[发明专利]一种利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机

权利要求书

1.一种利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：包括连接有无滚刀刀盘（1）的高跨度中心驱动系统（2），高跨度中心驱动系统（2）通过跨度大于一米的连接架（71）连接无滚刀刀盘（1），无滚刀刀盘（1）上设置有微波发射器（3），微波发射器（3）连接有微波辐射臂（4），所述无滚刀刀盘（1）的前端面设置有对微波辐射臂（4）进行防护的防护机构，防护机构包括径向伸缩设置的防护板（81），所述微波辐射臂（4）为可伸缩式，微波辐射臂（4）工作时紧密贴合岩石断面，微波辐射臂（4）收回时防护板（81）挡止在岩石断面与微波辐射臂（4）之间，无滚刀刀盘（1）上设置的出渣口的开口率大于25%且每个出渣口大于500mm，无滚刀刀盘（1）上设置有液氮喷嘴（5），所述液氮喷嘴（5）围绕微波发射端头（42）设置，液氮喷嘴（5）通过液氮高压输送管（6）连接有液氮供应系统（7），微波发射器（3）通过微波辐射臂（4）间隔性地向掌子面发射微波，液氮供应系统（7）通过液氮喷嘴（5）间隔性向掌子面发射液氮射流，发射微波与液氮射流交替进行；

所述微波辐射臂（4）包括与无滚刀刀盘（1）插接配合的微波发射端头（42），微波发射端头（42）连接有第一伸缩缸（41），第一伸缩缸（41）为气动伸缩缸或液压伸缩缸，第一伸缩缸（41）一端与微波发射端头（42）相连、另一端与无滚刀刀盘（1）相连，气动伸缩缸或液压伸缩缸内设置有与控制器相连的压力传感器，控制器内设定有控制第一伸缩缸（41）内压力恒定的阈值，控制器连接有控制气动伸缩缸的进气口或液压伸缩缸的进液口通断的电磁阀，微波辐射臂（4）的伸缩量根据无滚刀刀盘（1）与岩石之间的距离自适应调节。

2.根据权利要求1所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述液氮高压输送管（6）包括不锈钢管（61）和不锈钢柔性伸缩管（62），不锈钢管（61）外部和不锈钢柔性伸缩管（62）外部均设置有聚氨酯发泡保温层（68）。

3.根据权利要求2所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述液氮高压输送管（6）的连接端口处均采用双重硬密封结构密封，双重硬密封结构包括与一端液氮高压输送管（6）焊接固定的外螺纹筒（63），另一端液氮高压输送管（6）端部设置有挡止台阶（64），液氮高压输送管（6）上穿插有与挡止台阶（64）挡止配合的螺纹帽（65），螺纹帽（65）与挡止台阶（64）之间设置有金属密封垫片（66），螺纹帽（65）与外螺纹筒（63）之间设置有球面硬密封结构（67）。

4.根据权利要求3所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述微波发射端头（42）为铜质或铝质。

5.根据权利要求1-4任一项所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述防护机构包括径向设置在无滚刀刀盘（1）内的第二伸缩缸（82），第二伸缩缸（82）的伸缩端连接有挡止在微波辐射臂（4）前侧的防护板（81）。

6.根据权利要求5所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述第二伸缩缸（82）为电动伸缩缸或气动伸缩缸或液压伸缩缸。

7.根据权利要求6所述的利用微波和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机，其特征在于：所述第二伸缩缸（82）连接有控制器，控制器通过定时器和启动器与第二伸缩缸（82）相连。