[发明专利]一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘及使用方法

权利要求书

1.一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘，包括经旋转接头与盾构主机相连接的刀盘（2），其特征在于：在所述的刀盘（2）前部中心位置处设有泥饼检测清除装置（1），泥饼检测清除装置（1）穿过刀盘面板，通过套筒与刀盘面板连接成为一体；刀盘（2）的后部设有三位四通电磁换向阀（5）和向泥饼检测清除装置（1）提供高压水的进出水管，三位四通电磁换向阀（5）的A口连接泥饼检测清除装置（1）中的无杆腔，B口连接泥饼检测清除装置（1）的有杆腔，P口连接高压水源（8），T口连接电动阀（6），电动阀（6）连接单向阀（7）；

所述的泥饼检测清除装置（1）包括旋转喷头（1.1）、套筒（1.7）、伸缩缸（1.8）、端盖（1.10）、温度传感器（1.12）、推力轴承（1.6）、密封圈及紧固件；所述的旋转喷头（1.1）与伸缩缸（1.8）通过推力轴承（1.6）连接在一起，旋转喷头（1.1）与伸缩缸（1.8）接触端设有b密封圈（1.3），旋转喷头（1.1）相对缸筒自由旋转：旋转喷头（1.1）和伸缩缸（1.8）置于套筒（1.7）内，并与套筒（1.7）的端盖（1.10）固定连接，旋转喷头（1.1）及伸缩缸（1.8）在套筒（1.7）内沿轴线伸缩，旋转喷头（1.1）与套筒（1.7）之间设有前密封圈（1.2），伸缩缸（1.8）与套筒（1.7）之间设有后密封圈（1.9）；

所述的旋转喷头（1.1）包括锥形顶盖（1.1.1）、与锥形顶盖（1.1.1）套合并经螺栓（1.1.3）固定在一起的旋转体（1.1.4），锥形顶盖（1.1.1）与旋转体（1.1.4）套合面上设有a密封圈（1.1.2），旋转体（1.1.4）的中部设有与伸缩缸（1.8）固定相连的中心轴（1.4），中心轴（1.4）上设有中心轴推力轴承（1.5）；

所述的伸缩缸（1.8）包括缸筒（1.8.1）和与缸筒（1.8.1）相配合的缸杆（1.8.2），所述的缸杆（1.8.2）内部设有一路通向无杆腔，一路通向有杆腔的过水孔；缸筒（1.8.1）的顶部设有多个进入旋转喷头（1.1）内的过水孔。

2.根据权利要求1所述的一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘，其特征在于：所述的套筒（1.7）前部设有实时对刀盘（2）面板温度进行监测的温度传感器（1.12）。

3.根据权利要求1所述的一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘，其特征在于：所述的旋转体（1.1.4）呈阶梯柱，阶梯柱两端内大小孔中的隔板上开有多个过水孔，阶梯柱的大孔孔壁上交替开有多个与阶梯柱大孔相切的平面喷水口和向前倾斜的锥面喷水口。

4.根据权利要求1-3任意项所述的一种带有泥饼检测清除装置的盾构机刀盘的使用方法，其特征在于：

将泥饼检测清除装置（1）通过套筒（1.7）固定安装在刀盘（2）的面板上；将三位四通电磁换向阀（5）的A口和B口与泥饼检测清除装置（1）连接，通过三位四通电磁换向阀（5）的P口连接高压水源（8），T口依次连接电动阀（6）和单向阀（7），泥饼检测清除装置（1）所需的水、电均通过刀盘（2）的旋转接头与盾构主机连接；

非工作状态下，三位四通电磁换向阀（5）位于中位，旋转喷头（1.1）位于套筒（1.7）内部旋转体（1.1.4）上的所有平面和锥面喷水口均被套筒遮蔽，所有喷水口均隐藏在套筒（1.7）内部，避免被土、砂、石的堵塞；

盾构机掘进中，当出现刀盘（2）结泥饼时，泥饼区域与开挖面持续摩擦使刀盘（2）的温度升高，设在泥饼检测清除装置（1）前部的温度传感器（1.12）将温度信号传至上位机，当温度升高至50℃时，停止刀盘转动，进行泥饼清除作业；此时电动阀（6）打开，三位四通电磁换向阀（5）调至左位，高压水通过三位四通电磁换向阀（5）的A口进入伸缩缸（1.8）无杆腔，低压水从有杆腔依次经三位四通电磁换向阀的B口、T口、电动阀（6）和单向阀（7）排出；此时，伸缩缸（1.8）的缸筒（1.8.1）逐渐向外伸出并贯入刀盘结泥饼区域（9）的底部，当旋转喷头（1.1）上的喷水口露出套筒（1.7）时，高压水通过水平喷水口和锥形喷水口同时喷射而出，冲刷聚集在刀盘面上的泥饼，旋转喷头（1.1）在水流的反冲力作用下开始旋转，将旋转喷头（1.1）周围的渣土清除；同时，喷口从套筒露出后，伸缩缸（1.8）的无杆腔压力下降，缸筒（1.8.1）的驱动力下降，当驱动力不足以克服泥饼阻力和摩擦阻力时，缸筒（1.8.1）停止伸出，旋转喷头（1.1）持续旋转喷射高压水流清理泥饼，直至清理完成；

泥饼清理完成后，三位四通电磁换向阀（5）调至右位，高压水通过三位四通电磁换向阀（5）的B口进入伸缩缸（1.8）的有杆腔，使缸筒（1.8.1）缩回套筒（1.7）内部，无杆腔中的水从喷水口和三位四通电磁换向阀（5）的A口排出，缩回完毕后，三位四通电磁换向阀（5）调至中位，关闭电动阀（6），完成一次泥饼清除作业。