[發(fā)明專利]盾構(gòu)機(jī)用強(qiáng)力渦流脈沖射流系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011297130.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112282777A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳平;馬雅茹
• 申請（專利權(quán)）人: 陳平
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發(fā)明屬于隧道施工掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種盾構(gòu)機(jī)用強(qiáng)力渦流脈沖射流系統(tǒng)，包括高壓水發(fā)生裝置、渦流脈沖發(fā)生器，高壓水發(fā)生裝置的高壓出水端通過高壓軟管連接脈沖射流噴頭裝置的高壓進(jìn)水端；渦流脈沖發(fā)生器通過脈沖信號傳輸電纜與脈沖射流噴頭裝置的壓電陶瓷換能器相連接，壓電陶瓷換能器下部固定連接噴頭體組件，噴頭體組件與刀盤固定連接，刀盤上安裝刮刀，壓電陶瓷換能器的底部安裝變幅桿，變幅桿的下端伸入噴頭體組件內(nèi)并延伸至噴嘴處。該渦流脈沖射流系統(tǒng)不僅可以提高破碎巖石的效果以大大提高掘進(jìn)速度，還可以自動清洗盾構(gòu)機(jī)刀盤、刀頭及防止結(jié)泥餅，使盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中更加高效完善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種盾構(gòu)機(jī)用強(qiáng)力渦流脈沖射流系統(tǒng)。

背景技術(shù)

盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械。目前地下工程采用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工越來越廣泛，盾構(gòu)機(jī)前部的主要部件是：最前方是刀盤，刀盤的后面有前盾切口環(huán)以及土倉等。刀盤上安裝有刮刀、滾刀、先行刀等多種刀具，刀盤上開孔形成進(jìn)渣口。工作時，在刀盤的旋轉(zhuǎn)力和軸向推進(jìn)力的驅(qū)動下，安裝在刀盤上的滾刀、刮刀完成對巖石土體的挖掘和切削；7刀盤輻條上的刮刀前刀面則與前方的巖石土體迎面接觸將其刮落，使其進(jìn)入刮刀前方的刀盤進(jìn)渣口，再進(jìn)入土倉中。作為盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵設(shè)備之一的刀盤裝置其結(jié)構(gòu)、掘進(jìn)方法將直接影響盾構(gòu)機(jī)的性能和掘進(jìn)效率。目前所有盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)方法均采用安裝在刀盤上的滾刀、刮刀靠刀盤的旋轉(zhuǎn)力和軸向推進(jìn)力的驅(qū)動下完成對巖石土體的挖掘和切削的掘進(jìn)方法，因此對刀盤刀具的設(shè)計以及不同地質(zhì)條件，刀盤及刀具的設(shè)計也極大地影響了盾構(gòu)機(jī)的工作效率，針對不同的地層結(jié)構(gòu)，需采用不同的刀具布置。影響了掘進(jìn)效率，容易損傷刀盤、滾刀和刮刀。 因此，設(shè)計出能提高掘進(jìn)效率，適合各種地質(zhì)條件的快速掘進(jìn)方法，具有很大的意義。本發(fā)明盾構(gòu)機(jī)渦流強(qiáng)力脈沖射流快速掘進(jìn)方法與系統(tǒng)具有多種優(yōu)點(diǎn)，能滿足各種地質(zhì)條件下的快速掘進(jìn)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種盾構(gòu)機(jī)用強(qiáng)力渦流脈沖射流系統(tǒng)，該渦流脈沖射流系統(tǒng)不僅可以提高破碎巖石的效果以大大提高掘進(jìn)速度，還可以自動清洗盾構(gòu)機(jī)刀盤、刀頭及防止結(jié)泥餅，使盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中更加高效完善。

按照本發(fā)明的技術(shù)方案：一種盾構(gòu)機(jī)用強(qiáng)力渦流脈沖射流系統(tǒng)，其特征在于：包括高壓水發(fā)生裝置、渦流脈沖發(fā)生器，高壓水發(fā)生裝置的高壓出水端通過高壓軟管連接脈沖射流噴頭裝置的高壓進(jìn)水端；

渦流脈沖發(fā)生器通過脈沖信號傳輸電纜與脈沖射流噴頭裝置的壓電陶瓷換能器相連接，壓電陶瓷換能器下部固定連接噴頭體組件，噴頭體組件與刀盤固定連接，刀盤上安裝刮刀，壓電陶瓷換能器的底部安裝變幅桿，變幅桿的下端伸入噴頭體組件內(nèi)并延伸至噴嘴處。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴頭體組件包括噴頭底座，噴頭底座上安裝噴頭體，噴頭體的振蕩腔內(nèi)安裝諧振環(huán)，噴頭體上安裝噴嘴，噴頭底座安裝于刀盤上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴嘴呈前窄后寬的錐臺狀。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴頭底座包括相互垂直連通的豎直通道和水平通道，變幅桿延伸于豎直通道內(nèi)，水平通道的外端彎折后與高壓軟管密封連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴頭底座安裝于刀盤輻條上徑向相鄰的兩個刮刀中間位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴頭體開設(shè)有錐槽，噴嘴安裝于錐槽內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高壓水發(fā)生裝置采用三柱塞往復(fù)式高壓泵。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓電陶瓷換能器對應(yīng)于脈沖信號傳輸電纜的輸入端設(shè)置冷卻器。