本實用新型屬于盾構(gòu)機供電輔助裝置，尤其涉及一種全自動線纜收放裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會的快速發(fā)展，隧道施工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，特別是長距離大直徑的隧道越來越普遍，而在長距離隧道施工中，線纜需要隨著隧道的延伸而不斷的延伸，而線纜的纏繞、扯斷經(jīng)常影響盾構(gòu)機的正常掘進，因此能夠防止線纜纏繞、扯斷的自動線纜卷盤裝置勢必會成為以后長距離、大直徑隧道的首選方式。目前，常見的線纜卷盤采用的是線纜簡單的纏繞在卷盤上，這樣的結(jié)構(gòu)簡單實惠，但也有許多不足之處，主要有以下幾點：（1）在隧道掘進中需要有人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，這樣一來很耽誤其它工作的進展。（2）當(dāng)掘進中如果沒有及時的放線纜，很可能會導(dǎo)致線纜的纏繞、扯斷，這樣會耽誤盾構(gòu)機的掘進及其它的工作。（3）一般采用的線纜卷盤，在掘進時必須有專人去掛線纜。（4）在隧道竣工時，回收線纜費時、耗力，而且雜亂無章，無法二次利用等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種全自動線纜收放裝置，能夠隨著盾構(gòu)機的進退及速度的快慢自動進行收放線纜，避免線纜出現(xiàn)纏繞、扯斷而耽誤施工進程，大大提高了整機的機動性和靈活性。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：一種全自動線纜收放裝置，包括支架、放線架、卷盤和控制電箱，卷盤通過空心軸轉(zhuǎn)動支撐在支架上，空心軸的兩端穿過卷盤，其一端與變頻電機相連，其另一端上套有滑動滑環(huán)，滑動滑環(huán)與固定在該端的法蘭相連，滑動滑環(huán)的接線觸點接線到盾構(gòu)機上并串聯(lián)到操作室內(nèi)的控制系統(tǒng) ；

在卷盤上設(shè)有速度傳感器，該速度傳感器與盾構(gòu)機的操作室內(nèi)的控制系統(tǒng)相連，并與控制電箱內(nèi)的控制系統(tǒng)信號相連；

放線架固定在支架上，并與變頻電機處于一側(cè)，放線架包括豎支撐和橫支撐，在豎支撐和/或橫支撐上設(shè)有引線管；

空心軸上設(shè)有線纜穿過的線孔，線纜的接頭端從空心軸的空心穿過線孔連接到滑動滑環(huán)上，線纜的收放端穿過引線管沿豎支撐和橫支撐收放；

控制電箱內(nèi)設(shè)有控制變頻電機正反轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2，變頻電機M通過正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2與三相電源相連，三相電源上設(shè)有總開關(guān)Q1。

進一步的技術(shù)方案，在豎支撐和橫支撐之間設(shè)有斜支撐。

進一步的技術(shù)方案，放線架的豎支撐、橫支撐和斜支撐均為長度可調(diào)式結(jié)構(gòu)。

進一步的技術(shù)方案，長度可調(diào)式結(jié)構(gòu)為：豎支撐包括固定套管和伸縮桿，伸縮桿插入固定套管內(nèi)并能相對于固定套管上下滑動，在固定套管上設(shè)有螺紋孔，調(diào)整螺栓穿過螺紋孔能夠鎖緊固定伸縮桿；橫支撐和斜支撐的結(jié)構(gòu)與豎支撐的結(jié)構(gòu)相同。

進一步的技術(shù)方案，在豎支撐和/或橫支撐上設(shè)有導(dǎo)向輪。

進一步的技術(shù)方案，所述的導(dǎo)向輪為滑輪。

進一步的技術(shù)方案，在橫支撐的自由端安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與控制電箱的控制系統(tǒng)信號連接。

進一步的技術(shù)方案，在變頻電機上安裝蜂鳴器，蜂鳴器與控制電箱線路相連。

進一步的技術(shù)方案，控制電箱內(nèi)設(shè)有第一按鈕KQ1、第二按鈕KQ2、反轉(zhuǎn)按鈕KQ3、熱繼電器KR、急停開關(guān)SB和鑰匙開關(guān)SA，第一按鈕KQ1與盾構(gòu)機推進按鈕并聯(lián)，第二按鈕KQ2與盾構(gòu)機的推進速度并聯(lián)；熱繼電器KR連接在變頻電機M與正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2之間，急停開關(guān)SB串聯(lián)在控制系統(tǒng)的主控電路上，鑰匙開關(guān)SA與反轉(zhuǎn)按鈕KQ3串聯(lián)；當(dāng)按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當(dāng)推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1吸合，變頻電機M開始工作，如果線纜拉力過大，壓力傳感器SP給變頻電機M電機一個信號，使變頻電機M加速放線；當(dāng)變頻電機M出現(xiàn)故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警；當(dāng)需要收電纜時，打開鑰匙開關(guān)SA，按下控制電箱內(nèi)的反轉(zhuǎn)按鈕KQ3，反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機M反轉(zhuǎn)，開始收電纜。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

（1）在掘進當(dāng)中不需要工作人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，節(jié)省時間，不耽誤其它的工作進展；

（2）在掘進中線纜不容易纏繞、卡住和被扯斷，從而不耽誤盾構(gòu)機的掘進；（3）在掘進中線纜卷盤不容易受到損壞，很適用于長距離盾構(gòu)掘進；

（4）在隧道竣工時，可以回收再利用，節(jié)約成本；

（5）回收線纜方便，用一個人便可以操作回收，減少勞力；

（6）不容易出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障時維修方便；

（7）空間占用面積小且施工現(xiàn)場不會雜亂無章；

本實用新型在滑動滑環(huán)、速度傳感器及控制電箱能夠使線纜隨著盾構(gòu)機的進退及速度的快慢自動收放，避免線纜出現(xiàn)纏繞、扯斷而耽誤施工進程，大大提高了整機的機動性和靈活性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型自動控制系統(tǒng)的電路圖；

圖中：1、卷盤；2、線孔；3、法蘭；4、滑動滑環(huán)；5、空心軸；6、接線觸點；7、支架；8、控制電箱；9、變頻電機；10、蜂鳴器；11、固定套管；12、調(diào)整螺栓；13、斜支撐；14、壓力傳感器；15、橫支撐；16、導(dǎo)向輪；17、伸縮桿；18、豎支撐；19、線纜；20、引線管；21、放線架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

本實用新型提供一種如圖1所示的全自動線纜收放裝置，包括支架7、放線架21、卷盤1和控制電箱8，卷盤1通過空心軸5轉(zhuǎn)動支撐在支架7上，空心軸5的兩端穿過卷盤1，其一端與變頻電機9相連，其另一端上套有滑動滑環(huán)4，滑動滑環(huán)4與固定在該端的法蘭3相連，滑動滑環(huán)4的接線觸點6接線到盾構(gòu)機的操作室內(nèi)的控制系統(tǒng)。其中，卷盤1用角鋼作為支撐，用薄鐵皮卷繞成卷盤1，用鍍鋅鋼管制作空心軸5，卷盤1與空心軸5裝配在一起，使卷盤1隨空心軸5一起轉(zhuǎn)動，空心軸5與支架7通過軸承轉(zhuǎn)動相連，法蘭3可以作為軸承座或軸承蓋安裝在相應(yīng)的軸承的外側(cè)。滑動滑環(huán)4是負責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件，實現(xiàn)盾構(gòu)機上的設(shè)備和地面控制系統(tǒng)之間的信號傳輸。卷盤1與電機9使收放線纜的動作與盾構(gòu)機的速度保持同步，避免在掘進中發(fā)生線纜纏繞、折斷等問題，從而節(jié)省大量時間。根據(jù)需要收放的線纜的線數(shù)，也即線纜的芯數(shù)，滑動滑環(huán)4的數(shù)量相應(yīng)的增減。

本實用新型在卷盤1上設(shè)有速度傳感器，該速度傳感器與盾構(gòu)機的操作室內(nèi)的控制系統(tǒng)相連，并與控制電箱8內(nèi)的控制系統(tǒng)信號相連，速度傳感器接收到盾構(gòu)機的速度信號，并把盾構(gòu)機的速度信號傳遞到控制電箱8內(nèi)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)盾構(gòu)機的速度調(diào)節(jié)變頻電機9的轉(zhuǎn)速，使放線速度與盾構(gòu)機的掘進速度相匹配，避免線纜纏繞、折斷等問題。

支架7為整個裝置提供支撐，而為了使線纜能夠順暢的收放，本實用新型還增加了放線架21，放線架21固定在支架7上，并與變頻電機9處于一側(cè)，也即放線架21與滑動滑環(huán)4處于卷盤1的兩側(cè)，使線纜的兩端分處在卷盤1的兩端，用于支撐收放的線纜，并使線纜沿放線架21收放，放線架21包括豎支撐18和橫支撐15，在豎支撐18和/或橫支撐15上設(shè)有引線管20。如圖1所示，本實施例中，引線管20在豎支撐18和橫支撐15上都有設(shè)置，線纜穿過引線管20，使線纜沿放線架21在引線管20內(nèi)收放，避免線纜散亂、纏繞。

空心軸5上設(shè)有線纜穿過的線孔2，線纜的接頭從空心軸5的空心穿過線孔2連接到滑動滑環(huán)4上，線纜的收放端穿過引線管20沿豎支撐18和橫支撐15收放。線纜的接頭自空心軸5的空心內(nèi)穿過，使纏繞的線纜的一個接頭在內(nèi)側(cè)，另一收放端在卷繞的線纜的外端收放，該種方式線纜纏繞合理，收放順暢。

控制電箱8為本裝置提供電源，是進行收放線纜的控制部分，控制電箱8內(nèi)設(shè)有控制變頻電機9正反轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2，變頻電機M通過正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2與三相電源相連，三相電源上設(shè)有總開關(guān)Q1。

為了增加放線架21的強度，在豎支撐18和橫支撐15之間設(shè)置了斜支撐13。

為了適應(yīng)不同的施工環(huán)境，找到最佳的收放線的合適位置，本實用新型放線架21的豎支撐18、橫支撐15和斜支撐13均為長度可調(diào)式結(jié)構(gòu)。該長度可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)可以是伸縮式、抽拉式等現(xiàn)有技術(shù)中常用的結(jié)構(gòu)。

本實施例中的長度可調(diào)式結(jié)構(gòu)具體如下：豎支撐18包括固定套管11和伸縮桿17，伸縮桿17插入固定套管11內(nèi)并能相對于固定套管11上下滑動，在固定套管11上設(shè)有螺紋孔，調(diào)整螺栓12穿過螺紋孔能夠鎖緊固定伸縮桿17；其中，橫支撐15和斜支撐13的結(jié)構(gòu)與豎支撐18的結(jié)構(gòu)相同。

在豎支撐18和/或橫支撐15上設(shè)有導(dǎo)向輪16，本實施例是在橫支撐15上安裝，導(dǎo)向輪16能夠減少線纜收到的摩擦阻力。

作為一種最佳的結(jié)構(gòu)，本實用新型所述的導(dǎo)向輪16為滑輪，線纜在滑輪的滑槽內(nèi)移動，能夠避免線纜滑出，保證線纜沿收放線路收放。

考慮到隧道內(nèi)地面存在高低不平的情況，線纜在收放時會遇到來自地面的阻力，在橫支撐15的自由端安裝壓力傳感器14，用于監(jiān)測線纜的拉力，當(dāng)拉力大時，壓力傳感器14把信號傳遞給控制電箱8內(nèi)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制變頻電機加提升功率，傳遞更大的力進行收放工作。

參照圖1，在變頻電機上安裝有蜂鳴器10，蜂鳴器10與控制電箱8內(nèi)控制系統(tǒng)線路相連；當(dāng)變頻電機出現(xiàn)故障時，連接在控制系統(tǒng)主控電路上的熱繼電器KR斷開，蜂鳴器10報警提醒工作人員檢查并維修直至故障消除。

參照圖2所示，控制電箱8內(nèi)設(shè)有第一按鈕KQ1、第二按鈕KQ2、反轉(zhuǎn)按鈕KQ3、熱繼電器KR、急停開關(guān)SB和鑰匙開關(guān)SA，第一按鈕KQ1與盾構(gòu)機推進按鈕并聯(lián)，第二按鈕KQ2與盾構(gòu)機的推進速度并聯(lián)；熱繼電器KR連接在變頻電機M與正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2之間，急停開關(guān)SB串聯(lián)在控制系統(tǒng)的主控電路上，鑰匙開關(guān)SA與反轉(zhuǎn)按鈕KQ3串聯(lián)；當(dāng)按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當(dāng)推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1吸合，如果線纜拉力過大，通過壓力傳感器SP給變頻電機M一個信號，變頻電機M提升功率放線，避免線纜拉斷；當(dāng)變頻電機出現(xiàn)故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警；當(dāng)需要收電纜時，打開鑰匙開關(guān)SA，按下控制電箱8上的反轉(zhuǎn)按鈕KQ3，反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機反轉(zhuǎn)，開始收電纜。

本實用新型的工作原理如下：參照圖2，電機工作如下圖所示，正常情況下總開關(guān)Q1閉合，第一按鈕KQ1與盾構(gòu)機推進按鈕并聯(lián)，第二按鈕KQ2與推進速度并聯(lián)，當(dāng)按下第一按鈕KQ1時，第一按鈕KQ1常開閉合，當(dāng)推進有速度時，第二按鈕KQ2閉合，正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1吸合，變頻電機M工作并放線。當(dāng)盾構(gòu)機掘進時，如果線纜拉力過大，通過壓力傳感器SP給電機一個信號，電機工作并放線。當(dāng)變頻電機M出現(xiàn)故障時，熱繼電器KR斷開，蜂鳴器HZ報警提醒工作人員檢查并維修直至故障消除。當(dāng)隧道竣工時需要收電纜，打開鑰匙開關(guān)SA，按下控制電箱上的反轉(zhuǎn)按鈕KQ3，反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2吸合得電，變頻電機反轉(zhuǎn)，開始工作收電纜。

通過使用本實用新型可以避免線纜纏繞卡住和被扯斷的情況，也很少發(fā)生線纜卷盤損壞的情況，從而減少對盾構(gòu)機掘進的影響。

本實用新型的優(yōu)點如下：（1）在掘進當(dāng)中不需要工作人員隨時隨地的去觀察線纜的情況，節(jié)省時間，不耽誤其它的工作進展；（2）在掘進中線纜不容易纏繞、卡住和被扯斷，從而不耽誤盾構(gòu)機的掘進；（3）在掘進中線纜卷盤不容易受到損壞，很適用于長距離盾構(gòu)掘進；（4）在隧道竣工時，可以回收再利用，節(jié)約成本；（5）回收線纜方便，用一個人便可以操作回收，減少勞力；（6）不容易出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障時維修方便；（7）空間占用面積小且施工現(xiàn)場不會雜亂無章。

本實用新型制作成本低，不需要用昂貴的價錢去購買專門的卷盤器，如果放大制作卷盤，也實用于強電電纜的使用。本實用新型很實用于長距離的盾構(gòu)掘進，方便、省時、空間占用面積小、成本低、便于維修等，具有很強的實用性。

本實用新型能節(jié)省很大成本，并能減少人力，適宜在行業(yè)內(nèi)推廣。

以上對本實用新型提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本實用新型中應(yīng)用具體個例對本實用新型的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可對本實用新型進行若干改進，這些改進也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。