盾构机用双螺旋输送装置的制作方法

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构机用双螺旋输送装置。

背景技术：

螺旋输送机是土压平衡式盾构机的核心装置之一，其作用主要是：1)将切削机构切削下来的渣土通过螺旋叶片输送到皮带输送机上，从而保证土仓内的渣土维持在一定的水平；2)调整土仓内的压力，通过改变螺旋输送机的转速来调整渣土的输送量，进而调节土仓内的压力，使土仓内的压力与土压维持在一定的平衡状态，从而避免在开挖过程中开挖面的坍塌及地层的沉降；3)防止喷涌现象，在地下水含量丰富的地层中开挖时，可通过控制螺旋输送机前闸门及出土闸门的开闭来控制螺旋输送机内水压的大小，从而防止产生喷涌现象。

在地下水含量丰富的地层中施工时，为了实现螺旋输送机的上述功能而设计了具有双螺旋结构的二级螺旋输送机，其中一级螺旋输送机构与正常采用的螺旋输送机结构基本相同，而二级螺旋输送机构则是额外增加的一段螺旋输送机，其中一级螺旋输送机构的出土口与二级螺旋输送机构的进料口相连接，且二级螺旋输送机构渣土输出量要大于一级螺旋输送机构。目前，国内使用较多的二级螺旋输送机构是德国海瑞克公司生产的，该机构虽能有效地防止地下水的喷涌现象，但也存在以下缺点：1)在盾构机掘进过程中，由于双螺旋结构螺旋输送机体积较大，需要安装固定的结构较多，同时二级螺旋输送机构与一级螺旋输送机构的可伸缩部分通过螺栓刚性连接，一旦二级螺旋输送机构固定，则双螺旋结构螺旋输送机的伸缩功能则无法实现，当二级螺旋输送机构可移动时，需要配备的辅助结构件较多，大大增加了整个机构的复杂程度；2)二级螺旋输送机构的螺杆仅仅靠驱动装置一侧进行支撑，即为悬臂梁结构，而输出端则形成了螺旋叶片与筒体直接接触的现象，在长时间的摩擦、磨损作用下，螺旋叶片或筒体必将出现严重磨损现象，从而缩短了螺旋输送机的使用寿命，增加了维修成本，同时也有可能影响原有的施工进度。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种盾构机用双螺旋输送装置，可以实现在一级螺旋输送机构的螺杆伸缩时二级螺旋输送机构保持静止不动，同时可以减小螺旋输送机筒体磨损，以及提高螺旋输送机的使用寿命。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盾构机用双螺旋输送装置，包括一级螺旋输送机构和二级螺旋输送机构，所述一级螺旋输送机构包括一端插置于土仓内的固定筒体、活动套设于所述固定筒体另一端内的伸缩筒体、置于所述固定筒体和伸缩筒体内的一级螺杆，以及用于驱动所述一级螺杆旋转的一级螺杆驱动机构，所述一级螺杆驱动机构固定于所述伸缩筒体上；所述固定筒体上设有伸缩油缸，所述伸缩油缸的活塞杆与所述伸缩筒体连接以带动所述伸缩筒体相对所述固定筒体进行伸缩运动；所述固定筒体上设有一级出料口，所述伸缩筒体上设有开孔，所述开孔在所述伸缩筒体相对所述固定筒体伸缩运动时能够与所述一级出料口重合和错位以形成闸门式出料口；所述二级螺旋输送机构包括密封筒体、置于所述密封筒体内的二级螺杆以及用于驱动所述二级螺杆旋转的二级螺杆驱动机构，所述密封筒体的两端且位于相对的两个侧面上分别设有二级进料口和二级出料口，所述密封筒体与所述固定筒体固定连接，且所述二级出料口与所述一级出料口连通。

作为本发明的进一步改进，所述固定筒体另一端相对的两个侧面上分别设有左油缸耳座，所述伸缩筒体的另一端端部对应所述固定筒体的左油缸耳座分别设有右油缸耳座，所述伸缩油缸的底座固定于所述左油缸耳座上，所述伸缩油缸的活塞杆固定于右油缸耳座上。

作为本发明的进一步改进，所述固定筒体和伸缩筒体的外侧面设有导向和防扭转装置。

作为本发明的进一步改进，所述一级螺杆上的螺旋叶片对应所述一级出料口的上下两部分的螺旋方向相反。

作为本发明的进一步改进，所述密封筒体的一端内设有轴承座，该轴承座上设有支撑轴承，所述二级螺杆驱动机构设于所述密封筒体的另一端上，所述二级螺杆的两端架设于所述支撑轴承和二级螺杆驱动机构上，所述二级螺杆的螺旋叶片外缘与所述密封筒体内壁之间具有间隙。

作为本发明的进一步改进，所述二级螺杆靠近所述支撑轴承的一端外和所述密封筒体之间设有防尘密封圈。

作为本发明的进一步改进，所述固定筒体和伸缩筒体之间设有筒体密封圈，所述固定筒体的一级出料口外设有出口密封圈。

本发明的有益效果是：该盾构机用双螺旋输送装置相对现有技术具有以下优点：1)在一级螺旋输送机构的螺杆需要缩回时，二级螺旋机构静止不动，可以方便快捷的实现一级螺旋输送机构螺杆的缩回，同时伸缩筒体在螺杆缩回时还具有闸门的功能，可避免在一级螺旋输送机构的出料口处外加一道闸门，为螺旋输送机的整体设计节省了成本及安装空间；2)二级螺旋机构的螺杆一端采用支撑轴承进行支撑，使螺杆整体为2点支撑结构，避免了螺旋叶片外缘与筒体内壁的直接接触，可有效防止筒体内壁与螺旋叶片的磨损，大大提高了螺旋输送机的使用寿命及工作稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A部放大结构示意图；

图3为图1中B部放大结构示意图。

结合附图，作以下说明：

11——固定筒体 12——伸缩筒体

13——一级螺杆 14——一级螺杆驱动机构

15——伸缩油缸 16——一级出料口

17——筒体密封圈 18——出口密封圈

21——密封筒体 22——二级出料口

23——二级螺杆 24——二级螺杆驱动机构

25——二级进料口 26——轴承座

27——支撑轴承 28——防尘密封圈

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

参阅图1-3，一种盾构机用双螺旋输送装置，包括一级螺旋输送机构和二级螺旋输送机构，所述一级螺旋输送机构包括一端插置于土仓内的固定筒体11、活动套设于所述固定筒体另一端内的伸缩筒体12、置于所述固定筒体和伸缩筒体内的一级螺杆13，以及用于驱动所述一级螺杆旋转的一级螺杆驱动机构14，所述一级螺杆驱动机构固定于所述伸缩筒体上；所述固定筒体上设有伸缩油缸15，所述伸缩油缸的活塞杆与所述伸缩筒体连接以带动所述伸缩筒体相对所述固定筒体进行伸缩运动；所述固定筒体上设有一级出料口16，所述伸缩筒体上设有开孔，所述开孔在所述伸缩筒体相对所述固定筒体伸缩运动时能够与所述一级出料口重合和错位以形成闸门式出料口；所述二级螺旋输送机构包括密封筒体21、置于所述密封筒体内的二级螺杆23以及用于驱动所述二级螺杆旋转的二级螺杆驱动机构24，所述密封筒体的两端且位于相对的两个侧面上分别设有二级进料口25和二级出料口22，所述密封筒体与所述固定筒体固定连接，且所述二级出料口与所述一级出料口连通。

工作时，固定筒体的一端插置于土仓内，一级螺杆驱动机构带动一级螺杆旋转，将切削机切削下来的渣土通过一级螺杆输送到一级出料口，然后进入二级螺旋输送机构的密封筒体内，再将二级螺杆被输送到二级出料口。一级螺杆的驱动机构设置在伸缩筒体上，二级螺旋输送机构的密封筒体固定在一级螺旋输送机构的固定筒体上，使得一级螺杆需要缩回时，二级螺旋机构静止不动，可以方便快捷的实现一级螺杆的缩回，同时一级螺杆缩回时还具有闸门的功能，即由于在伸缩筒体上设置了开孔，该开孔在伸缩筒体伸缩运动时，能够与一级出料口重合或错位，从而形成闸门式出料口，因此可以减少一道螺旋闸门，减少部件，节约成本和安装空间。

所述固定筒体另一端相对的两个侧面上分别设有左油缸耳座，所述伸缩筒体的另一端端部对应所述固定筒体的左油缸耳座分别设有右油缸耳座，所述伸缩油缸的底座(通过销轴)固定于所述左油缸耳座上，所述伸缩油缸的活塞杆(通过销轴)固定于右油缸耳座上。当一级螺旋输送机构的一级螺杆需要从土仓内缩回时，只需向伸缩油缸内注入液压油使油缸杆伸出即可，反之则可使已缩回的一级螺杆进入土仓。

所述固定筒体和伸缩筒体的外侧面设有导向和防扭转装置，防止螺旋机在正常工作时驱动装置旋转及螺杆缩回时起导向作用。

所述一级螺杆上的螺旋叶片对应所述一级出料口的上下两部分的螺旋方向相反，可以有效防止渣土向螺杆驱动装置方向涌入，从而造成渣土固结在伸缩筒体内。

所述密封筒体的一端内设有轴承座26，该轴承座上设有支撑轴承27，所述二级螺杆驱动机构设于所述密封筒体的另一端上，所述二级螺杆的两端架设于所述支撑轴承和二级螺杆驱动机构上，所述二级螺杆的螺旋叶片外缘与所述密封筒体内壁之间具有间隙。支撑轴承和二级螺杆驱动机构对二级螺杆形成的两点支撑，即轴承支撑和驱动支撑，在螺旋机正常工作时，二级螺旋输送机构的叶片外缘与密封筒体内壁形成间隙，大大减少了二者之间的接触摩擦，从而提高螺旋输送机的使用寿命。

所述二级螺杆靠近所述支撑轴承的一端外和所述密封筒体之间设有防尘密封圈28，共三只，形成两道密封腔，在每道密封腔内开设有密封油脂孔，当螺旋机正常工作时，密封油脂不停地被泵送到密封腔内，以防止渣土、泥水等杂质泄漏到支撑轴承内，而对轴承造成损伤，从而保证装置在工作期间的稳定性和使用寿命。

所述固定筒体和伸缩筒体之间设有筒体密封圈17，所述固定筒体的一级出料口外设有出口密封圈18，筒体密封圈有四只，形成三道密封腔，在三道密封腔内开有密封油脂孔，当螺旋机正常工作时，密封油脂不停地被泵输送至密封腔内，以防止渣土、泥水、空气等从伸缩筒体与固定筒体的间隙出泄漏，从而保持土仓内的压力平衡；出口密封腔为环形密封圈，安置于一级出料口处，当一级螺杆缩回时，伸缩筒体上未开孔的部分则形成闸门，在出口密封圈的作用下保证闸门的密封性能。