模拟盾构螺旋输送机的制作方法

本发明涉及盾构试验，尤其涉及一种模拟盾构螺旋输送机。

背景技术：

1、土压平衡盾构施工的关键是土压平衡的实现，为了实现土仓内外的压力平衡，目前行业内通常采用渣土改良的方式来助力螺旋输送机形成高标准的“土塞效应”，也就是通过渣土改良的方式提高螺旋输送机的“保压能力”。

2、实际上，螺旋输送机之所以能够形成“土塞效应”(也就是具备保压能力)，是依靠渣土自身重力及渣土与螺杆、叶片和螺旋输送机筒壁间的摩擦作用，抵抗土仓内的水土压力，使压力值从入口到出口处逐步下降，并在出口处降低到零或较小的量值，使出渣和输送过程能够稳定可控，实现掘进面的压力平衡。

3、可以看出，除渣土自身性质外，螺旋输送机的保压能力还受螺旋输送机自身结构例如倾角参数、螺杆螺距、螺杆转速等的影响，倾角参数越高、螺杆螺距越小、螺杆转速越低，保压能力越好，但相应的输送能力也会下降，目前缺少对螺旋输送机自身结构与地质环境或改良土体的适应性研究，难以确定螺旋输送机形成有效的“土塞效应”前提下又能具备较高的输送能力的临界值，难以为实际施工提供技术指导。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟盾构螺旋输送机，能够进行螺旋输送机自身结构与地质环境或改良土体的适应性研究，为实际施工提供相应的技术指导。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、模拟盾构螺旋输送机，包括底座、外筒、升降组件、螺杆、压力监测组件以及驱动件，所述外筒角度可调地安装在所述底座上，所述外筒上开设有供土体进入的进口以及供所述土体排出的出口，所述进口设置于所述外筒的轴向一端，所述出口设置于所述外筒底部；所述升降组件与所述外筒连接，所述升降组件被配置为调节所述外筒的角度；所述螺杆沿所述外筒轴向设置于所述外筒内部，所述螺杆的第一端从所述外筒的所述进口穿出，所述螺杆由多段螺杆段可拆卸连接而成；所述压力监测组件安装于所述外筒内部以监测所述外筒内的压力变化；所述驱动件与所述螺杆的第二端可拆卸连接，所述驱动件被配置为驱动所述螺杆旋转。

4、可选地，包括变幅套接管，所述变幅套接管套设在所述外筒外，所述变幅套接管的轴向两端分别设置有第一法兰和第二法兰，所述第一法兰与所述外筒上设置的安装法兰连接，所述第二法兰竖直设置。

5、可选地，所述升降组件包括滑台、支腿以及托架，所述外筒和所述驱动件均固定在所述托架上，所述支腿包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和所述第二支腿的第一端分别同轴铰接于所述托架底部，所述第一支腿和所述第二支腿的第二端则分别与所述底座上设置的两个所述滑台铰接，两个所述滑台中的至少一个能够在所述底座上滑动。

6、可选地，两个所述滑台均能够在所述底座上滑动。

7、可选地，还包括限位件，所述限位件在锁定状态时能够限制所述外筒角度。

8、可选地，所述限位件为紧固件，所述底座和所述滑台中的一个中沿所述滑台的滑动方向间隔设置有多个供所述紧固件插入的限位孔，所述底座与所述滑台中的另一个设置有供所述紧固件插入的定位孔。

9、可选地，所述外筒上开设有多个注入口。

10、可选地，所述外筒上还设置有透明观察视窗。

11、可选地，所述驱动件为变频电机，所述变频电机与与所述螺杆之间设置有扭矩传感器。

12、可选地，压力监测组件包括多个沿所述外筒轴向间隔设置的压力传感器。

13、本发明的有益效果为：本发明中的模拟盾构螺旋输送机能够通过升降组件实现与底座的角度调节，与土仓模拟加压装置配合使用，能够实现对不同倾角与地质环境的适应性研究；将螺杆设置为由多根螺杆可拆卸连接而成，通过更换不同螺距的螺杆段，能够对不同叶距与地质环境的适应性研究，在使螺旋输送机具备较好的保压能力的同时还具备较强的输送能力，为实际施工提供相应的技术指导。

技术特征：

1.模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，包括变幅套接管(4)，所述变幅套接管(4)套设在所述外筒(2)外，所述变幅套接管(4)的轴向两端分别设置有第一法兰和第二法兰，所述第一法兰与所述外筒(2)上设置的安装法兰连接，所述第二法兰竖直设置。

3.根据权利要求1所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述升降组件(5)包括滑台(53)、支腿以及托架(54)，所述外筒(2)和所述驱动件(6)均固定在所述托架(54)上，所述支腿包括第一支腿(51)和第二支腿(52)，所述第一支腿(51)和所述第二支腿(52)的第一端分别同轴铰接于所述托架(54)底部，所述第一支腿(51)和所述第二支腿(52)的第二端则分别与所述底座(1)上设置的两个所述滑台(53)铰接，两个所述滑台(53)中的至少一个能够在所述底座(1)上滑动。

4.根据权利要求3所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，两个所述滑台(53)均能够在所述底座(1)上滑动。

5.根据权利要求3所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，还包括限位件，所述限位件在锁定状态时能够限制所述外筒(2)角度。

6.根据权利要求5所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述限位件为紧固件，所述底座(1)和所述滑台(53)中的一个中沿所述滑台(53)的滑动方向间隔设置有多个供所述紧固件插入的限位孔，所述底座(1)与所述滑台(53)中的另一个设置有供所述紧固件插入的定位孔。

7.根据权利要求1-6中任一所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述外筒(2)上开设有多个注入口(22)。

8.根据权利要求1-6中任一所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述外筒(2)上还设置有透明观察视窗(21)。

9.根据权利要求1-6中任一所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述驱动件(6)为变频电机，所述变频电机与所述螺杆(3)之间设置有扭矩传感器(9)。

10.根据权利要求1-6中任一所述的模拟盾构螺旋输送机，其特征在于，所述压力监测组件包括多个沿所述外筒(2)轴向间隔设置的压力传感器。

技术总结
本发明涉及盾构试验技术领域，尤其涉及一种模拟盾构螺旋输送机，包括底座、外筒、升降组件、螺杆、压力监测组件以及驱动件，外筒通过升降组件角度可调地安装在底座上，升降组件与外筒连接，升降组件被配置为调节外筒的角度；螺杆沿外筒轴向设置于外筒内部，螺杆的第一端从外筒的进口穿出，螺杆由多段螺杆段可拆卸连接而成；压力监测组件安装于外筒内部以监测外筒内的压力变化；驱动件与螺杆的第二端可拆卸连接，驱动件被配置为驱动螺杆旋转。通过上述模拟盾构螺旋输送机能够进行螺旋输送机自身结构与地质环境或改良土体的适应性研究，为实际施工提供技术指导。

技术研发人员：孙九春,王海涛,奚晓广,王悦
受保护的技术使用者：腾达建设集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15