[發明專利]地下工程擠入裝置

有效

• 申請號: 201610045828.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105697022B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 歐陽牧虎;歐陽甘霖;曲麗香
• 申請（專利權）人: 青島三島地下工程擠入技術研究院股份有限公司
• 主分類號: E21D9/04
• 分類號: E21D9/04;E21D9/10;F16N15/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 鞏同海

1.一種地下工程擠入裝置，其特征在于：包括引導體、振動系統、潤滑系統、導向系統、切削機構和閘門，振動系統位于引導體四壁，潤滑系統沿引導體四壁內置潤滑管道且與相應潤滑噴嘴連通，導向系統位于引導體前端四壁，切削機構位于引導體的內腔前端，閘門位于引導體功能艙內；

所述引導體包括擠土腔體(1)、殼體壁(2)、加強板(3)、功能艙(4)，擠土腔體(1)設制為一定長、寬、高的前端投影面積小于后端投影面積的梯形狀或錐形狀中空腔體，殼體壁(2)為二層面板中間焊接加強板(3)相互支撐組成以增強殼體整體厚度和強度的網格狀鋼結構，引導體分為前后二個部分，前部分為梯形狀或錐形狀的擠土腔體(1),后部分為與預應力混凝土腔體(5)連接的功能艙(4)，功能艙(4)形狀為有一定長度的中空矩形鋼結構，功能艙(4)前端與擠土腔體(1)的后端外框尺寸一致，功能艙(4)后端與預應力混凝土腔體(5)前端外框尺寸一致；預應力混凝土腔體(5)為有一定壁厚和節長的中空的矩形高強預制混凝土構件，并可方便多節前后對接以不斷延長；功能艙(4)前端與擠土腔體(1)后端接觸面采用彈性密封墊(20)嵌入專設的并避開螺栓孔(8)位置的密封槽(20＇)內，彈性密封墊(20)凸出密封槽(20＇)頂面，其對接處采用凸凹鑲嵌(34)搭接方式，螺栓(9)擰緊時將彈性密封墊(20)凸出面壓緊至與密封槽(20＇)頂面平齊，功能艙(4)后端與預應力混凝土腔體(5)對接面以及前后預應力混凝土腔體(5)對接面其正立面和水平面均采用彈性密封墊(20)并嵌入在預應力混凝土腔體(5)正立面密封槽(20＇)和水平面密封槽(20＇)內實現對接處的雙級密封，擠土腔體(1)與功能艙(4)對接的端面沿周長設置有臺肩(7),沿臺肩(7)四周均勻設置有螺栓孔(8),采用螺栓(9)連接；功能艙(4)內提供足夠安裝旋轉門(10)、上門軸座(11)、下門軸座(12)、主刀盤固定座(13)、次刀盤固定座(14)以及動力裝置(41)和傳動機構的空間；

所述振動系統包括氣源振動器(15)、風管(16)、振動板(17)；擠土腔體(1)和功能艙(4)四壁適當位置均開設一定面積的矩形或圓形孔洞(18)，孔洞(18)內邊緣設成臺階(19)，臺階(19)平面設有彈性密封墊(20),振動板(17)壓在彈性密封墊(20)上并通過螺栓(9)貫穿將其安裝在孔洞(18)內臺階(19)上；振動板(17)安裝完畢后外板面比殼體壁(2)外平面略高；在振動板(17)內壁適當位置通過螺栓(9)安裝有氣源振動器(15),風管(16)于殼體壁(2)兩面板間沿縱向鋪設并與各氣源振動器(15)接通，在氣源振動器(15)和風管接頭(22)部位設置有檢視窗(23)，檢視窗(23)用于安裝或維修風管接頭(22)及氣源振動器(15)之用，檢視窗(23)采用內蓋板(24)并通過螺栓(9)及彈性密封墊(20)與殼體內壁(2＇)擰緊達到封閉，通過風管(16)送入高壓氣體,氣源振動器(15)作用在振動板(17)產生的振幅和激振力被傳遞到緊貼振動板(17)的砂土層，從而破壞砂土對引導體產生的靜吸附作用而達到降低側摩阻目的；

所述潤滑系統包括潤滑主管道(25)、潤滑噴嘴(26)、扇形出口(6)；在殼體壁(2)兩面板間適當位置沿縱向設置潤滑主管道(25)，潤滑主管道(25)外端與潤滑液輸送泵連接，沿潤滑主管道(25)延伸方向相應于潤滑噴嘴(26)處通過潤滑次管道(25＇)連接；為檢修和連接方便,在潤滑噴嘴(26)處設置有檢視窗(23)，檢視窗(23)其構造、安裝方法同振動系統檢視窗(23)；擠土腔體(1)、功能艙(4)、預應力混凝土腔體(5)四壁適當位置設有至少一個潤滑噴嘴(26)，潤滑噴嘴(26)設有外螺紋，與殼體壁(2)和預應力混凝土腔體(5)側壁專門設置的內螺紋配合擰緊即妥，潤滑噴嘴(26)出口制成扇形狀，扇形出口(6)方向與擠進方向相悖；泥漿泵將根據現場土性狀調制好的潤滑劑通過潤滑主管道(25)、潤滑次管道(25＇)泵送至潤滑噴嘴(26)噴出，于是，潤滑劑在砂土與引導體外側壁摩擦面形成一層薄薄的液態隔膜；

所述導向系統包括導向板(27)、轉向油缸(28)、軸銷(29)、連接座(30)、油管(21)，在擠土腔體(1)四壁前端相應位置安設有與擠土腔體(1)截面尺寸一致的每壁前端至少一塊導向板(27)，導向板(27)后端設有凸臺(31)，擠土腔體(1)四壁前端設有凹槽(32)，凸臺(31)與凹槽(32)中心設有軸孔(33)，將凸臺(31)對準凹槽(32)插入使軸孔(33)同心，將軸銷(29)分段穿入軸孔(33)，使導向板(27)的凸臺(31)與擠土腔體(1)四壁前端的凹槽(32)形成鉸接；在擠土腔體(1)四壁兩面板間相應位置內設配套轉向油缸(28)，轉向油缸(28)由油管(21)輸送液壓油驅動；轉向油缸活塞桿(28＇)前端設有軸孔(33)與導向板(27)相應位置于兩面板間內置的連接座(30)用軸銷(29)鉸接，伸出或收縮轉向油缸活塞桿(28＇)進而帶動導向板(27)繞軸銷(29)轉動而實現導向板(27)在適當范圍內的角度變化；單塊導向板(27)殼體內置至少一個供轉向油缸活塞桿(28＇)鉸接的連接座(30)并通過轉向油缸活塞桿(28＇)與擠土腔體(1)內置的相應位置的至少一個轉向油缸相連接；導向板(27)于豎向左右對應兩邊的為一組、水平上下對應為另一組，分別于各組相對應的轉向油缸活塞桿(28＇)軸孔(33)鉸接，豎向一側轉向油缸活塞桿(28＇)伸出或收縮時對應的另一側轉向油缸活塞桿(28＇)與之正好相反，即產生收縮或伸出,則帶動導向板(27)之連接座(30)作同步運動，進而形成導向板(27)通過凸臺(31)和凹槽(32)之軸孔(33)繞軸銷(29)作相應方向的轉動，即形成向左或向右的角度變化，同樣，水平方向之上轉向油缸活塞桿(28＇)伸張或收縮而相對應的下轉向油缸活塞桿(28＇)反之產生收縮或伸張,則通過帶動連接座(30)聯動導向板(27)繞軸銷(29)作相應旋轉運動，即形成向上或向下的角度變化，進而達到在適當角度范圍調整擠土腔體(1)的行進方位；

所述切削機構包括主刀盤(35)、次刀盤(36)、風動沖擊錘(37)、主傳動軸(38)、次傳動軸(39)、傳動鍵(40)、動力裝置(41)、固定架(42)；主刀盤(35)包括切削刀刃(43)、動力裝置(41)；主刀盤(35)為圓形，位于擠土腔體(1)前端，主刀盤(35)前端面比導向板(27)前端面后退微小距離；根據擠土腔體(1)截面尺寸設置至少一個主刀盤(35)；主刀盤(35)前端面制有一道道角度不一且間斷設置的切削刀刃(43)，主刀盤(35)后面通過主傳動軸(38)與后部動力裝置(41)連接，動力裝置(41)驅動主傳動軸(38)進而帶動主刀盤(35)產生巨大扭矩；動力裝置(41)采用液壓馬達；主刀盤(35)與擠土腔體(1)前端邊框切線空洞部分，相應設置有至少一個次刀盤(36)；次刀盤(36)前端面同樣制有一道道角度不一且間斷設置的切削刀刃(43)，次刀盤(36)通過傳動鍵(40)與連接動力裝置(41)的次傳動軸(39)鍵槽套接，動力裝置(41)將旋轉力矩通過次傳動軸(39)傳遞給固定在次刀盤(36)中心的傳動鍵(40),進而帶動次刀盤(36)同步旋轉實施對土體的切削；次傳動軸(39)軸心設有縱向孔，沿縱向孔安裝有水平頂推油缸(44)；水平頂推油缸活塞桿(45)與次刀盤(36)后端部采用軸銷(29)鉸接，水平頂推油缸活塞桿(45)伸出或收縮帶動與次刀盤(36)固接的傳動鍵(40)沿次傳動軸(39)鍵槽移動,使次刀盤(36)在一定距離內實現軸向位移，進而達到調節次刀盤(36)與前方土體的距離和壓力；主傳動軸(38)、次傳動軸(39)分別與動力裝置(41)連接，動力裝置(41)被安設在功能艙(4)的固定架(42)予以固定；在主刀盤(35)和次刀盤(36)切線空隙處，還設置了風動沖擊錘(37)，風動沖擊錘(37)傳動方式同次刀盤(36)傳動方式，但采用氣缸(46)而不是油缸作為動力；風動沖擊錘(37)在一般情況下退縮后面不參入工作，遇見孤石或巖石夾層時，輸入高壓氣體使氣缸活塞桿(47)伸出將風動沖擊錘(37)頂進前移突出主刀盤(35)、次刀盤(36)端面一定距離，再啟動風動沖擊錘(37)可將硬巖逐漸鑿碎，不至于造成中斷擠入的尷尬局面；

所述閘門包括旋轉門(10)、上門軸座(11)、下門軸座(12)、門軸(48)、雙向油缸、上弧形軌道(50)、下弧形軌道(51)、驅動油缸、驅動轉向油缸活塞桿連接頭(53)、尾部扁形球體(54)、支撐軸孔(55)、支撐軸(56)、支撐軸座(57)、定滑輪(58)、輪軸(59)、輪軸座(60)、導向輪(61)、軸承(62)、鋼索(63)、索扣(64)、滑輪凹槽(65)、雙耳(66)、多孔錨具(67)、契形鎖瓣(68)，旋轉門(10)為兩塊門板中間由網格狀加強板(3)相互支撐經焊接組成有一定厚度的矩形鋼結構,功能艙(4)內設置至少一扇旋轉門(10)；旋轉門(10)豎向中心位置制有圓形的門軸(48),與旋轉門(10)固定成一體,門軸(48)上端安設在上門軸座(11)之內,下端安裝在下門軸座(12)內,上門軸座(11)和下門軸座(12)形心對中。