隧道掘进机用排浆泵机构及排浆方法与流程

本发明涉及隧道掘进机，尤其涉及隧道掘进机用排浆泵机构及排浆方法。

背景技术：

1、隧道掘进机是一种用于地下隧道开挖的专用设备，它能够快速、高效地进行土方开挖和排除，简称盾构机，常用的盾构机分为土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。土压平衡式盾构机的工作原理是，刀盘切削土层，切削后的泥土进入土舱，土舱内的泥土与开挖面压力取得平衡的同时由土舱内的螺旋输送机排出渣土，排土口的排土装置在出土量与推进量取得平衡的状态下，进行连续出土；泥水平衡式盾构机的工作原理是，刀盘与其后隔板之间形成密封的泥水仓，向泥水仓内注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，实现开挖面的稳定，刀盘切削土体，渣土与泥浆混合后形成高密度泥浆，用排泥泵及管道输送至地面处理。

2、现有的隧道掘进机掘进方式大都为土压平衡式或者泥水平衡式的其中一种，由于现阶段隧道穿越地区地质变化较大，在大量的复杂地段工作过程中，单一掘进方式的盾构机容易出现掘进困难，往往会因为地质的变化造成排渣排浆效果不佳，影响施工工期，虽然也存在一些能够将土压平衡和泥水平衡两种掘进方式结合在一起的盾构，但是出土出渣方式仅是进行了简单的组合，耗能较高。

技术实现思路

1、本发明目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的隧道掘进机用排浆泵机构及排浆方法，包括刀盘，所述刀盘连接在盾构机主体上，还包括：

2、螺旋排料机构，所述螺旋排料机构连接在所述盾构机主体内部，所述螺旋排料机构入料端位于泥水仓内，用于将所述泥水仓内的渣土排出，所述螺旋排料机构出料端位于输送带上，所述输送带下方设置有回收机构；

3、出浆管道，所述出浆管道上连接有多个抽泥管，所述抽泥管上设置有排浆泵，所述抽泥管一端与所述螺旋排料机构连接，多个所述抽泥管用于将所述螺旋排料机构中的泥水抽出，所述出浆管道出口端设置有调压室，所述调压室用于消减排液的压力波动；

4、辅助排浆组件，所述辅助排浆组件一端与出浆管道连接，所述辅助排浆组件用于直接从所述泥水仓内抽出泥水；

5、所述螺旋排料机构的螺旋轴上设置有多段推送片，相邻所述推送片之间形成分隔区，所述分隔区用于对所述推送片推送的泥浆进行减压。

6、作为上述技术方案的进一步描述：所述辅助排浆组件包括连接管，所述连接管一端与出浆管道连接，所述出浆管道两侧均连接有第一辅助排浆管，每个所述第一辅助排浆管一侧均连接有第二辅助排浆管，所述第一辅助排浆管进口端位于刀盘一侧，所述第二辅助排浆管进口端位于泥水仓内，所述第一辅助排浆管和第二辅助排浆管上均设置有阀体。

7、作为上述技术方案的进一步描述：所述回收机构包括集水箱，所述集水箱位于输送带下方，所述集水箱通过溢流管与溢流箱连接，所述溢流箱一侧设置有控制箱，所述溢流箱内部设置有水泵和液位计，所述水泵通过水管与泥水仓连接。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述控制箱一侧设置有抽水箱，所述抽水箱用于将水抽入到溢流箱中。

9、作为上述技术方案的进一步描述：所述螺旋排料机构一端设置有出料口，所述出料口一侧设置有调节板。

10、作为上述技术方案的进一步描述：每个所述抽泥管上均设置有单向阀，相邻所述抽泥管之间设置有压力传感器，所述压力传感器一端与螺旋排料机构连接。

11、作为上述技术方案的进一步描述：所述第一辅助排浆管和第二辅助排浆管均是设置有两个，两个所述第一辅助排浆管对称分布在连接管两侧。

12、作为上述技术方案的进一步描述：所述抽泥管采用弧形高压软管，所述抽泥管两端均通过快速接头分别与螺旋排料机构和出浆管道连接。

13、本发明的另一个目的是提供一种隧道掘进机用排浆方法，具体包括以下步骤：

14、s1，刀盘旋转切削隧道内的土层，削落后的渣土进入泥水仓；

15、s2，水泵将溢流箱内部的稀浆抽入到与泥水仓中，使得渣土和稀浆混合；

16、s3，螺旋排料机构将泥水仓渣土通过螺旋输送机前端输送至末端，从出料口落入输送带上输送至隧道外；

17、s4，输送带上剩余的泥浆落入到下方的回收机构中进行回收利用。

18、作为上述技术方案的进一步描述：在步骤s3中，所述螺旋排料机构运输携带大量固体颗粒的泥浆的同时，多个抽泥管可将所述螺旋排料机构中运输过程中的泥浆抽出。

19、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

20、1、本发明通过设置的多个抽泥管可将螺旋排料机构中运输过程中的泥浆抽出，能有效减少螺旋机内的泥浆含量，从而减小了螺旋机输送大量固体颗粒的泥浆的运行功率，降低了设备的损耗和运行成本。

21、2、本发明通过利用水泵通过水管将溢流箱内部的稀浆通入到与泥水仓中，渣土和稀浆混合，能够有效提高螺旋输送机的携渣能力，输送带上剩余的泥浆落入到下方的集水箱中进行回收利用，增强了回收利用能力，节约资源。

22、3、本发明通过采用的多个抽泥管可对不同区域的泥浆进行抽出，可加快抽出效率，通过采用外接管成接近弧形的形状，能够减少泥浆对设备的冲击，多个抽泥管的内腔互不联通，抽泥管汇集浆液后仅从出浆管道的内腔输出，采用外接管的结构，维护和更换非常方便。

技术特征：

1.隧道掘进机用排浆泵机构，包括刀盘(2)，其特征在于，所述刀盘(2)连接在盾构机主体(1)上，还包括：

2.根据权利要求1所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述辅助排浆组件(8)包括连接管(83)，所述连接管(83)一端与出浆管道(5)连接，所述出浆管道(5)两侧均连接有第一辅助排浆管(81)，每个所述第一辅助排浆管(81)一侧均连接有第二辅助排浆管(82)，所述第一辅助排浆管(81)进口端位于刀盘(2)一侧，所述第二辅助排浆管(82)进口端位于泥水仓(4)内，所述第一辅助排浆管(81)和第二辅助排浆管(82)上均设置有阀体。

3.根据权利要求1所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述回收机构(10)包括集水箱(101)，所述集水箱(101)位于输送带(9)下方，所述集水箱(101)通过溢流管(108)与溢流箱(102)连接，所述溢流箱(102)一侧设置有控制箱(103)，所述溢流箱(102)内部设置有水泵(104)和液位计(105)，所述水泵(104)通过水管(106)与泥水仓(4)连接。

4.根据权利要求3所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述控制箱(103)一侧设置有抽水箱(107)，所述抽水箱(107)用于将水抽入到溢流箱(102)中。

5.根据权利要求1所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述螺旋排料机构(3)一端设置有出料口(33)，所述出料口(33)一侧设置有调节板(34)。

6.根据权利要求1所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述螺旋排料机构(3)的螺旋轴上设置有多段推送片(31)，相邻所述推送片(31)之间形成分隔区(32)，所述分隔区(32)用于对所述推送片(31)推送的泥浆进行减压。

7.根据权利要求2所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述第一辅助排浆管(81)和第二辅助排浆管(82)均是设置有两个，两个所述第一辅助排浆管(81)对称分布在连接管(83)两侧。

8.根据权利要求1所述的隧道掘进机用排浆泵机构，其特征在于：所述出浆管道(5)出口端设置有调压室(11)，所述调压室(11)用于消减排液的压力波动，每个所述抽泥管(6)上均设置有单向阀(12)，相邻所述抽泥管(6)之间设置有压力传感器(13)，所述压力传感器(13)一端与螺旋排料机构(3)连接，所述抽泥管(6)采用弧形高压软管，所述抽泥管(6)两端均通过快速接头(14)分别与螺旋排料机构(3)和出浆管道(5)连接。

9.隧道掘进机用排浆泵排浆方法，其特征在于：方法步骤适用权利要求1-8任一所述的排浆装置，具体包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的隧道掘进机用排浆泵排浆方法，其特征在于：在步骤s3中，所述螺旋排料机构(3)运输携带大量固体颗粒的泥浆的同时，多个抽泥管(6)可将所述螺旋排料机构(3)中运输过程中的泥浆抽出。

技术总结
本发明公开了隧道掘进机用排浆泵机构及排浆方法，包括刀盘，其特征在于，所述刀盘连接在盾构机主体上；螺旋排料机构，所述螺旋排料机构连接在所述盾构机主体内部，所述螺旋排料机构入料端位于泥水仓内。通过泥浆与固体渣料之间存在速度差，在螺旋机筒体内，泥浆和固体渣料会逐步沿着螺旋机轴向发生离析，固体渣料在相邻推送片之间形成的间隔区沉淀堆积，泥浆与固体渣料分离效果好，通过设置的多个抽泥管可将螺旋排料机构中运输过程中的泥浆抽出，能有效减少螺旋机内的泥浆含量，从而减小了螺旋机输送大量固体颗粒的泥浆的运行功率，降低了设备的损耗和运行成本。

技术研发人员：张彦明,杨文琪,彭方顺,徐建威,崔家珲,李淑红
受保护的技术使用者：三联泵业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29