一种全断面竖井掘进机刀盘制造技术

一种全断面竖井掘进机刀盘，包括刀盘主体以及设置在刀盘主体上的刀具，刀盘主体包括依次同轴且呈锥状设置的第一上圈梁、下梁、下圈梁和下支撑板，上圈梁和下梁同轴设有中心加固管，在第一上圈梁上设有多个可拆卸的刀盘拼装模块，多个刀盘拼装模块在刀盘工作过程中所形成的外轮廓直径大于第一上圈梁的外轮廓直径。本发明专利技术的全断面竖井掘进机刀盘能够在竖井内轻易拆卸掉刀盘拼装模块，使刀盘主体能够顺利吊出竖井，实现刀盘的回收利用，降低全断面竖井掘进的施工成本。井掘进的施工成本。井掘进的施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种全断面竖井掘进机刀盘


[0001]本专利技术涉及掘进设备
，具体涉及一种全断面竖井掘进机刀盘。

技术介绍

[0002]全断面竖井掘进机是一种结合隧道掘进机技术、渣料垂直提升技术的新型先进装备，其通过机电液集成技术，在盲孔开挖条件下能够实现垂直掘进—渣料破碎—上部出渣—姿态控制—井壁支护的平行作业，与竖井传统的钻爆法和钻机法施工相比，具有自动化程度高、周围地层扰动小、建井质量好、安全性高等优点。
[0003]竖井掘进机在大直径、全断面掘进工况下，井底会产生巨量渣料，在千米级竖井无地下巷道空间条件，传统的导井式下排渣技术无法适用，只能采用向上排渣方式，国内外竖井掘进的方法还有反井钻井法，反井钻井法需要先用导孔钻从地面向下打导井，再用扩孔钻从井底向上进行扩井，要求井底要有巷道或隧道，工艺复杂，且必须依托井底的巷道和隧道进行施工，对于没有预挖巷道、隧道或大深度竖井反井钻井法并不适用。
[0004]现有全断面竖井掘进机所用刀盘均为一体式设计，例如，专利CN 113250700 A 《一种用于全断面竖井掘进机的刀盘结构》公布了一种全断面竖井掘进机，但在使用全断面竖井掘进机进行挖掘工作的同时需要对井壁进行支撑和加固，加固后的井壁直径会减小，整体式的刀盘不能提升出井二次使用，竖井施工完成后只能丢弃刀盘沉至井底，或者对刀盘进行切割后提升出井，致使刀盘成为一次性产品，施工成本较高。
[0005]此外，大直径、全断面掘进时，随着掘进深度的不断增大，排渣系统的难度和功耗将急剧增加，能否高效输送渣料成为制约装备效率提升的关键，现有刀盘的排渣系统通常采用水力上出渣系统，例如，CN 113503162 A《一种全断面竖井掘进机上出渣系统》公布的一种上排渣系统，其排渣管路与进水管路为嵌套式结构，结构较为复杂，后期维修麻烦，维修成本高，施工效率降低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种全断面竖井掘进机刀盘，其通过模块化设计，能够在竖井内轻易拆卸，实现刀盘的回收利用，降低全断面竖井掘进的施工成本。
[0007]本专利技术为了达到上述目的所采用的技术方案是：一种全断面竖井掘进机刀盘，包括刀盘主体以及设置在刀盘主体上的刀具，所述刀盘主体包括依次同轴且呈锥状设置的第一上圈梁、下梁、下圈梁和下支撑板，上圈梁和下梁同轴设有中心加固管，在第一上圈梁上设有多个可拆卸的刀盘拼装模块，多个刀盘拼装模块在刀盘工作过程中所形成的外轮廓直径大于第一上圈梁的外轮廓直径。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述刀盘拼装模块包括用于沿第一上圈梁周向均布设置、以形成直径大于第一上圈梁外轮廓的第二上圈梁，第二上圈梁上设有沿刀盘主体锥形面向下梁延伸的拼装块辐条，下支撑板和拼装块辐条之间设有用于与拼装块辐条共同形成安装盘形滚刀载体的长辐条，下圈梁和拼装块辐条之间设有用于与拼装块辐条共同形成
用于安装盘形滚刀载体的短辐条，下支撑板和下圈梁之间通过下圈梁加强筋连接，下圈梁和下梁之间通过下梁加强筋连接，下梁和上圈梁之间通过第一辐条加强筋连接，第二上圈梁上还设有第二辐条加强筋，第一辐条加强筋和第二辐条加强筋上均设有辐条焊接侧板，辐条焊接侧板上设有第一螺栓孔，第一螺栓孔内设有用于将第一辐板与第二辐板可拆卸连接的第一螺栓组件。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，第二上圈梁上还设有沿刀盘主体锥形面向下梁延伸的第二辐板，在下梁上设有沿刀盘主体锥形面向第二上圈梁延伸的第一辐板，第一辐板与第二辐板上均设有辐板焊接侧板，辐板焊接侧板上设有第二螺栓孔，第二螺栓孔内设有用于将第一辐板与第二辐板可拆卸连接的第二螺栓组件。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，下梁、上圈梁和中心加固管均与第一辐条加强筋焊接，中心加固管与第一上圈梁之间可拆卸安装。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述刀盘拼装模块设有六个，且刀盘拼装模块沿第一上圈梁的外周顺次抵接。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，刀盘主体设有多台增压泵以及位于中心加固管内的渣浆泵，增压泵上连接有供水管路，连通增压泵设有用于清理刀盘切下岩渣以及带动岩渣和泥浆混合的外射流口以及用于防止渣浆泵入口处岩渣聚集的内射流口，渣浆泵上设有用于排出渣浆的排渣管路。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述增压泵与供水管路之间通过中央旋转接头连接，中央旋转接头的转接头外圈设置在中心加固管上，且与增压泵通过管路连接，中央旋转接头的转接头内圈连通供水管路。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述增压泵设有三台，且三台增压泵绕刀盘主体轴心均匀分布。
[0015]本专利技术有益效果：1.本专利技术的全断面竖井掘进机刀盘在挖掘工作完成后，面对在挖掘过程中对井壁的管片加固或喷浆加固导致的井壁直径减小情况，只需将刀盘上的刀盘拼装模块中的拼装件拆卸下来，即可减小刀盘的整体直径，从而能够将刀盘主体和拼装模块分别提升出井，在下次应用时，重新拼装，实现刀盘的回收利用，降低了掘进施工的成本。
[0016]2.本专利技术的全断面竖井掘进机刀盘内设有渣浆泵和增压泵，利用内外射流口的设置使刀盘掘进过程中产生的泥渣得到更好地清理与混合，提高排渣效率，提升掘进施工进度。
[0017]3.本专利技术的全断面竖井掘进机刀盘内在安装渣浆泵与增压泵时，将增压泵环绕渣浆泵可转动设置，通过中央旋转接头将增压泵与供水管路连接，相对嵌套式管路的布置，结构简单，维护方便，且在刀盘工作过程中，供水管路与渣浆泵排渣管路不会发生缠绕，减少排渣故障的机率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术刀盘的分解示意图；图2为本专利技术的刀盘主体结构装配轴测图；图3为本专利技术刀盘主体和刀盘拼装模块的分解示意图；
图4为本专利技术刀盘拼装模块的组成结构示意图；图5为本专利技术实施的刀盘装配轴测图；图6 为本专利技术滚刀在刀盘上布置位置的示意图；图7为本专利技术外射流口布置位置的示意图；图8为本专利技术增压泵和内射流口位置示意图；图9为本专利技术渣浆泵安装位置示意图；图10为本专利技术实施的刀盘主体结构俯视图；图11 为中央旋转接头管路连接示意图；图12为本专利技术实施的辐板焊接侧板对接的局部视图；图13为本专利技术硬岩地层主要刀具在刀盘上布置示意图；图14为本专利技术刀盘在排渣系统中的工作示意图。
[0019]图中标记：1、下支撑板，2、下圈梁，3、下梁，4、第一上圈梁，5、下圈梁加强筋，6、下梁加强筋，7、中心加固管，8、辐板主加强筋，9、第一辐板辅加强筋，10、第二辐板辅加强筋，11、第一辐条加强筋，12、长辐条，13、拼装块辐条，14、短辐条，15、刀盘拼装模块，16、辐条焊接侧板，17、第一辐板，18、第二辐板，19、第二上圈梁，20、第二辐条加强筋，21、外射流口，22、内射流口，23、增压泵，24、上圈梁焊接固定板，25、渣浆泵，26、辐板焊接侧板，27、中心滚刀，28、盘形滚刀，29、圆弧刮刀，30、中央旋转接头，31、渣浆分离装置，32、泥浆储罐，33、储水箱，34、吊篮，35、卷扬机，36、泥浆沉降池，37、外部水源，38、供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全断面竖井掘进机刀盘，包括刀盘主体以及设置在刀盘主体上的刀具，所述刀盘主体包括依次同轴且呈锥状设置的第一上圈梁（4）、下梁（3）、下圈梁（2）和下支撑板（1），上圈梁（4）和下梁（3）同轴设有中心加固管（7），其特征在于，在第一上圈梁（4）上设有多个可拆卸的刀盘拼装模块（15），多个刀盘拼装模块（15）在刀盘工作过程中所形成的外轮廓直径大于第一上圈梁（4）的外轮廓直径。2.如权利要求1所述的一种全断面竖井掘进机刀盘，其特征在于，所述刀盘拼装模块（15）包括用于沿第一上圈梁（4）周向均布设置、以形成直径大于第一上圈梁（4）外轮廓的第二上圈梁（19），第二上圈梁（19）上设有沿刀盘主体锥形面向下梁（3）延伸的拼装块辐条（13），下支撑板（1）和拼装块辐条（13）之间设有用于与拼装块辐条共同形成安装盘形滚刀（28）载体的长辐条（12），下圈梁（2）和拼装块辐条（13）之间设有用于与拼装块辐条（13）共同形成用于安装盘形滚刀（28）载体的短辐条（14），下支撑板（1）和下圈梁（2）之间通过下圈梁加强筋（5）连接，下圈梁（2）和下梁（3）之间通过下梁加强筋（6）连接，下梁（3）和上圈梁（4）之间通过第一辐条加强筋（11）连接，第二上圈梁（19）上还设有第二辐条加强筋（20），第一辐条加强筋（11）和第二辐条加强筋（20）上均设有辐条焊接侧板（16），辐条焊接侧板（16）上设有第一螺栓孔，第一螺栓孔内设有用于将第一辐板（17）与第二辐板（18）可拆卸连接的第一螺栓组件。3.如权利要求2所述的一种全断面竖井掘进机刀盘，其特征在于，第二上圈梁（19）上还设有沿刀盘主体锥形面向下梁（3）延伸的第二辐板（18），在下梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，刘鹏远，李阁强，焦雷，刘雨昌，郭庚鑫，董振乐，李东林，许增健，陈智浩，刘云达，晏宇泽，王浩，郝振超，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：