本发明涉及一种盾构，尤其涉及一种内锥形高压水射流式盾构机头部。
背景技术
现有盾构用刀具切削土层，因此刀具会磨损，遇到残积性粘土容易粘附在刀盘内形成泥饼。相比盾构刀具高压水射流切削土层是很优秀的切割方案。而普通盾构刀盘头部是平面的，因此不能用喷水。
技术实现要素：
本发明的目的：提供一种内锥形高压水射流式盾构机头部，虽然刀盘头部呈锥形，但还是仅仅使用刀具切削，如果将刀具和水射流混合使用，或单独使用射流切削作业，则没有刀具容易磨损问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种内锥形高压水射流式盾构机头部，包括多个刀具、高压水射流发生器、管道、多个束流喷嘴、加强环、盾壳、多条刀架臂、多条支撑臂、法兰盘及刀架臂出口；所述的多条刀架臂及多条支撑臂分别呈辐射状布置成内锥形结构，并同轴设置在所述的盾壳内；所述的刀架臂及支撑臂上设有相互配合的导轨副，使所述的刀架臂沿所述的支撑臂滑动；所述的多个刀具分别安装在所述的多条刀架臂上，所述的多个刀具在旋转方向切削土层；所述的多条支撑臂固定安装在所述的法兰盘上，所述的法兰盘由动力装置驱动转动，所述的加强环为圆环形结构并固定安装在所述的多条支撑臂的前端；所述的刀架臂出口位于所述的法兰盘的中部；所述的刀架臂与所述的支撑臂构成辐条臂，所述的多个束流喷嘴分别设置在辐条臂上，且所述的多个束流喷嘴的喷口向内设置，所述的高压水射流发生器固定在所述的内锥形高压水射流式盾构机头部内，所述的束流喷嘴通过所述的管道与所述的高压水射流发生器连接。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的内锥形高压水射流式盾构机头部内有高压水射流发生器，所述的束流喷嘴通过管道与所述的高压水射流发生器连接。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的管道位于所述的辐条臂的内部或外部。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的法兰盘的中部设有所述的中心刀。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的加强环的内侧设有面板。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的束流喷嘴与所述的加强环平行设置或纵向倾斜设置。
一种内锥形高压水射流式盾构机头部，包括多个束流喷嘴、高压水射流发生器、管道、加强环、盾壳、多条支撑臂及法兰盘；所述的多条支撑臂分别呈辐射状布置成内锥形结构，并同轴设置在所述的盾壳内，所述的多条支撑臂固定安装在所述的法兰盘上，所述的法兰盘由动力装置驱动转动；所述的加强环为圆环形结构并固定安装在所述的多条支撑臂的前端，所述的多条支撑臂构成辐条臂，所述的多个束流喷嘴分别设置在辐条臂上，所述的多个束流喷嘴的喷口向内设置，所述的高压水射流发生器固定在所述的内锥形高压水射流式盾构机头部内，所述的束流喷嘴通过所述的管道与所述的高压水射流发生器连接。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，其中两个所述的束流喷嘴纵向倾斜，另两个所述的束流喷嘴面向旋转方向并且倾斜设置。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，向内设置的所述的辐条臂上的束流喷嘴的前方固定有束流喷嘴保护块。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的辐条臂上安装有刀具。
上述的内锥形高压水射流式盾构机头部，其中，所述的加强环的内侧设有面板。
本发明可将刀具和水射流混合使用，或单独使用射流切削作业，特别适合粘土等特殊地层盾构的掘进，刀具不容易磨损。
附图说明
图1是本发明一种内锥形高压水射流式盾构机头部的实施例1的主视原理图。
图2是本发明一种内锥形高压水射流式盾构机头部的实施例1的前视原理图。
图3是本发明一种内锥形高压水射流式盾构机头部的实施例2的主视原理图。
图4是本发明一种内锥形高压水射流式盾构机头部的实施例2的前视原理图。
图5是本发明一种内锥形高压水射流式盾构机头部的束流喷嘴、束流喷嘴保护块和支撑臂的连接原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
实施例1：
请参见附图1及附图2所示，一种内锥形高压水射流式盾构机头部，包括多个刀具1、高压水射流发生器、管道、多个束流喷嘴2、加强环3、盾壳4、多条刀架臂5、多条支撑臂6、法兰盘7、中心刀8、刀架臂出口9及面板10；所述的多条刀架臂5及多条支撑臂6分别呈辐射状布置成内锥形结构，并同轴设置在所述的盾壳4内；所述的刀架臂5及支撑臂6上设有相互配合的导轨副，所述的支撑臂6上有作为导轨副的导轨，所述的刀架臂5上设有与所述的支撑臂6的导轨相适配的导轨槽，使所述的刀架臂5沿所述的支撑臂6滑动；所述的多个刀具1分别安装在所述的多条刀架臂5上，所述的多个刀具1在旋转方向切削土层；所述的多条支撑臂6固定安装在所述的法兰盘7上，所述的法兰盘7由动力装置驱动转动，所述的加强环3为圆环形结构并固定安装在所述的多条支撑臂6的前端；所述的刀架臂出口9位于所述的法兰盘7的中部；所述的刀架臂5与所述的支撑臂6构成辐条臂，所述的多个束流喷嘴2分别设置在辐条臂上，并向纵向倾斜一定角度，也就是所述的多个束流喷嘴2的喷口向内设置，用于切削土层，所述的高压水射流发生器（未画出）固定在所述的内锥形高压水射流式盾构机头部内，所述的束流喷嘴2通过所述的管道（未画出）与所述的高压水射流发生器连接。
由于管道不是固定的，因此高压水射流发生器也就是高压水泵、蓄压器等，设备可以按照需求固定在盾构机内部合理的地方。
所述的管道可以在所述的辐条臂的内部或外部。
所述的法兰盘7的中部设有所述的中心刀8。
所述的加强环3的内侧设有面板10。
所述的束流喷嘴2可以与所述的加强环3平行设置或纵向倾斜设置，这样可以更好的保护加强环。
所述的多个刀具1可是刮刀等所有现有盾构使用的刀具。
切削作业时，刀架臂5和支撑臂6用螺丝等各种固定方式固定在一起，需要换刀架时，松开螺丝，刀架臂5滑出。正常使用时，驱动装置带动法兰盘7转动，与法兰盘7固定连接的支撑臂6同时转动，支撑臂6带动刀架臂5转动，刀架臂5上的刀具1同步转动，支撑臂6还带动加强环3转动，从而带动加强环3和刀架臂5上的刀具1进行切削作业。需要换刀具1时，先将需要换刀具1的刀架臂5停在下方，当然也可以停在水平方向，然后解除刀架臂5与支撑臂6的固定，让刀架臂5沿刀槽向后方刀架臂出口9滑出，然后在后部更换刀具1。刀架臂5上的刀具1切削土层，同时高压水射流发生器将高压液体经过管道从束流喷嘴2喷出，这样也可以切削土层。
实施例2：
请参见附图3及附图4所示，一种内锥形高压水射流式盾构机头部，包括多个束流喷嘴2、高压水射流发生器、管道、加强环3、盾壳4、喷嘴保护块11、多条支撑臂6及法兰盘7；所述的多条支撑臂6分别呈辐射状布置成内锥形结构，并同轴设置在所述的盾壳4内，所述的多条支撑臂6固定安装在所述的法兰盘7上，所述的法兰盘7由动力装置驱动转动；所述的加强环3为圆环形结构并固定安装在所述的多条支撑臂6的前端，所述的多条支撑臂6构成辐条臂，所述的多个束流喷嘴2分别设置在辐条臂上，且所述的多个束流喷嘴的喷口向内设置，其中两个所述的束流喷嘴2纵向倾斜一定角度，用于切削作业，另两个所述的束流喷嘴2面向旋转方向，并且倾斜一定角度，用于横向切削土层并保护束流喷嘴2，所述的高压水射流发生器固定在所述的内锥形高压水射流式盾构机头部内，所述的束流喷嘴2通过所述的管道与所述的高压水射流发生器连接。
请参见附图5所示，向内设置的所述的辐条臂上的束流喷嘴2的前方固定有束流喷嘴保护块11。
所述的束流喷嘴保护块11位于所述的辐条臂的旋转方向的面上，并且大于所述的束流喷嘴2的位置。
所述的辐条臂上也可以安装有现有的盾构机用的各种刀具。这样虽然换刀具没有实施例1方便，但可以使用现有平面刀盘更换刀具的方法进入土仓更换刀具，区别仅仅是平面换成了斜面。
高压水射流发生器可采用高压水泵、蓄压器等设备，可以按照需求固定在盾构机内部合理的地方。
所述的管道可以在所述的辐条臂的内部或外部。
所述的束流喷嘴2与所述的加强环3平行设置，可以更好的保护加强环。
这种是简单的纯射流切削的盾构头方式，更换或维修束流喷嘴可以采用现有平面刀盘换刀具的方法。
切削作业时，驱动装置带动法兰盘7转动，与法兰盘7固定连接的支撑臂6同时转动，支撑臂6还带动加强环3转动，同时高压水射流发生器将高压液体经过管道从束流喷嘴喷出，这样也可以切削土层。
实施例2也可以在加强环3的内侧设有面板10。
在本发明中，支撑臂6与普通盾构机的牛腿是一个作用，面板10就是普通盾构机头部刀盘中的面板，有利于保证土层稳定。支撑臂6、面板10都可以有支撑件与盾构壁连接，这样有更好的受力结构。
为了区分，本发明用了辐条臂，加强环，面板新名词，但与普通平面盾构机刀头面板中的辐条，幅板，牛腿等功能是一样的，只不过就是将平面刀头中各部分向中心倾斜形成内锥形而已。所以所起的效果也是一样。
束流喷嘴2的方向可以根据实验或计算朝向用更好的方向。
盾构机头部主要是指前盾中用于切削的部分，包括刀盘和驱动装置和前部壳体等。
在本发明中，高压水射流与高压水射流切割一样，虽然习惯上称为水，但使用的液体却不一定是纯水，可以是各种适合水切割的液体。普通盾构机也有高压泵和喷口，比如泥水喷嘴，泡沫喷嘴等等，但不是用于切削土层的，与本发明有本质不同。
盾构机的其他部分可以用现有的各种盾构装置，比如动力装置，推进装置，螺旋输料器，铰接装置，管片拼装机，盾尾等等，都可以用现有技术，具体实现方法和用处不在本发明之内，因此不再述说。
由于盾构机是极其复杂的系统，也是现有的重要装备，本发明主要在于切削方式的形状，和切削刀具容易更换，因此其他部分没有过多涉及，实际使用中除盾构机头部其他部分都可以用现有的各种方案，比如驱动装置既可以用变频电机式又可以用液压马达式，可以土压平衡式的敞口式，半敞口式，闭胸式或者泥水平衡式，气压复合模式等等，除了刀头部分其他都可以采用现有设计。
另外，本发明中的附图原理简图切口环等都没有画出，只为说明原理。
综上所述，本发明可将刀具和水射流混合使用，或单独使用射流切削作业，特别适合粘土等特殊地层盾构的掘进，刀具不容易磨损。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。