[發明專利]隧道挖掘設備

有效

• 申請號: 201080015693.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102388205A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 斯圖亞特·哈里森;安第斯·薩林斯;馬修·阿倫·米爾斯;基思·艾倫·霍廳;馬修·史蒂芬·維奧斯;托德·杰森·邁克爾;羅伯特·霍希·舒曼V;道格拉斯·尤金·西易;梅爾文·阮
• 申請（專利權）人: 維米爾制造公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

本申請于2010年2月11日被作為PCT國際專利申請遞交，申請人是維米爾制造公司(Vermeer?Manufacturing?Company)，要求于2009年2月11日遞交的美國臨時專利申請序列號No.61/151,727和于2009年9月29日遞交的美國臨時專利申請序列號No.61/246,616的優先權，維米爾制造公司為美國公司，作為除美國以外的所有指定國家的申請人，澳大利亞公民斯圖亞特·哈里森、安第斯·薩林斯、美國公民馬修·阿倫·米爾斯、基恩·艾倫·霍廳、馬修·史蒂芬·維奧斯、托德·杰森·邁克爾、羅伯特·霍希·舒曼V、道格拉斯·尤金·西易Jr.和梅爾文·阮僅是美國的指定申請人。這兩個申請以引用的方式將其全文并入到本文中。

技術領域

本發明公開內容整體上涉及非開挖式鉆挖裝備。更具體地，本發明公開內容涉及能夠保持精確的坡度和線路的隧道挖掘(例如鉆挖、倒刮井眼或回擴(backreaming)等)裝備。

背景技術

現代安裝技術提供了公共設施所需要的服務設施的地下安裝。下水道、水、電力、氣體和通信服務設施越來越多地被置于地下，以提高安全性和形成不與可見的服務設施混亂放置的視覺上更令人愉悅的周圍環境。

用于安裝地下服務設施的一種方法涉及挖掘明渠。然而，該過程耗時且在用于支撐已有的建筑的區域中是不現實的。用于安裝地下服務設施的其它方法涉及鉆孔水平的地下孔。然而，大多數地下鉆挖操作都不太精確，對于坡度和線路上的應用是不適用的。

PCT國際公開出版物No.WO2007/143773公開了一種微隧道挖掘系統和設備，其能夠以精確的坡度和線路來鉆孔和擴挖地下微隧道。盡管該系統顯示出相對于大多數現有技術系統的顯著優勢，但是可以利用另外的改進以獲得甚至更好的性能。

發明內容

本發明公開內容的一個方面涉及一種隧道挖掘(例如鉆挖、回擴(backreaming)等)設備，該設備具有鉆頭，所述鉆頭包括主體和相對于主體可移動的操縱構件。所述隧道挖掘設備還包括響應于鉆頭主體與鉆頭的操縱構件之間的相對移動而移動的位置指示器。在某些實施例中，所述位置指示器可以位于安裝在鉆頭上的照相機的視場之內。在某些實施例中，所述隧道挖掘設備可以包括用于操縱隧道挖掘設備的激光器，鉆頭可以包括位于照相機的視場之內的激光器靶。

本發明公開內容的另一方面涉及包括可操縱的鉆頭的隧道挖掘設備。鉆頭包括主體和位于所述主體周圍的操縱殼。所述鉆頭還包括用于通過在操縱殼和鉆頭主體之間產生相對的徑向運動來操縱隧道挖掘設備的多個徑向活塞。所述徑向活塞優選在平坦的區域處接觸所述殼，其允許操縱殼和徑向活塞的端部響應于徑向活塞中所選擇的活塞的伸展和/或縮回而相對于彼此更自由或容易地滑動。

本發明公開內容的另一方面涉及一種具有鉆頭的隧道挖掘設備，所述鉆頭包括可旋轉地支撐驅動桿的主體。所述鉆頭的主體包括與近端相反地定位的遠端。所述鉆頭包括軸承布置，用于將驅動桿與鉆頭的主體之間傳遞軸向和徑向負載。所述軸承布置優選地配置成占據所述主體的遠端附近的相對小的空間。這允許其它結構，例如真空通路，在鉆頭的遠端附近具有較大的尺寸。

本發明公開內容的還一方面涉及一種隧道挖掘設備，包括具有近端和遠端的鉆頭。切削單元位于鉆頭的遠端處。所述切削單元包括主體，所述主體包括轂和從所述轂向外伸出的多個臂。所述臂包括定位在所述臂的徑向最外部的切削器安裝件。切削鉆頭可以以可移除的方式連接在切削器安裝件上。當所述切削鉆頭連接在所述切削器安裝件上時，切削單元切削出具有第一直徑的鉆孔，所述第一直徑大于所述鉆挖/隧道挖掘單元的操縱殼的外直徑。當所述鉆頭被從切削器安裝件移除時，切削單元切削出具有第二直徑的鉆孔，所述第二直徑小于第一直徑。在一個實施例中，第二直徑等于或小于操縱殼的外直徑。

本發明公開內容的又一方面涉及具有鉆頭的隧道挖掘設備，所述鉆頭具有近端和遠端。驅動桿以可旋轉的方式安裝在鉆頭的主體內。切削單元在鉆頭的遠端處安裝至驅動桿。切削單元通過連接裝置連接至驅動桿，其允許切削單元以順時針方向旋轉，也允許切削單元以逆時針方向旋轉。于是，在隧道挖掘設備的使用過程中，切削單元可以依賴于切削單元正在鉆挖鉆孔所穿過的地質材料的特性而順時針或逆時針旋轉。鉆頭也可以包括由驅動桿提供動力的雙向泵。來自所述泵的液壓流體可以用于控制鉆頭的操縱布置的操作。所述雙向泵生成在驅動桿沿順時針方向旋轉時由操縱布置所使用的流體壓強，也生成在驅動桿沿逆時針方向旋轉時由操縱布置所使用的流體壓強。