一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其包括：刀盘，刀盘的第一侧面安装有滚刀；喷射装置，喷射装置的运行轨迹与滚刀的运行轨迹重合；高压液体发生装置，高压液体发生装置与喷射装置连通。增加了喷射装置和高压液体发生装置，该喷射装置的运行轨迹与滚刀的运行轨迹重合，而高压液体发生装置与喷射装置连通，为喷射装置提供高压液体。工作时，高压液体发生装置启动，高压液体通过喷射装置先对掌子面岩石进行切割、溅射，使掌子面岩石先产生微裂隙或现有裂隙进一步扩展，随后，位于同轨迹的滚刀对掌子面岩石进行进一步的挤压、剪切作用，以实现掘进机高效、快速施工，通过高压液体的喷射可降低滚刀的磨损，提高TBM主轴使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机
本技术涉及隧洞掘进机的
，尤其是一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机。
技术介绍
目前长引水隧洞工程、铁路、公路交通隧洞工程施工中，多采用TBM(TunnelBoringMachine，掘进机)施工。传统TBM施工过程中，由于受TBM设备本身能力的限制，在掌子面围岩单轴抗压强度超过150MPa的情况，TBM滚刀贯入度极低，滚刀磨损速率大幅加快，导致TBM掘进进尺低，掘进速度慢，降低TBM主轴使用寿命。因此，如何提供一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，降低滚刀的磨损，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，降低滚刀的磨损。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其包括：刀盘，所述刀盘的第一侧面安装有滚刀；喷射装置，所述喷射装置的运行轨迹与所述滚刀的运行轨迹重合；高压液体发生装置，所述高压液体发生装置与所述喷射装置连通。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述喷射装置包括：高压喷嘴，所述高压喷嘴安装在所述刀盘上，并且位于所述滚刀的运行轨迹线上，所述高压喷嘴与所述高压液体发生装置连通；喷嘴保护装置，所述喷嘴保护装置罩设在所述高压喷嘴的出口端的外侧，所述喷嘴保护装置具有与所述高压喷嘴的出口相对的通孔。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述高压喷嘴通过安装保护套安装在所述刀盘上，所述安装保护套贯穿并固定在所述刀盘上，所述高压喷嘴穿过所述安装保护套并固定在所述安装保护套位于所述刀盘的第二侧面的一端，所述第二侧面与所述第一侧面相对。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述高压液体发生装置包括：纯水过滤器，所述纯水过滤器与供水装置的输出端连通；超高压栓塞泵，所述超高压栓塞泵用于对所述纯水过滤器输出端的水加压至280MPa，且所述超高压栓塞泵的输出端与所述喷射装置连通；动力电机，所述动力电机与所述超高压栓塞泵电联接。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述动力电机的启停。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述超高压栓塞泵通过超高压合金硬管和超高压回转接头与所述喷射装置的高压喷嘴相连。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述高压回转接头与所述高压喷嘴通过超高压合金软管连通。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述超高压回转接头固定在所述刀盘的第二侧面的中心处，且所述超高压回转接头的输出端连接多个所述高压喷嘴。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，所述超高压回转接头包括：进口段，所述进口段与所述超高压合金硬管连通；出口段，所述出口段与所述超高压合金软管转动连接，且所述出口段的直径小于所述进口段的直径；过渡段，所述过渡段连接所述进口段和所述出口段。优选的，上述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机中，还包括固定在所述刀盘的边缘的集渣斗。由以上技术方案可以看出，本技术所公开的一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，增加了喷射装置和超高压液体发生装置，该喷射装置的运行轨迹与滚刀的运行轨迹重合，而超高压液体发生装置与喷射装置连通，为喷射装置提供高压液体。工作时，高压液体发生装置启动，高压液体通过喷射装置先对掌子面岩石进行切割、溅射，使掌子面岩石先产生微裂隙或现有裂隙进一步扩展，随后，位于同轨迹的滚刀对掌子面岩石进行进一步的挤压、剪切作用，以实现掘进机高效、快速施工，通过高压液体的喷射可降低滚刀的磨损，提高TBM主轴使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例中公开的高压水射流单缝耦合破岩掘进机的主视剖视图；图2为本技术实施例中公开的高压水射流单缝耦合破岩掘进机的侧视图；图3为本技术实施例中公开的高压水射流单缝耦合破岩掘进机的滚刀运行的轨迹图；图4为本技术实施例中公开的超高压回转接头的剖视图；图5为本技术实施例中公开的高压喷嘴的安装后的剖视图。具体实施方式有鉴于此，本技术的核心在于公开了一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，降低滚刀的磨损。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。如图1-图5所示，本技术公开了一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，包括刀盘1、喷射装置和高压水发生装置。其中，刀盘1的第一侧面安装有滚刀2，该滚刀2为用于破岩的刀具，在实际中，刀盘1上可能会安装多把滚刀2，且安装位置会沿刀盘1的周向布置；为了降低滚刀2的磨损，本申请增加了喷射装置和高压液体发生装置，该喷射装置的运行轨迹与滚刀2的运行轨迹重合，而高压液体发生装置与喷射装置连通，为喷射装置提供高压液体，对于液体的压力可根据不同的需要进行设置，且均在保护范围内。工作时，高压液体发生装置启动，高压液体通过喷射装置先对掌子面岩石进行切割、溅射，使掌子面岩石先产生微裂隙或现有裂隙进一步扩展，随后，位于同轨迹的滚刀2对掌子面岩石进行进一步的挤压、剪切作用，以实现掘进机高效、快速施工，通过高压液体的喷射可降低滚刀的磨损，提高TBM主轴使用寿命。具有的实施例中，上述的喷射装置包括高压喷嘴5和喷嘴保护装置，其中，高压喷嘴5安装在刀盘1上，并且位于滚刀2的运行轨迹线上，该高压喷嘴5与高压液体发生装置连通；喷嘴保护装置罩设在高压喷嘴5的出口端的外侧，并且喷嘴保护装置具有与高压喷嘴5的出口相对的通孔，以保证高压液体能够从高压喷嘴5的出口顺利喷射出。具体的，该喷嘴保护装置为金属保护罩4，以确保高压喷嘴5不被掌子面的岩渣磨损、破坏。在工作过程中，保证高压喷嘴5距离岩石掌子面距离为30mm左右。具体的距离可根据高压液体的压力以及岩石的硬度进行设置，且均在保护范围内。本申请中的高压喷嘴5通过安装保护套6安装在刀盘1上，安装保护套6贯穿并固定在刀盘1上，高压喷嘴5穿过安装保护套6并固定在安装保护套位于刀盘1的第二侧面的一端，该第二侧面与上述第一侧面相对。在安装时，将安装保护套6的固定在在刀盘1上，然后将高压喷嘴5穿过安装保护套6，并固定在安装保护套6上，具体的固定在刀盘1的第二侧面上。优选的，高压喷嘴5通过螺栓与安装保护套6位于第二侧面的端部连接。上述设置方式便于从刀盘1后侧更换高压喷嘴5。更换时，将螺栓卸下，然后从刀盘1后侧将高压喷嘴5拔出，更换高压喷嘴5后再穿过安装保护套6并固定在安装保护套6上。优选的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其特征在于，包括：/n刀盘(1)，所述刀盘(1)的第一侧面安装有滚刀(2)；/n喷射装置，所述喷射装置的运行轨迹与所述滚刀(2)的运行轨迹重合；/n高压液体发生装置，所述高压液体发生装置与所述喷射装置连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其特征在于，包括：
刀盘(1)，所述刀盘(1)的第一侧面安装有滚刀(2)；
喷射装置，所述喷射装置的运行轨迹与所述滚刀(2)的运行轨迹重合；
高压液体发生装置，所述高压液体发生装置与所述喷射装置连通。


2.根据权利要求1所述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其特征在于，所述喷射装置包括：
高压喷嘴(5)，所述高压喷嘴安装在所述刀盘(1)上，并且位于所述滚刀(2)的运行轨迹线上，所述高压喷嘴(5)与所述高压液体发生装置连通；
喷嘴保护装置，所述喷嘴保护装置罩设在所述高压喷嘴(5)的出口端的外侧，所述喷嘴保护装置具有与所述高压喷嘴(5)的出口相对的通孔。


3.根据权利要求2所述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其特征在于，所述高压喷嘴(5)通过安装保护套(6)安装在所述刀盘(1)上，所述安装保护套(6)贯穿并固定在所述刀盘(1)上，所述高压喷嘴(5)穿过所述安装保护套(6)并固定在所述安装保护套位于所述刀盘(1)的第二侧面的一端，所述第二侧面与所述第一侧面相对。


4.根据权利要求2所述的高压水射流单缝耦合破岩掘进机，其特征在于，所述高压液体发生装置包括：
纯水过滤器(7)，所述纯水过滤器(7)与供水装置的输出端连通；
超高压栓塞泵(8)，所述超高压栓塞泵(8)用于对所述纯水过滤器(7)输出端的水加压至280MPa，且所述超高压栓塞泵(8)的输出端与所述喷射装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金良，汪雪英，杨应军，张远生，杨晓箐，蓝祖秀，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41