一种在掘进模式下管路延伸装置及盾构机的制作方法

1.本发明涉及泥水平衡盾构机管路延伸技术领域，具体涉及一种在掘进模式下管路延伸装置及盾构机。


背景技术：

2.近年来，泥水盾构机凭借其掘进速度快，对开挖面周边土体干扰小以及精准控制地表沉降等优点被广泛应用。不同于土压平衡盾构机的皮带出渣，泥水盾构机采用的是管道输送式的出渣方式，泥水环流系统无疑是泥水盾构机的核心系统，目前现有的泥浆管路延伸装置有以下三种形式：活塞式泥浆管延伸装置，立式软管延伸式泥浆管路延伸装置以及卧式软管延伸式泥浆管路延伸装置。以上三种管路延伸装置均需在盾构的隔离模式下进行，即为停止掘进时，这样明显影响泥水平衡盾构机的掘进效率，同时造成人力浪费和成本增加。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种在掘进模式下管路延伸装置及盾构机，能够在盾构机掘进模式下进行管路延伸，从而有利于提高隧道施工效率，节省人力降低成本。
4.本发明是这样实现的：一种在掘进模式下管路延伸装置，包括旋转式三通、活塞管ⅰ、活塞管ⅱ和延伸管；
5.所述旋转式三通的主管路的一端通过阀门与所述活塞管ⅰ的一端相连接，所述活塞管ⅰ的另一端通过阀门与所述延伸管的主管路的一端相连接；
6.所述旋转式三通的支管路的一端通过阀门与所述活塞管ⅱ的一端相连接，所述活塞管ⅱ的另一端通过阀门与所述延伸管的支管路的一端相连接；
7.所述旋转式三通的支管路能够绕其主管路的中心轴线旋转，所述活塞管ⅰ和活塞管ⅱ均为伸缩管。
8.进一步地，所述旋转式三通包括三通管、固定管ⅰ、固定管ⅱ和密封件ⅰ；所述固定管ⅰ和固定管ⅱ同轴设置，并且分别通过所述密封件ⅰ与所述三通管的主管路的两端一一对应密封转动连接；所述固定管ⅱ通过阀门与所述活塞管ⅰ的一端相连接，所述三通管的支管路的一端通过阀门与所述活塞管ⅱ的一端相连接。
9.进一步地，所述活塞管ⅰ包括伸缩管ⅰ、外套管ⅰ和密封件ⅱ；所述伸缩管ⅰ的一端通过阀门与所述旋转式三通的主管路的一端相连接，另一端通过所述密封件ⅱ与所述外套管ⅰ的一端形成滑动密封连接，所述外套管ⅰ的另一端通过阀门与所述延伸管的主管路的一端相连接。
10.进一步地，所述外套管ⅰ设置有泄压阀ⅰ。
11.进一步地，所述活塞管ⅱ包括伸缩管ⅱ、外套管ⅱ和密封件ⅲ；所述伸缩管ⅱ的一端通过阀门与所述旋转式三通的支管路的一端相连接，另一端通过所述密封件ⅲ与所述外
套管ⅱ的一端形成滑动密封连接，所述外套管ⅱ的另一端通过阀门与所述延伸管的支管路的一端相连接。
12.进一步地，所述外套管ⅱ设置有泄压阀ⅱ。
13.进一步地，所述延伸管的数目为两个以上，并且其主管路依次串接，所述延伸管的支管路在圆周方向间隔一定角度。
14.进一步地，所述延伸管包括直管和与所述直管焊接相连接的侧管，所述直管构成主管路，所述侧管构成支管路。
15.进一步地，与所述旋转式三通连接的阀门为球阀；与所述延伸管连接的阀门为闸板阀。
16.本发明还提供了一种盾构机，包括拖车管路，还包括上述的一种在掘进模式下管路延伸装置，所述旋转式三通的主管路的另一端与所述拖车管路的端部相连接。
17.本发明带来的有益效果是：能够随着盾构机的不断掘进来进行管路的延伸，从而有利于提高隧道施工效率，节省人力降低成本。
附图说明
18.图1是本发明中的管路延伸装置在第一种掘进程度下的结构示意图；
19.图2是本发明中的旋转式三通的结构示意图；
20.图3是本发明中的活塞管ⅰ的结构示意图；
21.图4是本发明中的活塞管ⅱ的结构示意图；
22.图5为图1的所示管路延伸装置在正常掘进时的结构示意图；
23.图6是图1所示管路延伸装置在控制球阀ⅰ、控制球阀ⅱ、闸板阀ⅰ和闸板阀ⅱ打开状态下的结构示意图；
24.图7是图1所示管路延伸装置在控制球阀ⅰ和闸板阀ⅰ关闭状态，控制球阀ⅱ、和闸板阀ⅱ打开状态下的结构示意图；
25.图8是本发明中的管路延伸装置在第二种掘进程度下的结构示意图；
26.图9是图8所示管路延伸装置在外套管ⅰ缩回状态时，延伸管ⅱ和闸板阀ⅲ连接状态下的结构示意图；
27.图10是图8所示管路延伸装置在控制球阀ⅰ、控制球阀ⅱ、闸板阀ⅰ、闸板阀ⅱ和闸板阀ⅲ打开状态下的结构示意图；
28.图11是图8所示管路延伸装置在控制球阀ⅰ和闸板阀ⅰ打开状态，控制球阀ⅱ、和闸板阀ⅱ关闭状态下的结构示意图；
29.图12是图8所示管路延伸装置在外套管ⅱ缩回状态时，延伸管ⅱ连接状态下的结构示意图。
30.附图标记：
31.1、旋转式三通；2、控制球阀ⅰ；3、控制球阀ⅱ；4、活塞管ⅰ；5、活塞管ⅱ；6、闸板阀ⅰ；7、闸板阀ⅱ；8、延伸管ⅰ；9、延伸管ⅱ；10、闸板阀ⅲ；11、闸板阀ⅳ；101、固定管ⅰ；102、三通管；103、固定管ⅱ；104、密封件ⅰ；401、伸缩管ⅰ；402、密封件ⅱ；403、外套管ⅰ；404、泄压阀ⅰ；501、伸缩管ⅱ；502、密封件ⅲ；503、外套管ⅱ；504、泄压阀ⅱ。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
33.如图1所示，一种在掘进模式下管路延伸装置，包括旋转式三通1、控制球阀ⅰ2、控制球阀ⅱ3、活塞管ⅰ4、闸板阀ⅰ6、闸板阀ⅱ7、活塞管ⅱ5和延伸管ⅰ8。旋转式三通1的主管路的一端通过阀门与活塞管ⅰ4的一端相连接，活塞管ⅰ4的另一端通过阀门与延伸管的主管路的一端相连接。旋转式三通1的支管路的一端通过阀门与活塞管ⅱ5的一端相连接，活塞管ⅱ5的另一端通过阀门与延伸管的支管路的一端相连接。旋转式三通1的支管路能够绕其主管路的中心轴线旋转，活塞管ⅰ4和活塞管ⅱ5均为伸缩管。
34.在一可选实施例中，如图2所示，旋转式三通1包括三通管102、固定管ⅰ101、固定管ⅱ103和密封件ⅰ104。三通管102与固定管ⅰ101和固定管ⅱ103同轴，并且分别通过密封件ⅰ104与三通管102的主管路的两端一一对应密封转动连接。旋转式三通1的支管路能够绕其主管路的中心轴线旋转，固定管ⅰ101与盾构机的拖车管路的端部相连接。
35.在一可选实施例中，如图3所示，活塞管ⅰ4包括伸缩管ⅰ401、外套管ⅰ403和密封件ⅱ402。固定管ⅰ101和固定管ⅱ103与盾构机后配套拖车固定。伸缩管ⅰ401与外套管ⅰ403同轴，伸缩管ⅰ401与外套管ⅰ403可以沿轴向滑动，具体地址，伸缩管ⅰ401的一端通过控制球阀ⅰ2与固定管ⅱ103相连接，另一端通过密封件ⅱ402与外套管ⅰ403的一端形成滑动密封连接，外套管ⅰ403的另一端通过闸板阀ⅰ6与延伸管ⅰ8的主管路的一端相连接，延伸管ⅰ与隧道固定。外套管ⅰ403设置有泄压阀ⅰ404。
36.在一可选实施例中，如图4所示，活塞管ⅱ5包括伸缩管ⅱ501、外套管ⅱ503和密封件ⅲ502。伸缩管ⅱ501与外套管ⅱ503同轴，伸缩管ⅱ501与外套管ⅱ503可以沿轴向滑动，具体地，伸缩管ⅱ501的一端通过控制球阀ⅱ3与三通管102的支管路的一端相连接，另一端通过密封件ⅲ502与外套管ⅱ503的一端形成滑动密封连接，外套管ⅱ503的另一端通过闸板阀ⅱ7与延伸管ⅰ8的支管路的一端相连接。在一可选实施例中，外套管ⅱ503设置有泄压阀ⅱ504。
37.在一可选实施例中，延伸管ⅰ8包括直管和与直管焊接相连接的侧管，直管构成主管路，侧管构成支管路。
38.如图8所示，在一可选实施例中，随着盾构机的掘进距离的增加，通过增加延伸管来实现管路的延伸，当增加一个延伸管使其数目为两个后，两个延伸管的主管路依次串接，并且延伸管的支管路在圆周方向间隔一定角度，从而避免部件干涉。具体地，在延伸管ⅰ8的基础上增加延伸管ⅱ9，此时延伸管ⅱ9的主管路的一端通过闸板阀ⅰ6与延伸管ⅰ8的主管路的一端相连接，延伸管ⅱ9的主管路的另一端通过闸板阀ⅲ10与外套管ⅰ403的一端相连接。延伸管ⅱ9的支管路的一端连接闸板阀ⅳ11，闸板阀ⅳ11根据实际情况连接外套管ⅱ503的一端。
39.如图5
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7、9
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12所示，泥水平衡盾构机处于掘进模式后，控制球阀ⅰ2和闸板阀ⅰ6打开状态，控制球阀ⅱ3和闸板阀ⅱ7关闭状态。
40.打开控制球阀ⅱ3，通过泄压阀ⅱ504排出管内气体，再打开闸板阀ⅱ7。
41.当泥水平衡盾构机掘进距离大于延伸管ⅰ8长度时关闭控制球阀ⅰ2和闸板阀ⅰ6，再打开泄压阀ⅰ404；
42.打开外套管ⅰ403与闸板阀ⅰ6的连接，将外套管ⅰ403向伸缩管ⅰ401方向移动，移动距离为延伸管ⅱ9与闸板阀ⅲ10长度之和。
43.在外套管ⅰ403与闸板阀ⅰ6之间连接延伸管ⅱ9和闸板阀ⅲ10，延伸管ⅱ9外侧支路连接闸板阀ⅳ11，并与延伸管ⅰ8的外侧支路形成一定角度，避免干涉；闸板阀ⅳ11关闭状态。
44.打开控制球阀ⅰ2和闸板阀ⅲ10，通过泄压阀ⅰ404排出管内气体，再打开闸板阀ⅰ6。
45.关闭控制球阀ⅱ3和闸板阀ⅱ7，打开外套管ⅱ503与闸板阀ⅱ7的连接，将外套管ⅱ503向伸缩管ⅱ501方向移动。
46.旋转三通管102与延伸管ⅱ9外侧支管路对齐，连接外套管ⅱ503与闸板阀ⅳ11；完成管路延伸接管步骤。
47.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种盾构机，包括拖车管路，还包括上述的在掘进模式下管路延伸装置，旋转式三通1的主管路的另一端与拖车管路的端部相连接。
48.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。