專利名稱：掩護式隧道鉆巷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掩護式隧道鉆巷機，它包括一個既可繞在掩護體軸線方向上延伸的第一軸線公轉(zhuǎn)又可繞與第一軸線偏心的第二軸線自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。
在日本專利特開昭61-102999和63-189596(KOKAl)中公開了一臺這種類型的掩護式隧道鉆巷機。這種掘進機包括一個管狀掩護體;一個用于在掩護體內(nèi)部形成一個前部區(qū)域和一個后部區(qū)域的隔墻;一個安裝在前部區(qū)域中以使其具有繞掩護體的軸線做公轉(zhuǎn)運動及繞與掩護體的軸線相距一定距離的軸線做自轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)子;該轉(zhuǎn)子具有向后逐漸增大直徑的外表面;一個用于使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu);一個采掘切割組件與轉(zhuǎn)子相連，以使其與轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn);以及一個用于將采下的物質(zhì)從前部區(qū)域傾卸到后部區(qū)域的卸載機構(gòu)。
前部區(qū)域設(shè)有一個第一腔室，其直徑向后逐漸減小，它用于接納由切割組件采掘下的物質(zhì);第二腔室連接于第一腔室的后部，且其沿掩護體的軸線延伸，它用于接納從第一腔室來的采掘下的物質(zhì)。轉(zhuǎn)子的外徑向后逐漸增大且將其設(shè)置于第一腔室中。
在采掘中，轉(zhuǎn)子和切割組件由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動繞掩護體的軸線公轉(zhuǎn)并繞與掩護體軸線偏心的軸線自轉(zhuǎn)。由此，切割組件采掘一個工作面，而轉(zhuǎn)子和掩護體一起做為壓實和破碎所采掘下物質(zhì)的機器。在采掘期間，第一和第二腔室由采掘下的物質(zhì)填滿，由此防止工作面坍陷。
但是在已知的隧道鉆巷機中，由于帶壓力的泥漿水從后部區(qū)域供入第二腔室，隨著第二腔室中的泥漿水和被采掘下的物質(zhì)被排卸到后部區(qū)域，就產(chǎn)生這樣一個問題，即要進行泥漿水的處理，例如將排掉的泥漿水與采掘下的物質(zhì)相互分離的處理。
為消滅這類問題，在采掘含大量高粘度物質(zhì)(如狹長層)地層的情況下，當使用帶螺旋運輸機的卸載機構(gòu)時，由于被采掘物質(zhì)粘度的原因，要特別防止被采掘下的物質(zhì)通過第二腔室向卸載機構(gòu)移動，這種移動將使采掘下的物質(zhì)不能排出，因而造成連續(xù)采掘的困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種掩護式隧道鉆巷機，該機不用使用泥漿水的方法即可采掘含大量高粘度物質(zhì)的地層。
根據(jù)本發(fā)明的一種掩護式隧道鉆巷機包括一個管狀掩護體;一個安裝在掩護體前端的采掘切割組件;一道隔墻，它用于將掩護體內(nèi)部分成前部區(qū)域和跟在前部區(qū)域后面的后部區(qū)域;前部區(qū)域具有一個第一腔室，該腔室用于接納由切割組件采掘下的物質(zhì);以及連接于第一腔室后面的第二腔室，第二腔室用于接納第一腔室中的被采掘下的物質(zhì)，第二腔室沿掩護體軸線延伸;一個安裝在第一腔室中且具有向后逐漸增大外徑的轉(zhuǎn)子;一個驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞在掩護體軸線方向延伸的第一軸線公轉(zhuǎn)，及使轉(zhuǎn)子繞偏離于第一軸線的第二軸線自轉(zhuǎn);一個環(huán)形件安裝在轉(zhuǎn)子上，以使其在第二腔室中與轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，該環(huán)形件沿掩護體的軸線方向延伸;一個用于將收到第二腔室中的被采掘下的物質(zhì)從第二腔室的底部排到后部區(qū)域的機構(gòu)。
由于地壓和隧道鉆巷機的推力，由切割組件所采掘下的物質(zhì)被裝入第一腔室中，在第一腔室中向第二腔室移動，從第一腔室中移入第二腔室中，然后再向第二腔室的下部移動。在采掘期間，第一腔室被采掘下的物質(zhì)充填，以此防止工作面坍陷。
在采掘中，由于轉(zhuǎn)子和環(huán)形件分別在第一和第二腔室中公轉(zhuǎn)，即使第一和第二腔室被采掘下的物質(zhì)所充填，由于轉(zhuǎn)子和環(huán)形件相對于掩護體的位移，也可以在第一和第二腔室中形成用于接納被采掘下物質(zhì)的空間。
借此，既使工作面具有狹長層或類似的含有大量高粘度物質(zhì)地層時，被采掘下的物質(zhì)也主要收集于第一腔室中，從而充填由轉(zhuǎn)子的位移所形成的空間，然后在第一腔室中向第二腔室移動。在第一腔室中的被采掘下的物質(zhì)被推入第二腔室，從而充填由于環(huán)形件的位移而產(chǎn)生的空間。當環(huán)形件向下位移時，為了用一個卸載裝置最終將被采掘下的物質(zhì)從第二腔室中排出，在第二腔室中的被采掘下的物質(zhì)向第二腔室的下部位移且被強制性地推入第二腔室的下部，即卸載部分。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，不依賴于使用泥漿水的方法即可采掘含有大量高粘度物質(zhì)的地層。
最好在環(huán)形件的外表面上相間角度地安裝許多葉片，以使其在掩護體的徑向方向和軸向方向延伸。這樣，即使在第二腔室中的是具有高粘度的被采掘下的物質(zhì)，由于葉片在第二腔室中與環(huán)形件一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，仍能保證被采掘下的物質(zhì)隨葉片的公轉(zhuǎn)運動和自轉(zhuǎn)運動向第二腔室的下部移動，從而確保第二腔室中被采掘下的物質(zhì)被排掉。
第二腔室最好具有一個與第一腔室相連的環(huán)形上部區(qū)域，以便接納在第一腔室中的被采掘下的物質(zhì)，且這個上部區(qū)域是沿掩護體的軸線延伸的，還應(yīng)具有一個與上部區(qū)域的底部相連的下部區(qū)域，以便接納在上部區(qū)域中的被采掘下的物質(zhì)，并以其作為第二腔室的下部。藉此，可確保在上部區(qū)域中的具有高粘度的被采掘下的物質(zhì)隨著環(huán)形件的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動向下部區(qū)域移動。且當環(huán)形件向下部移動時，它們被強制性地從上部區(qū)域推入下部區(qū)域，以便通過卸載裝置確保收納于下部區(qū)域中的被采掘下的物體被排掉。
作為卸載機構(gòu)，可以使用一種螺旋運輸機型機構(gòu)，它帶有一個向第二腔室的下部區(qū)域和殼體的后端開口的殼體，且它在掩護體中從隔墻延伸到掩護體的后面，一個在殼體中從下部向殼體后端開口延伸的螺旋運輸機，一個用于旋轉(zhuǎn)螺旋運輸機的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和一個用于打開和關(guān)閉殼體后端開口的閥機構(gòu)。卸載機構(gòu)這樣配置以使得當殼體內(nèi)的壓力超過一個預(yù)定值時，殼體的后端開口即由一個閥機構(gòu)打開。
如果將切割組件安裝在轉(zhuǎn)子的前端，切割組件便與轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。也可以采用具有許多截齒的切割組件，且這樣設(shè)置切割組件，以使各截齒的一條切割刃向著掩護體的中心方向。
驅(qū)動機構(gòu)可以具有一根曲軸，曲軸由隔墻支承因而可繞第一軸線轉(zhuǎn)動，且曲軸在第一腔室側(cè)設(shè)有一個偏心部分，偏心部分可轉(zhuǎn)動地支承著轉(zhuǎn)子，一個用于驅(qū)動曲軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，一個外齒輪安裝在隔墻上，以使其沿第一軸線延伸，一個與外齒輪部份嚙合的內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪至少安裝在轉(zhuǎn)子和環(huán)形件之一上，以便于沿第二軸線延伸。
掩護體可以設(shè)有一個具有前部區(qū)域的管狀頭部;一個在頭部后面的管狀尾部;許多千斤頂，各千斤頂分別具有兩個在尾部軸線方向上可相對位移的連接部分;一個用于將頭部和尾部相互連接的連接體，連接體允許頭部和尾部擺動且防止頭部和尾部在尾部軸線方向上的相互位移。在這種情況下，各千斤頂均在其一個連接部分與頭部相連，而在其另一個連接部分與尾部相連。各千斤頂和連接體也繞尾部軸線相間角度設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的掩護式隧道鉆巷機最好還包括用于指示頭部和尾部之間相互偏離的方向及偏離量的指示器。作為這種指示器，可以采用已知的由一個固定在頭部或尾部上的刻度盤，一個固定在尾部或頭部上且與刻度盤相對的指針所組成的指示器。當指示器靠近連接體安裝時，由頭部和尾部之間的相對偏離所引起的在刻度盤和指針相互移近或遠離方向上的相互位移量減小，因此可準確地獲得頭部相對于尾部的偏離量。
根據(jù)本發(fā)明的另一種掩護式隧道鉆巷機包括一個管狀的掩護體;一個安裝在掩護體前端的采掘切割組件;一道隔墻，它用于在掩護體內(nèi)形成前部區(qū)域和前部區(qū)域后面的后部區(qū)域，前部區(qū)域具有第一腔室，第一腔室用于接納由切割組件采掘下的物質(zhì)一個與第一腔室的后部相連接的第二腔室，第二腔室用于接納在第一腔室中的被采掘下的物質(zhì)，第二腔室沿掩護體的軸線方向延伸;一個安裝在第一腔室中且其外徑向后逐漸增大的轉(zhuǎn)子;一個驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞沿掩護體軸線方向延伸的第一軸線公轉(zhuǎn)且繞偏離于第一軸線的第二軸線自轉(zhuǎn);許多葉片相間角度繞掩護體的軸線安裝于轉(zhuǎn)子上，葉片在第二腔室內(nèi)沿掩護體的徑向和軸線方向延伸，一個機構(gòu)，用于將接納于第二腔室中的被采掘下的物質(zhì)從第二腔室的下部排到下部區(qū)域中。
在另一種掩護式隧道鉆巷機中，在第二腔室中葉片隨轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動而公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。藉此，在第二腔室中的被采掘下的物體由于葉片的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動而移入第二腔室的下部且最終由卸載機構(gòu)卸到后部區(qū)域。
在另一種掩護式隧道鉆巷機中，在第二腔室中沿掩護體軸線方向延伸的一個環(huán)形件安裝在轉(zhuǎn)子上，以使該環(huán)形件與轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。葉片安裝在環(huán)形件的外表面上。藉此，在第二腔室中的被采掘下的物體通過環(huán)形體的公轉(zhuǎn)在第二腔室中被強制性地向下推出。
上述的以及其它的目的和本發(fā)明的特征，將通過參照相應(yīng)的附圖對本發(fā)明最佳實施例的描述變得明了，其中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的掩護式隧道鉆巷機實施例的剖視圖;
圖2是沿圖1中2-2線的剖視圖;
圖3是圖1所示實施例的左視圖;
圖4是沿圖1 4-4線的剖視圖;
圖5是表示機械密封部分的放大剖視圖;
圖6是表示卸載機構(gòu)部分的放大剖視圖;
圖7是沿圖6 7-7線的剖視圖。
參照圖1，掩護式隧道鉆巷機10包括一個管狀掩護體12。掩護體12帶有一個管狀頭部14和一個設(shè)置于頭部后面的尾部16。尾部16的前端設(shè)有一個小直徑部分，且該部分可擺動地置于頭部14的后端內(nèi)。
頭部14分為第一管狀部分14a，其中具有一個內(nèi)徑向后逐漸收縮的截頭圓錐形的第一腔室18;和第二管狀部分14b，它由跟在第一腔室18后面的第二腔室20所形成，且其內(nèi)徑大于第一腔室后端的內(nèi)徑。第一和第二管狀部分14a和14b可拆卸地由許多螺栓22相互連接在一起，從而將第一管狀部分14a的后端與第二管狀部分14b的前端相互對接。
第一和第二腔室18和20構(gòu)成一個保持在高壓下的前部區(qū)域，以便防止工作面坍陷，并且在通過一個安裝在第二管狀部分14b上隔墻24在大氣壓力下構(gòu)成一個相反的后部區(qū)域。第一腔室18的內(nèi)徑可以大致相等。在這種情況下，第一腔室的內(nèi)徑可以做成與第二腔室的內(nèi)徑大致相等，且第二腔室的內(nèi)徑可以小于第一腔室的內(nèi)徑。
隔墻24具有一個中心部分，其上設(shè)有向第二腔室20突出的凸臺26;及一個外圓周部分，其上設(shè)有向第二腔室20突出的凸臺28。如圖2所示，凸臺28為具有下部開口的環(huán)形。因此，第二腔室20具有一個沿凸臺26延伸的環(huán)形上部區(qū)域20a及與上部區(qū)域20a的下部相連的下部區(qū)域20b，它用于接納從上部區(qū)域來的被采掘下的物質(zhì)。上部區(qū)域20a與第一腔室18相連，以便接納從第一腔室18來的被采掘下的物質(zhì)。
隔墻24的凸臺26支承著一個向掩護體的軸線30延伸的曲軸32，從而使得曲軸32可通過許多軸承34繞軸線30旋轉(zhuǎn)。曲軸32上設(shè)有一個由凸臺26支承的支承部分32a;一個從支承部分32a向前延伸的偏心部分32b和一個從支承部分32a向后延伸的延伸部分32c。延伸部分32c通過許多軸承38支承在一個安裝于隔墻24上的支座36上。
支承部分32a的軸線和延伸部分32c的軸線設(shè)置成與掩護體12的軸線30相重合，同時偏心部分32b的軸線40相對于軸線30的偏心距為e。每個軸承34用軸承保持器42和一個安裝在延伸部分32c端部上靠支承部分32a側(cè)的齒輪44來防止其沿軸線30位移，軸承保持架42安裝在凸臺26的前端。
偏心部分32b通過許多軸承48可旋轉(zhuǎn)地支承著一個設(shè)置在第一腔室18中的轉(zhuǎn)子46。轉(zhuǎn)子46具有直徑向其后端逐漸增大的外表面。這樣，第一腔室18被限定成向第二腔室20收斂的基本上呈V型斷面的形狀。轉(zhuǎn)子46由擰在曲軸32前部的螺母50防止其從曲軸32上脫落。
如圖1和2所示，轉(zhuǎn)子46后端的外徑選成這樣一個值，以使得第一和第二腔室18和20總是連通圍繞軸線30的整個圓環(huán)區(qū)。
切割組件52固定地聯(lián)接于轉(zhuǎn)子46的前端。如圖1和3所示，切割組件52上設(shè)有許多在掩護體12的徑向方向上從轉(zhuǎn)子46伸出的臂54，一個用于將各相鄰臂54的前端相互連接的環(huán)56，一個安裝在轉(zhuǎn)子46前端的盤狀帽58，許多固定在臂54上的截齒60，許多安裝在環(huán)56上的截齒62和許多安裝在帽58上的截齒64。
各安裝于臂54上的截齒60這樣設(shè)置，以使其切割刃朝向切割組件52的旋轉(zhuǎn)中心，即向里，但其切割刃處于在其外側(cè)截齒的切割刃之后。另一方面，每個安裝在最外圓周上的截齒62均具有朝向切割組件52自轉(zhuǎn)中心的內(nèi)切割刃和與旋轉(zhuǎn)中心方向相反的外切割刃。每個安裝在帽58上的截齒64也這樣設(shè)置，即使其切割刃在徑向方向上向外。
如圖1和2所示，環(huán)形件66安裝在轉(zhuǎn)子46的后端，它設(shè)置在第二腔室20中且與凸臺26相間距離地沿凸臺26延伸。環(huán)形件66也可以是轉(zhuǎn)子46的一部分。
以軸線32為中心的內(nèi)齒輪68安裝在環(huán)形件66的內(nèi)側(cè)，與齒輪68相嚙合的外齒輪70安裝在以軸線30為中心的凸臺26上。各齒輪68和70的齒頂半徑選擇成這樣一個值，即、使得兩個齒輪在相互的圓周方向上的部分嚙合。
內(nèi)齒輪68可以是與環(huán)形件66一體的，也可以直接安裝在轉(zhuǎn)子46上來代替將內(nèi)齒輪68固定在環(huán)形件66上。另外，外齒輪70可以安裝在凸臺26上，而內(nèi)齒輪68可以安裝在轉(zhuǎn)子46上。
在隔墻24和環(huán)形件66之間的部分用機械密封72保持液體密封性能。如圖1和5所示，機械密封72設(shè)有一個環(huán)74，環(huán)74固定布置在由環(huán)形件66的后端面和內(nèi)齒輪68的后端面所形成的凹槽中;和一個環(huán)76，環(huán)76布置于在第二腔室側(cè)的隔墻24上所形成的環(huán)形凸臺內(nèi)，從而使環(huán)76在掩護體12的直徑方向上是固定的。環(huán)76由設(shè)置在隔墻24上的許多彈簧78壓靠在環(huán)74上，每個彈簧均置于在隔墻24上所形成的凹槽中。
如圖1和2所示，許多葉片80以相等的角間距安裝于環(huán)形件66的外圓周上，且許多桿狀件82的相等的角間距安裝在轉(zhuǎn)子46的后端面上。每塊葉片向后，向前延伸，且在掩護體12的徑向方向上從環(huán)形件66延伸到一個超過第一和第二腔室18和20之間的連接部分之外的位置。另一方面，每個桿狀件82在掩護體12的徑向方向上從轉(zhuǎn)子46向外延伸到一個超過第一和第二腔室18和20之間的連接部分之外的位置。
曲柄32由一對安裝在支座36上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)84通過齒輪44驅(qū)動自轉(zhuǎn)。這樣，由于轉(zhuǎn)子46繞軸線30公轉(zhuǎn)，所以切割組件52、環(huán)形件66、內(nèi)齒輪68、葉片80和桿狀件82也分別繞軸30公轉(zhuǎn)。
當內(nèi)齒輪68公轉(zhuǎn)時，在內(nèi)齒輪68和外齒輪70之間的一個嚙合部分隨內(nèi)齒輪68的公轉(zhuǎn)而變化，由此而使得內(nèi)齒輪68相對于外齒輪70繞軸線40自轉(zhuǎn)。借此，轉(zhuǎn)子46、切割組件52、環(huán)形件66、葉片80和桿狀件82不僅繞軸線30公轉(zhuǎn)，還繞軸線40自轉(zhuǎn)。
在圖示實施例中，由于內(nèi)齒輪68安裝在轉(zhuǎn)子46側(cè)，而外齒輪70安裝在隔墻24側(cè)，所以轉(zhuǎn)子46、切割組件52、環(huán)形件66、內(nèi)齒輪68、葉片80和桿狀件82的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同。但是，若將內(nèi)齒輪安裝在隔墻側(cè)，而將外齒輪安裝在轉(zhuǎn)子側(cè)，則自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反。
公轉(zhuǎn)運動與轉(zhuǎn)子46、切割組件52、環(huán)形件66、內(nèi)齒輪68、葉片80和桿狀件82的自轉(zhuǎn)運動的速比取決于齒輪68的齒數(shù)和齒輪70的齒數(shù)。如果齒輪68和齒輪70之間的齒數(shù)差較小，則與每自轉(zhuǎn)運動一次所相應(yīng)的公轉(zhuǎn)運動次數(shù)增加。
在圖示實施例中，尾部16也分為可拆卸對接的第一和第二管狀部分16a和16b，且這兩部分用許多螺釘86相互連接。
如圖1和4所示，頭部14和尾部16可擺動地通過桿88和三個千斤頂90、92和94相互連接，用以通過調(diào)整頭部14相對于尾部16的方向來調(diào)整掘進方向。每個千斤頂90、92和94都是能夠推拉的雙作用千斤頂。
桿88的一端和千斤頂90、92和94的缸體分別通過鉸鏈96與頭部14相連。另一方面，桿88的另一端和千斤頂90、92和94的活塞桿分別通過鉸鏈98與尾部16相連，千斤頂90、92和94的缸體可以與尾部16相連，而千斤頂90、92和94的活塞桿可以與頭部14相連。
各鉸鏈96和98最好采用一種萬向聯(lián)軸節(jié)，它允許被連接件可以有角度地繞與相應(yīng)的桿的軸線或千斤頂?shù)妮S線相垂直的兩條軸線轉(zhuǎn)動。作為這種鉸鏈，也可使用一種連接結(jié)構(gòu)，如由日本專利特開昭61-47956中所公開的一種鉸鏈。
以等角間距(90°)繞軸線30設(shè)置于一個假想圓上的桿88和千斤頂90、92和94有其自身的軸線。在圖示實施例中，桿88和千斤頂90、92和94這樣布置，以使桿88和千斤頂90分別設(shè)置在千斤頂94和92之上。另外，桿88和千斤頂90、92和94也可以這樣布置以使桿88處于千斤頂90、92或94的位置上。
在調(diào)整時，當千斤頂92和94同步收縮時，頭部14相對于尾部16以桿88和千斤頂90為中心向下調(diào)整;當千斤頂92和94同步伸出時，頭部14相對于尾部16以桿88和千斤頂90為中心向上調(diào)整;另一方面，當千斤頂90和92同步收縮時，頭部14相對于尾部16以桿88和千斤頂94為中心，向左調(diào)整;當千斤頂90和92同步伸出時，頭部14相對于尾部16以桿88和千斤頂94為中心向右調(diào)整。
如圖1、4、6和7所示，用于從第二腔室20卸掉采掘出的物質(zhì)的卸載機構(gòu)100帶有一個向第二腔室的下部(即下部區(qū)域20b)開口的殼體102，且該殼體在掩護體12內(nèi)從隔墻24向后延伸，螺旋運輸機104在殼體102中向殼體的后端開口延伸，驅(qū)動裝置106用于驅(qū)動螺旋運輸機轉(zhuǎn)動，閥機構(gòu)用于打開和關(guān)閉殼體102后端開口。
螺旋運輸機104的前端抵達第二腔室20的下部區(qū)域20b。螺旋運輸機104靠隔墻24支承其前端，而用安裝在支座36上的帽110支承其后端。從螺旋運輸機104的后端向后延伸的軸112與螺旋運輸機104相連。
軸112穿過一段安裝在殼體102后端的滑槽114和一個安裝在這段滑槽后端的套筒116，且通過許多軸承118可旋轉(zhuǎn)地支承在套筒116上。滑槽114向下邊及殼體102側(cè)敞開，從而使得滑槽114可接收從殼體102來的由螺旋運輸機104卸下的被采掘下的物質(zhì)，以使被采掘下的物質(zhì)向下下落。套筒116前端的開口由帽120封閉。
旋轉(zhuǎn)動力源122的旋轉(zhuǎn)速度由減速齒輪124減速。驅(qū)動機構(gòu)106將旋轉(zhuǎn)動力源122的最終轉(zhuǎn)動通過鏈輪130從一個安裝在減速齒輪124的輸出軸上的鏈輪126傳送到一個安裝在軸112后端的鏈輪128上，借此驅(qū)動螺旋運輸機104。驅(qū)動機構(gòu)106由安裝在套筒116上的殼體132支承。殼體132有一個向后的開口，該開口由板134封閉。
閥機構(gòu)108設(shè)有一個用滑槽114安裝在殼體102后端的閥座136，一個由軸112可滑動支承的閥體138和一對用于將閥體壓向閥座136的油缸機構(gòu)140。閥體138具有直徑向后逐漸增大的外表面。
在采掘時，隧道鉆巷機10由一臺基本的推進裝置和掩護體12后面的一根管子142一起向前推進，推進裝置安裝在一根軸(未示出)上。當隧道鉆巷機10前進時，曲軸32由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)84驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，這樣，轉(zhuǎn)子46、切割裝置52、環(huán)形件66、內(nèi)齒輪68、葉片80和桿狀件88在繞軸線40自轉(zhuǎn)的同時繞軸線30公轉(zhuǎn)。
因此，工作面由切割機構(gòu)52的公轉(zhuǎn)運動和自轉(zhuǎn)運動所采掘，且第一和第二腔室18和20被采掘下的物質(zhì)充填，這樣就防止了工作面坍陷。
但是在采掘期間，即使第一和第二腔室18和20被采掘下的物質(zhì)所充填，由于轉(zhuǎn)子46和環(huán)形件66的公轉(zhuǎn)，在第一和第二腔室的內(nèi)側(cè)仍會由于轉(zhuǎn)子46和環(huán)形件66相對于掩護體12的位移而產(chǎn)生一個空間。這樣采掘下的物質(zhì)靠采掘機前進的力和工作面地壓傳送到第一腔室18，結(jié)果充填由轉(zhuǎn)子46的位移所產(chǎn)生的上述空間，然后被采掘下的物質(zhì)通過第一腔室18移向第二腔室20。在第一腔室18中的采掘下的物質(zhì)也被推入第二腔室20的上部區(qū)域20a，結(jié)果是充填由環(huán)形件66的位移所產(chǎn)生的空間。
當通過上部區(qū)域20a逐漸向后輸運被采掘下的物質(zhì)時，第二腔室20中采掘的物質(zhì)在第二腔室20的上部區(qū)域20a中隨著環(huán)形件66的公轉(zhuǎn)運動在徑向方向上被重復(fù)擠出，即、隨著環(huán)形件66及葉片80的自轉(zhuǎn)運動到達下部區(qū)域20b的頂部，從而使得當環(huán)形件66隨著其公轉(zhuǎn)向下位移時，被采掘下的物質(zhì)被強制性地壓到下部區(qū)域20b。
在下部區(qū)域20b中的被采掘下的物質(zhì)由卸載機構(gòu)100的螺旋運輸機104向閥機構(gòu)108輸運。但是，由于殼體102的后端由閥機構(gòu)108封閉，因此，被采掘下的物質(zhì)滯留在殼體102中。這樣進一步防止工作面坍陷。
當閥機構(gòu)108的閥體138由在殼體102中被采掘下的物質(zhì)逆油缸機構(gòu)140的力向后推時，閥體138脫離閥座136，從而導(dǎo)致在殼體102中的被采掘下的物質(zhì)從殼體102中被推入滑槽114。從滑槽114中落下的被采掘下的物質(zhì)落入皮帶運輸機142并由皮帶運輸機142向后運輸。
工作面地壓主要作用在第一管狀部分14a和轉(zhuǎn)子46上，作用在轉(zhuǎn)子46上的地壓通過曲軸32作用在地壓檢測儀144上。地壓檢測儀144通過許多軸承146安裝在曲軸32的延伸部分32c上，且與支座36后端的內(nèi)表面和帽110的前端面一起形成一個地壓檢測腔室。地壓檢測腔室通過一根管子148將作用于地壓檢測腔室內(nèi)液體上的壓力傳遞到一個指示器150。借此，地壓由指示器150的地壓傳感器在指示部分上直觀地予以顯示。
如圖4所示，指示器150設(shè)有一個刻度盤152，用以指示頭部14相對于尾部16的方向及偏離量;一個對著刻度盤的指針154;另外還有諸如地壓傳感器和油壓計之類的儀器?？潭缺P152采用一種已知的具有許多平行線和徑向線的刻度盤。指針154也采用一種已知的十字形指針。
指示器150安裝在尾部16上，以使得指示器的指示面在后面。當頭部14相對于尾部16處于其中位時，即當頭部14不偏差于尾部16時，指針154安裝在帶夾持器156的帽110上，從而使得指針154指在一個參考點上，即刻度盤152的0點上。
當頭部14由桿88和千斤頂90、92和94組成的方向修正裝置使其相對于尾部16偏離時，指針154以與偏離量相應(yīng)的距離在相應(yīng)的偏離方向上相對于刻度盤152產(chǎn)生位移。刻度盤152和指針154之間的位置關(guān)系由電視攝像機158在一個監(jiān)視器(未示出)上顯示，以讀出指示器150的指示面。電視攝像機158也安裝在尾部16上。
包括刻度盤152和指針154的指示器150最好靠近桿88設(shè)置于一個垂直于軸線30的平面內(nèi)。這樣做，由于指針154在刻度盤152和指針154的相互靠近或遠離的方向上的位移量小，所以頭部14相對于尾部16的偏離量得以精確地顯示。同樣，當指示器150安裝在頭部14和尾部16相對擺動的支點上時，即在桿88的軸線方向繞中心點的圓弧中點上時，指針154在刻度盤152和指針154的相互靠近或遠離方向上的位移小，所以使得頭部14相對于尾部16的偏離量得以更精確地顯示。
隧道鉆巷機10具有一個在隔墻24的上部形成的孔160。當用卸載機構(gòu)100卸除被采掘下的物質(zhì)時，孔160由板162封閉。當使用用于卸載裝置的泥漿水時，即利用孔160。當將泥漿水用于卸載裝置時，卸載機構(gòu)100和板162被移開，泵入泥漿水的供應(yīng)管連接于孔160，泥漿水的排泄管連接到卸載機構(gòu)100的位置，即與下部區(qū)域20b相連接。
權(quán)利要求
1.一種掩護式隧道鉆巷機包括一個管狀掩護體；一個安裝在所說的掩護體前端的切割組件；一個用于在所說的掩護體中形成一個前部區(qū)域和一個在所說的前部區(qū)域后面的后部區(qū)域的隔墻，所說的前部區(qū)域具有用于接納由所說的切割組件采掘下的物質(zhì)的第一腔室和一個連接于所說的第一腔室后面的以便從所說的第一腔室接納所采掘下的物質(zhì)的第二腔室，所說的第二腔室沿所說的掩護體的軸線延伸；一個安裝在所說的第一腔室中并具有向后逐漸增大的外徑的轉(zhuǎn)子；一個用于驅(qū)動所說的轉(zhuǎn)子繞沿所說的掩護體的長度方向延伸的第一軸線公轉(zhuǎn)且驅(qū)動所說的轉(zhuǎn)子繞偏離所說的第一軸線的第二軸線自轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)；一個安裝在所說的轉(zhuǎn)子上以便與所說的轉(zhuǎn)子一起在所說的第二腔室中公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)且沿所說的掩護體的軸線延伸的環(huán)形件；和一個用于從所說的第二腔室的下部將收納于所說的第二腔室中的被采掘下的物質(zhì)排泄到所說的后部區(qū)域的卸載機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，進一步包括許多相間角度安裝在所說的環(huán)形件的外表面以便在所說的掩護體的徑向方向和軸線方向延伸的葉片。
3.如權(quán)利要求1所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，所說的第二腔室具有一個與所說的第一腔室相連以便接納從所說的第一腔室來的被采掘下的物質(zhì)并沿所說的掩護體的軸線延伸的環(huán)形上部區(qū)域和與所說的上部區(qū)域的底部相連以便于從所說的上部區(qū)域接納所采掘下的物質(zhì)并起所說的第二腔室的所說的下部作用的下部區(qū)域，且所說的卸載機構(gòu)排卸收納于所說的下部區(qū)域中的被采掘下的物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，所說的卸載機構(gòu)設(shè)有向所說的下部區(qū)域和殼體本身后端開口并從所說的隔墻向后在所說的掩護體內(nèi)延伸的殼體;一個在所說的殼體中從所說的下部區(qū)域向所說的殼體的后端開口延伸的螺旋運輸機;一個用于旋轉(zhuǎn)所說的螺旋運輸機的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和一個開啟和關(guān)閉所說的后端開口并在當所說的殼體中的壓力超過預(yù)定值時開啟所說的后端開口的閥機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，所說的切割組件安裝在所說的轉(zhuǎn)子的前端且其中設(shè)有許多切割刃分別朝所說的掩護體中心的截齒。
6.如權(quán)利要求1所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，所說的驅(qū)動機構(gòu)設(shè)有一根由所說的隔墻支承從而可繞所說的第一軸線轉(zhuǎn)動且在所說的第一腔室側(cè)具有一個偏心部分的曲軸，所說的偏心部分可旋轉(zhuǎn)地支承著所說的轉(zhuǎn)子，一個用于驅(qū)動所說的曲軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，一個安裝在所說的隔墻上以便沿所說的第一軸線延伸的外齒輪和一個與所說的外齒輪部分嚙合且至少安裝在所說的轉(zhuǎn)子和所說的環(huán)形件之一上以便沿所說的第二軸線延伸的內(nèi)齒輪。
7.如權(quán)利要求1所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，所說的掩護體設(shè)有一個具有所說的前部區(qū)域的管狀頭部;一個置于所說的頭部后面的管狀尾部;許多具有兩個在所說的尾部軸線方向上可相對位移的連接部分的千斤頂;一個連接體，用于將所說的頭部與所說的尾部相互連接以使所說的連接體允許所說的頭部和所說的尾部擺動并防止所說的頭部和所說的尾部在所說的尾部的軸線方向上位移;所說的各千斤頂均以其一個連接端與所說的頭部相連，而以其另一個連接端與所說的尾部相連;所說的各千斤頂和所說的連接體相間角度繞所說的尾部的軸線分布。
8.如權(quán)利要求7所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，還包括一個靠近所說的連接體設(shè)置并指示在所說的頭部和所說的尾部之間的相對偏離方向和偏離量的指示器，所說的指示器包括一個固定在所說的頭部或所說的尾部上的刻度盤和一個固定在所說的尾部或所說的頭部上且對著所說的刻度盤的指針。
9.一種掩護式隧道鉆巷機，包括一個管狀的掩護體;一個安裝于所說的掩護體前端的采掘切割組件;一個用于在所說的掩護體內(nèi)形成一個前部區(qū)域和一個在前部區(qū)域后面的后部區(qū)域的隔墻，所說的前部區(qū)域具有一個用于接納由所說的切割組件采掘下的物質(zhì)的第一腔室和一個與第一腔室的后部相連接以便于接納第一腔室中被采掘下的物質(zhì)的第二腔室，所說的第二腔室沿所說的掩護體軸線方向延伸;一個安裝在所說的第一腔室中且其外徑向后逐漸增大的轉(zhuǎn)子;一個用于驅(qū)動所說的轉(zhuǎn)子繞在所說的掩護體軸向方向上延伸的第一軸線公轉(zhuǎn)且使其繞偏離于所說的第一軸線的第二軸線自轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu);許多相間角度繞所說的掩護體的軸線安裝于所說的轉(zhuǎn)子之上以便于在所說的第二腔室中沿所說的掩護體的徑向方向和軸向方向延伸的葉片;一個用于將在所說的第二腔室中收納的采掘下的物質(zhì)從所說的第二腔室的下部排卸到所說的后部的卸載機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的掩護式隧道鉆巷機，其特征在于，還包括一個安裝在所說的轉(zhuǎn)子之上以便在第二腔室中與所說的轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)且沿所說的掩護體的軸線延伸的環(huán)形件。
全文摘要
一種掩護式隧道鉆巷機包括管狀掩護體，切割組件，用于在掩護體內(nèi)形成前部區(qū)域和后部區(qū)域的隔墻。前部區(qū)域中有用于接納采掘下的物質(zhì)的第一腔室和與第一腔室后部相連的第二腔室，第二腔室沿掩護體軸線廷伸，轉(zhuǎn)子安裝在第一腔室中且其外徑向后逐漸增大，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞第一軸線公轉(zhuǎn)和繞第二軸線自轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)。安裝在轉(zhuǎn)子上的環(huán)形件在第二腔室中與轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，且其沿掩護體軸線方向延伸，以及卸載機構(gòu)。
文檔編號E21B7/20GK1049045SQ90104980
公開日1991年2月6日 申請日期1990年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月28日
發(fā)明者明坂登始夫 申請人:株式會社伊薩基開發(fā)工機