推压掘进排渣式管节的制作方法

本发明涉及坑道掘进施工设备技术领域，特别是涉及一种推压掘进排渣式管节。

背景技术：

高水平放射性废物(简称高放废物)具有放射性强、毒性大、半衰期长的特点，对其进行最终安全处置难度极大，面临一系列的科学、技术和工程挑战。能否最终安全处置高放废物是关系到核工业可持续发展和环境保护的战略性课题；目前，国际上普遍认为技术可行的最终处置高放废物的方式为深地质处置，即将高放废物埋置在500m～1000m深度范围内稳定的地质体中；这类需要进行深地质处置的对象包括：高放玻璃固化体、其他类型高放固体废物、α固体废物、重水堆乏燃料、高温气冷堆乏燃料和其他乏燃料；在无人区设置专门的处置库是较好的方案，并且将处置对象竖向处置优于水平处置。

处置库包括水平的通道和通道上竖直向下的处置坑，一种可能的处置坑尺寸为直径1.4m和深度10m，从处置库长期安全性和稳定性角度出发，处置坑要求成洞尺寸精度高、围岩开挖损伤小，而钻爆法由于成洞精度难于控制且对围岩损伤过大，难以满足处置坑开挖要求，因此，国际一般采用机械开挖法进行处置坑施工，目前，芬兰和瑞典开发了花岗岩处置坑开挖设备，但设备存在开挖效率低、出渣效果差等问题，总体上设备设计及应用不成熟，处置坑施工空间有限且围岩强度高，所以对设备的紧凑型设计、高效破岩、高效出渣、快速组装及移动等性能均提出了较高要求，目前还没有成型的破岩机械可以满足处置坑的开挖要求。

处置坑的开挖设备可借用隧道盾构机的开挖原理，但由于由水平开挖转为垂直开挖，除刀盘处有与普通隧道盾构机刀盘局部相似的方面，开挖设备的其余部分构造需求完全不同，一种垂直开挖的方式也需要使用管节，但垂直掘进所使用的管节在作用和结构上与水平掘进所使用的管节几乎完全不同，目前还没有公开有垂直掘进机所使用的管节。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于垂直掘进设备上的管节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种推压掘进排渣式管节，具有环形圆柱壳体，所述壳体的上端面上圆周等分设置有至少两个向下延伸的凹槽，对应于所述凹槽的下方、在壳体的下端面上设有向下伸出的可嵌入另一管节上所设凹槽的吊耳，所述壳体上凹槽的两相对的侧壁上设有同轴线的第一柱销孔，所述吊耳上设有在吊耳嵌入另一管节凹槽时与该管节第一柱销孔对应的第二柱销孔。

上述方案的管节是为了满足一种依靠向下推动管节再推动掘进头掘进的垂直掘进设备所使用，管节需要陆续叠加到掘进头上，在掘进头向上退出时，管节又需要被陆续分离转移，管节通过凹槽和吊耳加柱销进行连接，柱销使用使得管节连接和分离过程操作快速便捷。

为了管节相互之间连接和分离时人员操作方便，所述第一柱销孔和第二柱销孔的轴线与壳体圆周直径线垂直。

为了管节的抓取方便和对第一柱销孔加工方便，所述壳体外壁上设有平底槽，所述第一柱销孔外部的孔口位于平底槽的槽底上，所述槽底与第一柱销孔轴线垂直。槽底与管节的直径线平行有利于机械手沿槽底向管节内收拢夹持管节。

设计将掘进设备的排渣通道设置在管节内，并且是真空吸渣的方式，所述壳体内设有与壳体轴向方向相同的排渣管，所述排渣管两端呈在两个管节相连时排渣管保持密闭连接的可相互密封的结构。

具体的为了加工方便以及管节之间连接方便、管节上的排渣管连接可靠，所述排渣管的轴线与壳体的轴线一致，所述排渣管的外壁与壳体的内壁之间设有连接筋。

由于旋转掘进头的反作用力，管节需要将旋转扭矩传递到机架上，所述壳体外壁上设有轴向的用于管节圆周定位于掘进机机架上的止转槽。

由于管节存在叠加和拆离的过程，而最下端的掘进头上具有需与外部动力和控制装置相连的管线，这些管线可能包括电线、信号线、油管和气管，所以，所述壳体外壁上还设有轴向的引出控制掘进机主刀的管线的走线槽，所述走线槽的槽口上设有可拆式防护盖。

本发明的有益效果是：本发明所提供的推压掘进排渣式管节，是掘进机反复使用的重要零部件，通过管节可向掘进头传递下压力，吊耳的使用使管节连接方便并能较好的传递扭矩，吊耳在管节转移过程中还能起到定位的作用，平底槽有助于连接柱销的插拔还能兼作管节的抓取部；只需在机架上设置简单的凸起部结合使用管节的止转槽就能够将掘进头的扭矩传递到机架上，管节还设有排渣管从而具有排渣功能。

附图说明

图1为本发明管节的立体图；

图2为本发明管节沿轴线的剖面图；

图3为本发明管节的俯视图。

图中，1、壳体，2、凹槽，3、吊耳，4、第一柱销孔，5、第二柱销孔，6、平底槽，7、排渣管，8、连接筋，9、止转槽，10、走线槽，11、防护盖。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1、2和3的一种推压掘进排渣式管节，具有环形圆柱壳体1，壳体1的上端面上圆周等分设置有两个向下延伸的凹槽2，对应于凹槽2的下方、在壳体1的下端面上设有向下伸出的可嵌入另一管节上凹槽的两个吊耳3，壳体1上凹槽2的两相对的侧壁上设有同轴线的第一柱销孔4，吊耳3上设有在吊耳3嵌入另一管节凹槽时与该管节第一柱销孔对应的第二柱销孔5。这样的吊耳在管节转移时可兼作导向块使用，结合导向槽可使管节在转移时状态不变。

第一柱销孔4和第二柱销孔5的轴线都与壳体1圆周直径线垂直，圆周直径线是壳体1直径线中的一根能与柱销孔轴线垂直相交的直径线。

壳体1外壁上设有平底槽6，第一柱销孔4外部的孔口位于平底槽6的槽底上，槽底与第一柱销孔4轴线垂直。管节的转移方式可能存在多种，比如在滑轨上移动或使用机械手抓取移动，平底槽6可兼作抓取时夹持部，机械手可伸入平底槽6抓取管节。

壳体1内设有与壳体1轴向方向相同的排渣管7，排渣管7两端呈在两个管节上下相连时排渣管保持密闭连接的可相互密封的结构，两端可以设置一种可更换的彼此圆锥面啮合的橡胶密封圈，一件橡胶圈具有凸起的锥台面，另一件橡胶圈具有内凹的锥台面；排渣管7的轴线与壳体1的轴线一致，排渣管7的外壁与壳体1的内壁之间设有连接筋8。

壳体1外壁上设有轴向的用于管节圆周定位于掘进机机架上的止转槽9，止转槽9为圆周上分布的4个。

壳体1外壁上还设有轴向的引出控制掘进机主刀的管线的走线槽10，走线槽10的槽口上设有可拆式防护盖11。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，比如，将吊耳设置在上端面上而凹槽设置在下端面上，所以综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种推压掘进排渣式管节，其特征是：具有环形圆柱壳体(1)，所述壳体(1)的上端面上圆周等分设置有至少两个向下延伸的凹槽(2)，对应于所述凹槽(2)的下方、在壳体(1)的下端面上设有向下伸出的可嵌入另一管节上凹槽的吊耳(3)，所述壳体(1)上凹槽(2)的两相对的侧壁上设有同轴线的第一柱销孔(4)，所述吊耳(3)上设有在吊耳(3)嵌入另一管节凹槽时与该管节第一柱销孔对应的第二柱销孔(5)。

2.根据权利要求1所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述第一柱销孔(4)和第二柱销孔(5)的轴线与壳体(1)圆周直径线垂直。

3.根据权利要求1所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述壳体(1)外壁上设有平底槽(6)，所述第一柱销孔(4)外部的孔口位于平底槽(6)的槽底上，所述槽底与第一柱销孔(4)轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述壳体(1)内设有与壳体(1)轴向方向相同的排渣管(7)，所述排渣管(7)两端呈在两个管节上下相连时排渣管保持密闭连接的可相互密封的结构。

5.根据权利要求4所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述排渣管(7)的轴线与壳体(1)的轴线一致，所述排渣管(7)的外壁与壳体(1)的内壁之间设有连接筋(8)。

6.根据权利要求1所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述壳体(1)外壁上设有轴向的用于管节圆周定位于掘进机机架上的止转槽(9)。

7.根据权利要求1所述的推压掘进排渣式管节，其特征是：所述壳体(1)外壁上还设有轴向的引出控制掘进机主刀的管线的走线槽(10)，所述走线槽(10)的槽口上设有可拆式防护盖(11)。

技术总结
本发明涉及坑道掘进施工设备技术领域，特别是涉及一种推压掘进排渣式管节，提供一种目前没有的能够适用于垂直掘进设备上的用于推进掘进头的管节，管节具有环形圆柱壳体，壳体的上端面上圆周等分设置有至少两个向下延伸的凹槽，对应于凹槽的下方、在壳体的下端面上设有向下伸出的可嵌入另一管节上所设凹槽的吊耳，壳体上凹槽的两相对的侧壁上设有同轴线的第一柱销孔，吊耳上设有在吊耳嵌入另一管节凹槽时与该管节第一柱销孔对应的第二柱销孔；壳体内设有与壳体轴向方向相同的排渣管，壳体外壁上设有轴向的用于管节圆周定位于掘进机机架上的止转槽；壳体外壁上还设有轴向的引出控制掘进机主刀的管线的走线槽。

技术研发人员：谈海强;张卫华;封坤;马洪素;张海洋;赵星光
受保护的技术使用者：江苏锐成机械有限公司;核工业北京地质研究院
技术研发日：2021.04.08
技术公布日：2021.07.23