CN221002756U - 一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备 - Google Patents

Abstract

一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，包括储浆罐，储气组件，吸浆组件和控制组件，装置是在盾构机二号台车皮带机架上方增设储浆罐、储气组件、吸浆组件和控制组件；储气组件包括电机、换向阀、真空泵和真空储气罐，电机连接真空泵，真空泵进气端A口连接储气罐的A口，真空储气罐的B口通过所述气动球阀1连接泥浆罐的吸气口A，空气压缩机和储气罐安装于台车一层;吸浆组件包括储浆罐、泥浆管卷盘、泥浆管、导轨、旋转托辊、泥浆管伸缩旋转吊臂和吸浆头;控制组件包括控制箱、气压传感器和电磁阀。本装置不影响正常施工作业空间，保证工作区域隧道的干净卫生，及对机械设备也进行了有效保护。

Description

一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备

技术领域

本发明涉及盾构机泥浆清理技术领域，特别是一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备。

背景技术

随着社会的发展和进步，地铁成了我们出行的首选交通工具，然而在整个地铁修建的工程当中可谓是困难重重。对于修建地铁者而言，不光要做到高质量、高标准、也要积极响应环境保护、文明施工以及能源节约等，因此为了更好的满足在节约人力物力的同时更进一步的提高现阶段高标准的地铁施工需求，针对隧道施工时盾构机在复杂地质或者水压较大的地质中掘进时，螺旋机容易发生喷涌现象，产生的喷涌使盾尾堆积大量泥沙和水流，将管片完全淹没，无法正常接驳运输车及盾构机台车轨道，无法正常掘进，需要人工清理，制约了盾构施工效率。另外，渣土运输过程中，渣浆泥水滑落或飞溅至皮带机底部，也会导致盾尾堆积大量泥沙和水流。因此采用一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备。

在采用土压盾构机施工法进行施工的过程中，在复杂地质或者水压较大的地质中掘进时，螺旋机容易发生喷涌现象，从而严重影响连接桥等区域的工作进展，产生的喷涌使盾尾堆积大量泥沙和水流，将管片完全淹没，无法正常接驳运输车及盾构机台车轨道，无法正常掘进，所以，需要及时地清理连接桥附近的泥浆，但是，采用人工清理的方法，进展缓慢，在清理过程中需要大量的人员参与，交叉作业清理过程中易出现一些安全事故，严重影响施工进度，采用一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备清理的方法，成功的避免了以上问题，可以很快速的清理喷涌泥浆，大大提高了施工效率。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，该装置安装在盾构机上可以快速清理喷涌泥浆和积水，保证工作区域隧道的干净卫生，及对机械设备也进行了有效保护。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，包括储浆罐（4），储气组件，吸浆组件和控制组件，其特征在于，储浆罐（4）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，储浆罐（4）上部设有进浆口B和吸气口A，所述储浆罐（4）下部设有连接排浆管的出浆口C，储气组件安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，储浆罐（4）B口通过气动球阀（16）连接泥浆管卷盘（5），空气压缩机（11）A口连接空压机储气罐（10）B口，空压机储气罐（10）E口通过气动球阀（17）连接主管路F口；

吸浆组件包括储浆罐（4）、泥浆管卷盘（5）、泥浆钢丝软管（6）、运管托架（7）、旋转托辊（18）、泥浆管伸缩旋转吊臂（8）和铝合金吸浆头（19），运管托架（7）安装在盾构机台车皮带机架（9）上方中间，旋转托辊（18）均匀的布置在运管托架（7）上;泥浆管卷盘（5）安装在盾构机皮带机架（9）上方，泥浆管伸缩旋转吊臂（8）安装在连接桥平台顶部上方，铝合金吸浆头（19）设置在伸缩旋转伸缩吊臂（8）前端，与泥浆钢丝软管（6）连接，控制组件包括控制箱（1）、气压传感器（20）、负压传感器（21）、气动球阀（14）、气动球阀（16）、气动球阀（17）、液位传感器（22）及安全阀（23.24.25）。控制箱（1）安装在盾构机台车皮带机架（9）左侧，气压传感器（20）安装在空压机储气罐（10）上方，负压传感器（21）安装在真空储气罐（3）上方，并在储浆罐（4）上方也设置有压力传感器（26），在真空储气罐（3）B口和储浆罐（4）A口管路上设置有气动球阀（14），在储浆罐（4）B口和泥浆管卷盘（5）A口管路上设置有气动球阀（16），在储浆罐（4）C口设置有气动球阀（40），气压传感器（20）、负压传感器（21），液位传感器（22）、压力传感器（26）、气动球阀（14.16.17）、开合装置（27）和升降装置（28）分别电连接控制箱（1）。

所述的储气组件安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，包括电机（15）、气动球阀A（14）、真空泵（2）和真空储气罐（3），电机（15）连接真空泵（2），真空泵（2）A口通过管路法兰盘连接真空储气罐（3）A口，真空储气罐（3）B口通过气动球阀（14）连接储浆罐（4）A口。

所述的运管托架（7）安装在盾构机台车皮带机架（9）上方中间并沿盾构机车架长度方向布置。

所述的储浆罐（4）为筒型结构，出浆口C口设置在储浆罐（4）下部前门盖（29）处;储浆罐底座（30）和储浆罐（4）用两液压油缸（28）连接，储浆罐（4）前端盖（29）设计为可开合式，前端盖（29）与储浆罐（4）桶壁设置有两液压油缸（27），储浆罐（4）底部端脚处分别设有固定脚架（31），固定脚架（31）与盾构机台车之间通过螺栓固定；储浆罐（4）的进浆口B和出浆口C处均设有气动球阀（16）及气动球阀（40），气动球阀（16）为电磁球阀，并电连接控制箱（1）；真空储气罐（3）和储浆罐（4）之间设有气动球阀（14），气动球阀（14）一端连接真空储气罐（3），另一端连接储浆罐（4）。

所述的泥浆管卷盘（5）设置在盾构机台车皮带机（9）上方。

所述的排浆管和吸浆管均为80高压钢丝软管。

所述泥浆管卷盘（5）通过横置的固定轴安装在卷盘架上，该卷盘架的后侧通过一竖置轴与轴座相连接，该轴座固定连接在卷盘支架上，在所述卷盘架的前侧设置有两根与所述的固定轴平行的导向杆，两导向杆上装配滑动架，该滑动架上安装一对泥浆管导向轮，在所述卷盘架的左侧下端设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴通过链轮传动机构与所述卷盘的盘轴相连接。

所述竖置轴设置有卷盘架固定插销盘，该卷盘架固定插销盘上分布有插销孔，在所述的卷盘架上设置有与所述的插销孔配合的插销。

所述运管托架（7）包括机架、若干传送辊和驱动机构，若干所述传送托辊均布活动设在所述机架上，所述传送托辊的中间具有放置泥浆管的容置槽；所述驱动机构设在所述机架的另一端，所述驱动机构包括电机、驱动轮、盘轴、传送托辊和链条，所述电机设在所述机架上，所述电机驱动所述驱动轮；所述机架的下方设有用于支撑的支架。

所述的泥浆管伸缩旋转吊臂安装于连接桥的平台顶部，包括液压马达、回转支撑、前臂、后臂、上下油缸和伸缩油缸，连接桥的平台顶部安装连接板，回转支撑的一面联接连接板，回转支撑的另一面联接吊臂底座，液压马达联接在连接板上,液压马达通过小齿轮啮合回转支撑，上下油缸的一端通过铰链连接吊臂底座，上下油缸的另一端通过铰链连接后臂，后臂的前端通过活动杆联接前臂，伸缩油缸的两端通过铰链分别连接在前臂和后臂上；其中,在后臂上安装活动杆的限位器；在前臂上安装承载橡胶软管的滚轮组。

在连接桥上安装具有转动、伸缩、举升功能的吊臂，使得一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备的吸污软管准确置于泥浆中，操作简单，作业效率高。

本发明的有益效果在于:

本发明采用真空系统清理速度快、效率高，有效减少管片小车及管片在泥浆中的浸泡时间。在保证安全文明施工的前提条件下，确保施工进度。同时也节约了人力物力，进一步满足了隧道的干净卫生，对机械设备也进行了有效保护。

本发明及时采取措施对连接桥等区域内喷涌的泥浆清理，消除由此造成的安全隐患，保证现场施工进度。采用真空系统对盾构机内部进行清理，效果明显，自动化程度高，减少了人力干预和人力成本，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明装置结构示意总图；

图2是本发明储浆罐结构示意图；

图3是本发明泥浆管卷盘结构示意图；

图4是本发明伸缩旋转吊臂结构示意图；

图5是本发明真空系统原理图；

图6是本发明液压系统原理图；

图7是本发明控制系统原理图；

图8是本发明电气系统原理图。

实施方式

以下结合附图及工作原理对本发明进一部叙述。

如图1所示， 一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，属于隧道工程施工技术领域，可解决土压平衡盾构施工时，掉落到皮带机下部的渣土和泥浆在盾尾堆积，将盾尾区域淹没，无法正常延伸轨道、吊装管片、拼装管片，导致盾构机无法正常连续掘进等问题，所述装置是在盾构机二号台车皮带机架上方增设储浆罐、储气组件、吸浆组件和控制组件；储气组件包括电机、换向阀、真空泵和真空储气罐，电机连接真空泵，真空泵进气端A口连接储气罐的A口 ，真空储气罐的B口通过所述气动球阀1连接泥浆罐的吸气口A，空气压缩机和储气罐安装于台车一层; 吸浆组件包括储浆罐、泥浆管卷盘、泥浆管、导轨、旋转托辊、泥浆管伸缩旋转吊臂和吸浆头;控制组件包括控制箱、气压传感器和电磁阀。本装置不影响正常施工作业空间，保证工作区域隧道的干净卫生，及对机械设备也进行了有效保护。

所述的储浆罐安装在盾构机二号台车皮带机架上方，储浆罐上部设有进浆口B和吸气口A，所述储浆罐下部设有连接排浆管的出浆口C;储气组件，安装在盾构机二号台车皮带机架上方，包括电机、气动球阀、真空泵和真空储气罐，所述电机连接真空泵，所述真空泵进气端A口连接真空储气罐A口，所述真空储气罐的B口通过所述气动球阀连接泥浆罐的吸气口A，空气压缩机和储气罐安装于台车一层;

吸浆组件，包括储浆罐、泥浆管卷盘、泥浆管、运管托架、旋转托辊、泥浆管伸缩旋转吊臂和吸浆头，所述运管托架安装在盾构机一号台车皮带机架上方并沿皮带机架长度方向布置，所述旋转托辊设置在运管托架上，并随着驱动装置转动，所述泥浆管卷盘设置于台车皮带机上方，用于收集和整理泥浆管，所述泥浆管伸缩旋转吊臂设置于连接桥平台顶部;所述泥浆管伸缩旋转吊臂可实现泥浆管180°水平旋转及30°垂直举升，所述吸浆头连接泥浆管伸缩旋转吊臂泥浆管，所述泥浆管卷盘的泥浆管，一端连接泥浆管伸缩旋转吊臂泥浆管出口，其另一端连接储浆罐的进浆口，以及控制组件，包括控制箱、气压传感器、气动球阀和电磁阀，所述控制箱安装在储浆罐侧方，所述气压传感器安装在储浆罐顶部，所述电机、气压传感器、电磁阀和泥浆管卷盘及圆盘旋转吊臂控制装置分别连接控制箱。

所述储浆罐为筒状结构，所述储浆罐下部为圆弧状，所述出浆口设置在所述储浆罐下部后端;所述储浆罐后端设置后端盖门，后端盖门采用多重液压锁紧装置，所述储浆罐采用液压举升装置，可快速倾倒储浆罐内泥浆。

所述储浆罐放置于固定架上，固定架底部端脚处分别设有固定杆，所述固定杆与盾构机台车之间通过螺栓固定。

所述储浆罐的吸浆口和排浆口处均设有球阀及气动球阀，所述排浆管和吸浆管均为80高压钢丝软管。

所述换向阀为气动球阀，所述气动球阀1安装于储气罐B口与储浆罐A口管路之间，用于连通和隔离真空储气罐和储浆罐，所述气动球阀2安装于空压机储气罐E口与F口管路之间，用于连通和隔离空气压缩机储气罐和储浆罐，所述气动球阀3安装于储浆罐B口与泥浆罐卷盘A口管路之间，用于连通和隔离储浆罐和泥浆管卷盘，所述气动球阀4安装于储浆罐C口，用于储浆罐中泥浆倾卸。

所述泥浆管卷盘通过横置的固定轴安装在卷盘架上，该卷盘架的右侧通过一竖置轴与轴座相连接，该轴座固定连接在卷盘支架上，在所述卷盘架的左侧设置有两根与所述的固定轴平行的导向杆，两导向杆上装配滑动架，该滑动架上安装一对泥浆管导向轮，在所述卷盘架的前侧上端设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴通过链轮传动机构与所述卷盘的盘轴相连接。

所述竖置轴的下端设置有卷盘架固定插销盘，该卷盘架固定插销盘上分布有插销孔，在所述的卷盘架上设置有与所述的插销孔配合的插销。

所述运管托架，其特征在于，包括机架、若干传送辊和驱动机构，若干所述传送托辊均布活动设在所述机架上，所述传送托辊的中间具有放置泥浆管的容置槽；

所述驱动机构设在所述机架的另一端，所述驱动机构包括电机、驱动轮、盘轴、传送托辊和链条，所述电机设在所述机架上，所述电机驱动所述驱动轮。

所述机架的下方设有用于支撑的支架。

所述的泥浆管伸缩旋转吊臂，在连接桥的平台顶部安装该伸缩旋转吊臂，所述旋转吊臂包括液压马达、回转支撑、前臂、后臂、上下油缸和伸缩油缸，连接桥的平台顶部安装连接板，回转支撑的一面联接连接板，回转支撑的另一面联接吊臂底座，液压马达联接在连接板上,液压马达通过小齿轮啮合回转支撑，上下油缸的一端通过铰链连接吊臂底座，上下油缸的另一端通过铰链连接后臂，后臂的前端通过活动杆联接前臂，伸缩油缸的两端通过铰链分别连接在前臂和后臂上。

其中,在后臂上安装活动杆的限位器。

在前臂上安装承载橡胶软管的滚轮组。

储浆罐（4）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，储浆罐（4）上部设有进浆口B和吸气口A，所述储浆罐（4）下部设有连接排浆管的出浆口C，储气组件安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，包括电机（15）、气动球阀A（14）、真空泵（2）和真空储气罐（3），电机（15）连接真空泵（2），真空泵（2）A口通过管路法兰盘连接真空储气罐（3）A口，真空储气罐（3）B口通过气动球阀（14）连接储浆罐（4）A口，储浆罐（4）B口通过气动球阀（16）连接泥浆管卷盘（5），空气压缩机（11）A口连接空压机储气罐（10）B口，空压机储气罐（10）E口通过气动球阀（17）连接主管路F口。吸浆组件包括储浆罐（4）、泥浆管卷盘（5）、泥浆钢丝软管（6）、运管托架（7）、旋转托辊（18）、泥浆管伸缩旋转吊臂（8）和铝合金吸浆头（19），运管托架（7）安装在盾构机台车皮带机架（9）上方中间并沿盾构机车架长度方向布置，旋转托辊（18）均匀的布置在运管托架（7）上;泥浆管卷盘（5）安装在盾构机皮带机架（9）上方，泥浆管伸缩旋转吊臂（8）安装在连接桥平台顶部上方，铝合金吸浆头（19）设置在伸缩旋转伸缩吊臂（8）前端，与泥浆钢丝软管（6）连接，控制组件包括控制箱（1）、气压传感器（20）、负压传感器（21）、气动球阀（14.16.17）、液位传感器（22）及安全阀（23.24.25）。控制箱（1）安装在盾构机台车皮带机架（9）左侧，气压传感器（20）安装在空压机储气罐（10）上方，负压传感器（21）安装在真空储气罐（3）上方，并在储浆罐（4）上方也设置有压力传感器（26），在真空储气罐（3）B口和储浆罐（4）A口管路上设置有气动球阀（14），在储浆罐（4）B口和泥浆管卷盘（5）A口管路上设置有气动球阀（16），在储浆罐（4）C口设置有气动球阀（40），气压传感器（20）、负压传感器（21），液位传感器（22）、压力传感器（26）、气动球阀（14.16.17）、开合装置（27）和升降装置（28）分别电连接控制箱（1）。

如图2-3所示，储浆罐（4）为筒型结构，出浆口C口设置在储浆罐（4）下部前门盖（29）处;储浆罐底座（30）和储浆罐（4）用两液压油缸（28）连接，可实现储浆罐（4）起升，这样可以加快排浆时的泥浆流速，储浆罐（4）前端盖（29）设计为可开合式，前端盖（29）与储浆罐（4）桶壁设置有两液压油缸（27），可实现前端盖（29）的开合，如果发生沉淀泥浆无法外排时，可以通过打开此前端盖（29）进行人工清理。储浆罐（4）底部端脚处分别设有固定脚架（31），固定脚架（31）与盾构机台车之间通过螺栓固定。这样方便储浆罐（4）进行固定。储浆罐（4）的进浆口B和出浆口C处均设有气动球阀（16.40），吸浆管（6）为高压钢丝软管。气动球阀可以实现对储浆罐6的开关控制，为更好实现自动化，气动球阀（16）为电磁球阀，并电连接控制箱（1）。

其中，真空储气罐（3）和储浆罐（4）之间设有气动球阀（14），气动球阀（14）一端连接真空储气罐（3），另一端连接储浆罐（4），气动球阀（14）可以更好的实现回路切换，实现自动控制。

其中，泥浆管卷盘（5）通过横置固定轴（41）安装在卷盘架（43）上，该卷盘架（43）后侧通过一竖置轴（42）与轴座相连接，该轴座固定连接在卷盘支架（43）上，设置在盾构机台车皮带机（9）上方，在所述卷盘架（43）的前侧设置有两根与所述固定轴（41）平行的导向杆（44），两导向杆（44）上装配滑动架（45），该滑动架（45）上安装一对泥浆管（6）导向轮（46），将泥浆管（6）穿入两导向轮（46）之间，两导向轮（46）沿导向杆（44）运动，可实现泥浆管（6）的整齐有序无损收放，在所述卷盘架（43）的左侧下端设置有驱动装置（32），该驱动装置（32）的输出轴通过链轮传动机构与所述卷盘的盘轴（38）相连接，通过电机（32）旋转带动齿轮与链条啮合，从而使卷盘旋转，达到收回和展开泥浆管（6）的作用。

其中，所述竖置轴（42）设置有卷盘架（43）固定的插销盘（47），该卷盘架（43）固定插销盘（47）上分布有插销孔（48），在所述的卷盘架（43）上设置有与所述的插销孔（48）配合的插销（49），此设计是为了适应盾构机在曲线段掘进时台车之间会发生位移，位移会影响泥浆管卷盘（5）与运管托架（7）的位置关系，所设置插销盘（47）可多角度调整，调整到合适角度后将插销（49）插入进行锁定，以更好的对泥浆管（6）进行收放作业。

其中，运管托架（7）设置在盾构机皮带机架（9）上方，运管托架（7）上均匀分布旋转托辊（18），通过链条（33）传动，带动托辊（18）旋转，从而达到带动泥浆管（6）收回和展开。

其中，伸缩旋转吊臂（8）设置在盾构机连接桥平台上方，将泥浆管伸入到吊臂中，与铝合金吸头（19）连接，伸缩旋转吊臂通过控制箱（34）操作可实现旋转吊臂的伸出缩回，举升及旋转，可满足大面积的抽吸作业。

本发明真空泵（2）选用XD-100型，真空度≥0 .095MPa，抽率为100L/min，功率为11KW，转速为900-1000r/min，温升≤60°C。根据现场实际测试，该真空泵（2）可以对半径为35米的圆周范围内的泥浆进行吸收。另外XD-100型真空泵（2）在泵的吸气口装有逆止阀（35），当泵停止工作时逆止阀（35）与泵内专门设置的充气孔联合作用，可以立即使泵与被抽系统隔离，防止泵油返入被抽系统，同时也保持了真空容器内的真空度。

储浆罐（4）安装位置的选择:结合实际施工现场，最容易产生泥浆的地方属于连接桥下部，而泵的吸收范围在35米以内。将储浆罐（4）放置于二号台车皮带架上方，这样一来，不仅满足了真空泵（2）的吸收范围，在排浆时将电瓶车（13）带渣土箱（12）停在皮带机出渣口，转动皮带（9），将储浆罐（4）出浆口打开，将泥浆排出在皮带机（9）上，当泥浆排出不畅时，可将储浆罐（4）举升油缸（28）伸出，使储浆罐处于倾斜状态，将空气压缩气罐管路气动球阀（17）打开，充入压缩气体将泥浆排出，当有大块沉积时，将前端盖（29）打开，将沉积物人工清理。此装置无需停止掘进时操作，可一边掘进一边进行泥浆抽吸，从一定程度上也节约了时间。

泥浆罐（4）的设计:受安装位置的限制，泥浆罐（4）不能设计太大，根据皮带机架与隧道管片的净空高度，储浆罐（4）设计为长2米，直径1.2米，一次性可以存放2.5m³的泥浆。然而，最大的问题是泥浆吸入到储浆罐（4）后会产生沉淀，给排浆带来一定的难度，根据现场实际情况，排浆口C并不能设计在储浆罐（4）底部，底部不但空间受限，另外操作及其不便。针对此问题，首先将储浆罐（4）设计成圆柱体，加快排浆时泥浆的流速。另外，在储浆罐（4）设计了举升装置（28），前端盖（29）设计了开合装置（27），加两道内部密封胶条（36）进行密封，并设计多重液压锁紧装置（37），如此一来，如果发生沉淀泥浆无法外排时，可以通过打开前端盖（29）进行人工清理。由于圆柱型的设计会带使储浆罐（4）放置不稳，因此在储浆罐（4）四个角的位置焊接脚架（31）进行固定。

进浆口B设置在储浆罐（4）上部位置，外部安装80mm气动球阀（16）来控制吸浆的开始与停止，吸浆管（6）选用80mm的高压钢丝软管，从皮带机架顶部运管托架铺设至连接桥位置。出浆口C设置在前端盖（29）下部，外部同样采用80mm气动球阀（40）来控制排浆的起停。

运送管路：按下开关控制箱（1）泥浆管卷盘展开按钮，三相异步电动机（32）转动，带动卷盘从动轮（38）转动，泥浆管（6）展开，将泥浆管头放置于运管托架（7）的旋转托辊（18）上，按下开关控制箱（1）运管托架送管按钮，三项异步电动机（39）转动带动托架上旋转托辊（18）转动，将泥浆管（6）送出。

吸入泥浆：将装置所有气动球阀（14.16.17）关闭，按下开关控制箱（2）真空泵启动按钮，三相异步电机（15）转动,带动真空泵（2）工作,真空储气罐（3）中的空气减少形成负压，当负压达到额定压力时，按下气动球阀（14）启动按钮，储浆罐（4）与真空储气罐（3）连通，储浆罐（4）中形成负压，当储浆罐（4）中负压达到额定压力时，按下气动球阀（16）启动按钮，使得连接储浆罐（4）进口管路（6）具备较强的吸力，不断吸入盾构机拼装区域的泥浆。泥浆进入到储浆罐（4）中，受到重力的作用，下落至底部，保证气路的畅通。当完成工作后，关闭储浆罐（4）进口B气动球阀（16），关闭真空储气罐（3）气动球阀（14），按下开关控制箱（2）真空泵停止按钮，三相异步电机（15）停止运行。

排出泥浆：打开储浆罐（4）出浆口C气动球阀（40），按下气动球阀（40）启动按钮，气动球阀（40）打开，压缩空气储气罐（10）中具有很强的气压，空气经过气动球阀（17）进入到储浆罐（4）,储浆罐（4）由于内部压力增加，加速内部泥浆的排出。如果出现泥浆沉积的情况时，按下开关控制箱（1）的储浆罐（4）举升按钮，使液压油缸（28）伸出，将储浆罐（4）倾斜，加快泥浆排出，如果出现泥浆沉积严重时，按下开关控制箱（1）前端盖（29）打开按钮，使液压油缸（27）伸出，前端盖（29）打开，进行人工清理。

操作过程：控制箱（1）控制运管托架（7）上旋转托辊（18）转动，控制箱（1）控制泥浆管卷盘（5）转动，将泥浆管（6）从卷盘（5）上展开，将泥浆管头放置于转动托辊（18）上，泥浆管（6）随着卷盘（5）转动和托辊（18）的转动沿托架向前移动，当移动到伸缩旋转吊臂（8）时，将泥浆管（6）伸入到伸缩旋转吊臂（8）中，将泥浆管（6）与铝合金吸浆头（19）连接，此时泥浆管（6）连接完毕，当需要吊臂（8）伸出时，泥浆管卷盘（5）和转动托辊（18）联动运行，将泥浆管（6）运送到前方。

图5原理说明：图5为本发明真空系统原理图，真空泵运行通过过滤器将真空储气罐3抽成真空状态，负压传感器实时监测真空储气罐压力状态，真空储气罐通过管路连接单向阀，手动球阀，气动球阀，过滤器后连接储浆罐，储浆罐通过管路连接手动球阀，气动球阀后接入泥浆管卷盘，压力传感器实时监测储浆罐内压力。空压机电机运行通过管路连接空气压缩储气罐，压力传感器实时监测空气压缩级储气罐内压力，储气罐通过管路连接手动球阀，气动球阀后接入储浆罐。

图6原理说明：图6为本发明液压系统原理图，8-4为本液压系统的液压泵，为此装置提供液压动力，8-1为伸缩旋转吊臂的伸缩液压油缸，通过控制阀块34-1可控制伸缩旋转吊臂的吊臂长度，8-2为伸缩旋转吊臂的起升液压油缸，通过控制阀块34-2可控制伸缩旋转吊臂的起升高度，8-3为伸缩旋转吊臂的旋转马达，并带有制动系统，通过控制阀块34-3可控制伸缩旋转吊臂的旋转角度。27为储浆罐前端盖开合装置伸缩液压油缸，通过控制阀块1-1可控制前端盖开合角度。28为储浆罐升降装置液压油缸，通过控制阀块1-2可控制储浆罐的举升角度。

图7、8原理说明：图7为本发明控制系统原理图；图8为本发明电气系统原理图。运行此装置，首先按下控制箱真空泵启动按钮+ZK-1S1，PLC的输入点I1.1输入信号，PLC的输出点Q1.1输出信号，继电器+ZK-1K2得电，接触器+ZK-1K1吸合，真空泵电机+GA1-3M2转动，将真空储气罐抽成真空状态，此时按下运管电机启动按钮+ZK-5S1，PLC的输入点I5.1输入信号，PLC的输出点Q5.1输出信号，继电器+ZK-5K2得电，接触器+ZK-5K1吸合，运管电机+BR-3M39转动，运管装置开始运行，按下卷盘电机启动按钮+ZK-3S1，PLC的输入点I3.1输入信号，PLC的输出点Q3.1输出信号，继电器+ZK-3K2得电，接触器+ZK-3K1吸合，卷盘电机+GA1-3M32转动，将泥浆管展开，将泥浆管的管头放置于运管托架上，泥浆管被运送至泥浆管伸缩旋转吊臂，此时按下卷盘停止按钮+ZK-3S2和运管停止按钮+ZK-5S2，泥浆管卷盘电机和运管托架电机停止工作，将管路连接完成，此时观察真空储气罐压力传感器压力，当满足工作压力时，通过泥浆管伸缩旋转吊臂将泥浆管头伸入到指定抽浆区域，按下气动球阀14启动按钮+ZK-2S2，PLC的输入点I2.3输入信号，PLC的输出点Q2.1输出信号，继电器+ZK-2K1得电，气动球阀14打开，将储浆罐中同真空储气罐连通，形成负压，此时按下气动球阀16启动按钮+ZK-4S2，PLC的输入点I4.3输入信号，PLC的输出点Q4.1输出信号，继电器+ZK-4K1得电，气动球阀16打开，泥浆管中形成负压，将泥浆吸入储浆罐中，受重力的作用下，泥浆落入储浆罐底部，通过观察储浆罐液位计，判断储浆罐是否需要排浆，当储浆罐需要排浆时，按下气动球阀14停止按钮+ZK-2S1和气动球阀16的停止按钮+ZK-4S1，气动球阀关闭，停止泥浆吸入，此时将气动球阀40启动按钮+ZK-8S2按下，PLC的输入点I8.2输入信号，PLC的输出点Q8.1输出信号，继电器+ZK-8K1得电，气动球阀40打开，将储浆罐中泥浆排到盾构机皮带机上，随皮带机转动，落入皮带机出渣口处的渣浆车中。当储浆罐中泥浆排浆不畅时，按下气动球阀17启动按钮+ZK-6S2，PLC的输入点I6.3输入信号，PLC的输出点Q6.1输出信号，继电器+ZK-6K1得电，气动球阀17打开，将空气压缩机储气罐中气体冲入到储浆罐中，将储浆罐泥浆快速压出，完成一个循环的泥浆抽排工作。

Claims (10)

1.一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，包括储浆罐（4），储气组件，吸浆组件和控制组件，其特征在于，储浆罐（4）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，储浆罐（4）上部设有进浆口B和吸气口A，所述储浆罐（4）下部设有连接排浆管的出浆口C，储气组件安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，储浆罐（4）B口通过气动球阀B（16）连接泥浆管卷盘（5），空气压缩机（11）A口连接空压机储气罐（10）B口，空压机储气罐（10）E口通过气动球阀C（17）连接主管路F口；

吸浆组件包括储浆罐（4）、泥浆管卷盘（5）、泥浆钢丝软管（6）、运管托架（7）、旋转托辊（18）、泥浆管伸缩旋转吊臂（8）和铝合金吸浆头（19），运管托架（7）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方中间，旋转托辊（18）均匀的布置在运管托架（7）上;泥浆管卷盘（5）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，泥浆管伸缩旋转吊臂（8）安装在连接桥平台顶部上方，铝合金吸浆头（19）设置在泥浆管伸缩旋转吊臂（8）前端，与泥浆钢丝软管（6）连接，控制组件包括控制箱（1）、气压传感器（20）、负压传感器（21）、气动球阀A（14）、气动球阀B（16）、气动球阀C（17）、液位传感器（22）及安全阀（23.24.25）,控制箱（1）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）左侧，气压传感器（20）安装在空压机储气罐（10）上方，负压传感器（21）安装在真空储气罐（3）上方，并在储浆罐（4）上方也设置有压力传感器（26），在真空储气罐（3）B口和储浆罐（4）A口管路上设置有气动球阀A（14），在储浆罐（4）B口和泥浆管卷盘（5）A口管路上设置有气动球阀B（16），在储浆罐（4）C口设置有气动球阀D（40），气压传感器（20）、负压传感器（21），液位传感器（22）、压力传感器（26）、气动球阀（14.16.17）、开合装置（27）和升降装置分别电连接控制箱（1）。

2.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的储气组件安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方，包括电机（15）、气动球阀A（14）、真空泵（2）和真空储气罐（3），电机（15）连接真空泵（2），真空泵（2）A口通过管路法兰盘连接真空储气罐（3）A口，真空储气罐（3）B口通过气动球阀A（14）连接储浆罐（4）A口。

3.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的运管托架（7）安装在盾构机二号台车皮带机架（9）上方中间并沿盾构机车架长度方向布置。

4.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的储浆罐（4）为筒型结构，出浆口C口设置在储浆罐（4）下部前端盖（29）处;储浆罐底座（30）和储浆罐（4）用两液压油缸B（28）连接，储浆罐（4）前端盖（29）设计为可开合式，前端盖（29）与储浆罐（4）桶壁设置有两液压油缸A（27），储浆罐（4）底部端脚处分别设有固定脚架（31），固定脚架（31）与盾构机台车之间通过螺栓固定；储浆罐（4）的进浆口B和出浆口C处均设有气动球阀B（16）及气动球阀D（40），气动球阀B（16）为电磁球阀，并电连接控制箱（1）；真空储气罐（3）和储浆罐（4）之间设有气动球阀A（14），气动球阀A（14）一端连接真空储气罐（3），另一端连接储浆罐（4）。

5.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的泥浆管卷盘（5）设置在盾构机台车皮带机（9）上方。

6.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的排浆管和吸浆管均为80高压钢丝软管。

7.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述泥浆管卷盘（5）通过横置的固定轴安装在卷盘架上，该卷盘架的前侧通过一竖置轴与轴座相连接，该轴座固定连接在卷盘支架上，在所述卷盘架的前侧设置有两根与所述的固定轴平行的导向杆，两导向杆上装配滑动架，该滑动架上安装一对泥浆管导向轮，在所述卷盘架的左侧下端设置有驱动装置，该驱动装置的输出轴通过链轮传动机构与所述卷盘的盘轴相连接。

8.根据权利要求7所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征是：所述竖置轴设置有卷盘架固定插销盘，该卷盘架固定插销盘上分布有插销孔，在所述的卷盘架上设置有与所述的插销孔配合的插销。

9.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述运管托架（7）包括机架、若干传送辊和驱动机构，若干所述传送托辊均布活动设在所述机架上，传送托辊的中间具有放置泥浆管的容置槽；驱动机构设在所述机架的另一端，驱动机构包括电机、驱动轮、盘轴、传送托辊和链条，电机设在所述机架上，电机驱动所述驱动轮；机架的下方设有用于支撑的支架。

10.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构机快速清理泥浆的设备，其特征在于，所述的泥浆管伸缩旋转吊臂安装于连接桥的平台顶部，包括液压马达、回转支撑、前臂、后臂、上下油缸和伸缩油缸，连接桥的平台顶部安装连接板，回转支撑的一面联接连接板，回转支撑的另一面联接吊臂底座，液压马达联接在连接板上,液压马达通过小齿轮啮合回转支撑，上下油缸的一端通过铰链连接吊臂底座，上下油缸的另一端通过铰链连接后臂，后臂的前端通过活动杆联接前臂，伸缩油缸的两端通过铰链分别连接在前臂和后臂上；其中,在后臂上安装活动杆的限位器；在前臂上安装承载橡胶软管的滚轮组。