CN218062318U - 一种泥水平衡式矩形顶管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泥水平衡式矩形顶管机，属于顶管机技术领域，包括机壳，机壳截面为矩形，机壳内设置有掘进隔仓板，掘进隔仓板一侧安装有动力系统和泥水系统，掘进隔仓板的另一侧转动安装有刀盘，刀盘的形状为筒状，刀盘旋转形成的圆形截面与机壳的矩形形成四个盲区拐角，四个盲区拐角处设置有盲区导流装置，盲区导流装置包括导流斜板，本实用新型通过动力系统提供动力，启动刀盘旋转切削土体，随着掘进过程的进行，盲区土体被推入盲区导流装置所在的区域，经过导流斜板的引导，盲区土体会被挤入刀盘的旋转周侧，刀盘的周侧刮刀将盲区土体切削，切削后的盲区土体会进入泥仓内参与搅拌，解决了盲区土体难以被切削问题。

Description

一种泥水平衡式矩形顶管机

技术领域

本实用新型属于顶管机技术领域，具体地，涉及一种泥水平衡式矩形顶管机。

背景技术

目前，综合管廊的施工常常采用矩形顶管施工法，绝大多数矩形顶管施工采用泥水平衡式矩形顶管机，由于泥水平衡式矩形顶管机实际上只能用多个错落的圆形刀盘开挖土体形成一个类矩形的开挖空间，在刀盘与机壳之间依旧会产生切削盲区，盲区的土地很难被清除，盲区的存在会造成顶管机推进正面阻力增大、掘进姿态偏移和开挖仓结泥饼等多种问题。

实用新型内容

为解决背景技术中提到的技术问题，本实用新型提供了一种泥水平衡式矩形顶管机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种泥水平衡式矩形顶管机，包括机壳，机壳截面为矩形，机壳内设置有掘进隔仓板，掘进隔仓板一侧安装有动力系统和泥水系统，掘进隔仓板的另一侧转动安装有筒状的刀盘，刀盘包括中心刀，中心刀固定安装在刀盘端面的外侧中心，中心刀四周设置有正面刮刀，正面刮刀固定安装在刀盘的端面的外侧，刀盘周侧固定安装有若干均匀分布的周侧刮刀，设置中心刀、正面刮刀和周侧刮刀的目的是让顶管机适用于软质泥土、硬质泥土、砂石和岩石等地质，正面刮刀和周侧刮刀沿切削方向的底部均开设有进泥孔，进泥孔贯穿刀盘，刀盘端面的内侧安装有搅拌棒，刀盘旋转形成的圆形截面与机壳的矩形形成四个盲区拐角，四个盲区拐角处设置有盲区导流装置；

所述盲区导流装置包括导流斜板，导流斜板固定安装在机壳上，导流斜板与刀盘形成锥形豁口，导流斜板开设有多个高压水喷口，高压水喷口的角度朝向刀盘旋转外侧面，高压水喷口用于在开挖面上喷水，目的是改良开挖面土质和冲洗刀盘。

进一步地，刀盘进泥孔截面为梯形，进泥孔在刀盘端面外侧面的面积小于在刀盘端面内侧面的面积，设置外小内大的梯形截面的进泥孔，能够防止泥块堵塞孔道，有利于泥块更顺利进入。

进一步地，正面刮刀以刀盘的中心为圆心呈圆形阵列分布，保证了最大的切削覆盖面积。

进一步地，机壳靠近刀盘一端的边缘设置有铲齿，铲齿用于将机壳附近土块切割后送入盲区导流装置。

进一步地，搅拌棒上开设有腰孔，设置腰孔用于降低搅拌阻力。

进一步地，泥水系统包括排泥孔、下部进水孔和上部进水孔，排泥孔设置在掘进隔仓板的中心下部，下部进水孔设置在掘进隔仓板中下部的两侧，上部进水孔设置在掘进隔仓板中上部的两侧，泥水系统可以提供泥水介质，泥水介质可以减少刀盘结构和中心刀、正面刮刀和周侧刮刀的磨损，泥水介质进入管壁外侧可以降低管节推进的摩擦阻力。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种泥水平衡式矩形顶管机，通过刀盘旋转切削土体，安装在刀盘背部的搅拌棒进行搅拌，搅拌后的泥水透过刀盘后与刀盘前方的土体相互作用，以此来平衡土体的压力，顶管机的推进使前方的土体不断地被切削然后进入泥仓，随着掘进过程的进行，盲区土体被推入盲区导流装置所在区域，经过导流斜板的引导，盲区土体会被挤入刀盘的旋转周侧，周侧刮刀将盲区土体切削，切削后的盲区土体会进入泥仓内参与搅拌，解决了盲区土体难以被切削问题。

同时，泥仓内的土在搅拌棒的作用下与水充分混合形成泥浆，该泥浆的压力用于平衡刀盘前方土的压力，形成的泥水介质也是很好的润滑剂，泥水介质可以减少中心刀、正面刮刀和周侧刮刀的磨损，泥水介质进入管壁外侧可以降低管节推进的摩擦阻力，这对施工质量会有极大地提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型一种泥水平衡式矩形顶管机的结构示意图；

图2为本实用新型一种泥水平衡式矩形顶管机的左视图；

图3为本实用新型盲区导流装置的截面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、刀盘；101、进泥孔；2、搅拌棒；3、掌子面；4、中心刀；5、正面刮刀；6、周侧刮刀；7、掘进隔仓板；8、机壳；9、泥水系统；10、盲区导流装置；11、导流斜板；12、铲齿；13、排泥孔；14、下部进水孔；15、上部进水孔；16、动力系统。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3所示，一种泥水平衡式矩形顶管机，包括机壳8，机壳8截面为矩形，机壳8内设置有掘进隔仓板7，掘进隔仓板7将顶管机的机头分成前后两仓。

掘进隔仓板7的一侧转动安装有刀盘1，刀盘1的形状为筒状，刀盘1端面外侧中心固定安装有中心刀4，中心刀4四周设置有正面刮刀5，正面刮刀5固定安装在刀盘1的端面的外侧，正面刮刀5以刀盘1的中心为圆心呈圆形阵列分布，正面刮刀5的前方形成掌子面3，掌子面3是顶管机运行前端的作业面，刀盘1周侧固定安装有若干均匀分布的周侧刮刀6，正面刮刀5和周侧刮刀6沿切削方向的底部均开设有进泥孔101，进泥孔101贯穿刀盘1，刀盘1内侧设置有泥仓，泥土通过进泥孔101进入到泥仓，刀盘1的进泥孔101截面为梯形，进泥孔101在刀盘1端面外侧面的面积小于在刀盘1端面内侧面的面积，刀盘1端面的内侧安装有搅拌棒2，搅拌棒2上开有腰孔，设置腰孔用于降低搅拌阻力，机壳8靠近刀盘1一端的边缘设置有铲齿12，刀盘1旋转形成的圆形截面与机壳8的矩形形成四个盲区拐角，四个盲区拐角处设置有盲区导流装置10，盲区导流装置10包括导流斜板11，导流斜板11固定安装在机壳8上，导流斜板11与刀盘1形成锥形豁口，导流斜板11开设有多个高压水喷口，高压水喷口的角度朝向刀盘1旋转侧面。

掘进隔仓板7的另一侧安装有动力系统16和泥水系统9，动力系统16安装在掘进隔仓板7上的中心处，动力系统16提供刀盘1转动的动力，泥水系统9包括排泥孔13、下部进水孔14和上部进水孔15，排泥孔13设置在掘进隔仓板7的中心下部，排泥孔13是将多余的泥水通过泥水管道输送到地面，下部进水孔14设置在掘进隔仓板7中下部的两侧，上部进水孔15设置在掘进隔仓板7中上部的两侧，下部进水孔14和上部进水孔15各连接有进水管，通过外界输水泵的作用，将水通过下部进水孔14和上部进水孔15打入泥仓参与搅拌，泥仓内的泥土在搅拌棒2的作用下与水充分混合形成泥浆，随着泥水系统9对进水和排泥的控制，将泥仓内的泥浆压力调整到预设值，该泥浆压力用于平衡刀盘1前方掌子面3的土压力。

工作原理：

动力系统16提供动力使刀盘1旋转切削土体，切削后的土体通过刀盘1的进泥孔101进入搅拌棒2的搅拌区域，搅拌棒2的搅拌区域称为泥仓，泥水系统9的水通过下部进水孔14和上部进水孔15注入搅拌棒2的搅拌区域，通过搅拌棒2的作用，将土体与水搅拌形成浑浊泥浆，浑浊泥浆在不断推进前行时在掌子面3形成泥膜，通过泥水系统9对下部进水孔14和上部进水孔15加压的方法来平衡掌子面3压力，当泥仓压力小于预设值时，通过泥水系统9增大进水量和进水压力来提高泥仓压力值，当泥仓压力高于预设值时，则通过泥水系统9增大排泥量来降低泥仓压力值。

盲区土体在推进力的作用下经过盲区导流装置10的引导进入到导流斜板11与刀盘1外侧壁形成的锥体空间内，随着掘进过程的进行，盲区土体会被挤入刀盘1的旋转周侧，周侧刮刀6将盲区土体切削。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种泥水平衡式矩形顶管机，包括机壳(8)，机壳(8)截面为矩形，机壳(8)内设置有掘进隔仓板(7)，掘进隔仓板(7)一侧安装有动力系统(16)和泥水系统(9)，掘进隔仓板(7)另一侧转动安装有筒状的刀盘(1)，其特征在于：刀盘(1)包括中心刀(4)，中心刀(4)固定安装在刀盘(1)端面的外侧中心，中心刀(4)四周设置有正面刮刀(5)，正面刮刀(5)固定安装在刀盘(1)的端面的外侧，刀盘(1)周侧固定安装有若干均匀分布的周侧刮刀(6)，正面刮刀(5)和周侧刮刀(6)沿切削方向的底部均开设有进泥孔(101)，进泥孔(101)贯穿刀盘(1)，刀盘(1)端面的内侧安装有搅拌棒(2)，机壳(8)靠近刀盘(1)侧的四个拐角处设置有盲区导流装置(10)；

所述盲区导流装置(10)包括导流斜板(11)，导流斜板(11)固定安装在机壳(8)上，导流斜板(11)开设有多个高压水喷口，高压水喷口的角度朝向刀盘(1)旋转外侧面。

2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡式矩形顶管机，其特征在于：进泥孔(101)截面为梯形，进泥孔(101)在刀盘(1)端面外侧面的面积小于在刀盘(1)端面内侧面的面积。

3.根据权利要求1所述的一种泥水平衡式矩形顶管机，其特征在于：正面刮刀(5)以刀盘(1)的中心为圆心呈圆形阵列分布。

4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡式矩形顶管机，其特征在于：机壳(8)靠近刀盘(1)一端的边缘设置有铲齿(12)。

5.根据权利要求1所述的一种泥水平衡式矩形顶管机，其特征在于：搅拌棒(2)上开设有腰孔。

6.根据权利要求1所述的一种泥水平衡式矩形顶管机，其特征在于：泥水系统(9)包括排泥孔(13)、下部进水孔(14)和上部进水孔(15)，排泥孔(13)位于掘进隔仓板(7)的中心下部，下部进水孔(14)位于掘进隔仓板(7)中下部的两侧，上部进水孔(15)位于掘进隔仓板(7)中上部的两侧。

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