人工进入盾构机内部进行泥水清理会大大降低盾构机的掘进速度。

因此，亟需设计一种盾尾环清理装置以及盾构机，解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种盾尾环清理装置，能够利用油缸伸缩的特性，伸出时不刮泥，缩回时刮泥，及时地将聚集的泥水刮到油缸一端。

本实用新型的另一个目的在于提供一种盾构机，减少了人工进入盾构机清理泥水的次数，增加盾构机掘进的连续性，提升施工速度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种盾尾环清理装置，盾构机包括油缸，上述油缸包括缸体和活塞组件，上述活塞组件能在盾尾环内伸缩，上述盾尾环清理装置包括：

连接组件，上述连接组件与上述活塞组件连接，并能随上述活塞组件运动；

刮泥组件，其一端与上述连接组件活动连接，另一端能够在上述活塞组件伸出时抬高以离开上述盾尾环的内表面，在上述活塞组件缩回时与上述盾尾环的内表面抵接，以将泥水刮至上述缸体一端。

可选地，上述刮泥组件包括：

轴套，与连接组件转动配合；

刮泥板，其第一端与轴套连接，第二端用于刮泥，上述刮泥板的延伸方向与上述油缸的缩回方向的夹角为锐角或直角；

上述轴套能绕上述连接组件转动，以在上述活塞组件伸出时，使上述第二端朝靠近上述缸体的一端转动。

可选地，上述盾尾环清理装置还包括：

卡位组件，设置在上述连接组件上，上述活塞组件缩回时，上述卡位组件能对上述第二端朝背离上述缸体的一端转动的上述刮泥板进行限位，以使上述第二端与上述盾尾环内表面抵接。

可选地，上述刮泥组件包括多个上述轴套，多个上述轴套沿上述盾尾环的周向依次布置，每个上述轴套上连接一个上述刮泥板，每个上述轴套能独立相对于上述连接组件转动。

可选地，上述盾尾环清理装置包括多个上述刮泥组件，多个上述刮泥组件沿上述活塞组件的伸缩方向排布。

可选地，上述连接组件包括：

支架，与上述活塞组件连接；

连杆，与上述支架连接，上述刮泥组件与上述连杆转动配合。

可选地，连杆为圆弧形。

一种盾构机，包括盾头、盾尾环、多个油缸及上述的盾尾环清理装置，多个上述油缸与上述盾头连接，且沿上述盾尾环的周向分布，上述油缸的上述活塞组件能在上述盾尾环内伸缩，至少一个上述活塞组件上连接有上述盾尾环清理装置。

可选地，上述活塞组件一端设置有撑靴，上述盾尾环清理装置设置在上述撑靴上。

可选地，相邻的上述活塞组件上的上述刮泥组件沿上述盾尾环的周向对接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种盾尾环清理装置，通过在油缸的活塞组件上安装盾尾环清理装置，利用活塞组件工作过程中往复运动，带动盾尾环清理装置随活塞组件进行往复运动，通过刮泥组件与连接组件的配合，使刮泥组件仅在油缸的活塞组件缩回时对盾尾环进行刮泥，以将泥水带到油缸的一端集中清理，相比传统的每铺设一块底部管片即对应的油缸往复一次就需要人工进入盾构机内部清理泥水的清理模式，可以实现泥水堆积到一定量后统一清理，此过程中，活塞组件往复多次就可以多铺设多块管片再人工进入盾构机，减少了人工进入盾构机清理泥水的次数，增加盾构机掘进的连续性，提升施工效率。

本实用新型还提供了一种盾构机，通过采用上述的盾尾环清理装置使得泥水可以堆积到一定量统一清理，此过程中，活塞组件往复多次就可以多铺设多块管片再人工进入盾构机，减少了人工进入盾构机清理泥水的次数，增加盾构机掘进的连续性，提升施工效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的油缸运动示意图；

图2是本实用新型实施例提供的盾尾环清理装置安装在活塞组件上的侧视图；

图3是本实用新型实施例提供的刮泥组件安装在连杆上的剖面图；

图4是本实用新型实施例提供的盾尾环清理装置安装在撑靴的俯视图；

图5是本实用新型实施例提供的撑靴周向排布示意图；

图6是图5中A处的放大图。

图中：

1000、油缸；1100、活塞组件；1110、撑靴；1120、活塞杆；

2000、盾尾环；2100、支撑条；2200、油脂管；

3100、连接组件；3110、支架；3120、连杆；3121、凸起；

3200、刮泥组件；3210、轴套；3220、刮泥板；

4000、管片；5000、盾头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种盾尾环清理装置和盾构机。如图1所示，盾构机包括盾头5000、油缸1000和盾尾环2000等部分。图中X向是油缸1000伸出方向，-X向是油缸1000缩回方向。盾头5000用于向前挖掘，盾尾环2000设置在盾头5000的后方，施工过程中，管片4000安装在盾尾环2000的内部，油缸1000包括缸体和活塞组件1100，缸体设置在盾头5000上，且活塞组件1100能在盾尾环2000内伸缩(图1中虚线的活塞组件1100是其伸出过程中在不同位置处的示意)。在盾构机工作过程中，清洁工作随着盾构机掘进同时进行的工作，同时隧道会不可避免地有漏水现象，以及设备本身会有冷却水等情况，这些泥水会汇集到盾尾环2000内。当在盾尾环2000底部安装管片4000时，盾尾环2000内的泥水会妨碍底部管片4000的安装，所以每次安装最底部的管片4000时，均需要停止作业，并使人工清理一次盾尾环2000的泥水，保证盾尾环2000与管片4000安装有足够的间隙，从而保证管片4000的安装精度。而频繁地人工清理泥水，大大降低了盾构机的掘进速度。

为解决以上问题，如图1和图2所示，本实施例的盾构机还包括盾尾环清理装置，盾尾环清理装置包括连接组件3100和活塞组件1100，连接组件3100与活塞组件1100连接，并能随活塞组件1100运动，刮泥组件3200的一端与连接组件3100活动连接，另一端能够在活塞组件1100伸出时抬高以离开盾尾环2000的内表面，在活塞组件1100缩回时与盾尾环2000的内表面抵接，以将泥水刮至缸体一端。

通过在活塞组件1100上设置盾尾环清理装置，利用活塞组件1100往复运动的特性，带动盾尾环清理装置在盾尾环2000内往复运动，由于刮泥组件3200与连接组件3100为活动连接，在活塞组件1100伸出时，刮泥组件3200可以运动至不与盾尾环2000的内表面抵接，从而使刮泥组件3200不刮泥；在活塞组件1100回缩时，刮泥组件3200再运动至与盾尾环2000的内表面抵接，以将聚集在盾尾环2000底部的泥水刮到油缸1000根部，油缸1000根部有一段能够存泥水的空间，当油缸1000根部的泥水存够一定量以后，人工清理一次即可，减少了人工进入盾构机内部清理的次数，提高掘进速度。

可选地，如图2所示，连接组件3100包括支架3110和连杆3120，支架3110与活塞组件1100连接，连杆3120与支架3110连接，刮泥组件3200套在连杆3120上。具体地，连接组件3100包括两个支架3110，两个支架3110分别布置在活塞组件1100在盾尾环2000周向的两侧，连杆3120的两端分别与两个支架3110连接，两端使用螺纹固定，连杆3120支撑稳定,整个连接组件3100结构牢固。

优选地，盾尾环清理装置包括多个刮泥组件3200，多个刮泥组件3200沿活塞组件1100的伸缩方向排布。相应的，连接组件3100包括多个连杆3120，多个连杆3120沿活塞组件1100伸缩方向排布，每个刮泥组件3200对应连接在一个连杆3120上。本实施例中，盾尾清理装置包括两个刮泥组件3200，则连接组件3100对应包括两个连杆3120，其他实施例中，盾尾清理装置也可以设置一个刮泥组件3200和一个连杆3120，或者多个刮泥组件3200和多个连杆3120，本领域技术人员可以根据刮泥需求选择设置。

优选地，连杆3120的形状为圆弧形，且圆弧形与盾尾环2000内表面的圆弧形状相匹配布置，进而使得刮泥组件3200用于刮泥的一端形成圆弧形，以能够与盾尾环2000表面更好接触，保证刮泥的均匀性。

可选地，如图3所示为刮泥组件3200套在连杆3120上的剖面图，其中，刮泥组件3200包括轴套3210，轴套3210与连杆3120转动配合，刮泥组件3200还包括刮泥板3220，刮泥板3220第一端与轴套3210连接，第二端用于刮泥，刮泥板3220的延伸方向与活塞组件1100的缩回方向的夹角为锐角或者直角。轴套3210能绕连杆3120转动，以在活塞组件1100伸出时，使第二端朝靠近缸体的一端转动。具体地，当活塞组件1100伸出时，盾尾环2000内表面的泥水会对刮板组件施加推动力，使得轴套3210第二端朝靠近缸体的一端转动(以图2所示状态，刮泥组件3200绕连杆3120顺时针转动)，从而刮泥板3220随之抬高并离开盾尾环2000内表面，此时刮泥板3220不刮泥，不会把泥水推到靠近管片4000的一端，即在活塞组件1100伸出时刮泥板3220不刮泥。通过刮板组件与连接组件3100的配合方式，使刮泥组件3200在活塞组件1100伸出时抬高的动作自动实现，不需要额外的驱动力，结构简单、成本低。

可选地，盾尾环清理装置还包括卡位组件，卡位组件设置在连接组件3100上，活塞组件1100缩回时，卡位组件能对第二端朝背离缸体的一端转动的刮泥板3220进行限位，以使第二端与盾尾环2000内表面抵接。从而防止在活塞组件1100回缩时，刮泥板3220转动至与活塞组件1100的缩回方向的夹角呈钝角，卡位组件的设定使得在活塞组件1100回缩时，刮泥板3220的第二端与盾尾环2000表面是一直保持接触的，保证活塞组件1100缩回过程中刮泥板3220能够刮到泥。

可选地，如图3所示，本实施例中，卡位组件包括凸起3121和孔位，凸起3121设置在连杆3120上，孔位设置在轴套3210内壁且沿轴套3210的轴向延伸，凸起3121伸入到孔位中，且在轴套3210相对于连杆3120转动时，凸起3121在孔位中相对运动。当轴套3210沿连杆3120向远离油缸1000一侧旋转到第二端与盾尾环2000内表面抵接时，凸起3121与孔位的侧壁抵接，从而防止刮泥板3220继续沿远离活塞组件1100的方向转动，以实现对第二端朝背离缸体的一端转动的刮泥板3220的限位。

如图6所示，盾尾环2000表面会铺设油脂管2200和支撑条2100，导致盾尾环2000表面是凹凸不平的，优选地，如图4所示，刮泥组件3200包括多个轴套3210，多个轴套3210沿盾尾环2000的周向依次布置，每个轴套3210上连接一个刮泥板3220，多个轴套3210能独立相对于连接组件3100转动。将轴套3210设置成多个，刮泥板3220也设置多个，保证凹凸的位置都可刮到泥，保证刮泥效果。本实施例中，连杆3120上在沿其长度方向设置多个凸起3121，每个轴套3210上均设置孔位，进而保证每个刮泥板3220在活塞组件1100缩回时被限位。

优选地，如图1和图2所示，活塞组件1100包括撑靴1110，撑靴1110用于与管片4000抵接。撑靴1110具有增大活塞组件1100与管片4000接触面积，以及使活塞组件1100受力更加均匀的作用。进一步地，盾尾环清理装置设置在撑靴1110上。撑靴1110作为与管片4000接触的部件且位于油缸1000的最前端，将盾尾环清理装置设置在撑靴1110位置能够保证刮泥的最大距离。需要说明的是，撑靴1110为现有技术中的成熟部件，其具体结构在此不做限定。

优选地，如图5所示，盾构机包括多个油缸1000，多个油缸1000沿盾尾环2000的周向分布，油缸1000的撑靴1110能在盾尾环2000内伸缩，至少一个撑靴1110上连接有盾尾环清理装置。由于泥水主要沉积在盾尾环2000底部位置，优选地，本实施例中，在位于盾尾环2000底部的五个撑靴1110上设置盾尾环清理装置。其他实施例中，可以根据需要增加或减少盾尾环清理装置的数量。

优选地，相邻的两个撑靴1110上的刮泥组件3200沿盾尾环2000的周向对接，相应地，连杆3120的两端也延出撑靴1110做调整。由于相邻的两个撑靴1110之间是有很大空隙的，每个撑靴1110可以独自伸缩也可以同时伸缩，所以要在相邻的刮泥组件3200随撑靴1110运动且互不干涉的前提下保证相邻的刮泥组件3200对接，进而保证需要刮泥的范围内沿盾尾环2000周向都设有刮泥板3220刮泥。

由于每个撑靴1110可以独自/同时伸缩，相邻的两个撑靴1110之间是有很大空隙的。优选地，相邻的两个撑靴1110上的刮泥组件3200沿盾尾环2000的周向对接，故可以实现在相邻的刮泥组件3200随撑靴1110运动且互不干涉的前提下，增加了刮泥组件3200刮泥的范围，使盾尾环2000底部沿周向均可以被清理到。可以理解的是，为了实现对刮泥组件3200的支撑，相应地，连杆3120的两端也延出撑靴1110做调整。

可选地，最底端的撑靴1110上的刮泥组件3200两端延伸至与相邻的刮泥组件3200对接。由于中间的泥水聚集最多，在每个撑靴1110单独运作时，保证最低部的刮泥组件3200刮的范围最大。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾尾环清理装置，盾构机包括油缸(1000)，所述油缸(1000)包括缸体和活塞组件(1100)，所述活塞组件(1100)能在盾尾环(2000)内伸缩，其特征在于，所述盾尾环清理装置包括：

连接组件(3100)，所述连接组件(3100)与所述活塞组件(1100)连接，并能随所述活塞组件(1100)运动；

刮泥组件(3200)，其一端与所述连接组件(3100)活动连接，另一端能够在所述活塞组件(1100)伸出时抬高以离开所述盾尾环(2000)的内表面，在所述活塞组件(1100)缩回时与所述盾尾环(2000)的内表面抵接，以将泥水刮至所述缸体一端。

2.根据权利要求1所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述刮泥组件(3200)包括：

轴套(3210)，与连接组件(3100)转动配合；

刮泥板(3220)，其第一端与轴套(3210)连接，第二端用于刮泥，所述刮泥板(3220)的延伸方向与所述活塞组件(1100)的缩回方向的夹角为锐角或直角；

所述轴套(3210)能绕所述连接组件(3100)转动，以在所述活塞组件(1100)伸出时，使所述第二端朝靠近所述缸体的一端转动。

3.根据权利要求2所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述盾尾环清理装置还包括：

卡位组件，设置在所述连接组件(3100)上，所述活塞组件(1100)缩回时，所述卡位组件能对所述第二端朝背离所述缸体的一端转动的所述刮泥板(3220)进行限位，以使所述第二端与所述盾尾环(2000)内表面抵接。

4.根据权利要求2所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述刮泥组件(3200)包括多个所述轴套(3210)，多个所述轴套(3210)沿所述盾尾环(2000)的周向依次布置，每个所述轴套(3210)上连接一个所述刮泥板(3220)，每个所述轴套(3210)能独立相对于所述连接组件(3100)转动。

5.根据权利要求1～4任一项所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述盾尾环清理装置包括多个所述刮泥组件(3200)，多个所述刮泥组件(3200)沿所述活塞组件(1100)的伸缩方向排布。

6.根据权利要求1～4任一项所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述连接组件(3100)包括：

支架(3110)，与所述活塞组件(1100)连接；

连杆(3120)，与所述支架(3110)连接，所述刮泥组件(3200)与所述连杆(3120)转动配合。

7.根据权利要求6所述的盾尾环清理装置，其特征在于，所述连杆(3120)为圆弧形。

8.一种盾构机，其特征在于，包括盾头(5000)、盾尾环(2000)、多个油缸(1000)及权利要求1～7任一项所述的盾尾环清理装置，多个所述油缸(1000)与所述盾头(5000)连接，且沿所述盾尾环(2000)的周向分布，所述油缸(1000)的所述活塞组件(1100)能在所述盾尾环(2000)内伸缩，至少一个所述活塞组件(1100)上连接有所述盾尾环清理装置。

9.根据权利要求8所述的盾构机，其特征在于，所述活塞组件(1100)一端设置有撑靴(1110)，所述盾尾环清理装置设置在所述撑靴(1110)上。

10.根据权利要求8所述的盾构机，其特征在于，相邻的所述活塞组件(1100)上的所述刮泥组件(3200)沿所述盾尾环(2000)的周向对接。

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