[发明专利]一种盾构机刀盘泥饼激振清理装置

说明书

本发明涉及一种盾构机刀盘泥饼激振清理装置，用于垂直安装在盾构机刀盘面板上，包括外缸体、内缸体和马达，马达与内缸体之间、内缸体与外缸体之间固定连接；马达带动配气轴转动时，高压腔和低压腔分别交替与外气道和内气道相通，活塞杆用于在高压空气的作用下沿外缸体轴向做直线往复运动，震动杆用于在活塞杆的顶推作用和压簧弹性力的作用下沿外缸体轴向于盾构机刀盘面板处做伸缩运动，以用于清理盾构机刀盘面板外侧的泥饼。本盾构机刀盘泥饼激振清理装置，结合刀盘冲洗系统使用，可以对软硬程度不同的泥饼进行良好清洁，能够提高泥饼清洁效率，并且避免了人工带压进仓带来的人身风险。

技术领域

本发明涉及盾构装备技术领域，更具体地说，它涉及一种盾构机刀盘泥饼激振清理装置。

背景技术

盾构机在粘土含量较高的地层中掘进时，刀盘切削产生的细小渣土颗粒、碎屑会在粘结力、压力、温度等因素的综合作用下重新聚集并吸附在刀盘上，形成半固体或者固体状的泥饼(又称次生岩块)，泥饼的产生会导致推进油缸推力显著增大，掘进速度减慢、渣土排出困难、滚刀偏磨等一系列问题，严重影响工程进度、效率以及施工质量。

目前解决刀盘结泥饼问题时，通常是通过预先布置在刀盘表面的冲洗系统喷口冲刷泥饼，该种清理方式具有局限性，遇到硬度高的板结泥饼时清理效果差且清理效率较低，并且刀盘掘进时喷口容易被切削下的渣土、岩块堵塞。因此，对于冲洗系统难以处理的泥饼，需要人工带压进仓进行处理，但是人工带压进仓并不适合于所有地质条件，并且耗时较长，工作效率低，对人工安全具有较大的风险。

发明内容

本发明的目的在于提出一种盾构机刀盘泥饼激振清理装置，配合现有技术中的刀盘冲洗系统使用，能够解决使用现有技术中的清理方法处理板结泥饼时存在的硬板结泥饼处理效率低、人工风险大的技术问题。

本发明的盾构机刀盘泥饼激振清理装置提供了如下技术方案：

一种盾构机刀盘泥饼激振清理装置，用于垂直安装在盾构机刀盘面板上，包括在沿盾构机刀盘面板外侧向内侧延伸的方向上依次分布的外缸体、内缸体和马达，马达与内缸体之间、内缸体与外缸体之间固定连接；

内缸体和外缸体均为两端敞口的筒状结构，内缸体内部设有沿内缸体径向延伸的隔板，隔板将内缸体分隔为位于靠近马达一侧的内腔体和位于靠近外缸体一侧设置的外腔体，内腔体内设有与马达的输出轴止转配合的配气轴，内缸体于内腔体处的内孔为台阶孔，所述台阶孔的小径段位于靠近马达一侧而大径段位于靠近所述隔板一侧，所述台阶孔同轴套设在配气轴的外侧；

配气轴包括轴体和沿轴体表面径向向外凸起的分割块，所述轴体位于台阶孔小径段内的部分与小径段相贴，分割块位于台阶孔的大径段内，其设有两个，分割块的外侧壁为与台阶孔的大径段匹配贴合的外凸弧面且分割块的轴向尺寸与大径段的轴向尺寸相匹配，以将所述轴体与大径段之间的腔体分割为相互独立的高压腔和低压腔；台阶孔小径段的内壁上设有径向向外凹进的两通气槽，分别为高压槽和低压槽，配气轴内部设有连通高压槽与所述高压腔的高压气道和连通低压槽与所述低压腔的低压气道；内缸体侧壁上设有用于向高压槽内通入高压空气的进气口和供低压槽内气体排出的排气口；

所述外腔体内设有活塞杆，活塞杆上靠近隔板一端设有与内缸体滑动密封配合的活塞头，外腔体内部于活塞头的两侧分别具有有杆腔和无杆腔，内缸体上设有外气道和内气道，外气道连通有杆腔与内腔体的大径段内部，内气道连通无杆腔和内腔体的大径段内部；

所述外缸体内部设有震动杆和压簧，压簧套在震动杆的外侧，震动杆外侧设有凸环，外缸体在远离内缸体的一端设有与外缸体固定连接的端盖，端盖上设有可供震动杆进出外缸体的端盖孔，压簧压缩设置在所述凸环和端盖之间；

马达带动配气轴转动时，高压腔和低压腔分别交替与外气道和内气道相通，活塞杆用于在高压空气的作用下沿外缸体轴向做直线往复运动，震动杆用于在活塞杆的顶推作用和压簧弹性力的作用下沿外缸体轴向于盾构机刀盘面板处做伸缩运动，以用于清理盾构机刀盘面板外侧的泥饼。