一种基于微波技术的隧道衬砌破除骨料回收装置

1.本实用新型涉及隧道建筑技术及领域，尤其涉及一种基于微波技术的隧道衬砌破除骨料回收装置。


背景技术：

2.当前中国每年因隧道衬砌由于自然地质条件的影响，出现开裂剥落、表面腐蚀等现象，不得不对衬砌进行拆除作业，而传统的拆除技术具有耗时长、效率低、能耗大、风险大等缺点；并且拆除后的废弃料成吨丢弃。
3.为了应对经济效益、环境保护和可再生资源短缺等问题，衬砌拆除新型技术和废弃料中的骨料再生利用技术的开发迫在眉睫。将旧骨料、新骨料、水泥砂浆以及外加剂重新拌和形成再生骨料混凝土。在创造经济效益的同时，具有节约资源和造价、保护生态环境的环保特点。
4.隧道衬砌拆除现有方法：人工凿除、机械拆除、爆破拆除、自动拆除机。人工凿除不仅对工人的体质要求较高，而且消耗时间较长，效率非常低；机械拆除能耗大，噪音大，扬尘污染；爆破拆除风险很大，对既有结构安全威胁大，难度系数高；自动拆除机局限性大，适用于全段拆除。
5.解决上述技术问题，对衬砌拆除新型技术和废弃料中的骨料再生利用技术的开发来说具有现实意义。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于在衬砌拆除中提高效率、减小污染、降低能源消耗、提高经济效益，并在拆除后的废弃料中提取骨料，从而解决工程废弃物中骨料循环利用的问题，促进经济可持续发展，提供一种基于微波技术的隧道衬砌破除骨料回收装置。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种基于微波技术的隧道衬砌破除骨料回收装置，包括：
9.骨料处理装置，设有可升降的废弃料铲、螺旋胶质刀和至少三级骨料筛；
10.保护箱，设于骨料处理装置上方，一侧有可旋转的衬砌破除装置和微波照射装置，保护箱内部设有用于控制废弃料铲升降、控制衬砌破除装置和微波照射装置作业的控制装置；
11.其中：
12.微波照射装置设有可旋转的微波照射灯；
13.衬砌破除装置设有可旋转的凿头；
14.可升降的废弃料铲设有可伸缩的弹性塞和可翻转的挡板；
15.螺旋胶质刀，设于骨料处理装置上方，与骨料进口对应；
16.多级骨料筛，设于螺旋胶质刀下方，各级骨料筛板与骨料出口对应。
17.优选的，所述可升降的废弃料铲通过设于骨料处理装置侧壁的升降器连接结构连板支撑。
18.优选的，一对螺旋胶质刀刀口相互咬合，以相反方向旋转粉碎废弃料。螺旋胶质刀采用橡胶材质。
19.优选的，多级骨料筛上分别设有筛孔，各级骨料筛上的筛孔孔径由上至下依次递减。
20.优选的，多级骨料筛相对于骨料处理装置倾斜设置，由上至下相互倾斜方向相反，倾斜角度一致。
21.优选的，多级骨料筛各筛两端通过挂钩连接于骨料处理装置内壁。
22.优选的，多级骨料筛上设有振动器。
23.优选的，骨料处理装置侧壁上设置骨料出口，各级骨料出口分别与多级骨料筛倾斜面相对应。
24.优选的，骨料处理装置通过支撑柱设于行走轮上，保护箱设于骨料处理装置上。
25.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
26.本装置运用微波加热技术，对衬砌进行均匀照射，再经可旋转的凿头轻微凿击即可拆除；掉落的废弃料经废弃料铲收集倒入骨料处理装置中，通过螺旋胶质刀进行粉碎处理，多级骨料筛分离出粒径不同的骨料，使得旧骨料循环利用，达到节约资源的要求。凿头、微波照射灯、骨料筛和螺旋胶质刀都可以拆卸，方便进行定期清洗更换操作。供电装置和升降器也可以拆卸维修等操作。骨料筛也可以根据衬砌所用的混凝土的骨料级配更换不同的筛孔，满足各种级配的混凝土衬砌破除的要求。本装置结构设计灵活简单，便于零部件的拆卸，操作方便快捷，自动化程度高，分离效率高，可为工程拆除隧道衬砌提供方便。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
28.图1是一种基于微波技术的隧道衬砌破除及骨料回收装置的结构示意图；
29.图2是图1的左视半剖图；
30.图3是图1中a
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a处的剖视结构示意图；
31.图中：1
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骨料处理装置，2
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保护箱，3
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行走轮，4
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衬砌破除装置，5
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微波照射装置，6
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废弃料铲，7
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控制装置，8
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散热孔，9
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第一结构连板，10
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第一螺栓，11
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第一u型结构连板，12
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第二结构连板，13
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第二螺栓，14
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第二u型结构连板，15
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支柱，16
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螺旋胶质刀，17
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骨料筛，18
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凹槽，19
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第一旋转装置，20
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凿头，21
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第一导线，22
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第二导线，23
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第二旋转装置，24
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微波照射灯，25
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第三导线，26
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第四导线，27
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升降器，28
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骨料出口，29
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弹性塞，30
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挡板，31
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转轴，32
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挂钩，33
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筛孔，34
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保护壳，35
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软质保护壳。
具体实施方式
32.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
33.如图1
‑
3所示，本实用新型的基于微波技术的隧道衬砌破除骨料回收装置，包括骨
料处理装置1和保护箱2，保护箱2设于骨料处理装置1上，骨料处理装置1通过支柱15支撑于行走轮3上，行走轮3上罩有保护壳34。
34.骨料处理装置1侧面设有骨料进口，骨料进口对应的骨料处理装置1上部内腔设置有两个截面为圆形的螺旋胶质刀16，两个螺旋胶质刀16平行设置，刀口相互咬合，进行初步处理废弃料，将砂浆粉碎成细磨，不损伤骨料；螺旋胶质刀16的下部自上而下依次设有三级骨料筛17，三级骨料筛17上设有不同孔径的筛孔33，筛孔的孔径根据骨料粒径进行选择；三级骨料筛17通过设置在骨料处理装置1内壁上的挂钩32相对于骨料处理装置1倾斜挂起，在三级骨料筛17对应的骨料处理装置1侧壁上上下分别设有四对骨料出口28，各对骨料出口28分别设于骨料处理装置1侧壁两侧，骨料出口28的孔径根据骨料粒径进行选择，骨料处理装置1最底部的骨料出口28为细磨砂浆出口。三级骨料筛17的倾斜角度一致，倾斜方向不同，有利于不同粒径的骨料由于重力作用自然滑到各自出口。相对于骨料出口对面的骨料处理装置1侧壁上设有两个升降器27，升降器27上部连接两个第二结构连板12，两个第二结构连板12通过圆柱形带螺纹的第二螺栓13与废弃料铲6上的第二u型结构连板14连接；两个第二结构连板12可以在升降器27上部倾斜一定角度，角度的大小要使废弃料铲6与地面平齐；通过控制装置7间接控制废弃料铲6的升降，通过废弃料铲6将废弃料倒进骨料处理装置1中。废弃料铲6的外端可以进行三级伸缩，有利于衬砌渣掉落在废弃料铲6中，废弃料铲6的伸缩之间设有清除铲壁伸缩段残留混凝土的弹性塞29，废弃料铲6的下端设置有通过圆柱形转轴31连接的挡板30，便于挡板旋转使得废弃料铲6在升降旋转过程中，废弃料不外漏。骨料处理装置1的底部由8个与保护壳34连接的圆柱形支柱15支撑，保护壳34下面为4个行走轮3，方便该大型装置在工作过程进行移动破碎。
35.保护箱2设于骨料处理装置1上方，保护箱2内放置有带散热孔8的控制装置7，使得破碎工作正常进行。在与骨料处理装置1的废弃料铲6同方向的保护箱2侧壁铰接有衬砌破除装置4和微波照射装置5，衬砌破除装置4和微波照射装置5通过两个第一结构连板9铰接第一u型结构连板11分别连接在保护箱2外侧壁上。衬砌破除装置4上设有第一旋转装置19连接的凿头20；微波照射装置5上设有第二旋转装置23上的微波照射灯24。
36.控制装置7连接第一导线21和第二导线22，通过控制装置7分别控制衬砌破除装置4的凿头20的旋转和主体支撑部分的三级伸缩；与控制装置7左下部连接的是第三导线25和第四导线26，通过控制装置7控制第三导线25连接的微波照射装置5的微波照射灯24的工作时间和工作功率(工作温度)，通过控制装置7连接的第四导线26连接微波照射装置5，控制微波照射装置5的主体支撑部分的三级伸缩。导线之间互不干涉，增加工作效率。
37.衬砌破除装置4和微波照射装置5通过第一结构连板9铰接第一u型结构连板11沿保护箱2外壁上下转动。保护箱2外壁有两个凹槽18，两个第一结构连板9固定在凹槽中，并可以在凹槽18内旋转，有利于增大微波照射装置5的照射范围和衬砌破除装置4的凿击范围。两个第一结构连板9通过圆柱形带螺纹的第一螺栓10与衬砌破除装置4和微波照射装置5底部的第一u型结构连板11连接，便于衬砌破除装置4和微波照射装置5灵活旋转并定期拆卸检修。衬砌破除装置4的主体支撑部分顶端固定第一旋转装置19，第一旋转装置19的上端连接凿头20，第一旋转装置19内部设有螺纹，便于拆卸凿头20。微波照射装置5的主体支撑部分顶端固定第二旋转装置23，第二旋转装置23的内部设有微波照射灯24，微波照射灯24都可以拆卸并更换。微波照射灯24的周围布有不透射微波的软质材料制成的软质保护壳
35，软质保护壳35具有保护微波照射灯24，防止微波泄露的作用。
38.在本装置中，凿头20、微波照射灯24、骨料筛17和螺旋胶质刀16都可以拆卸，方便进行定期清洗更换操作。保护箱2可以打开，以便检查线路。控制装置7和升降器27也可以拆卸维修等操作。骨料筛17也可以根据衬砌所用的混凝土的骨料级配更换不同的筛孔33，满足各种级配的混凝土衬砌破除的要求。各级骨料筛上设有振动器，并且骨料筛17和螺旋胶质刀16是同时启动，同时停止。骨料处理装置1、衬砌破除装置4、微波照射装置5和废弃料铲6之间的运作互不干扰，可以单独运作，都是采用智能信息进行控制。
39.由于破除的混凝土衬砌由骨料和水泥浆体组成，为了使得回收的骨料可以再次利用，所以螺旋胶质刀16采用强度比砂浆强度大，远小于骨料的强度的橡胶材质制成，这样能够保证不损害骨料的同时可以将附着在骨料上面的少量浆体清除。
40.本实用新型的工作原理：
41.对隧道内所要拆除的衬砌进行微波照射、轻微凿击和废弃料中不同粒径骨料分别从各自的出口排出，实现衬砌拆除和骨料分离收集过程。
42.本装置针对所需拆除的衬砌进行破碎工作。首先进行微波在衬砌表面缓慢照射，使得衬砌混凝土中骨料和砂浆进行分离，用凿头轻微敲击即可掉落在废弃料铲中，接着倒进骨料处理装置中进行骨料和砂浆再次分离完成之后，粒径大小不同的骨料分别从各自的出口排出。
43.本实用新型提供的隧道衬砌破除及骨料回收过程如下：
44.将该大型装置移动到待拆除衬砌的隧道里，启动供电装置。根据衬砌的厚度设置微波照射灯的微波功率和工作时间，根据该大型装置到衬砌的距离设置衬砌破除装置和微波照射装置主体支撑部分以及废弃料铲的伸缩等级。首先开始微波照射灯对衬砌进行照射，软质保护壳与衬砌紧密贴着，使得微波充分利用防止泄露，达到工作时间之后，让微波照射装置整体在凹槽内转动调整角度进行下一个断面的照射；此时衬砌破除装置的凿头开始作业，对刚刚进行照射过的衬砌断面轻微敲击即可掉落在废弃料铲中，照射过程中的掉渣也可以落在铲中。当铲中废弃料达到阈值时，控制转轴旋转使得挡板贴近铲的前壁，通过升降器将废弃料铲升降到一定高度，控制u型结构连板二旋转使得废弃料从骨料处理装置的入口倒进。启动螺旋胶质刀快速转动将废弃料中的砂浆压成细磨，与骨料分离。通过三个倾斜的骨料筛的抖动将骨料按粒径大小进行筛分，由于重力作用，进而从各自的出口分离出。而砂浆细磨将落在骨料处理装置的底部，在底部骨料出口进行收集。
45.完成一个隧道衬砌工作面的破除后，行走轮带动骨料处理装置和保护箱重复上述操作，进行微波照射、凿头破除、废弃料倒入骨料处理装置、废弃料切割、振动筛分收集过程，直至待拆除的衬砌被完全破碎，不同粒径的骨料被收集。
46.本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。