用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置及方法，装置包括管状主体和连接球阀，管状主体的第一端设有水泵接头和空压机接头，管状主体的第二端设有喷嘴，喷嘴上设有液体喷道和气体喷道，管状主体的内部设有连接水泵接头和液体喷道的第一管路以及连接空压机接头和气体喷道的第二管路；连接球阀与气泡舱隔舱板预留冲洗口接口法兰连接，管状主体在冲洗刀盘时穿设于连接球阀的空腔和冲洗口中。本发明专利技术利用特殊设计的冲洗装置和冲洗介质，弥补了原有冲洗装置有效喷射长度短、强度低的缺点，在喷嘴喷射液体的同时辅以气体减缓液体射流能量衰减，增加液体射流喷射长度和冲洗强度，有效清除刀盘泥饼。

High pressure gas and liquid washing device and method for treating mud cake of shield cutter head

The invention discloses a high-pressure gas and liquid flushing device and method for processing mud cake of shield cutter head, the device comprises a tubular main body and a connecting ball valve, the first end of the tubular main body is provided with a water pump connector and an air compressor connector, the second end of the tubular main body is provided with a nozzle, the nozzle is provided with a liquid spray channel and a gas spray channel, and the inner part of the tubular main body is provided with a water pump connector and a liquid spray channel The first pipeline and the second pipeline connecting the air compressor connector and the gas jet pipe; connecting the ball valve and the reserved flushing port interface flange of the air bubble compartment compartment, the tubular main body passes through the cavity and flushing port connecting the ball valve when flushing the cutter head. By using the specially designed flushing device and flushing medium, the invention makes up for the disadvantages of the original flushing device, such as short effective jet length and low strength. When the nozzle sprays liquid, it is supplemented by gas to slow down the energy attenuation of the liquid jet, increase the jet length and flushing strength of the liquid jet, and effectively remove the mud cake of the cutterhead.

【技术实现步骤摘要】
用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置及方法
本专利技术涉及粘土地层盾构施工
，尤其涉及一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置及方法。
技术介绍
盾构机在粘土颗粒含量高的地层中掘进时，被刀具切削下的土体一部分被泥水携带排出盾构，一部分由于粘性较大粘附在刀盘流动性差的区域，这部分土体在刀盘与开挖面的挤压下最终形成刀盘面板上具有一定规模的泥饼。泥饼的存在会降低刀盘的切削能力，导致盾构机推力增大、扭矩升高、刀盘面板温度上升等异常现象，造成盾构推进困难，工期延长等不良后果。王胜勇、李鸿、王志华、裘华等在中国专利申请《一种盾构刀盘面板冲刷系统》(201710521193.9)中公开了一种盾构刀盘面板冲刷系统，其通过一种能够持续有效作用的刀盘面板冲刷系统设计，通过泥水加压后从冲洗口射出，改善盾构推进条件，提高施工效率。程永亮、彭正阳、唐崇茂、梁海斌等在中国申请专利《一种用于冲洗盾构机刀盘的清洗装置》(201610224355.8)中公开了一种清除盾构机泥饼的方法，其通过一种用于冲洗盾构机刀盘的清洗装置，通过清洗管直接对刀盘面板进行冲洗，达到消除刀盘上固结的泥饼的目的。现有解决盾构结泥饼的物理手段主要有加大泥水循环流量、利用刀盘冲洗装置冲洗刀盘以及人员开舱清除泥饼等。加大泥水循环流量以图利用快速流动的泥水带走粘附在刀盘上的渣土效果非常有限，若仅作为单一手段将无法彻底清除刀盘泥饼；现有刀盘冲洗装置的冲洗方式主要包括上述专利中在刀盘面板设置冲洗装置对刀盘进行冲洗和从刀盘背部对刀盘进行冲洗两种，冲洗位置相对固定，不能灵活的对刀盘全断面覆盖，且冲洗射流强度低，对已有泥饼的破坏效果有限；人员开舱清除泥饼可以将刀盘结泥情况准确反馈给施工人员，也可以将已有泥饼彻底清除，但是人员开舱需要经过置换新浆、保压试验、高压工作人员加减压进出开挖舱等步骤，不可避免的耗费大量时间和财力，再加之人员开挖舱内高压作业时间有限，导致人员开舱清除泥饼这一方法效率低下。
技术实现思路
本专利技术主要是针对现有技术的不足，提供一种新的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置及方法，该方法可以实现清除已有泥饼，节约成本和工期，同时可以规避人员高压作业存在的安全风险。为实现上述技术效果，本专利技术所采用的技术方案为：一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其包括管状主体和连接球阀，所述管状主体的第一端设有水泵接头和空压机接头，所述管状主体的第二端设有喷嘴，所述喷嘴上设有液体喷道和气体喷道，所述管状主体的内部设有连接所述水泵接头和所述液体喷道的第一管路以及连接所述空压机接头和所述气体喷道的第二管路；所述连接球阀与气泡舱隔舱板预留冲洗口接口法兰连接，所述管状主体在冲洗刀盘时穿设于所述连接球阀的空腔和所述冲洗口中。本专利技术装置的一些实施例中，所述喷嘴上的所述气体喷道围绕所述液体喷道设置。本专利技术装置的一些实施例中，所述液体喷道为进液口大于排液口的漏斗形喷道，所述气体喷道的喷射路径与所述液体喷道的内壁走向线型一致。本专利技术装置的一些实施例中，所述管状主体的第一端端口采用保护罩封闭，所述喷嘴设于所述管状主体的管身上，所述喷嘴的出口方向平行于刀盘面板。本专利技术装置的一些实施例中，所述管状主体的外侧包覆有密封圈。本专利技术装置的一些实施例中，所述管状主体的外侧设有转动掣。本专利技术装置的一些实施例中，所述管状主体上的所述喷嘴在冲洗刀盘时超出刀盘且高度低于刀具。本专利技术装置的一些实施例中，所述水泵接头沿所述管道主体的中心轴线设置，所述空压机接头沿所述管道主体的径向设置。一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗方法，其特征在于，包括：预先将连接球阀法兰连接于气泡舱隔舱板预留冲洗口接口上；在冲洗刀盘时，将如权利要求1所述的高压气、液冲洗装置的管状主体从所述连接球阀的空腔中穿过，逐步伸出所述管状主体至喷嘴高出刀盘面板且低于刀具；通过所述管状主体上的水泵接头和空压机接头分别通入高压液体和高压气体，对刀盘泥饼进行冲洗。本专利技术方法的一些实施例中，所述喷嘴上的所述气体喷道围绕所述液体喷道设置，在冲洗过程中，高压气体在高压液体周围形成空气帷幕。本专利技术由于采用上述技术方案，使其相对于现有技术具有以下有益效果：1、采用“气体+液体”作为冲洗介质对刀盘进行冲洗，很大程度减小了液体射流能量衰减速度，增加液体的有效喷射距离和喷射强度，将刀盘泥饼冲洗剥离刀盘表面；2、能够对整个刀盘面板进行冲洗，冲洗位置灵活，对刀盘面板全覆盖；3、冲洗装置喷嘴伸出刀盘，对刀盘与泥饼接触位置直接进行冲洗，提高了冲洗效率；4、刀盘冲洗装置使用结束之后进行回收，关闭球阀，待下一次对刀盘进行冲洗时再打开球阀，将冲洗装置伸出进行冲洗操作，若喷嘴发生堵塞，可收回冲洗装置进行疏通，疏通时间短，效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1显示了根据本专利技术实施例的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置的示例性截面示意图。图2显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置的连接球阀的示例性安装示意图。图3显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置在冲洗时的示例性截面示意图。图4显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置在刀盘面板上的示例性分布示意图。图5显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置的示例性冲洗方式的轴向截面示意图。图6显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置的示例性冲洗方式的径向截面示意图。图7显示了根据本专利技术实施例的高压气、液冲洗装置的喷嘴的示例性截面示意图。附图中标记对应关系如下：1-高压水泵接头；2、3-空压机接头；4、5-转动掣；6-冲洗装置密封圈；7-保护罩；8、9-喷嘴；10-球阀；11-球阀密封圈；13-隔舱板预留接口；14-隔舱板；15-气泡舱；17、19-空压机软管；18-高压水管；20-刀具；21-刀盘；22-刀盘开口；23、36、37-冲洗口；24-冲洗区域；25-刀盘面板；26、30-固定块；27-排气口；28-排液口；31、35-螺栓孔；34-进气口；33-进液口。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。盾构机在粘土颗粒含量高的地层掘进过程中，当切削下来的渣土粘性较大时就容易集中在刀盘上流动性较差的区域，最终在刀盘上大范围形成泥饼。泥饼的存在会大大降低刀盘的切削效率，引起扭矩、推力异常增加等现象，严重影响盾构掘进施工。本专利技术提供一种处理盾构刀盘结泥饼的高压气、液冲洗装置，利用特殊设计的冲洗装置和冲洗介质，弥补了原有冲洗装置有效喷射长度短、强度低的缺点，在喷嘴喷射液体的同时辅以气体减缓液体射流能量衰减，增加液体射流喷射长度和冲洗强度，有效清除刀盘泥饼。本专利技术所采用的技术方案为一种新的高压气、液冲洗装置及相应的连接设备，首先参阅图1，显示了根据本专利技术实施例的用于处理盾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其特征在于：包括管状主体和连接球阀，所述管状主体的第一端设有水泵接头和空压机接头，所述管状主体的第二端设有喷嘴，所述喷嘴上设有液体喷道和气体喷道，所述管状主体的内部设有连接所述水泵接头和所述液体喷道的第一管路以及连接所述空压机接头和所述气体喷道的第二管路；所述连接球阀与气泡舱隔舱板预留冲洗口接口法兰连接，所述管状主体在冲洗刀盘时穿设于所述连接球阀的空腔和所述冲洗口中。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其特征在于：包括管状主体和连接球阀，所述管状主体的第一端设有水泵接头和空压机接头，所述管状主体的第二端设有喷嘴，所述喷嘴上设有液体喷道和气体喷道，所述管状主体的内部设有连接所述水泵接头和所述液体喷道的第一管路以及连接所述空压机接头和所述气体喷道的第二管路；所述连接球阀与气泡舱隔舱板预留冲洗口接口法兰连接，所述管状主体在冲洗刀盘时穿设于所述连接球阀的空腔和所述冲洗口中。2.如权利要求1所述的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其特征在于：所述喷嘴上的所述气体喷道围绕所述液体喷道设置。3.如权利要求2所述的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其特征在于：所述液体喷道为进液口大于排液口的漏斗形喷道，所述气体喷道的喷射路径与所述液体喷道的内壁走向线型一致。4.如权利要求1～3中任一项所述的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗装置，其特征在于：所述管状主体的第一端端口采用保护罩封闭，所述喷嘴设于所述管状主体的管身上，所述喷嘴的出口方向平行于刀盘面板。5.如权利要求1所述的用于处理盾构刀盘泥饼的高压气、液冲洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：温裕春，李鸿，董明钢，杨臻，江磊，黄钰涛，袁风波，夏源思，包治强，曹宇红，何晓东，罗琼，张雯静，杨迪开，李乔然，宋秀磊，龚凌霄，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31