[发明专利]一种竖井掘进机及其泥浆环流系统有效
申请号: | 202110631415.9 | 申请日: | 2021-06-07 |
公开(公告)号: | CN113202479B | 公开(公告)日: | 2023-03-10 |
发明(设计)人: | 刘飞香;刘在政;文中保;刘伟;张明明;方小龙;刘乐;石国强;周真真;叶柯呈 | 申请(专利权)人: | 中国铁建重工集团股份有限公司 |
主分类号: | E21D1/06 | 分类号: | E21D1/06;E21F17/00;E21B21/00;E21B21/01 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 徐丽 |
地址: | 410100 湖南省长*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 竖井 掘进机 及其 泥浆 环流 系统 | ||
本发明公开了一种竖井掘进机及其泥浆环流系统,包括:进浆管路和排浆管路,排浆管路上设置有排浆泵,进浆管路和排浆管路与盾体泵站形成循环通路;设置在进浆管路和排浆管路之间的泥浆处理装置;一端与进浆管路连通,另一端用于驱动排浆泵的减压装置,进浆管路的介质流过减压装置时将通过进浆管路内的介质具有的重力势能产生的压力驱动排浆泵,减压装置与泥浆处理装置并联。通过增设的减压装置能够对流体介质在重力势能的作用下产生的压力能进行回收转换为驱动排浆泵的机械能,通过能量的回收利用有效的提升系统的总体效率,降低了由于装置机械失效导致竖井管道内带有重力势能转化的压力的介质击穿系统,外泄造成其他设备损坏和人员受伤的风险。
技术领域
本发明涉及掘进设备技术领域,特别涉及一种竖井掘进机及其泥浆环流系统。
背景技术
泥浆环流系统是一种通过建立泥水循环,将新制泥浆泵入开挖面用于泥膜成型与辅助平衡水土压力,并通过排渣泵排出泥浆用于液力输送刀盘刮下的渣石进行出渣的系统。其对于泥水平衡盾构机来讲相当于血管一样重要。
而竖井掘进机在采用泥浆环流系统作为压力平衡和排渣方法时,其相对于土压平衡和机械式出渣的方式而言,能够大幅度的提升作业效率,提高井下作业的安全性和改善工作环境。
目前,国内在竖井掘进施工中使用的大部分的掘进机都搭载了泥浆环流系统用于平衡开挖面压力以及对渣土进行液力输送出渣。但是对于竖井掘进机来说,当开挖深度超过一定时,流体系统中介质在重力的作用下产生的压力将不再能够使用普通的方法去应对,特别是输送的介质为固液两相,密度能达到清水的1.3-2倍的泥浆,作为用于输送泥浆用于平衡开挖仓压力和携带开挖渣石出渣的泥浆环流系统不得不进行额外的管路加固措施和消耗更多的电力去对抗重力势能,使得整个系统的能效降低,并且带来了由于减压装置机械失效导致竖井管道内的介质携带着重力势能转化的压力能及动能逐级击穿其余的减压装置,导致系统整个失效,并外泄造成其他设备损坏和人员受伤的风险。
因此,如何提供一种竖井掘进机高效的泥浆环流系统,以降低介质对管道及元件的压力,并提升系统的安全系数,降低备份元件反应时间,是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种竖井掘进机的泥浆环流系统,以降低介质对管道及元件的压力,并提升系统的安全系数,降低备份元件反应时间,。此外,本发明还提供了一种具有上述泥浆环流系统的竖井掘进机。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种竖井掘进机的泥浆环流系统,其包括:
进浆管路和排浆管路,所述排浆管路上设置有排浆泵,且所述进浆管路和所述排浆管路与盾体泵站形成循环通路;
设置在所述进浆管路和所述排浆管路之间的泥浆处理装置,所述泥浆处理装置用于实现固液分层;
一端与所述进浆管路连通,另一端用于驱动所述排浆泵的减压装置,所述进浆管路的介质流过所述减压装置时将通过所述进浆管路内的介质具有的重力势能产生的压力驱动所述排浆泵,所述减压装置与所述泥浆处理装置并联。
优选的,上述的泥浆环流系统中,所述减压装置包括泥浆透平、变频电机和转动惯量可变的可变惯量飞轮,其中,:
所述泥浆透平串联在所述进浆管路上;
所述泥浆透平、所述变频电机、所述可变惯量飞轮和所述排浆管路上的所述排浆泵依次通过磁力联轴器传动连接。
优选的,上述的泥浆环流系统中,所述减压装置还包括:
用于控制所述泥浆透平进口的第一液动阀和用于控制所述泥浆透平出口的第二液动阀;
用于控制所述排浆泵进口的第三液动阀和用于控制所述排浆泵出口的第四液动阀。
优选的,上述的泥浆环流系统中,所述减压装置还包括:
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