泥水平衡顶管机的制作方法

本发明涉及顶管机设备技术领域，特别是涉及一种泥水平衡顶管机。

背景技术：

随着社会经济的发展，基础设施的完善，特别是城市化进程加快，城市内外穿越道路、河流和建筑物的液、气态介质的传输管道工程日趋增多，非开挖技术得到广泛应用。

作为非开挖技术的一种，泥水平衡式顶管技术因其具有适应土层广，掘进面稳定，地面沉降小的优点，在大中型管道穿越道路、河流和跨越其它管线(城市给排水，综合管线等)工程中适应性强，因此得到广泛应用。

现有的顶管机往往为土压平衡式顶管机，土压平衡式顶管机排渣是间断排渣且排出的渣土呈泥团状，排渣效率低，结构设计较为复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，针对上述技术问题，有必要提供一种排渣效率高且结构简单的泥水平衡顶管机。

本发明提供的一种泥水平衡顶管机，包括壳体、驱动机构以及刀盘，所述壳体内具有独立设置的泥土仓和安装仓，所述驱动机构安装于安装仓内，所述刀盘位于泥土仓内，并与所述驱动机构偏心连接，以使所述驱动机构能带动所述刀盘在所述泥土仓内作偏心运动；

其特征在于，所述刀盘的外侧面与泥土仓的内侧面之间形成多个沿所述刀盘周向依次分布且互相连通的粉碎空间，多个所述粉碎空间在所述刀盘转动时，能够沿所述刀盘的转动方向，依次由大变小或者由小变大。

在本申请中，通过刀盘与驱动机构偏心连接，使刀盘在泥土仓内做偏心运动，以实现对泥土、石块的第一次粉碎，同时刀盘的外侧面与泥土仓的内侧面之间形成多个沿刀盘周向依次分布且互相连通的粉碎空间，多个粉碎空间在刀盘转动时，能够沿刀盘的转动方向，依次由大变小或者由小变大，以实现对泥土、石块的第二次粉碎，从而使排渣效率大大提高。

在其中一个实施例中，所述刀盘的形状呈多边形锥体，所述泥土仓呈喇叭状，所述刀盘具有相背设置的大端和小端，所述大端与驱动机构偏心连接，所述刀盘每个外侧面分别与泥土仓的内侧面之间形成一个所述粉碎空间，且每个粉碎空间在所述刀盘转动时，能够沿所述刀盘的转动方向，依次由大变小或者由小变大。

在其中一个实施例中，所述泥土仓的喇叭口朝向所述小端设置。

如此设置，更有效的形成泥土、石块的粉碎空间，使粉碎效率大大提高。

在其中一个实施例中，所述壳体内还具有高压水仓，所述高压水仓位于所述壳体和所述泥土仓之间且套于所述泥土仓上，并与所述泥土仓连通。

在其中一个实施例中，所述泥土仓上设有多个高压水喷嘴，所述高压水喷嘴与所述高压水仓连通，以对所述泥土仓内的泥土切割、粉碎。

可以理解的是，泥土仓上设有多个高压水喷嘴，高压水仓套于泥土仓上且与高压水喷嘴连通，通过高压水喷嘴往泥土仓内喷水，能够对泥土仓内的粘土进行切割、粉碎。

在其中一个实施例中，所述壳体内还具有泥水仓以及排泥管，所述泥水仓与所述大端连接，所述排泥管与所述驱动机构连接，且所述排泥管与所述泥水仓连通。

可以理解的是，排泥管与泥水仓连通，以实现将泥水仓内的泥浆、泥块、石块从排泥管排出。

在其中一个实施例中，所述壳体内还具有隔栅板，所述隔栅板上具有栅孔，且所述隔栅板位于所述泥土仓和所述泥水仓之间，以使所述泥土仓中小于所述栅孔直径的泥块、石块进入所述泥水仓。

可以理解的是，泥土仓中小于栅孔直径的泥块、石块才能够进入泥水仓，以实现高效率排渣。

在其中一个实施例中，所述刀盘上具有面板，所述面板位于所述大端与所述泥水仓之间，且所述面板完全覆盖所述泥水仓，用以阻隔部分泥水仓的泥水外溢。

可以理解的是，所述面板完全覆盖所述泥水仓，以实现阻隔部分泥水仓的泥水外溢。

在其中一个实施例中，所述面板上设有第一注浆孔，所述驱动机构包括主轴，所述主轴设有第二注浆孔，所述第一注浆孔与所述第二注浆孔连通，以使泥浆直接注到挖掘面上形成泥浆膜。

可以理解的是，第一注浆孔与第二注浆孔连通，以使泥浆直接注到挖掘面上形成泥浆膜，能够阻止泥水仓内的泥水向砂层中渗透。

在其中一个实施例中，所述壳体内还具有纠偏油缸，所述纠偏油缸与所述主轴连接，以调整主轴高程和轴线方向的偏差，使挖掘位置更加精确。

与现有技术相比，本发明提供的一种泥水平衡顶管机，通过刀盘与驱动机构偏心连接，使刀盘在泥土仓内做偏心运动，以实现对泥土、石块的第一次粉碎，同时刀盘的外侧面与泥土仓的内侧面之间形成多个沿刀盘周向依次分布且互相连通的粉碎空间，多个粉碎空间在刀盘转动时，能够沿刀盘的转动方向，依次由大变小或者由小变大，以实现对泥土、石块的第二次粉碎，粉碎更加充分，降低了泥土的成团概率，有效地提高了排渣效率。

附图说明

图1为本发明提供的泥水平衡顶管机的结构示意图；

图2为本发明提供的中心刀结构示意图。

100、泥水平衡顶管机；10、壳体；11、泥土仓；111、粉碎空间；112、高压水喷嘴；12、高压水仓；13、泥水仓；14、隔栅板；141、栅孔；15、排泥管；16、安装仓；161、主轴；1611、第二注浆孔；162、主轴箱；163、行星减速器；164、电动机；165、机内电器柜；20、驱动机构；30、刀盘；31、大端；32、小端；33、面板；331、第一注浆孔；40、纠偏油缸；50、高压水管；60、中心刀壳体；61、孔；62、多边形壳体；63、中心刀；64、边缘刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图2所示，本发明提供的一种泥水平衡顶管机100，该泥水平衡顶管机100应用于地下管线的埋设及维修工程、大中型管道穿越道路工程、城市给排水工程等，用于在不开挖沟槽的情况下，对地下电线、电缆、管道等进行维修更换以及铺设，能够有效降低对地面的损害，同时显著减小对交通运输的不良影响。

具体地，如图1所示，泥水平衡顶管机100包括壳体10、驱动机构20以及刀盘30，所述壳体10内具有独立设置的泥土仓11和安装仓16，所述驱动机构20安装于安装仓16内，所述刀盘30位于泥土仓11内，并与所述驱动机构20偏心连接，以使所述驱动机构20能带动所述刀盘30在所述泥土仓11内作偏心运动；所述刀盘30的外侧面与泥土仓11的内侧面之间形成多个沿所述刀盘30周向依次分布且互相连通的粉碎空间111，多个所述粉碎空间111在所述刀盘30转动时，能够沿所述刀盘30的转动方向，依次由大变小或者由小变大。

可以理解的是，通过刀盘30与驱动机构20偏心连接，使刀盘30在泥土仓11内做偏心运动，以实现对泥土、石块的第一次粉碎，同时刀盘30的外侧面与泥土仓11的内侧面之间形成多个沿刀盘30周向依次分布且互相连通的粉碎空间111，多个粉碎空间111在刀盘30转动时，能够沿刀盘30的转动方向，依次由大变小或者由小变大，以实现对泥土、石块的第二次的粉碎，粉碎更加充分，降低了泥土的成团概率，有效地提高了排渣效率。

如图1所示，壳体10内具有泥土仓11和安装仓16，泥土仓11与安装仓16连接。泥土仓11呈多边形喇叭状，且泥土仓11具有刀盘30以及高压水喷嘴112，运转时泥土仓11与刀盘30做相对运动。当然，泥土仓11还可以呈锥体等其他形状。

具体地，刀盘30呈多边形锥体，且刀盘30具有相背设置的大端31、小端32以及面板33，面板33位于大端31，且面板33上设有第二注浆孔1611，第二注浆孔1611与主轴161连通，大端31与驱动机构20偏心连接。刀盘30在泥土仓11内做偏心的旋转运动的过程中，形成对泥土、石块等的破碎，刀盘30的外侧面与泥土仓11的内侧面之间形成多个沿刀盘30周向依次分布且互相连通的粉碎空间111，多个粉碎空间111在刀盘30转动时，能够沿刀盘30的转动方向，依次由大变小或者由小变大，以实现对泥土、石块形成第二次更强大的粉碎。当然，刀盘30还可以呈喇叭状等其他形状。

在其中一个实施例中，面板33上设有四个第二注浆孔1611，当然，面板33上也可以设数量不同的第二注浆孔1611，如五个、六个第二注浆孔1611。

作为优选地，泥土仓11的喇叭口朝向小端32设置，且泥土仓11与刀盘30通过焊接连接，当然，泥土仓11也可以与刀盘30以其他形式连接，如铆接。

在一实施例中，泥土仓11上具有多个高压水喷嘴112以及高压水仓12，且高压水喷嘴112与高压水仓12连通，高压水仓12套于泥土仓11上。当然，泥土仓11上也可以设数量不同的高压水喷嘴112，如六个、七个高压水喷嘴112。

可以理解的是，高压水仓12供给水源，通过高压水喷嘴112往泥土仓11内喷水，能够对泥土仓11内的粘土进行切割、粉碎。

壳体10内还具有泥水仓13、隔栅板14以及排泥管15，泥水仓13与泥土仓11通过隔栅板14连接，排泥管15位于安装仓16内且与泥水仓13连通。

具体地，泥水仓13与泥土仓11之间通过隔栅板14连通，隔栅板14与大端31连接，泥水仓13与排泥管15连通。隔栅板14上具有栅孔141，以使泥土仓11中小于栅孔141直径的泥块、石块进入泥水仓13，泥水仓13内的泥浆通过排泥管15排出。

如图1所示，安装仓16内具有驱动机构20，驱动机构20包括主轴161、主轴箱162、行星减速器163、电动机164以及机内电器柜165，以实现驱动机构20驱动刀盘30做偏心运转。

具体地，主轴161与刀盘30连接，在主轴161中设有第一注浆孔331，与面板33上的第二注浆孔1611连通，以使泥浆直接注到挖掘面上形成泥浆膜，能够阻止泥水仓13内的泥水向砂层中渗透。

在其中一个实施例中，主轴箱162通过螺丝固定在主轴161上，行星减速器163以及电动机164，依次连接在主轴箱162右侧，电动机164上方连接有机内电器柜165。

进一步地，电动机164具有两台且两台电动机164通过行星减速器163以及主轴箱162减速后共同驱动，刀盘30与电动机164、行星减速器163以及主轴箱162均通过电性连接，以实现刀盘30的偏心旋转。

在一实施例中，主轴161下方连接有纠偏油缸40，纠偏油缸40下方连接有高压水管50。纠偏油缸40用于调整主轴的高程和轴线方向的偏差，以使挖掘位置更加精确。

具体地，纠偏油缸40的行程有行程仪指示其伸出长度。机头俯仰有倾斜仪，机偏转(滚动)有偏转仪而且这些数据可在操纵台的触摸屏上显示出来。通过这些数据的观察、分析，对机头推进中的各种状态可一目了然，从而也确保了顶进质量的可控制性，即可精确控制顶管机的高程及左右偏差。

纠偏油缸40设有四组且呈井字形布置，纠偏时每相邻的两组油缸为一组，编组由操纵台上的十字开关操作，更加直观、可靠。

当然，纠偏油缸40也可以设有数量不同的几组并呈不同形状分布，如设有六组且呈川字形布置。

如图2所示，刀盘30左端连接有中心刀壳体60，中心刀壳体60内设有中心刀63，中心刀63四周均开设有孔61，孔61的四周设有多边形壳体62，多边形壳体62连接在中心刀壳体60上，多边形壳体62上方设有边缘刀64，边缘刀64连接在中心刀壳体60上，以提高挖掘推进的速度。

优选地，该泥水平衡顶管机100采用的是plc控制，以实现控制系统可靠，避免发生因控制电缆接头接触不良而产生的故障。

本发明提供的泥水平衡顶管机100，启动后，通过中心刀63的挖掘使泥土、石块进入泥土仓11，通过驱动机构20驱动刀盘30在泥土仓11内做偏心旋转，以实现对泥土、石块的粉碎，且泥土仓11与刀盘30之间形成多个沿刀盘30周向依次分布且互相连通的粉碎空间111，可实现对泥土、石块的再次粉碎，同时高压水仓12供给水源，通过高压水喷嘴112向泥水仓13喷水，以达到对泥土仓11内的粘土进行切割、粉碎。通过隔栅板14使小于栅孔141直径的泥块、石块进入泥水仓13，泥水仓13内的泥浆通过排泥管15排出。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。