一种盾构机泥水环流和碎石系统技术方案

本发明专利技术提供一种盾构机泥水环流和碎石系统，包括通过管道依次串联的进浆管、气垫舱、出料管、泥浆管路破碎机、排浆泵和排浆管；所述出料管用于将气垫舱中的泥浆和砂石输送至所述泥浆管路破碎机中，所述泥浆管路破碎机将来自于气垫舱中的石头破碎；且所述泥浆管路破碎机为包含密封垫、机架和动颚组件且其内部可密封压力达到0.5MPa以上的泥浆流体的封闭颚式破碎机。本发明专利技术提供的系统中破碎机比在盾构机气垫舱内的液压颚式碎石机的破碎能力大，使用寿命长，可靠性高，解决现有盾构机在富水砂卵石中存在滞排、堵管等问题。且安装在拖车上，减少人员带压进舱维修次数，降低盾构机的使用成本与施工风险，提高了盾构机的地质适应性与掘进效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于掘进机械
，具体涉及一种盾构机泥水环流和泥浆管路碎石系统。
技术介绍
盾构机从掘进位置的最前端至后端依次包括含刀盘的开挖舱、气垫舱和拖车，其中气垫舱的主要目的是用于平衡和稳定开挖面。目前，盾构机在富水砂卵石地层采用泥水平衡方式进行隧道开挖的过程中，都需要通过泥水环流系统出碴并维护开挖面的稳定；此时盾构机出碴方式为:刀盘切削后的碴土、卵石与隧道外注入的泥浆在开挖舱混合后形成流体从泥浆门进入气垫舱，被气垫舱内液压颚式碎石机进行初破后，经由泥水环流系统中的排浆栗高压抽吸进入出浆管排出隧道外。在此过程中，由于盾构机采用管道流体输送的出碴方式，其出碴速度主要取决于泥水环流系统中排浆栗的排碴能力。当盾构机在我国西南、西北、华北等地区的高含量、高硬度、大粒径卵石富水地层进行隧道施工时，由于气垫舱内的液压颚式碎石机每分钟碎石速度只有四次左右，而且在恶劣工况环境下经常损坏，无法快速将气垫舱内的大流量、大粒径卵石破碎到排浆栗的输送范围内，极易使盾构机出现气垫舱卵石淤积、泥水环流系统出浆管路堵塞、排浆栗损坏等故障，导致盾构机长时间停机进行维修，大大限制了其掘进能力的发挥。因此，本领域需要开发一种新的盾构机泥水环流和碎石系统以克服上述气垫舱内的液压颚式碎石机的破碎能力过低的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，提出一种满足盾构机在富水砂卵石地层中开挖隧道的出碴要求、适合在高压泥浆密封环境中工作、破碎能力强、维护方便的盾构机泥水环流和泥浆管路碎石系统。因此，本专利技术提供一种盾构机泥水环流和碎石系统，包括通过管道依次串联的进浆管、气垫舱、出料管、泥浆管路破碎机、排浆栗和排浆管；所述出料管用于将气垫舱中的泥浆和砂石输送至所述泥浆管路破碎机中，所述泥浆管路破碎机将来自于气垫舱中的石头破碎，破碎后的物料随泥浆经排浆栗和排浆管排至系统外；且所述泥浆管路破碎机为包含密封垫、机架和动颚组件且其内部可密封压力达到0.5MPa以上的泥浆流体的封闭颚式破碎机。考虑到气垫舱内的液压颚式碎石机的破碎能力受到气垫舱的影响，因而本专利技术的专利技术人试图开发一种设置在气垫舱外、且破碎能力足够的破碎机用于本专利技术的盾构机泥水环流和碎石系统中。专利技术人考虑到国内现有矿山破碎领域中使用的复摆式颚式破碎机、辊筒式破碎机、圆锥式破碎机等破碎机械均只能在大气压下、敞开式环境下工作，它不能用于盾构机内压力高达IMPa左右的高压泥浆密封环境中，无法满足盾构机内的恶劣使用工况。因此，专利技术人在这种颚式破碎机的基础上研发一种新的密封的颚式破碎机以及将其应用于气垫舱的下游而得到一种可以解决上述问题的盾构机泥水环流和碎石系统。在一种具体的实施方式中，所述气垫舱中还含有液压颚式碎石机。传统盾构机泥水环流和碎石系统中必然会在其气垫舱中设置液压颚式碎石机，而本专利技术中，可以保留气垫舱中设置的液压颚式碎石机，也可以去除该液压颚式碎石机，这对本专利技术提供的盾构机泥水环流和碎石系统的碎石效率不会有太大影响。因为气垫舱中的液压颚式碎石机由液压油缸驱动，其对泥浆中砂石的破碎挤压频率每分钟只有4?6次，难以提高。而本专利技术中涉及的泥浆管路破碎机由电机驱动，偏心轴的转动频率为每分钟100?500次，例如220次/min，相应地，动颚板的摆动频率为每分钟100?500次，因此，本专利技术中的泥浆管路破碎机比现有的气垫舱中的液压颚式碎石机的破碎能力要高很多。在一种具体的实施方式中，在所述泥浆管路破碎机的管道上游和下游设置有减震喉。减震喉的设置可以将泥浆管路破碎机在工作过程中产生的振动减弱，降低与其连接的管路的振动频率。在一种具体的实施方式中，所述系统中还含有用于从进浆管向泥浆管路破碎机中直接输入泥浆的破碎机进浆支管。在一种具体的实施方式中，所述泥浆管路破碎机为其内部可密封压力达到IMPa以上的泥浆流体的封闭颚式破碎机。在一种具体的实施方式中，所述动颚组件包括设置在机架上的偏心轴、位于机架内且连接在所述偏心轴上的动鄂以及连接在动鄂上的动颚板。在一种具体的实施方式中，所述泥浆管路破碎机包括共同形成内部密封空间的机架、动颚组件和密封垫，和位于机架内部的定颚板，以及位于机架外的电机驱动组件和皮带；所述电机驱动组件用于驱动所述动颚组件相对定颚板作复摆挤压运动，对夹在两者之间的石头进行挤压破碎；所述动颚组件的部分组件设置在机架内部，部分组件设置在机架外部，动颚组件与机架之间形成旋转动密封。在一种具体的实施方式中，所述泥浆管路破碎机包括固定设置在盾构机后配套拖车上的下机架、与所述下机架通过密封垫二密封连接的第一上机架、与所述第一上机架通过密封垫三密封连接的第二上机架、以及设置在下机架侧面且与所述下机架通过密封垫一密封连接的检修门，所述下机架、第一上机架、第二上机架和检修门共同形成机体内腔；所述泥浆管路破碎机的动颚组件和定颚板构成碎石机构；打开所述检修门后可对机体内腔内部的组件进行维修。此外，在现有技术中因气垫舱本身是高压密闭容器，因而其中的破碎机是无需密闭的机器。在需要检修破碎机时，气垫舱内的压力环境不能释放，因而检修人员需先适用高压环境再进入气垫舱中对破碎机进行检修；而检修人员在气垫舱高压环境下工作是非常危险的，极易酿成安全事故。而本专利技术中，在对本专利技术中的泥浆管路破碎机进行检修前，先把位于所述泥浆管路破碎机上游的阀门关闭，再从所述检修门进入破碎机内部即可对其进行维修。在检修过程中，破碎机内部为大气压状态。因此，本专利技术提供的系统和破碎机解决了现有技术中需要进入高压的气垫舱中对破碎机进行检修的问题，因而本专利技术使得整个盾构机泥水环流和碎石系统的检修步骤安全可靠。本领域技术人员可知的，所述第二上机架的安装高度不低于第一上机架的安装高度，例如所述第一上机架大体位于机架的左上侧，而所述第二上机架大体位于机架的右上侦牝且二者间有一点高度差。在一种具体的实施方式中，机体内腔内部的所述碎石机构还包括安装在下机架上用于保护下机架侧壁的衬板。在一种具体的实施方式中，机体内腔内部的所述碎石机构还包括用于调整碎后卵石粒径的大小的粒径调整组件和预紧组件。在一种具体的实施方式中，所述第一上机架上设置有入流管路接口，所述第二上机架上设置有用于滤过部分砂石的格栅和用于察看内腔情况的观察孔，所述下机架上设置有出浆管路接口。本专利技术中，可以通过从观察孔处用棍子捅落卡在所述格栅上的石块，以此方式即可轻松地保持格栅的畅通。在一种具体的实施方式中，所述定颚板用定颚拉紧螺栓安装在下机架靠近出浆管路接口侧的支座上。[002当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构机泥水环流和碎石系统，包括通过管道依次串联的进浆管(26)、气垫舱(24)、出料管(27)、泥浆管路破碎机(3)、排浆泵和排浆管；所述出料管用于将气垫舱中的泥浆和砂石输送至所述泥浆管路破碎机中，所述泥浆管路破碎机将来自于气垫舱中的石头破碎，破碎后的物料随泥浆经排浆泵和排浆管排至系统外；且所述泥浆管路破碎机为包含密封垫、机架和动颚组件(320)且其内部可密封压力达到0.5MPa以上的泥浆流体的封闭颚式破碎机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，张社军，麻成标，容锦，任锦江，范瑞强，文中保，彭帅，全雪勇，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43