一种格栅结构及泥水盾构机的制作方法

1.本实用新型涉及泥水盾构施工技术领域，尤其涉及一种格栅结构及泥水盾构机。


背景技术：

2.盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。泥水盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。泥水盾构机在部分含砾地层中施工时，需要在排浆管前设置格栅，该格栅用以防止大块砾石进入排浆管中，导致浆液携带砾石进入排浆泵，从而造成排浆泵叶片损坏的问题发生。
3.在不同的地层条件下，砾石的尺寸是不同的，同时，不同的排浆泵允许通过砾石最大尺寸也是不同的。因此在不同的地层中，需要针对性地配置不同的排浆泵进行排浆。例如，在中风化含砾砂岩地层中，砾石尺寸较大，在这一工况下，需要配置较大通过粒径的排浆泵，并配置较大通过粒径的格栅；在夹碎石黏土层中，砾石尺寸较小，在这一工况下，需要配置较小通过粒径的排浆泵，并配置较小通过粒径的格栅。若格栅的通过尺寸过小，则会导致泥浆流动受阻，格栅的通过尺寸过大，则会导致过大的颗粒或异物通过，打坏排浆泵叶片。
4.因此，在不同地层条件下，需要配置不同通过粒径的格栅，格栅尺寸需要根据地层进行更换，造成材料浪费。
5.因此，亟需一种格栅结构及泥水盾构机，以解决以上问题。


技术实现要素：

6.根据本实用新型的一个方面，目的在于提供一种格栅结构，该格栅结构适用性高，能够根据不同的地层条件进行砾石通过尺寸的适应性调节，无需针对不同地层使用多个通过尺寸不同的格栅，节省材料。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种格栅结构，包括：格栅框架、多个第一固定杆部以及多个活动杆组；所述格栅框架位于泥水仓，安装于排浆管的管口；多个所述第一固定杆部沿第一方向间隔设置于所述格栅框架中，第一方向垂直于所述第一固定杆部的长度方向；所述活动杆组包括第一转杆和第二转杆，所述第一转杆和所述第二转杆分别转动连接于两个相邻的所述第一固定杆部，所述第一转杆和所述第二转杆的端部分别安装有第一磁铁和第二磁铁，所述第一转杆和所述第二转杆转动至平行于第一方向时，所述第一磁铁和所述第二磁铁吸附连接；多个所述第一固定杆部和多个所述活动杆组在所述格栅框架中划分多个格栅通口，所述第一转杆和所述第二转杆能够转动调节所述格栅通口的通过尺寸。
9.可选地，所述格栅框架包括两个第一杆部和两个第二杆部，两个所述第一杆部平行于第一方向，在第二方向上间隔设置，两个所述第二杆部平行于第二方向，在第一方向上
间隔设置，两个所述第一杆部和两个所述第二杆部均安装于所述排浆管的管口，第二方向垂直于第一方向。
10.可选地，所述格栅结构还包括第二固定杆部，所述第二固定杆部平行于第一方向设置于所述格栅框架中，与多个所述第一固定杆部交叉设置。
11.可选地，相邻两个所述第一固定杆部之间设置两个所述活动杆组，两个所述活动杆组分别位于所述第二固定杆部的两侧，与所述第二固定杆部间隔设置。
12.可选地，所述第二固定杆部距离所述两个所述第一杆部的距离相同，相邻两个所述第一固定杆部之间设置的两个所述活动杆组距离所述第二固定杆部的距离相同。
13.可选地，所述格栅结构还包括多个转动轴，多个所述转动轴沿第一方向分别设置于多个所述第一固定杆部，一个所述活动杆组的第二转杆和相邻的所述活动杆组的第一转杆共用一个所述转动轴。
14.可选地，所述格栅结构还包括电控系统，所述电控系统安装于主机体，电连接于所述第一转杆和所述第二转杆，能够驱动所述第一转杆和所述第二转杆转动。
15.可选地，所述第一磁铁和所述第二磁铁为电磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁通过所述电控系统进行控制。
16.根据本实用新型的另一个方面，目的在于提供一种泥水盾构机，该泥水盾构机能够适用于多种地层条件，其排浆泵不易损坏。
17.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
18.一种泥水盾构机，包括泥水仓、排浆管、排浆泵和主机体，还包括上述方案任一所述的格栅结构，所述主机体安装于所述泥水仓的一侧，所述排浆管连通所述泥水仓和所述排浆泵，所述格栅结构安装于所述排浆管插设于所述泥水仓的管口。
19.可选地，所述泥水盾构机还包括盾构刀盘，所述盾构刀盘安装于所述泥水仓背离所述主机体的一侧，被配置为掘进开挖隧道。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供的格栅结构设置格栅框架，用以实现多个第一固定杆部以及多个活动杆组在排浆管管口的安装。多个第一固定杆部和多个活动杆组在格栅框架中划分多个格栅通口，该格栅通口用以供泥浆通过，并阻挡砾石。活动杆组包括第一转杆和第二转杆，第一转杆和第二转杆分别转动连接于两个相邻的第一固定杆部，第一转杆和第二转杆能够转动调节格栅通口的通过尺寸，用以适应不同地层的土质，适用于阻挡不同尺寸的砾石。第一转杆和第二转杆的端部分别安装有第一磁铁和第二磁铁，当第一转杆和第二转杆转动至平行于第一方向时，第一磁铁和第二磁铁吸附连接，增强第一转杆和第二转杆连接时的可靠性。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的泥水盾构机的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的格栅结构的第一状态示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的格栅结构的第二状态示意图。
25.图中：
26.10、泥水仓；20、排浆管；30、主机体；40、盾构刀盘；
27.100、格栅框架；110、第一杆部；120、第二杆部；
28.200、第一固定杆部；
29.300、活动杆组；310、第一转杆；320、第二转杆；330、第一磁铁；340、第二磁铁；
30.400、第二固定杆部；
31.500、转动轴；
32.600、电控系统。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
34.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.图1示出本实用新型实施例提供的泥水盾构机的结构示意图。参照图1，本实施例提供了一种泥水盾构机以及一种格栅结构。该泥水盾构机包括泥水仓10、排浆管20、排浆泵、主机体30以及盾构刀盘40，还包括本实施例提供的格栅结构。该主机体30安装于该泥水仓10的一侧，该排浆管20连通该泥水仓10和该排浆泵，该格栅结构安装于该排浆管20插设于该泥水仓10的管口。该盾构刀盘40安装于该泥水仓10背离该主机体30的一侧，被配置为掘进开挖隧道。该泥水仓10用于暂存泥浆。该排浆管20和排浆泵用于排出泥水仓10中的泥浆。该格栅结构则能够防止砾石打坏排浆泵叶片。
39.图2示出本实用新型实施例提供的格栅结构的第一状态示意图；图3示出本实用新型实施例提供的格栅结构的第二状态示意图。参照图2和图3，本实施例提供的格栅结构包
括格栅框架100、多个第一固定杆部200以及多个活动杆组300。
40.具体地，该格栅框架100位于泥水仓10，安装于排浆管20的管口。该格栅框架100包括两个第一杆部110和两个第二杆部120，两个第一杆部110平行于第一方向，在第二方向上间隔设置，两个第二杆部120平行于第二方向，在第一方向上间隔设置，该两个第一杆部110和两个第二杆部120均安装于排浆管20的管口。该第一固定杆部200垂直于第一杆部110，夹设于两个第一杆部110之间，两端固连于两个第一杆部110。该格栅框架100用以实现多个第一固定杆部200以及多个活动杆组300在排浆管20管口的安装。
41.再为具体地，多个第一固定杆部200沿第一方向间隔设置于该格栅框架100中，第一方向垂直于该第一固定杆部200的长度方向。该活动杆组300包括第一转杆310和第二转杆320，该第一转杆310和该第二转杆320分别转动连接于两个相邻的第一固定杆部200，该第一转杆310和该第二转杆320的端部分别安装有第一磁铁330和第二磁铁340。多个第一固定杆部200和多个活动杆组300在该格栅框架100中划分多个格栅通口，该第一转杆310和该第二转杆320能够转动调节该格栅通口的通过尺寸。该第一转杆310和该第二转杆320转动至平行于第一方向时，该第一磁铁330和该第二磁铁340吸附连接，此时格栅结构处于第一状态，如图2所示；第一转杆310和第二转杆320转动完全打开后，该第一转杆310和该第二转杆320平行于第二方向，此时格栅结构处于第二状态，如图3所示。在本实施例中，第二方向垂直于第一方向，
42.作为优选地，该格栅结构还包括第二固定杆部400，该第二固定杆部400平行于第一方向设置于该格栅框架100中，与多个第一固定杆部200交叉设置。该第二固定杆部400能够增加格栅结构的稳定性，同时能够与多个第一固定杆部200对砾石形成阻挡，缩小格栅通口的通过尺寸。
43.作为优选地，相邻两个第一固定杆部200之间设置两个活动杆组300，两个活动杆组300分别位于该第二固定杆部400的两侧，与该第二固定杆部400间隔设置。上述设置能够实现格栅通口的进一步调节，在增设第二固定杆部400缩小格栅通口的通过尺寸的基础上，第一转杆310和第二转杆320转动至第一磁铁330和第二磁铁340吸附连接时，能够进一步缩小格栅通口的通过尺寸，此时该格栅结构可以运用于阻挡较小尺寸的砾石，防止其随泥浆进入排浆管20，造成排浆泵叶片损坏。
44.具体地，该第二固定杆部400距离该两个第一杆部110的距离相同，相邻两个第一固定杆部200之间设置的两个活动杆组300距离该第二固定杆部400的距离相同。上述设置能够保证每个格栅通口尺寸相同，对砾石的阻挡作用力分布均匀，防止格栅结构某一部分受力不均导致的结构性破坏。
45.继续参照图2-图3，该格栅结构还包括多个转动轴500，多个转动轴500沿第一方向分别设置于多个第一固定杆部200，一个活动杆组300的第二转杆320和相邻的活动杆组300的第一转杆310共用一个转动轴500。上述设置能够减少转动连接部件，实现第一转杆310的转动轴线和第二转杆320的转动轴线在同一直线上的间隔分布，保证格栅通口尺寸的均一性。
46.具体地，该格栅结构还包括电控系统600，该电控系统600安装于主机体30，电连接于该第一转杆310和该第二转杆320，能够驱动该第一转杆310和该第二转杆320转动。该第一电控系统600可以选择现有技术中的stm32单片机，该stm32单片机具有高性能、低成本以
及低功耗的特点，能够实现第一转杆310和第二转杆320的智能控制，节省人力。该第一电控系统600为现有技术，其结构和原理在此不再赘述。
47.再为具体地，该第一磁铁330和该第二磁铁340为电磁铁，该第一磁铁330和该第二磁铁340通过该电控系统600进行控制。该电控系统600控制第一磁铁330和第二磁铁340通电时，能够增强第一磁铁330和第二磁铁340的吸附力，当电控系统600控制第一磁铁330和第二磁铁340断电时，第一磁铁330和第二磁铁340之间不再具有吸附力，随后利用电控系统600控制第一转杆310和第二转杆320转动打开，实现格栅通口的通过尺寸的扩大。
48.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。