本發(fā)明涉及盾構(gòu)機領(lǐng)域，具體涉及一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)機是一種隧道掘進的專用工程機械，是一種集機械、電氣、液壓、流體、光、傳感及信息技術(shù)于一體的大型隧道自動化施工設(shè)備。

2、刀盤是盾構(gòu)機上的一個重要的部件，用于對掌子面巖體的破巖切削作業(yè)，傳統(tǒng)刀盤多為采用機械式滾刀來破巖，但在掘進的過程中滾刀不可避免的會出現(xiàn)磨損、崩刃、偏磨等損壞情況，帶來較大的經(jīng)濟損失的同時對施工周期有也造成一定的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，以解決目前滾刀易磨壞導致較大的經(jīng)濟損失和影響施工周期的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，包括刀盤本體和管路盒，所述刀盤本體靠近掌子面的端面設(shè)有高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置設(shè)置在刀盤本體中心處，所述高壓水射流刀位于刀盤本體邊緣處，所述管路盒設(shè)置在刀盤本體內(nèi)，所述管路盒用于安裝高壓管路，所述高壓管路用于向高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀供給高壓水。

3、本方案的原理是：刀盤上的滾刀轉(zhuǎn)動對掌子面巖體進行切割，高壓水射流磨料輔助破巖裝置中噴射出含有磨料的水射流對掌子面中部巖體進行沖擊切割，高壓水射流刀對掌子面邊緣處巖體進行沖擊切割，通過高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀輔助滾刀進行切割，減少滾刀的磨損。

4、本方案優(yōu)點：本方案通過水流輔助切割的方式，減少滾刀的磨損，同時提高巖體切割的效率；在刀盤不同位置設(shè)置不同類型的輔助刀具，節(jié)約成本和充分提高整體裝置的破巖效率。

5、優(yōu)選的，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置包括：刀具和噴嘴組件，所述刀具內(nèi)設(shè)有通孔，所述通孔用于安裝噴嘴組件，所述刀具內(nèi)部安裝有多組噴嘴組件，所述噴嘴組件包括噴嘴本體和快速接頭，所述噴嘴本體一端位于通孔內(nèi)且與刀具連接，所述噴嘴本體另外一端通過快速接頭與高壓水管連通，所述噴嘴本體內(nèi)設(shè)有連通的第一流道、混合腔和第二流道，所述第一流道與高壓水管連通，所述第二流道與通孔連通，所述噴嘴本體側(cè)面設(shè)有空氣磨料接口，所述空氣磨料接口與混合腔連通。通過刀具噴嘴結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)讓安裝在其內(nèi)部的噴嘴更接近掌子面的同時，不被復(fù)雜的外部環(huán)境所破壞，實現(xiàn)更好的輔助破巖效果。

6、優(yōu)選的，所述刀具的高度小于刀盤本體上滾刀的高度，所述高壓水射流刀的高度小于刀盤本體上滾刀的高度。在保護高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀的同時，可以實現(xiàn)更小的靶距和避免刀具直接參與破巖而造成破壞。

7、優(yōu)選的，所述刀具靠近掌子面的面上設(shè)有噴射口，所述噴射口與通孔連通，所述噴射口為傾斜狀。噴射口傾斜設(shè)置可以讓水流傾斜沖擊進入掌子面內(nèi)，更容易使得掌子面產(chǎn)生裂紋，且避免與后續(xù)水流直接垂直接觸，削減影響后續(xù)水流的沖擊力。

8、優(yōu)選的，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置設(shè)置在刀盤上兩組徑向設(shè)置的滾刀之間，兩組徑向設(shè)置所述滾刀之間至少設(shè)置有兩組高壓水射流磨料輔助破巖裝置，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置采用脈沖的方式運行，不同高壓水射流磨料輔助破巖裝置間隔預(yù)設(shè)時間段運行。采用脈沖的方式避免水流與前序掌子面的積水接觸，避免影響到水流的沖擊力和減少水資源消耗；不同高壓水射流磨料輔助破巖裝置間隔預(yù)設(shè)時間段運行，這樣可以形成不規(guī)則的水流沖擊軌跡線，提高掌子面的破碎效果，可避免水流受到掌子面的積水作用導致沖擊力削弱，還可在間隔時間內(nèi)將增加邊緣處高壓水射流刀的水流供給，提高掌子面的破碎速度。

9、優(yōu)選的，所述所述空氣磨料接口處設(shè)有單向進氣閥。減少物質(zhì)從高壓氣口排出，造成充氣管路結(jié)構(gòu)堵塞。

10、優(yōu)選的，所述刀具靠近掌子面端設(shè)有合金防護板，所述合金防護板固定在刀具上。通過合金防護板增加刀具的強度和耐磨性。

11、優(yōu)選的，所述高壓管路上設(shè)有分配閥，所述分配閥位于管路盒內(nèi)。通過分配閥將水流分成多路，通過分配閥方便控制每一路高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀的開啟和關(guān)閉。

12、優(yōu)選的，所述管路盒上設(shè)有開口，所述開口處設(shè)有法蘭，所述法蘭以可拆卸的方式與管路盒連接。設(shè)置法蘭方便對管路盒內(nèi)部零件進行拆卸和安裝。

13、優(yōu)選的，還包括排水裝置，所述排水裝置用于排出掌子面與刀盤之間的積水。及時排出掌子面處的積水，避免影響滾刀等刀具的切割效率。

技術(shù)特征：

1.一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于，包括刀盤本體和管路盒，所述刀盤本體靠近掌子面的端面設(shè)有高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置設(shè)置在刀盤本體中心處，所述高壓水射流刀位于刀盤本體邊緣處，所述管路盒設(shè)置在刀盤本體內(nèi)，所述管路盒用于安裝高壓管路，所述高壓管路用于向高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀供給高壓水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置包括：刀具和噴嘴組件，所述刀具內(nèi)設(shè)有通孔，所述通孔用于安裝噴嘴組件，所述刀具內(nèi)部安裝有多組噴嘴組件，所述噴嘴組件包括噴嘴本體和快速接頭，所述噴嘴本體一端位于通孔內(nèi)且與刀具連接，所述噴嘴本體另外一端通過快速接頭與高壓水管連通，所述噴嘴本體內(nèi)設(shè)有連通的第一流道、混合腔和第二流道，所述第一流道與高壓水管連通，所述第二流道與通孔連通，所述噴嘴本體側(cè)面設(shè)有空氣磨料接口，所述空氣磨料接口與混合腔連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述刀具的高度小于刀盤本體上滾刀的高度，所述高壓水射流刀的高度小于刀盤本體上滾刀的高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述刀具靠近掌子面的面上設(shè)有噴射口，所述噴射口與通孔連通，所述噴射口為傾斜狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置設(shè)置在刀盤上兩組徑向設(shè)置的滾刀之間，兩組徑向設(shè)置所述滾刀之間至少設(shè)置有兩組高壓水射流磨料輔助破巖裝置，所述高壓水射流磨料輔助破巖裝置采用脈沖的方式運行，不同高壓水射流磨料輔助破巖裝置間隔預(yù)設(shè)時間段運行。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述空氣磨料接口處設(shè)有單向進氣閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述刀具靠近掌子面端設(shè)有合金防護板，所述合金防護板固定在刀具上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述高壓管路上設(shè)有分配閥，所述分配閥位于管路盒內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：所述管路盒上設(shè)有開口，所述開口處設(shè)有法蘭，所述法蘭以可拆卸的方式與管路盒連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，其特征在于：還包括排水裝置，所述排水裝置用于排出掌子面與刀盤之間的積水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及盾構(gòu)機領(lǐng)域，公開了一種搭載于盾構(gòu)機上的高壓水射流輔助破巖新型刀盤，包括刀盤本體和管路盒，刀盤本體靠近掌子面的端面設(shè)有高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀，高壓水射流磨料輔助破巖裝置設(shè)置在刀盤本體中心處，高壓水射流刀位于刀盤本體邊緣處，管路盒設(shè)置在刀盤本體內(nèi)，管路盒用于安裝高壓管路，高壓管路用于向高壓水射流磨料輔助破巖裝置和高壓水射流刀供給高壓水。本方案通過水流輔助切割的方式，減少滾刀的磨損，同時提高巖體切割的效率；在刀盤不同位置設(shè)置不同類型的輔助刀具，節(jié)約成本和充分提高整體裝置的破巖效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李偉,許京偉,姚磊,邱健,于汝
受保護的技術(shù)使用者：濟南重工集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10