一种盾构机土仓泥饼破除装置的制作方法

本实用新型涉及一种盾构机，具体涉及一种盾构机土仓泥饼破除装置。

背景技术：

盾构机在城市轨道交通施工中广泛采用。在一些含泥岩层中，由于刀盘切削下来的细小颗粒，碎屑等在土仓中重新聚集，黏附于刀具及刀盘面板上，形成半固结和固结状的块状体泥饼。泥饼的存在，加重了盾构机刀盘和刀具的负荷，严重时，盾构机不能够进行掘进。

在泥饼严重时，必须进行开仓，由人工进入到土仓内破除泥饼。在地层特别复杂时，还需要带压作业，施工风险很高。

因此研制一种盾构机土仓泥饼破除方法很必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种盾构机土仓泥饼破除装置，以解决上述背景技术提到的问题。

本实用新型的技术解决方案是，一种盾构机土仓泥饼破除装置，包括阀座、密封座、高压硬管、旋转喷头和高压泵站，所述阀座的前端连接在盾体隔板上，所述密封座连接在阀座的后端，所述高压硬管的前端连接所述旋转喷头，所述旋转喷头和高压硬管的前部穿过密封座和阀座伸入到盾体隔板前方的土仓内，所述高压硬管的后端通过高压软管与所述高压泵站连接；所述旋转喷头为前端密封、后端开口的柱状中空结构，所述旋转喷头上开设有若干个前置喷孔和至少两个均布的后置喷孔，所述前置喷孔的开口朝向旋转喷头的前侧方，所述后置喷孔设置在所述旋转喷头的侧壁上，且后置喷孔的轴线与旋转喷头的轴线不相交以产生旋转喷头的旋转动力。

所述后置喷孔的开口方向向旋转喷头的后端倾斜设置。

所述旋转喷头的前端呈半球形，若干前置喷孔均对应设置在所述旋转喷头的半球形腔体上，且所述若干前置喷孔与旋转喷头外壁面的交接点分别位于与所述旋转喷头的轴线垂直的不同平面上。

所述高压泵站由液压马达或电动马达驱动。

所述旋转喷头通过与其同轴设置的连接筒体与所述高压硬管连接，所述连接筒体后端设置有连接接头或连接螺孔，所述旋转喷头的后端与连接筒体连通，所述旋转喷头与所述连接筒体之间设置有转动连接组件，所述旋转喷头通过所述转动连接组件连接设置在所述连接筒体端部，并能够相对于所述连接筒体旋转动作。

所述转动连接组件包括：设置在所述旋转喷头内腔中的沉槽孔，所述沉槽孔的内端还设置有限位卡槽；设置在所述连接筒体上的装配套管，所述装配套管的管壁上呈圆周间隔均布设置有至少三道膨胀槽，且在装配套管端部设置有与限位卡槽对应的限位凸台；和膨胀件，所述膨胀件对应设置在所述装配套管的内腔中；所述装配套管与所述沉槽孔对应套接，且所述限位凸台匹配卡设在所述限位凹槽内，所述膨胀件顶撑所述装配套管向外膨胀张开。

所述膨胀件为锥台套管，所述锥台套管的外壁设置有外螺纹，所述装配套管内壁设置有对应的内螺纹。

所述膨胀件为弹性卡箍，所述装配套管内壁上开设有环形内卡槽，所述弹性卡箍匹配设置在所述内卡槽中。

与现有技术相比，本实用新型一种盾构机土仓泥饼破除装置具有以下优点：1、本实用新型通过高压水旋转喷头可以用高压水力切割方式将土仓内的泥饼破除，破除泥饼效果快且好，降低工人劳动强度和施工风险，安装方便快捷，提高盾构机掘进效率；通过控制高压硬管伸入土仓的长度，从前置喷孔喷出的高压水可以完成对不同直径的泥饼的切割；通过阀座的开闭可以打开和关闭通向土仓的通道，可以在需要破除泥饼时随时连接高压水力通道，方便安装；通过设置密封座，可以阻止土仓内的高压通过高压硬管与密封座周边缝隙泄漏；2、后置喷孔的开口向旋转喷头的后端倾斜设置，打开高压泵站的开关后，旋转喷头的后置喷孔受高压流体射流作用，推动旋转喷头旋转，并产生向后的推力，旋转喷头可以带动高压硬管自动向土仓前部运动，从而不断变更切割泥饼直径；3、旋转喷头的前端呈半球形，若干前置喷孔均对应设置在所述旋转喷头的半球形腔体上，且所述若干前置喷孔与旋转喷头外壁面的交接点分别位于与所述旋转喷头的轴线垂直的不同平面上，即各个前置喷孔在旋转过程中的清洗轨迹锥面均不重合，从而提高清洗效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为旋转喷头与连接筒体连接的结构示意图；

图3是连接筒体的结构示意图。

附图标号说明：100为连接筒体、101为连接螺孔、200为旋转喷头、201为前置喷孔、202为后置喷孔、300为转动连接组件、301为沉槽孔、302为限位卡槽、303为装配套管、304为膨胀槽、305为限位凸台、306为锥台套管、307为内卡槽、308为弹性卡箍、400为盾体隔板、500为阀座、600为密封座、700为高压硬管、800为高压软管、900为高压泵站。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图3所示，本实施例中，一种盾构机土仓泥饼破除装置，包括阀座500、密封座600、高压硬管、旋转喷头200和高压泵站900，所述阀座500的前端连接在盾体隔板400上，所述密封座600连接在阀座500的后端，所述高压硬管700的前端连接所述旋转喷头200，所述旋转喷头200和高压硬管700的前部穿过密封座600和阀座500伸入到盾体隔板400前方的土仓内，所述高压硬管700的后端通过高压软管800与所述高压泵站900连接，所述高压泵站900由液压马达或电动马达驱动；所述旋转喷头200为前端密封、后端开口的柱状中空结构，所述旋转喷头200上开设有若干个前置喷孔201和至少两个均布的后置喷孔202，所述前置喷孔201的开口朝向旋转喷头200的前侧方，所述后置喷孔202设置在所述旋转喷头200的侧壁上，且后置喷孔202的轴线与旋转喷头200的轴线不相交以产生旋转喷头200的旋转动力。

为了能实现高压硬管700自动向土仓推进，所述后置喷孔202的开口方向向旋转喷头200的后端倾斜设置。

为了提高泥饼破除效率，所述旋转喷头200的前端呈半球形，若干前置喷孔201均对应设置在所述旋转喷头200的半球形腔体上，且所述若干前置喷孔201与旋转喷头200外壁面的交接点分别位于与所述旋转喷头200的轴线垂直的不同平面上。

在本实施例中，所述旋转喷头200通过与其同轴设置的连接筒体100与所述高压硬管700连接，所述连接筒体100后端设置有连接接头或连接螺孔101，所述旋转喷头200的后端与连接筒体100连通，所述旋转喷头200与所述连接筒体100之间设置有转动连接组件300，所述旋转喷头200通过所述转动连接组件300连接设置在所述连接筒体100端部，并能够相对于所述连接筒体100旋转动作。

在本实施例中，转动连接组件300的结构形式为：包括设置在旋转喷头200内腔中的沉槽孔301、设置在连接筒体上的装配套管303和膨胀件，沉槽孔301的内端还设置有限位卡槽302，装配套管为呈圆周间隔均布设置的至少三道膨胀槽304，且在装配套管端部设置有与限位卡槽对应的限位凸台305；膨胀件对应设置在装配套管的内腔中；装配套管与沉槽孔对应套接，且限位凸台匹配卡设在限位凹槽内，膨胀件顶撑装配套管向外膨胀张开。

其膨胀件有多种不同的结构形式，其一种为：膨胀件为锥台套管306，锥台套管的外壁设置有外螺纹，装配套管内壁设置有对应的内螺纹。

另一种结构形式为：膨胀件为弹性卡箍308，装配套管内壁上开设有环形内卡槽307，弹性卡箍匹配设置在内卡槽中。

使用本装置时，当盾构机未发现泥饼时，阀座关闭，土仓与外部隔离。当盾构机发现泥饼时，进行如下操作：

将密封座与阀座连接在一起，密封座也可以一直与阀座连接在一起；

将高压泵站、高压软管、高压硬管和旋转喷头连接起来，共同组成了高压水力通道；

将连接好的高压硬管和旋转喷头插入密封座中；

打开阀座；

高压硬管和旋转喷头继续往前伸入到土仓内；

打开高压泵站，高压水通过高压软管、高压硬管和旋转喷头进入土仓，形成对泥饼的高压水力切割，同时，高压水也可以带动旋转喷头旋转，完成对泥饼的大面积切割。

上面结合附图对本实用新型优选的具体实施方式作出了详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这种实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。