刀盘组件和水射流设备的制作方法

文档序号:20625277发布日期:2020-05-06 22:37阅读:145来源:国知局
刀盘组件和水射流设备的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域,具体而言,涉及一种刀盘组件和一种水射流设备。



背景技术:

目前的tbm(tunnelboringmachine,隧道掘进机)通过推动刀盘,使布置在刀盘上的盘形滚刀挤压掌子面岩体,相邻滚刀间岩体中的裂纹扩展贯通,破碎的石碴剥落脱离,实现破岩掘进。为了在岩石中产生裂缝,需要施加足够的推力使刀具贯入,在岩石抗压强度很高的硬岩和极硬岩地层中,因为刀具材料强度的限制,难以承受实现破岩所需的推力。另外,即使在中硬岩地层中,在隧道直径较大的情况下,大量滚刀所需的总的推力也会因为主轴承、支撑架、撑靴等结构强度的限制而难以满足要求,这些情况限制了tbm的工作能力和效率。因此,目前有研究在现有tbm刀盘上布置水射流切割喷头来提高滚刀破岩效率和能力,从而提升tbm在硬岩和极硬岩地层中的工作能力,但是,刀盘上布置有大量的刀具、耐磨块、加强筋等设备和结构,增加可放置水射流喷头的位置有限,且需要对结构强度进行大量的修改调整。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本实用新型的第一个方面在于,提出一种刀盘组件。

本实用新型的第二个方面在于,提出一种水射流设备。

有鉴于此,根据本实用新型的第一个方面,提供了一种刀盘组件,包括:本体,本体上设有安装部;滚刀,通过安装部设置在本体上;固定座,固定座通过安装部设置在本体上;喷头,喷头设置在固定座上。

本实用新型提供的刀盘组件,包括本体、滚刀、固定座和喷头,通过在本体上设置有安装部,滚刀通过安装部设置在本体上,即安装部是用来将滚刀安装在本体上的,固定座通过安装部设置在本体上,即固定座可以通过将滚刀设置在本体上的安装部设置在本体上,而喷头设置在固定座上,使得无需改变本体的现有结构,通过将固定座与安装滚刀的安装部相配合即可将喷头设置在本体上,避免了需要对本体进行结构改进(如开孔)才能够将喷头设置在本体上,同时,无需对本体的结构或强度进行大量的修改调整,方便安装,有利于降低生产成本,适于推广应用。

另外,根据本实用新型提供的上述技术方案中的刀盘组件,还可以具有如下附加技术特征:

在上述技术方案中,优选地,本体为圆盘状,喷头的数量为多个,多个喷头呈圆形分布在本体上,且圆形的直径小于本体的半径;安装部的数量为多个,固定座的数量为多个,且安装部的数量大于固定座的数量。

在该技术方案中,本体为圆盘状,喷头的数量为多个,多个喷头呈圆形分布在本体上,即多个喷头分布在一个圆形区域内,且该圆形区域与圆盘状的本体同心,通过设置圆形的直径小于本体的半径,即圆形的半径小于本体的半径的一半,使得喷头布置在靠近本体回转轴心的滚刀之间,由于水射流的切缝深度与喷头的运动速度成反比例关系,使得本体工作旋转时,位于本体回转轴附近的喷头利用较低的线速度即可保证较大的切缝深度,进而大大提高滚刀和水射流的协同破碎能力,进而提高刀盘组件的破岩效率,并保证良好的破碎效果。

通过安装部和固定座的数量均为多个,多个滚刀通过多个安装部设置在本体上,而安装部的数量大于固定座的数量,即固定座仅设置在部分安装部上,使得喷头位于部分滚刀之间,喷头的数量小于滚刀的数量,避免喷头的数量较多而浪费成本,同时避免喷头的数量较少而无法保证良好的破岩能力。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:第一保护块,设置在本体上,位于安装部的周侧;第二保护块,设置在位于固定座的周侧的第一保护块上,并位于第一保护块远离本体的一侧。

在该技术方案中,在本体上设置第一保护块,第一保护块位于安装部的周侧,能够在刀盘组件工作,滚刀与工作面(例如当刀盘组件应用于掘进设备时,工作面称为“掌子面”)接触时,通过第一保护块减小工作面对本体的磨损和破坏,进而提高本体的可靠性,通过第二保护块设置在位于固定座的周侧的第一保护块上,并位于第一保护块远离本体的一侧,即第二保护块位于喷头的周侧并朝向工作面,对喷头起到了一定的保护作用,避免刀盘组件在工作过程中因工作面凸凹不平而磨损或碰撞损坏喷头,进而延长了喷头的使用寿命,提高了产品的可靠性,同时,有利于通过第二保护块来调节第二保护块远离第一保护块的一面与相邻的滚刀的高度差,进而保证喷头朝向工作面的一面与工作面之间的垂直距离合理,即通过合理的靶距以保证良好地切割效果。可以理解的是,由于喷头与工作面(如掌子面)的垂直距离越远,水射流的切深越小,也可以根据第二保护块远离第一保护块的一面与相邻的滚刀的高度差,即根据靶距来调整刀盘组件的工作参数以进一步提高切割效率并保证良好地切割效果。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:垫块,设置在本体上,位于本体远离第一保护块的一侧,固定座与垫块相连接。

在该技术方案中,通过在本体上设置垫块,垫块位于本体远离第一保护块的一侧,通过固定座与垫块相连接进而将固定座设置在安装部上,使得无需改变安装座的结构,也无需改变本体的结构,通过垫块即可将固定座设置在本体上,进而将喷头设置在本体上,结构简单,易于实现,且操作简单,有利于安装,同时,降低了生产成本,并满足本体标准化的需求。

在上述任一技术方案中,优选地,固定座设置有安装孔,安装孔的轴线与本体的轴线相平行,喷头通过安装孔设于固定座上;其中,喷头能够通过安装孔锁定。

在该技术方案中,固定座设置有安装孔,安装孔的轴线与本体的轴线相平行,喷头通过安装孔设于固定座上,使得刀盘组件工作时,经喷头喷出的水射流的理论横截面与工作面相平行,进一步提升水射流能量利用率,提高水射流的工作效率和工作能力。

喷头能够通过安装孔锁定,即喷头和/或安装孔上设置有限位结构,当喷头插入安装孔后,利用限位结构即可将喷头锁定在安装孔内,避免了另设锁定结构而使结构复杂,有效地简化了结构,同时,进一步简化了喷头的安装过程,有利于提高喷头的安装效率。

在上述任一技术方案中,优选地,位于安装孔的两侧且与安装孔相邻的两个滚刀的轴线与安装孔的轴线的距离相等。

在该技术方案中,位于安装孔的两侧且与安装孔相邻的两个滚刀的轴线与安装孔的轴线之间的距离相等,即喷头位于相邻的两个滚刀中间,使得刀盘组件工作时,水射流切缝位于相邻两个滚刀轨迹的中间,进而使水射流切缝形成的有利于提高滚刀破岩效率和能力的自由面位于相邻的两个滚刀的轨迹的中间,进一步提高了刀盘组件的破岩效率,并能够满足硬岩和极硬岩地层的工况需求,同时,有效地提高了破岩能力,并保证良好的破碎效果。

在上述任一技术方案中,优选地,第二保护块远离第一保护块的一面与相邻的滚刀的高度差的范围为20mm至100mm。

在该技术方案中,第二保护块远离第一保护块的一面与相邻的滚刀的高度差的范围为20mm至100mm,由于在实际施工中,工作面(如掌子面)是凸凹不平的,将第二保护块远离第一保护块的一面与相邻的滚刀的高度差设为20mm至100mm,即靶距为20mm至100mm,能够有效地避免靶距过小而使喷头被工作面撞坏或磨损,同时能够避免靶距过大使水射流的切深较小而影响破碎能力,靶距的合理范围能够有效地延长喷头的使用寿命,提高产品的可靠性,同时,有利于进一步提高破岩效率和破岩能力,保证良好地破碎效果。

在上述任一技术方案中,优选地,喷头包括:喷嘴,设于固定座靠近第二保护块的一侧;喷嘴的直径与第二保护块远离第一保护块的一面和相邻的滚刀的高度差的比值范围为:0.01至0.05。

在该技术方案中,喷头包括喷嘴,喷嘴设于固定座靠近第二保护块的一侧,即喷嘴位于本体朝向工作面的一侧,使得水射流经喷嘴喷出后作用于工作面,通过喷嘴的直径与第二保护块远离第一保护块的一面和相邻的滚刀的高度差的比值范围为0.01至0.05,使得经喷嘴喷出的水射流具有较大的切缝深度,进而有利于提高刀盘组件的破岩效率和破岩能力,并能够满足切割硬岩和极硬岩地层的工况需求,进一步扩大了产品的使用范围。

进一步地,喷嘴的工作压力不小于250mpa,能够进一步增大水射流的切缝深度,提高水射流的利用率,进而提高刀盘组件的破岩效率和破岩能力。可以理解的是,也可以根据具体的工况(如工作面的岩石硬度)合理地设置喷嘴的工作压力,以在保证破岩效率和破岩能力的同时,节约能耗,并降低使用成本。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:旋转接头,设置在本体远离第一保护块的一侧,旋转接头包括:内轴,与本体同轴,且本体转动带动内轴旋转;套体,套设于内轴上;输料组件,穿设于内轴和套体,输料组件设置有用于输送磨料的输料通路和输送高压流体的输液通路,输料通路和输液通路均与喷头相连通。

在该技术方案中,通过在本体远离第一保护块的一侧设置旋转接头,即本体远离工作面的一侧设置有旋转接头,旋转接头包括内轴、套体和输料组件,内轴与本体同轴,套体套设于内轴上,本体转动时带动内轴旋转,但此时套体保持固定不转,即本体带动内轴旋转时套体固定不转,通过输料组件穿设于内轴和套体,输料组件设置有用于输送磨料的输料通路和输送高压流体的输液通路,输料通路和输液通路均与喷头相连通,使得经喷头喷出的水射流由高压流体和磨料组成,而水射流中包括磨料可以大幅度提高切割能力,进而有效地提高了水射流的切割能力,使得刀盘组件能够满足切割硬岩和极硬岩地层的工况需求,并能够保证良好的破岩能力和破岩效率,进一步扩大了产品的使用范围。

在上述任一技术方案中,优选地,旋转接头还包括:两个密封装置,沿内轴的轴向间隔地设置在内轴和套体之间;两个分流通道,设于套体上,位于两个密封装置之间,两个分流通道与内轴和套体间的间隙相连通。

在该技术方案中,旋转接头还包括两个密封装置和两个分流通道,通过两个密封装置沿内轴的轴向间隔地设置在内轴和套体之间,有效地保证了内轴和套体连接的密封性和可靠性,通过在套体上设置两个分流通道,两个分流通道位于两个密封装置之间,且两个分流通道与内轴和套体间的间隙相连通,用于向内轴和套体与输料通路连接处的两侧注入高压流体,起到了冲洗的作用,以阻止磨料经输料通路进入内轴和套体之间的间隙,有效地防止磨损、卡滞现象,提高产品的可靠性,同时两个分流通道位于两个密封装置之间,使得两个分流通道中的高压流体仅能沿内轴的轴向在两个密封装置之间流通,进一步提高了产品的可靠性。

根据本实用新型的第二个方面,提供了一种水射流设备,水射流设备包括如上述任一技术方案中的刀盘组件。

本实用新型提供的水射流设备,包括上述任一技术方案的刀盘组件,因此具有该刀盘组件的全部有益效果,在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的部分刀盘组件的结构示意图;

图2示出了如图1所示的根据本实用新型的一个实施例的部分刀盘组件的俯视图;

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的喷头布置在本体上的尺寸示意图;

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的刀盘组件作用于工作面时的结构示意图;

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的旋转接头的结构示意图。

其中,图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

100刀盘组件,12本体,14安装部,16滚刀,18固定座,20安装孔,22喷头,24第一保护块,26第二保护块,28垫块,32紧固螺钉,34旋转接头,36内轴,38套体,40输料组件,42输料通路,44输液通路,46密封装置,46a第一密封装置,46b第二密封装置,48分流通道,48a第一分流通道,48b第二分流通道,50孔,200工作面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例提供的刀盘组件100和水射流设备。

实施例一

如图1、图2和图4所示,根据本实用新型的一个方面,提供了一种刀盘组件100,包括:本体12、滚刀16、固定座18和喷头22,其中,本体12上设置有安装部14。

具体地,在本体12上设置有安装部14,滚刀16通过安装部14设置在本体12上,即安装部14是用来将滚刀16安装在本体12上的,固定座18通过安装部14设置在本体12上,即固定座18可以通过将滚刀16设置在本体12上的安装部14设置在本体12上,而喷头22设置在固定座18上。

在该实施例中,通过将固定座18与安装滚刀16的安装部14相配合即可将喷头22设置在本体12上,使得无需改变本体12的现有结构即可将喷头22设置在本体12上,避免了需要对本体12进行结构改进(如开孔)才能够将喷头22设置在本体12上,同时,无需对本体12的结构或强度进行大量的修改调整,方便安装,有利于降低生产成本,适于推广应用。

进一步地,通过滚刀16设置在安装部14上,固定座18通过滚刀16与安装部14之间的缝隙设置在安装部14上,喷头22设置在固定座18上,进而实现了滚刀16和喷头22同时设置在安装部14上,且无需对安装部14进行结构改进,也不需要对本体12的结构和强度进行改进,使得利用固定座18即可将喷头22安装在现有标准化的本体12上,操作简单,大大降低了生产成本,同时,高压流体或混有固体的高压流体能够通过喷头22喷出形成水射流,使得滚刀16和水射流共同工作,进而大大提高了刀盘组件100的破岩效率和能力,且能够满足切割硬岩和极硬岩地层的工况需求,进一步扩大了产品的使用范围。具体地,水射流清洗和切割是利用集中在非常小直径范围内的高速水流冲击对象,将其表层破碎并冲刷下来的过程。利用水射流在掌子面切缝,预先产生自由面,可以大幅度降低滚刀16破岩所需的推力。

优选地,安装部14可以为孔或安装架,即本体12上设置有安装滚刀16的孔或安装架,滚刀16安装在孔或安装架上后,将安装有喷头22的固定座18安装在滚刀16与孔或安装架之间的缝隙,进而实现喷头22和滚刀16同时安装在本体12上,即利用固定座18与本体12上现有安装滚刀16的孔或安装架相配合,能够快速将喷头22设置在本体12上,无需对本体12的结构和强度进行修改或调整,且操作方便,大大降低了生产成本。可以理解的是,安装部也可以为滚刀16的安装座。

具体地,如图1和图2所示,安装部14设置有孔50,滚刀16通过孔50安装在安装部14上,安装有喷头22的固定座18安装在滚刀16与孔50之间的缝隙,进而实现喷头22和滚刀16同时安装在安装部14上,即喷头22和滚刀16同时设置在本体上。

实施例二

如图1、图2、图3和图4所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18和喷头22,本体12上设置有安装部14,其中,本体12为圆盘状,喷头22的数量为多个,多个喷头22呈圆形分布在本体12上,且圆形的直径小于本体12的半径。

在该实施例中,本体12为圆盘状,喷头22的数量为多个,多个喷头22呈圆形分布在本体12上,即多个喷头22分布在一个圆形区域内,即图3中的a区域代表本体12上设置有喷头22的区域,该圆形区域(即a区域)与圆盘状的本体12同心,通过设置圆形的直径d小于本体12的半径r,即圆形的半径小于本体12的半径r的一半,使得喷头22布置在靠近本体12回转轴心的滚刀16之间,由于水射流的切缝深度与喷头22的运动速度成反比例关系,使得本体12工作旋转时,位于本体12回转轴附近的喷头22利用较低的线速度即可保证较大的切缝深度,进而大大提高滚刀16和水射流的协同破碎能力,进而提高刀盘组件100的破岩效率,并保证良好的破碎效果。可以理解的是,也可以根据本体12的形状、本体12的尺寸、滚刀16的数量合理布置安装部14和喷头22的数量和形状,以保证滚刀16和水射流具有较好的协同破碎能力,并保证较高的破岩效率。

具体地,水射流的切缝深度越大,相邻滚刀16破岩承受载荷越低,从而破岩效率和能力提升越大,而水射流的切缝深度受喷头22的运动速度影响很大,速度越快切深越小,因此尽量将喷头22布置在靠近本体12旋转中心的位置,利用其较低的线速度保证足够的切缝深度。

优选地,安装部14的数量为多个,固定座18的数量为多个,且安装部14的数量大于固定座18的数量。

通过安装部14和固定座18的数量均为多个,多个滚刀16通过多个安装部14设置在本体12上,而安装部14的数量大于固定座18的数量,即固定座18仅设置在部分安装部14上,使得喷头22位于部分滚刀16之间,喷头22的数量小于滚刀16的数量,避免喷头22的数量较多而浪费成本,同时避免喷头22的数量较少而无法保证良好的破岩能力。具体地,也可以根据本体12的形状、本体12的尺寸、滚刀16的数量合理地设置安装部14和喷头22的数量,以保证滚刀16和水射流的具有较好的协同破碎能力,并保证较高的破岩效率。

实施例三

如图1、图2和图4所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18、喷头22、第一保护块24和第二保护块26,本体12上设置有安装部14,其中,第一保护块24设置在本体12上,位于安装部14的周侧;第二保护块26设置在位于固定座18的周侧的第一保护块24上,并位于第一保护块24远离本体12的一侧。

在该实施例中,在本体12上设置第一保护块24,第一保护块24位于安装部14的周侧,能够在刀盘组件100工作,滚刀16与工作面200(例如当刀盘组件100应用于掘进设备时,工作面称为“掌子面”)接触时,通过第一保护块24减小工作面200对本体12的磨损和破坏,进而提高本体12的可靠性,通过第二保护块26设置在位于固定座18的周侧的第一保护块24上,并位于第一保护块24远离本体12的一侧,即第二保护块26位于喷头22的周侧并朝向工作面200,对喷头22起到了一定的保护作用,避免刀盘组件100在工作过程中因工作面200凸凹不平而磨损或碰撞损坏喷头22,进而延长了喷头22的使用寿命,提高了产品的可靠性,同时,有利于通过第二保护块26来调节第二保护块26远离第一保护块24的一面与相邻的滚刀16的高度差,进而保证喷头22朝向工作面200的一面与工作面200之间的垂直距离合理,即通过合理的靶距以保证良好地切割效果。可以理解的是,由于喷头22与工作面200(如掌子面)的垂直距离越远,水射流的切深越小,也可以根据第二保护块26远离第一保护块24的一面与相邻的滚刀16的高度差,即根据靶距来调整刀盘组件100的工作参数以进一步提高切割效率并保证良好地切割效果。

优选地,第一保护块24和第二保护块26的材质相同,有利于节约加工材料,进而降低生产成本。

优选地,第二保护块26通过焊接的方式与第一保护块24连接,连接方式简单,易于操作,且能够保证第二保护块26和第一保护块24连接的可靠性。

实施例四

如图1、图2和图4所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18、喷头22、第一保护块24、第二保护块26和垫块28,本体12上设置有安装部14,其中,垫块28设置在本体12上,位于本体12远离第一保护块24的一侧,固定座18与垫块28相连接。

在该实施例中,通过在本体12上设置垫块28,垫块28位于本体12远离第一保护块24的一侧,通过固定座18与垫块28相连接进而将固定座18设置在安装部14上,使得无需改变安装座的结构,也无需改变本体12的结构,通过垫块28即可将固定座18设置在本体12上,进而将喷头22设置在本体12上,结构简单,易于实现,且操作简单,有利于安装,同时,降低了生产成本,并满足本体12标准化的需求。

优选地,垫块28焊接在本体12上,连接方式简单,易于操作,且能够保证垫块28与本体12连接的可靠性。

优选地,垫块28设置有螺纹孔,固定座18上设置有通孔,螺栓穿过通孔与螺纹孔配合,将固定座18与垫块28连接,进而将固定座18固定在安装部14上。可以理解的是,固定座18也可以通过其他方式与垫块28连接。

实施例五

基于上述实施例一至四中的任一刀盘组件100,具体地,如图1、图2和图4所示,固定座18设置有安装孔20,安装孔20的轴线与本体12的轴线相平行,喷头22通过安装孔20设于固定座18上;其中,喷头22能够通过安装孔20锁定。

在该实施例中,固定座18设置有安装孔20,安装孔20的轴线与本体12的轴线相平行,喷头22通过安装孔20设于固定座18上,使得刀盘组件100工作时,经喷头22喷出的水射流的理论横截面与工作面200相平行,进一步提升水射流能量利用率,提高水射流的工作效率和工作能力。

喷头22能够通过安装孔20锁定,即喷头22和/或安装孔20上设置有限位结构,当喷头22插入安装孔20后,利用限位结构即可将喷头22锁定在安装孔20内,避免了另设锁定结构而使结构复杂,有效地简化了结构,同时,进一步简化了喷头22的安装过程,有利于提高喷头22的安装效率。

具体地,也可以通过紧固螺钉32将喷头22固定在安装孔20内,进而将喷头22锁定在固定座18上,能够保证喷头22与固定座18连接的可靠性,进而提高产品的可靠性。

优选地,如图1和图4所示,位于安装孔20的两侧且与安装孔20相邻的两个滚刀16的轴线与安装孔20的轴线的距离相等,即喷头22位于相邻的两个滚刀16中间,即沿本体12的转动轴方向,喷头22的中心线与相邻滚刀16的中心线之间的距离e等于相邻两个滚刀16的中心线之间的距离的一半,使得刀盘组件100工作时,水射流切缝位于相邻两个滚刀16轨迹的中间,进而使水射流切缝形成的有利于提高滚刀16破岩效率和能力的自由面位于相邻的两个滚刀16的轨迹的中间,进一步提高了刀盘组件100的破岩效率,并能够满足硬岩和极硬岩地层的工况需求,同时,有效地提高了破岩能力,并保证良好的破碎效果。

优选地,如图4所示,第二保护块26远离第一保护块24的一面与相邻的滚刀16的高度差为l,l的范围为20mm至100mm,由于在实际施工中,工作面200(如掌子面)是凸凹不平的,将第二保护块26远离第一保护块24的一面与相邻的滚刀16的高度差设为20mm至100mm,即靶距为20mm至100mm,能够有效地避免靶距过小而使喷头22被工作面200撞坏或磨损,同时能够避免靶距过大使水射流的切深较小而影响破碎能力,靶距的合理范围能够有效地延长喷头22的使用寿命,提高产品的可靠性,同时,有利于进一步提高破岩效率和破岩能力,保证良好地破碎效果。

实施例六

如图1至图4所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18、喷头22、第一保护块24、第二保护块26和垫块28,本体12上设置有安装部14,其中,喷头22包括喷嘴,设于固定座18靠近第二保护块26的一侧;喷嘴的直径与第二保护块26远离第一保护块24的一面和相邻的滚刀16的高度差的比值范围为:0.01至0.05。

在该实施例中,喷头22包括喷嘴,喷嘴设于固定座18靠近第二保护块26的一侧,即喷嘴位于本体12朝向工作面200的一侧,使得水射流经喷嘴喷出后作用于工作面200,而第二保护块26远离第一保护块24的一面与相邻的滚刀16的高度差为l,通过喷嘴的直径与l的比值范围为0.01至0.05,使得经喷嘴喷出的水射流具有较大的切缝深度,进而有利于提高刀盘组件100的破岩效率和破岩能力,并能够满足切割硬岩和极硬岩地层的工况需求,进一步扩大了产品的使用范围。

进一步地,喷嘴的工作压力不小于250mpa,能够进一步增大水射流的切缝深度,提高水射流的利用率,进而提高刀盘组件100的破岩效率和破岩能力。可以理解的是,也可以根据具体的工况(如工作面200的岩石硬度)合理地设置喷嘴的工作压力,以在保证破岩效率和破岩能力的同时,节约能耗,并降低使用成本。

实施例七

如图1、图2、图4和图5所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18、喷头22、第一保护块24、第二保护块26、垫块28和旋转接头34,本体12上设置有安装部14,喷头22包括喷嘴,其中,旋转接头34,设置在本体12远离第一保护块24的一侧,旋转接头34包括:内轴36,与本体12同轴,且本体12转动带动内轴36旋转;套体38,套设于内轴36上;输料组件40,穿设于内轴36和套体38,输料组件40设置有用于输送磨料的输料通路42和输送高压流体的输液通路44,输料通路42和输液通路44均与喷头22相连通。

在该实施例中,通过在本体12远离第一保护块24的一侧设置旋转接头34,即本体12远离工作面200的一侧设置有旋转接头,旋转接头34包括内轴36、套体38和输料组件40,内轴36与本体12同轴,套体38套设于内轴36上,本体12转动时带动内轴36旋转,但此时套体38保持固定不转,即本体12带动内轴36旋转时套体38固定不转,通过输料组件40穿设于内轴36和套体38,输料组件40设置有用于输送磨料的输料通路42和输送高压流体的输液通路44,输料通路42和输液通路44均与喷头22相连通,使得经喷头22喷出的水射流由高压流体和磨料组成,而水射流中包括磨料可以大幅度提高切割能力,进而有效地提高了水射流的切割能力,使得刀盘组件100能够满足切割硬岩和极硬岩地层的工况需求,并能够保证良好的破岩能力和破岩效率,进一步扩大了产品的使用范围。

实施例八

如图1、图2、图4和图5所示,本实用新型的一个实施例中,刀盘组件100包括:本体12、滚刀16、固定座18、喷头22、第一保护块24、第二保护块26、垫块28和旋转接头34,本体12上设置有安装部14,喷头22包括喷嘴,旋转接头34包括内轴36、套体38和输料组件40,其中,旋转接头34还包括:两个密封装置46,沿内轴36的轴向间隔地设置在内轴36和套体38之间;两个分流通道48,设于套体38上,位于两个密封装置46之间,两个分流通道48与内轴36和套体38间的间隙相连通。

在该实施例中,旋转接头34还包括两个密封装置46和两个分流通道48,具体地,两个密封装置46包括第一密封装置46a和第二密封装置46b,两个分流通道48包括第一分流通道48a和第二分流通道48b,通过两个密封装置46沿内轴36的轴向间隔地设置在内轴36和套体38之间,有效地保证了内轴36和套体38连接的密封性和可靠性,通过在套体38上设置两个分流通道48,两个分流通道48位于两个密封装置46之间,即第一分流通道48a和第二分流通道48b位于第一密封装置46a和第二密封装置46b之间,且两个分流通道48与内轴36和套体38间的间隙相连通,用于向内轴36和套体38与输料通路42连接处的两侧注入高压流体,起到了冲洗的作用,以阻止磨料经输料通路42进入内轴36和套体38之间的间隙,有效地防止磨损、卡滞现象,提高产品的可靠性,同时两个分流通道48位于两个密封装置46之间,使得两个分流通道48中的高压流体仅能沿内轴36的轴向在两个密封装置46之间流通,进一步提高了产品的可靠性。

实施例九

如图1至图5所示,根据本实用新型的第二个方面,提供了一种水射流设备,水射流设备包括如上述任一实施例中的刀盘组件100。

本实用新型提供的水射流设备,包括上述任一实施例的刀盘组件100,因此具有该刀盘组件100的全部有益效果,在此不再赘述。

优选地,水射流设备为tbm。通过本实用新型提供的刀盘组件100,可以在靠近本体12回转轴心的滚刀16轨迹间利用磨料水射流切割缝隙,形成有利于提高滚刀16破岩效率和能力的自由面,从而在硬岩和极硬岩地层的工况下,也能够大大提高现有tbm刀盘的破岩掘进效率和能力。

在本实用新型中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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