CN219281738U - 一种盾体及掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于掘进设备技术领域，具体公开了一种盾体及掘进机。盾体包括外盾与可拆设于所述外盾内部的内盾，内盾与外盾之间设有防扭装置，防扭装置包括设于内盾和外盾中一个的导向键和设于内盾和外盾中另一个的导向槽，导向键和导向槽沿与盾体轴向平行的方向滑动配合。本实用新型在回收油缸对内盾与内盾中的主机进行上拉回收时，导向键与导向槽之间限位滑动配合，防止内盾体在提升过程中发生周向偏转，避免了出现卡死或设备损坏的问题。

Description

一种盾体及掘进机

技术领域

本实用新型属于掘进设备技术领域，特别是涉及一种盾体及掘进机。

背景技术

随着城市化规模的扩大，对地下空间的开发利用是未来发展的必然趋势。开挖地下隧道是地下空间开发的重要工程，在施工过程中往往要在两条隧道之间修建联络通道以及泵房，采用掘进机施工是一种安全高效的施工方法。

暗井掘进机是一种专用于在既有隧道内开挖废水泵房的机械施工设备，主要通过主机对既有隧道向下开挖、支护、出渣以及封底注浆形成暗井，然后浇筑衬砌后形成废水泵房。由于向下掘进的暗井无法设置接收井，施工完成后掘进机回收困难。

为解决上述问题，申请人的授权公告号为CN111636885B发明专利提供了一种主机可回收式顶管机，该顶管机包括外盾和设于外盾中的内盾，内盾内设有主机，内盾和外盾为可拆的固定连接，开挖完成后，解除内盾与外盾的连接，在内盾与外盾之间安装回收油缸，回收油缸向上收缩，将内盾向上回拉，最后由卷扬吊机向上拉出内盾，完成回收。该顶管机解决了暗井向下施工时，掘进机难以回收的问题，但是在实际使用工况下，内盾在回收时，容易出现偏转卡死，造成设备损坏。此外，回收油缸的油缸座连接在外盾内壁，而为了满足回收油缸的安装，外盾在轴向上的尺寸相对较大，难以适应小型隧道的狭窄空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盾体，以解决现有技术中暗井掘进机在对内盾与主机回收时容易卡死、损坏设备的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种掘进机，以解决与上述相同的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的盾体的技术方案是：

一种盾体，包括外盾与可拆设于所述外盾内部的内盾，所述内盾与外盾之间设有防扭装置，所述防扭装置包括设于所述内盾和外盾中一个的导向键和设于所述内盾和外盾中另一个的导向槽，所述导向键和导向槽沿与所述盾体轴向平行的方向滑动配合。

有益效果是：本实用新型对现有可回收式掘进机的盾体进行了改进。在回收油缸对内盾与内盾中的主机进行上拉回收时，导向键与导向槽之间限位滑动配合，防止内盾体在提升过程中发生周向偏转，避免了出现卡死或设备损坏的问题。

作为进一步地改进，所述导向槽设于导向座中，所述导向座设于所述内盾和外盾中的一个。

有益效果是：避免了对内盾或外盾开槽加工，成本较低。

作为进一步地改进，所述导向键为导轨，所述导向槽为U型槽。

有益效果是：提升了整体的抗扭效果。

作为进一步地改进，所述外盾为中空的双层结构，且内、外层之间设有封口环，所述导轨连接于所述封口环的端部。

有益效果是：降低了外盾的重量，成本较低。同时，也便于在外盾安装导轨。

作为进一步地改进，所述内盾与外盾的配合端部设有轴向止动配合结构。

有益效果是：便于装配过程中的内、外盾轴向定位，提高装配效率。

作为进一步地改进，所述轴向止动配合结构为止口结构。

有益效果是：便于加工，提高了配合精度。

作为进一步地改进，所述外盾的内壁面与所述内盾的外壁面之间设有至少一道密封圈。

有益效果是：增强了内、外盾密封性，提高了设备在高水压地层的适应性。

作为进一步地改进，所述内盾的端部设有用于连接高压水管路的高压水接口。

有益效果是：在开挖掘进时，可以连通高压水管对开挖面冲刷，提高开挖效率，避免堵塞。

作为进一步地改进，所述内盾的端部设有用于连接高压气管路的高压气接口。

有益效果是：在开挖掘进时，可以连通高压气管，调节开挖面压力，提高掘进机在不同地层的适应性。

为实现上述目的，本实用新型所提供的掘进机的技术方案是：

掘进机，包括主机，所述主机设于盾体中，盾体包括外盾与可拆设于所述外盾内部的内盾，所述内盾与外盾之间设有防扭装置，所述防扭装置包括设于所述内盾和外盾中一个的导向键和设于所述内盾和外盾中另一个的导向槽，所述导向键和导向槽沿与所述盾体轴向平行的方向滑动配合。

有益效果是：本实用新型对现有可回收式掘进机的盾体进行了改进。在回收油缸对内盾与内盾中的主机进行上拉回收时，导向键与导向槽之间限位滑动配合，防止内盾体在提升过程中发生周向偏转，避免了出现卡死或设备损坏的问题。

作为进一步地改进，所述导向槽设于导向座中，所述导向座设于所述内盾和外盾中的一个。

有益效果是：避免了对内盾或外盾开槽加工，成本较低。

作为进一步地改进，所述导向键为导轨，所述导向槽为U型槽。

有益效果是：提升了整体的抗扭效果。

作为进一步地改进，所述外盾为中空的双层结构，且内、外层之间设有封口环，所述导轨连接于所述封口环的端部。

有益效果是：降低了外盾的重量，成本较低。同时，也便于在外盾安装导轨。

作为进一步地改进，所述内盾与外盾的配合端部设有轴向止动配合结构。

有益效果是：便于装配过程中的内、外盾轴向定位，提高装配效率。

作为进一步地改进，所述轴向止动配合结构为止口结构。

有益效果是：便于加工，提高了配合精度。

作为进一步地改进，所述外盾的内壁面与所述内盾的外壁面之间设有至少一道密封圈。

有益效果是：增强了内、外盾密封性，提高了设备在高水压地层的适应性。

作为进一步地改进，所述内盾的端部设有用于连接高压水管路的高压水接口。

有益效果是：在开挖掘进时，可以连通高压水管对开挖面冲刷，提高开挖效率，避免堵塞。

作为进一步地改进，所述内盾的端部设有用于连接高压气管路的高压气接口。

有益效果是：在开挖掘进时，可以连通高压气管，调节开挖面压力，提高掘进机在不同地层的适应性。

附图说明

图1为本实用新型中掘进机实施例1的结构示意图；

图2为图1中内、外盾配合端部的局部放大图；

图3为本实用新型中掘进机实施例1的俯视图；

图4为图3的剖视图；

图5为图3中防扭装置的局部放大图；

图6为本实用新型中掘进机实施例1在回收时的状态示意图；

图7为本实用新型中掘进机实施例1在回收完成时的状态示意图。

附图标记说明：

1、开挖装置；2、驱动装置；3、排渣装置；4、外盾；4-1、外盾止口；4-2、密封圈槽；5、内盾；5-1、内盾止口；5-2、高压水接口；5-3、高压气接口；5-4、传感器接口；6、连接装置；6-1、连接板；6-2、连接螺栓；6-3、连接销；7、密封圈；8-1、回收油缸；8-2、耳座；9-1、导轨；9-2、防扭块；10-1、吊梁；10-2、卷扬机；11、管片；11-1、顶推油缸；11-2、顶铁。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例1：

本实施例所提供的掘进机包括主机、盾体和回收装置，如图1-6所示，主机包括开挖装置1、驱动装置2、排渣装置3，具体地，开挖装置1为旋转刀盘，驱动装置2可以是电机或液压马达，排渣装置3用于将切削的渣土排出洞外。

盾体包括外盾4和内盾5，内盾5设于外盾4内部，主机设于内盾5内部。在掘进时，外盾4用于承受外部周围的水土压力，对掘进机起到支护作用。外盾体4上端部设有外盾止口4-1，内盾5上端部设有与外盾4配合的内盾止口5-1，两个止口形成一种轴向止动配合结构，外盾4对内盾5形成一种稳定支撑，防止在装配或吊装转运时，内盾5从外盾4中脱落，提高效率。

外盾4和内盾5通过连接装置6连接，具体地，外盾4为中空的双层结构，且内盾5的端部连接有封口环，封口环的外周面与外盾4的内周面固定连接，此时有助于降低外盾的壁厚，减轻重量。连接装置6通过封口环将内盾5与外盾4连接。连接装置6包括连接板6-1、连接螺栓6-2和连接销6-3，连接板6-1为弧形板，本实施例中，连接装置6圆周均布有三组。

回收装置包括回收油缸8-1，内盾5设有用于连接回收油缸8-1的连接位，具体地，内盾5后端(掘进的前后方向)设有耳座8-2。在掘进完成需要回收主机与内盾5时，回收油缸8-1一端与内盾5连接，另一端与设于管片11的耳座8-2连接。此时，外盾4不需要延长布置，在其他的实施例中，内盾5的后端与外盾4的后端可以平齐，使得结构更紧凑，提高了在狭小隧道空间的适应性。

为了避免内盾与主机在回收提升过程中发生扭转，避免损坏设备，外盾4和内盾5之间还设有防扭装置，防扭装置包括导向键与导向槽，导向键与导向槽之间为上下方向(与盾体轴向偏心)滑动的限位止转配合。具体地，防扭装置包括导轨9-1和防扭块9-2，导轨9-1竖向布置，导轨9-1一端与外盾4的封口环固定连接，另一端与隧道管片11固定连接，此时导轨9-1为导向键。防扭块9-2与内盾5固定连接，防扭块9-2可沿导轨9-1上下滑动，并设有用于与导轨9-1周向限位配合的U型卡槽，此时防扭块9-2形成一种导向座，防扭块9-2的卡槽形成导向槽。

为了保证掘进机在高水压地层可以稳定工作，外盾4的外壁还设有密封圈槽4-2，本实施中，密封圈槽4-2前后布置有两道，在一些其他的实施例中，密封圈槽4-2可以布置一道或多道，密封圈槽也可以设在内盾的外壁。密封圈槽4-2中设有密封圈7。

内盾5后端还设有若干用于连接高压水管路的高压水接口5-2、用于连接高压气管路的高压气接口5-3和用于安装压力传感器的传感器接口5-4。在掘进时，连通高压水和高压气，高压水可对掘进机开挖装置1进行冲刷作业，保证开挖效果，高压气可调节开挖面压力大小，以适应不同地层，传感器可检测开挖面处压力大小，为控制高压气路调节开挖面压力提供参考。

开挖装置1外侧布置有边刮刀，边刮刀开挖直径大于外盾4直径，为了避免回收提升时边刮刀与外盾4干涉，图6中右侧边刮刀与开挖装置1主体连接关系为铰接，在提升时，边刮刀受力后可向下摆动。

隧道顶部布置有顶推油缸11-1，顶推油缸11-1的活塞体前端连接有顶铁11-2，在掘进时，顶推油缸11-1将推力传递到管片11，管片11与外盾4连接，实现主机与盾体的向下掘进。

为了保证内盾5和主机可提升至隧道口，本实施例中掘进机还包括起吊装置，如图7所示，起吊装置包括吊梁10-1和卷扬机10-2，吊梁10-1可安装于内盾5上，通过卷扬机10-2回拉提升吊梁10-1，从而将内盾5以及主机回拉提升到隧道口，完成回收作业。

本实施例的装配、掘进与回收作业包括以下步骤：

S1:将密封圈7安装于外盾4密封圈槽4-2中，涂抹一定润滑油脂；

S2:外盾4和内盾5通过内、外盾止口进行安装，利用连接销6-3将内、外盾进行定位，并通过连接板6-1和连接螺栓6-2将内、外盾把合固定；

S3：安装掘进机主机等其它系统，开挖装置1与驱动装置2连接固定，驱动装置2与内盾体5连接固定，安装完成后，掘进机位于隧道口位置，呈向下掘进的顶进状态；

S4：在顶推油缸11-1作用下，开挖装置1和排渣装置3等配合作用下，一边向下开挖掘进，一边将开挖掉的渣土排出洞外，掘进过程中，内、外盾始终保持整体状态向下顶进，内、外盾之间密封圈7可保证掘进过程中设备密封性能要求，待掘进管片单环宽的距离后，在设备后方安装相应管片11；

S5：依次循环，向下掘进并安装管片11，直至掘进到预定位置，完成掘进作业；

S6：待掘进到位后，在安装耳座8-2、回收油缸8-1、导轨9-1、防扭9-2和吊梁10-1，然后拆除连接装置6；

S7：调节回退油缸8-2压力，使内盾5在前端压力和回收油缸8-1共同作用下，按照设计回退速度向上回退，并且在防扭装置作用下，避免内盾5在回退过程中扭转；

S8：待在回收油缸8-1作用下提升回退到预定位置后，卷扬机10-2开始作业，卷扬机10-2通过吊梁10-1将内盾5提起，拆除回收油缸8-1，然后通过卷扬机10-2将内体5提升至隧道口；

S9：对盾体进行回收处理，实现内盾、驱动装置、开挖装置等高价值部件回收重复使用。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，防扭装置包括与外盾4连接的导轨9-1和与内盾5连接的防扭块9-2，其目的是便于装配与加工，成本较低。在本实施例中，防扭装置包括设于外盾内壁的导向槽和设于内盾的滑轮，导向槽上下方向延伸，滑轮形成导向键。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，防扭装置包括与外盾4连接的导轨9-1和与内盾5连接的防扭块9-2。在本实施例中，内盾连接有导轨，外盾与管片布置有防扭块，此时，防扭块的卡槽相当于导向槽，导轨相当于导向键。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，内盾5与外盾4设有止口配合结构，起到轴向的止动效果。在本实施例中，内盾和外盾之间设有挡环，挡环用于限制内盾轴向移动。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，内盾5和外盾4的后端设有止口配合结构。在本实施例中，内盾和外盾的前端设有止口配合结构。

本实用新型中的盾体的具体实施例：

盾体的实施例即上掘进机的实施例1至5的任一实施例中记载的盾体，此处不再具体说明。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾体，包括外盾与可拆设于所述外盾内部的内盾，其特征在于，所述内盾与外盾之间设有防扭装置，所述防扭装置包括设于所述内盾和外盾中一个的导向键和设于所述内盾和外盾中另一个的导向槽，所述导向键和导向槽沿与所述盾体轴向平行的方向滑动配合。

2.根据权利要求1所述的盾体，其特征在于，所述导向槽设于导向座中，所述导向座设于所述内盾和外盾中的一个。

3.根据权利要求2所述的盾体，其特征在于，所述导向键为导轨，所述导向槽为U型槽。

4.根据权利要求3所述的盾体，其特征在于，所述外盾为中空的双层结构，且内、外层之间设有封口环，所述导轨连接于所述封口环的端部。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的盾体，其特征在于，所述内盾与外盾的配合端部设有轴向止动配合结构。

6.根据权利要求5所述的盾体，其特征在于，所述轴向止动配合结构为止口结构。

7.根据权利要求1所述的盾体，其特征在于，所述外盾的内壁面与所述内盾的外壁面之间设有至少一道密封圈。

8.根据权利要求1所述的盾体，其特征在于，所述内盾的端部设有用于连接高压水管路的高压水接口。

9.根据权利要求1所述的盾体，其特征在于，所述内盾的端部设有用于连接高压气管路的高压气接口。

10.掘进机，包括主机，其特征在于，所述主机设于如权利要求1-9中任一项所述的盾体中。

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