泥水盾构机用渣石快速清理装置的制作方法

本发明涉及盾构机施工相关机械领域，尤其涉及泥水盾构机用渣石快速清理装置。

背景技术：

泥水盾构机的泥浆环流系统是渣石输送的核心系统，其泥浆环流系统通过进浆泵将膨润土泥浆从泥水处理站泵入掌子面，掌子面存在一定的工作压力，使膨润土泥浆嵌入到土颗粒间的缝隙里，形成一层“泥膜”，起到稳定土层和改善渗水性的作用。刀盘切削下来的渣土在开挖室与泥浆混合，通过排浆管道排出，送到泥水处理站将渣土与泥浆分离，并实现泥浆循环利用。但是泥水盾构机在持续掘进的过程中，会产生大量的渣石，过多的渣石易造成注浆管路堵塞，从而导致出渣量小，掘进速度慢，严重影响施工进度。目前泥水盾构机采用了一种渣石清理装置，将其接入排浆管道，使得渣石受重力影响落入渣石清理装置中，但是该装置需要通过人工手动清理渣石清理装置的采石箱，并且由于采石箱的体积大、人孔小，导致其可操作空间小，从而导致渣石清理困难，且工人的劳动强度大、清理效率低、影响盾构施工进度。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种泥水盾构机用渣石快速清理装置，避免通过人工对采石箱进行清理所导致的渣石清理困难、工人劳动强度大、清理效率低等问题。

本发明的技术方案如下：

泥水盾构机用渣石快速清理装置，包括安装在盾构机泥浆环流系统排浆管道正下方台车底板上的筒状采石箱，所述采石箱的箱体壁上开设有通孔，该通孔连接有进浆管道的一端，进浆管道的另一端与盾构机泥浆环流系统的排浆管道相连接，所述采石箱的箱体壁上安装有多个顶推油缸，顶推油缸沿采石箱的长度方向进行安装，顶推油缸的杆头安装在端盖上，端盖位于采石箱筒体开口的任意一端，所述端盖上安装有多根连接杆，其连接杆伸入采石箱的内部，连接杆伸入采石箱内部的一端安装有推石板，所述采石箱远离端盖的一端设置有人孔盖，人孔盖通过销轴安装在采石箱的端头，并在采石箱的两端均安装有紧固装置，使得人孔盖和端盖均固定在采石箱的两端，所述采石箱的箱体壁上安装有压力表，压力表的检测端伸入采石箱内部，使得可通过压力表时刻检测采石箱内部的压力，使得人孔盖和端盖均固定在采石箱的两端；在开启用于固定端盖的紧固装置后，使得其可通过顶推油缸带动端盖向远离人孔盖的一端运动，从而端盖可带动推石板运动，从而将采石箱内部的渣石推出，并且通过端盖和人孔盖分别紧贴采石箱的两端使得采石箱形成一个密闭的空间，并在所述采石箱的箱体壁上安装有压力表，压力表的检测端伸入采石箱内部，使得可通过压力表时刻检测采石箱内部的压力。

优选的，所述顶推油缸共有两个，两个顶推油缸靠近活塞杆的缸体均通过油缸安装法兰安装在采石箱的箱体壁上，顶推油缸远离活塞杆的缸体上安装有油缸导向板，油缸导向板固定在采石箱上，两个顶推油缸沿采石箱的圆周相隔180度进行布置，所述端盖远离人孔盖的一端安装有两个相互平行的槽钢，所述槽钢的两端均分别伸出端盖的圆周，并在槽钢伸出端盖圆周的两端安装有油缸座，所述顶推油缸的活塞杆杆头安装在所述油缸座上。

优选的，所述紧固装置包括采石箱两端焊接的连接法兰，并在采石箱两端的箱体外壁上且沿采石箱的圆周等距设置有活节螺栓底座，所述活节螺栓底座为双耳型安装座，活节螺栓自身的孔中插入有一根销轴，销轴的两端分别固定在活节螺栓底座的两个耳朵上，所述活节螺栓的杆身穿过连接法兰；其采石箱两端的活节螺栓再分别穿过人孔盖和端盖，再通过螺母分别将端盖和人孔盖固定在采石箱的两端，所述端盖与连接法兰的接触面上安装有山型密封，人孔盖与连接法兰的接触面上安装有胶垫密封，有效的防止泥浆泄露。

优选的，所述连接杆共有四根，并在两个相邻连接杆之间安装有多个支撑杆，使得其更加的稳固。

进一步的，所述采石箱靠近端盖和人孔盖的一端均安装有支撑梁的一端，支撑梁的另一端安装在台车底板上，并且所述靠近端盖一端的支撑梁到台车底板的距离小于靠近人孔盖一端的支撑梁到台车底板的距离，使得整个装置向设置有端盖的一端倾斜，从而有利于通过推石板将渣石推出。

进一步的，所述采石箱远离台车底板和靠近台车底板的箱体壁上均设置有球阀，靠近台车底板上的箱体壁上设置有两个球阀且两个球阀分别靠近人孔盖和端盖，用于连通采石箱的内部空间和外部空间，靠近台车底板箱体壁上设置的球阀连接有气动隔膜泵，且靠近台车底板的采石箱箱体壁上安装的球阀与箱体壁的连接端设置有格栅网，避免渣石进入气动隔膜泵，从而造成气动隔膜泵损坏。

优选的，所述气动隔膜泵的出浆口通过出浆管道连接盾构机泥浆环流系统排浆管道，并在所述出浆管道上设置气动球阀，气动隔膜泵和气动球阀分别通过两条气源支路汇聚成一条气源主路与原盾构机压缩空气系统连接，从而可通过原盾构机压缩空气系统引进气源进行驱动，并分别在两条气源支路上设置气动三联件，使得可通过气动三联件调节气动球阀和气动隔膜泵的进气压力，并且可通过气动球阀防止在抽浆结束后出浆管道中的泥浆回流。

进一步的，位于所述端盖一端的台车底板上安装有接料盘。

进一步的，在所述推石板上设置有多个通孔，其通孔上设置有格栅网，并且所述推石板与采石箱的内壁有10mm的间隙，使得推石板在推动渣石运动时，内部的泥浆能够通过该通孔流入靠近人孔盖的一端，可通过格栅网避免渣石进入靠近人孔盖的一端，并且由于推石板与采石箱的内壁存在一定的间隙，有效的避免了推石板在运动时卡住。

优选的，所述顶推油缸均直接从盾构机的辅助系统中引入油源，从盾构机原辅助系统到顶推油缸之间的油液管道上依次安装有球阀、可调节流阀、电磁换向阀和液压锁，所述电磁换向阀共两个，两个电磁换向阀为并联关系，所述液压锁共有两个，分别安装在电磁换向阀与顶推油缸的两个油口所连接的管道上，所述电磁换向阀的回油口通过回油管道与原盾构机回油管路连接，并在所述回油管道上安装有单向阀，所述可调节流阀与电磁换向阀之间的管道上还接入溢流管道的一端，所述溢流管路的另一端接入回流管道中，并在所述溢流管道上安装有溢流阀；通过溢流阀实现对整个油源管道进行过载保护。

本发明的有益效果：1.本发明通过顶推油缸带动推石板运动，从而实现了自动卸料，从而避免了现有技术中提到的需要人工对采石箱进行清理所导致的渣石清理困难、工人劳动强度大、清理效率低等问题。

2.通过端盖、采石箱和人孔盖形成一个密闭空间，并通过山型密封进一步的保证了该密闭空间的密封性，从而有效的避免了泥浆外泄。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的流体连接示意图；

图5为本发明的油源连接示意图；

附图标记说明：1.排浆管道；2.进浆管道；3.采石箱；4.人孔盖；5.端盖；6.台车底板；7.连接杆；8.推石板；9.支撑梁；10.顶推油缸；11.油缸座；12.球阀；13.油缸导向板；14.油缸安装法兰；15.连接法兰；16.活节螺栓底座；17.活节螺栓；18.接料盘；19.支撑杆；20.气动隔膜泵；21.槽钢；22.气动球阀；23.气动三联件；24.可调节流阀；25.溢流阀；26.电磁换向阀；27.液压锁；28.单向阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

结合附图1到附图4对本发明的最优实施例做详细的说明；泥水盾构机用渣石快速清理装置，包括安装在盾构机泥浆环流系统排浆管道1正下方台车底板6上的筒状采石箱3，所述采石箱3的箱体壁上开设有通孔，该通孔连接有进浆管道2的一端，进浆管道2的另一端与盾构机泥浆环流系统的排浆管道1相连接，所述采石箱3的箱体壁上安装有多个顶推油缸10，顶推油缸10沿采石箱3的长度方向进行安装，顶推油缸10的杆头安装在端盖5上，端盖5位于采石箱3筒体开口的任意一端，所述端盖5上安装有多根连接杆7，其连接杆7伸入采石箱3的内部，连接杆7伸入采石箱3内部的一端安装有推石板8，所述采石箱3远离端盖5的一端设置有人孔盖4，人孔盖4通过销轴安装在采石箱3的端头，并在采石箱3的两端均安装有紧固装置，使得人孔盖4和端盖5均固定在采石箱3的两端，所述采石箱3的箱体壁上安装有压力表，压力表的检测端伸入采石箱3内部，使得可通过压力表时刻检测采石箱3内部的压力，使得人孔盖4和端盖5均固定在采石箱3的两端；在开启用于固定端盖5的紧固装置后，使得其可通过顶推油缸10带动端盖5向远离人孔盖4的一端运动，从而端盖5可带动推石板8运动，从而将采石箱3内部的渣石推出，并且通过端盖5和人孔盖4分别紧贴采石箱3的两端使得采石箱3形成一个密闭的空间，并在所述采石箱3的箱体壁上安装有压力表，压力表的检测端伸入采石箱3内部，使得可通过压力表时刻检测采石箱3内部的压力。

优选的，所述顶推油缸10共有两个，两个顶推油缸10靠近活塞杆的缸体均通过油缸安装法兰14安装在采石箱3的箱体壁上，顶推油缸10远离活塞杆的缸体上安装有油缸导向板13，油缸导向板13固定在采石箱3上，两个顶推油缸10沿采石箱3的圆周相隔180度进行布置，所述端盖5远离人孔盖4的一端安装有两个相互平行的槽钢21，所述槽钢21的两端均分别伸出端盖5的圆周，并在槽钢21伸出端盖5圆周的两端安装有油缸座11，所述顶推油缸10的活塞杆杆头安装在所述油缸座11上。

优选的，所述紧固装置包括采石箱3两端焊接的连接法兰15，并在采石箱3两端的箱体外壁上且沿采石箱3的圆周等距设置有活节螺栓底座16，所述活节螺栓底座16为双耳型安装座，活节螺栓17自身的孔中插入有一根销轴，销轴的两端分别固定在活节螺栓底座16的两个耳朵上，所述活节螺栓17的杆身穿过连接法兰15；其采石箱3两端的活节螺栓17再分别穿过人孔盖4和端盖5，再通过螺母分别将端盖5和人孔盖4固定在采石箱3的两端，所述端盖5与连接法兰15的接触面上安装有山型密封，人孔盖4与连接法兰15的接触面上安装有胶垫密封，有效的防止泥浆泄露。

优选的，所述连接杆7共有四根，并在两个相邻连接杆7之间安装有多个支撑杆19，使得其更加的稳固。

进一步的，所述采石箱3靠近端盖5和人孔盖4的一端均安装有支撑梁9的一端，支撑梁9的另一端安装在台车底板6上，并且所述靠近端盖5一端的支撑梁9到台车底板6的距离小于靠近人孔盖4一端的支撑梁9到台车底板6的距离，使得整个装置向设置有端盖5的一端倾斜，从而有利于通过推石板8将渣石推出。

进一步的，所述采石箱3远离台车底板6和靠近台车底板6的箱体壁上均设置有球阀12，靠近台车底板6上的箱体壁上设置有两个球阀12且两个球阀12分别靠近人孔盖4和端盖5，用于连通采石箱3的内部空间和外部空间，靠近台车底板6箱体壁上设置的球阀12连接有气动隔膜泵20，且靠近台车底板6的采石箱3箱体壁上安装的球阀12与箱体壁的连接端设置有格栅网，避免渣石进入气动隔膜泵20，从而造成气动隔膜泵20损坏。

优选的，所述气动隔膜泵20的出浆口通过出浆管道连接盾构机泥浆环流系统排浆管道1，并在所述出浆管道上设置气动球阀22，气动隔膜泵20和气动球阀22分别通过两条气源支路汇聚成一条气源主路与原盾构机压缩空气系统连接，从而可通过原盾构机压缩空气系统引进气源进行驱动，并分别在两条气源支路上设置气动三联件23，使得可通过气动三联件23调节气动球阀22和气动隔膜泵20的进气压力，并且可通过气动球阀22防止在抽浆结束后出浆管道中的泥浆回流。

进一步的，位于所述端盖5一端的台车底板6上安装有接料盘18。

进一步的，在所述推石板8上设置有多个通孔，其通孔上设置有格栅网，并且所述推石板8与采石箱3的内壁有10mm的间隙，使得推石板8在推动渣石运动时，内部的泥浆能够通过该通孔流入靠近人孔盖4的一端，可通过格栅网避免渣石进入靠近人孔盖4的一端，并且由于推石板8与采石箱3的内壁存在一定的间隙，有效的避免了推石板8在运动时卡住。

优选的，所述顶推油缸10均直接从盾构机的辅助系统中引入油源，从盾构机原辅助系统到顶推油缸10之间的油液管道上依次安装有球阀、可调节流阀24、电磁换向阀26和液压锁27，所述电磁换向阀26共两个，两个电磁换向阀26为并联关系，所述液压锁27共有两个，分别安装在电磁换向阀26与顶推油缸10的两个油口所连接的管道上，所述电磁换向阀26的回油口通过回油管道与原盾构机回油管路连接，并在所述回油管道上安装有单向阀28，所述可调节流阀24与电磁换向阀26之间的管道上还接入溢流管道的一端，所述溢流管路的另一端接入回流管道中，并在所述溢流管道上安装有溢流阀25；从而可通过可调节流阀24调节油缸的伸缩速度，并且通过溢流阀25实现对整个油源管道进行过载保护。

下面通过对本发明的运行过程的说明来对本发明做进一步的说明；

本发明的初始状态时，通过采石箱3两端的活节螺栓17分别将端盖5和人孔盖4固定在采石箱3的两端，使得采石箱3形成一个密闭空间，此时顶推油缸10为回缩状态，并且推石板8靠近人孔盖4，渣石及泥浆因重力的关系落入至采石箱3中，并且由于渣石自身重力的原因持续的掉入采石箱3中，其多余的泥浆漫出采石箱3回到盾构机泥浆环流系统的排浆管道1中，当采石箱3中集满渣石后，关闭盾构机泥浆环流系统的排浆管道1，开启采石箱3靠近地面一端和远离地面一端的球阀12，开启气动隔膜泵20，将采石箱3中的泥浆抽出并回到盾构机泥浆环流系统的排浆管道1内，泥浆抽送完毕后，将活节螺栓17上安装的螺母拆卸，顶推油缸10工作，将渣石推出落入至接料盘18内，渣石完全推出后，顶推油缸10回缩，关闭采石箱3上安装的球阀12，再关闭端盖5，再开启盾构机泥浆环流系统的阀门，进行下一轮的渣石清理。

上述提到的在抽浆时需要将采石箱3远离地面一端的球阀12开启，原因在于需要保证采石箱3内部的气压与外部气压恒定。且在渣石清理的过程中，由于推石板8和采石箱3之间存在间隙，导致细小渣石进入到人孔盖4与推石板8之间的空间内，因此需要将人孔盖4打开，清理人孔盖4与推石板8之间的空间内的细小渣石，清理完毕后，关闭人孔盖4即可，当顶推油缸10回缩，且采石箱3上安装的球阀12和端盖5均已关闭后，再开启盾构机泥浆环流系统的阀门，进行下一轮的渣石清理。