基于旋转水刀的刀盘冲刷装置的制作方法

本实用新型属于掘进机泥饼的防治技术领域，具体涉及基于旋转水刀的刀盘冲刷装置。

背景技术：

掘进机在泥质粉砂岩中掘进时，由于土体富含黏土矿物质，粘性大，容易附着在刀盘上。而刀盘中心面板没有开口区域，也没有排渣口，导致渣土容易在刀盘中心面板堆积。随着渣土在刀盘上的堆积，掘进阻力增大，掘进产生的热量增加，刀盘温度上升，造成渣土逐渐变硬，形成泥饼，最终导致刀盘失去掘进能力。刀盘形成泥饼会造成掘进困难、刀具和刀盘的磨损加剧，甚至失效，还会造成主驱动密封损坏。

现阶段处理刀盘泥饼的方法主要有三种：

1)在泥饼形成后，开仓清除泥饼，更换刀具；

2)掘进过程中，向刀盘前端注射土质改良剂；

3)在刀盘上安装冲刷装置，清除泥饼。

开仓处理不仅准备工作繁杂，而且有很高的风险。

渣土改良只能降低刀盘形成泥饼的概率，不能完全避免泥饼的形成。一旦形成泥饼，仍需要开仓处理。

采用刀盘冲刷装置能够比较好的预防和消除泥饼，但是现有的刀盘冲刷装置都是采用安装在刀盘上的固定喷头，冲刷方向固定，冲刷范围有限，同时需要在刀盘上布置多个冲刷方向不相同的固定喷头，装置布置过程繁杂。

因此急需研发出一种基于旋转水刀的刀盘冲刷装置来解决以上问题。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了基于旋转水刀的刀盘冲刷装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

基于旋转水刀的刀盘冲刷装置，包括：

固定架；固定架固定在刀盘的背部；

传动齿轮；传动齿轮可转动安装在固定架上；

多个液压马达；液压马达安装在固定架上，液压马达用于驱动传动齿轮转动；

多个旋转喷头；旋转喷头的第一端从刀盘的背部穿入，从刀盘的正面穿出，旋转喷头与刀盘可转动连接；旋转喷头的第一端上设置有喷口，喷口喷出的水作用于刀盘的正面；旋转喷头的第二端侧壁上设置有齿圈，齿圈与传动齿轮啮合；

油液输入装置；油液输入装置分别与旋转喷头和液压马达连接。

具体地，油液输入装置包括：

多根进/出油支管；

油液分水器；

进/出油管；

控制油路；

中心回转接头；控制油路的一端连接油源，控制油路的另一端通过中心回转接头后与进/出油管的一端连接，进/出油管的另一端与油液分水器连接，油液分水器分别与多根进/出油支管的一端连接，每根进/出油支管的另一端与液压马达连接；

刀盘冲刷总管；

增压泵；增压泵安装在刀盘冲刷总管上；

进浆管；

分水器；

多根刀盘冲刷支管；刀盘冲刷总管的一端与进浆管连接；刀盘冲刷总管的另一端通过中心回转接头后与分水器连接，分水器还与多根刀盘冲刷支管连接，每根刀盘冲刷支管与一个旋转喷头连接。

具体地，在每根刀盘冲刷支管上均设置有单向阀；在刀盘冲刷总管上设置有压力计和气动球阀。

具体地，刀盘冲刷支管与旋转喷头之间通过旋转接头连接。

具体地，旋转喷头为中空结构，旋转喷头的第二端端部设置有连接部，旋转喷头通过连接部与旋转接头连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、液压马达可以带动旋转喷头转动，扩大了冲刷范围，通过较少的旋转喷头就可以达到刀盘泥饼防治的效果，而且液压马达转速可控，能够适应不同的掘进环境；

2、增压泵产生高压水射流能够有效地冲刷泥块，并且可根据需要调节高压水射流的压力，达到冲刷刀盘泥饼的效果；

3、安装在刀盘冲刷支管上的单向阀可以防止泥浆和渣土倒灌进管路中造成的堵塞；

4、安装在刀盘冲刷总管上安装有压力计可以监测刀盘冲刷总管的压力，防止因故障造成的管路压力异常。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中旋转喷头的剖视图。

附图标记说明：

1-刀盘、2-固定架、3-液压马达、4-进/出油支管、5-油液分水器、6-进/出油管、7-控制油路、8-旋转喷头、9-传动齿轮、10-单向阀、11-刀盘冲刷支管、12-分水器、13-中心回转接头、14-刀盘冲刷总管、15-压力计、16-增压泵、17-气动球阀、18-进浆管、19-喷口、20-齿圈、21-连接部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供以下技术方案：

如图1和图2所示，基于旋转水刀的刀盘冲刷装置，包括：

固定架2；固定架2固定在刀盘1的背部；

传动齿轮9；传动齿轮9可转动安装在固定架2上；

多个液压马达3；液压马达3安装在固定架2上，液压马达3用于驱动传动齿轮9转动；

多个旋转喷头8；旋转喷头8的第一端从刀盘1的背部穿入，从刀盘1的正面穿出，旋转喷头8与刀盘1可转动连接；旋转喷头8的第一端上设置有喷口19，喷口19喷出的水作用于刀盘1的正面；旋转喷头8的第二端侧壁上设置有齿圈20，齿圈20与传动齿轮9啮合；

油液输入装置；油液输入装置分别与旋转喷头8和液压马达3连接。

在本实施例中，固定架2焊接在刀盘1背面的中心处，旋转喷头8和液压马达3成对的安装在固定架2上；多个旋转喷头8和液压马达3均匀的布设在刀盘1上，并保证多个旋转喷头8喷出的水能够全覆盖刀盘1，并作用于其上的泥饼。

在本实施例中，当掘进机通过易形成泥饼的地层或已经形成结泥饼时，通过安装在固定架2上的液压马达3带动旋转喷头8旋转，同时旋转喷头8喷出高压水射流切割泥块，防止生成和消除泥饼。

在本实施例中，旋转喷头8与刀盘1可转动连接是通过多个轴承来实现，同时轴承还起到限定旋转喷头8的轴向位移的作用。

在本实施例中，在固定架2上开设有多个通孔，液压马达3是固定在固定架2上，液压马达3的转轴连接传动齿轮9，传动齿轮9与旋转喷头8的齿圈20均是置于通孔内。

如图1所示，油液输入装置包括：

多根进/出油支管4；

油液分水器5；

进/出油管6；

控制油路7；

中心回转接头13；控制油路7的一端连接油源，控制油路7的另一端通过中心回转接头13后与进/出油管6的一端连接，进/出油管6的另一端与油液分水器5连接，油液分水器5分别与多根进/出油支管4的一端连接，每根进/出油支管4的另一端与液压马达3连接；

刀盘冲刷总管14；

增压泵16；增压泵16安装在刀盘冲刷总管14上；

进浆管18；

分水器12；

多根刀盘冲刷支管11；刀盘冲刷总管14的一端与进浆管18连接；刀盘冲刷总管14的另一端通过中心回转接头13后与分水器12连接，分水器12还与多根刀盘冲刷支管11连接，每根刀盘冲刷支管11与一个旋转喷头8连接。

在本实施例中，通过安装在固定架2上的液压马达3带动旋转喷头8旋转，同时旋转喷头8喷出高压水射流切割泥块，从而清除已经生成的泥饼，或者减少渣土在刀盘1上的堆积，达到刀盘1泥饼防治的目标。

高压水射流由刀盘冲刷总管14上的增压泵16产生，通过刀盘冲刷总管14到达中心回转接头13，然后到达分水器12；分水器12连接各个刀盘冲刷支管11；高压水射流通过刀盘冲刷支管11到达各个旋转喷头8。

控制油路7中的油液经过进油管到达中心回转接头13，然后到达油液分水器5；油液分水器5连接各个进油支管；油液通过进油支管到达各个液压马达3，再由出油支管返回油液分水器5、中心回转接头13和出油管，最后回到控制油路7。

如图1所示，在每根刀盘冲刷支管11上均设置有单向阀10；在刀盘冲刷总管14上设置有压力计15和气动球阀17。

本实施例中，单向阀10是防止泥浆和渣土倒灌进管路中造成的堵塞；压力计15能监测刀盘冲刷总管14的压力，使操作人员及时发现装置故障，防止因故障造成的管路压力异常；气动球阀17可以控制刀盘冲刷总管14的开闭；

如图1所示，刀盘冲刷支管11与旋转喷头8之间通过旋转接头连接。

如图2所示，旋转喷头8为中空结构，旋转喷头8的第二端端部设置有连接部21，旋转喷头8通过连接部21与旋转接头连接。

工作原理阐述：

控制气动球阀17开启，使进浆管18中的水流入刀盘冲刷总管14中；通过安装在刀盘冲刷总管14上的增压泵16提高水压；经过中心回转接头13流入分水器12中；由分水器12将水流分到各个刀盘冲刷支管11中；最后流入旋转喷头8，由喷口19喷出。

控制油路7中的油液流入进油管，经过中心回转接头13流入油液分水器5中，再通过进油支管流入液压马达3，驱动马达旋转；通过传动齿轮9传动，因传动齿轮9与齿圈20啮合，则带动旋转喷头8旋转，冲刷刀盘1表面的泥块；油液通过出油支管从液压马达中流出，到达油液分水器5，通过出油管经过中心回转接头13返回控制油路7。

操作人员可以通过压力计监测刀盘冲刷总管的压力，如果发现压力异常可及时关闭气动球阀，进行检修。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。