一种小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头的制作方法

1.本实用新型涉及隧道掘进设备技术领域，更具体地说，涉及一种小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头。


背景技术：

2.常规的盾构机驱动装置内部中心区域空间较大，中心回转接头作为单独部件有足够空间放置，人员进入内部进行拆装等不受限制，且刀盘中心隔板背部与回转接头连接处设置有控制阀，当回转接头需要维修时，工作人员可以进入刀盘背部，关闭控制阀后再进行维修作业。
3.但是近年来，盾构施工被国内外广泛应用于排水、排污、电力电缆等市政隧道工程建设中，这类工程显著的一个特点是隧道直径小，设备施工在满足原有功能的基础上，受到空间的限制，对设备部件设计、元器部件布置提出了更加严格的考验。
4.现有技术中在回转接头与刀盘之间设置单向过渡板，单向过渡板上安装单向阀，这种设置方式适用于安装空间较大的情况，针对作业空间小的小直径盾构机或顶管机，应用受限；另外，现有技术中还存在一种采用套管方式解决小型盾构机刀盘直径较小而导致回转接头无法安装的技术问题的方案，为了适应小空间，回转接头安装在驱动装置上，如果驱动装置需要进行故障排查、检修等操作时，都需要先拆卸回转接头，而回转接头若与泥水仓连通端无封闭保护功能，相关工作将受阻，无法开展下一步工作；并且拆装、更换复杂，维修难度大。
5.综上所述，如何提供一种适用于小直径盾构机且方便对易损件进行更换、维修的回转接头，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头，设置有前置保护装置，正常情况下，工作介质可以由外部管路经法兰长管件、前置保护装置流入泥水仓，当回转接头零部件出现损坏的情况下，可以切断回转接头后部连接的外部管路，在压力作用下，工作介质从泥水仓由前先后输送，前置保护装置使通道封闭，避免工作介质向后输送，方便后面驱动装置、回转接头等零部件的故障排查以及更换。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头，包括法兰长管件、设置于所述法兰长管件后端并用于安装外部管路的固定件、用于连接所述固定件与所述法兰长管件的连接装置、设置于所述法兰长管件前端且与刀盘法兰连接的前置保护装置以及用于驱动所述法兰长管件转动的驱动装置；
9.所述前置保护装置内设置有封堵机构；
10.未封堵状态下，所述外部管路内的工作介质可经所述固定件、所述连接装置、所述法兰长管件、所述前置保护装置进入泥水仓；
11.封堵状态下，所述封堵机构将所述前置保护装置内用于使所述工作介质流入的通道封堵，避免所述工作介质由所述前置保护装置流入所述法兰长管件。
12.优选的，所述前置保护装置包括设置有所述通道的装置主体、设置于所述装置主体朝向所述泥水仓一端的喷流块以及所述封堵机构；所述喷流块设置有用于使所述工作介质喷出的喷流孔，所述喷流孔与所述通道连通；
13.所述喷流块与所述装置主体连接。
14.优选的，所述封堵机构包括设置于所述装置主体的封堵件以及可移动的设置于所述装置主体的通道内的配合件；所述封堵件设置有封堵面，所述配合件设置有与所述封堵面配合、以使所述通道封堵的配合面；
15.且沿所述通道的长度方向，所述配合件设置于所述封堵件与所述喷流块之间。
16.优选的，所述封堵件设置有用于与所述通道连通的通孔，且所述封堵件的外周部与所述通道密封连接，所述封堵面为朝向所述配合件设置的圆弧面；
17.所述配合件为球状结构，且所述球状结构的尺寸与所述圆弧面配合。
18.优选的，所述通道的横截面为方形。
19.优选的，所述喷流块朝向所述通道的一侧设置有凸台，以避免所述配合件将所述喷流孔封堵。
20.优选的，所述连接装置包括与所述法兰长管件的后端啮合传动连接的啮合法兰以及与所述啮合法兰连接的转动结构，所述转动结构通过轴承与所述固定件连接。
21.优选的，所述法兰长管件的后端外周部设置有若干凸起，所述啮合法兰设置有与所述凸起配合的凹槽，且所述啮合法兰套设于所述法兰长管件的外周部。
22.优选的，所述凸起的横截面为矩形，且所述凸起的数量为多个并沿所述法兰长管件的周向均匀分布。
23.优选的，所述刀盘法兰与所述前置保护装置之间设置有第一密封组件，所述法兰长管件与所述驱动装置之间设置有第二密封组件。
24.在使用本实用新型提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头的过程中，驱动装置带动法兰长管件转动，法兰长管件的前端与前置保护装置连接，且前置保护装置与刀盘法兰连接，并且法兰长管件的后端通过连接装置与固定件连接，因此连接有外部管路的固定件固定设置；正常情况下，工作介质由与固定件连接的外部管路进入，经固定件、连接装置、法兰长管件、前置保护装置进入泥水仓，对刀盘的中心区域进行冲刷。当驱动装置出现故障或者是回转接头内的密封件等零部件出现故障需要拆卸维修或更换时，则可以关闭后部的工作介质，在泥水仓工作压力的作用下，封堵机构将前置保护装置中用于使工作介质流入的通道封堵，避免工作介质由泥水仓经前置保护装置流出，可以避免工作介质由前至后流入法兰长管件。
25.相比于现有技术，当驱动装置出现故障或者是回转接头内的密封件等零部件出现故障需要拆卸维修或更换时，封堵机构的设置可以实现泥水仓与后部设备的隔离，此时，可以进行驱动装置的检修或回转接头易损件的替换工作，实现了回转接头的自适应保护隔离作用，使操作过程方便、易行，并且不会额外占用空间，可以适用于小直径泥水平衡盾构机；另外，前置保护装置中封堵机构的设置，为驱动装置等结构的故障排查创造了所需的环境，有效的阻止了工作介质的泄漏，避免了安全事故的发生。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型所提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头的具体实施例的剖面示意图；
28.图2为图1中前置保护装置的放大示意图；
29.图3为图1中a
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a方向的剖面示意图；
30.图4为图1中b
‑
b方向的剖面示意图。
31.图1
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4中：
32.1为法兰长管件、2为啮合法兰、3为转动结构、4为固定件、5为前置保护装置、51为装置主体、52为封堵件、53为喷流块、531为喷流孔、532 为凸台、54为配合件、55为第四螺栓组、61为第一密封组件、62为第二密封组件、7为第一螺栓组、8为第二螺栓组、9为第三螺栓组、10为刀盘法兰、11为驱动装置。
具体实施方式
33.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。
34.本实用新型的核心是提供一种小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头，在驱动装置或其它零件损坏更换时，可以通过封堵机构将前置保护装置内的通道进行封堵，避免工作介质泄漏，方便易损件的更换和维修。
35.请参考图1
‑
4，图1为本实用新型所提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头的具体实施例的剖面示意图；图2为图1中前置保护装置的放大示意图；图3为图1中a
‑
a方向的剖面示意图；图4为图1中b
‑
b方向的剖面示意图。
36.本具体实施例提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头，包括法兰长管件1、设置于法兰长管件1后端并用于安装外部管路的固定件4、用于连接固定件4与法兰长管件1的连接装置、设置于法兰长管件1前端且与刀盘法兰10连接的前置保护装置5以及用于驱动法兰长管件1转动的驱动装置11；前置保护装置5内设置有封堵机构；未封堵状态下，外部管路内的工作介质可经固定件4、连接装置、法兰长管件1、前置保护装置5进入泥水仓；封堵状态下，封堵机构将前置保护装置5内用于使工作介质流入的通道封堵，避免工作介质由前置保护装置5流入法兰长管件1。
37.需要进行说明的是，本技术文件中提到的法兰长管件1的前端为如图1 所示法兰长管件1的左端，法兰长管件1的后端为如图1所述方向下法兰长管件1的右端。
38.在使用本具体实施例提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头的过程中，驱动装置11带动法兰长管件1转动，法兰长管件1的前端与前置保护装置5连接，且前置保护装置5与刀盘法兰10连接，并且法兰长管件1 的后端通过连接装置与固定件4连接，因此连接有
外部管路的固定件4固定设置。优选的，可以使法兰长管件1的前端通过第一螺栓组7与前置保护装置5连接，法兰长管件1在狭长的空间内起连接作用，且法兰长管件1 通过第二螺栓组8与驱动装置11连接，前置保护装置5通过第三螺栓组9 与刀盘法兰10连接。
39.正常情况下，工作介质由与固定件4连接的外部管路进入，经固定件4、连接装置、法兰长管件1、前置保护装置5进入泥水仓，对刀盘的中心区域进行冲刷。当驱动装置11出现故障或者是回转接头内的密封件等零部件出现故障需要拆卸维修或更换时，则可以关闭后部外部管路内流通的工作介质，在泥水仓工作压力的作用下，封堵机构将前置保护装置5中用于使工作介质流入的通道封堵，避免工作介质由泥水仓经前置保护装置5流出，可以避免工作介质由前至后流入法兰长管件1。
40.相比于现有技术，当驱动装置11出现故障或者是回转接头内的密封件等零部件出现故障需要拆卸维修或更换时，封堵机构的设置可以实现泥水仓与后部设备的隔离，此时，可以进行驱动装置11的检修或回转接头易损件的替换工作，实现了回转接头的自适应保护隔离作用，使操作过程方便、易行，并且不会额外占用空间，可以适用于小直径泥水平衡盾构机；另外，前置保护装置5中封堵机构的设置，为驱动装置11等结构的故障排查创造了所需的环境，有效的阻止了工作介质的泄漏，避免了安全事故的发生。
41.在上述实施例的基础上，可以使前置保护装置5包括设置有通道的装置主体51、设置于装置主体51朝向泥水仓一端的喷流块53以及封堵机构；喷流块53设置有用于使工作介质喷出的喷流孔531，喷流孔531与通道连通；喷流块53与装置主体51连接。
42.如图2所示，喷流块53通过第四螺栓组55连接于装置主体51，且装置主体51内设置有用于连通泥水仓与法兰长管件1的通道，喷流块53设置于装置主体51朝向泥水仓的一侧，且喷流块53设置有用于使通道内的工作介质流出的喷流孔531。
43.正常状态下，工作介质会经由固定件4、连接装置、法兰长管件1、装置主体51内的通道由喷流孔531流出，当关闭固定件4上的外部管路之后，在泥水仓压力的作用下，工作介质会出现反向流动，即由泥水仓向前置保护装置5的通道流入。
44.优选的，可以使喷流孔531的中心轴线与通道的中心轴线重合，当喷流孔531设置有多个时，可以将多个喷流孔531沿与其对应的通道的中心轴线均匀分布。
45.需要进行说明的是，装置主体51中可以只设置一个通道，也可以设置两个、三个或多个通道，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
46.相比于现有技术，喷流块53的设置，可以使工作介质能够顺利流出，并且喷流块53与装置主体51可拆卸连接，可以方便装置的维修和更换。
47.在上述实施例的基础上，可以封堵机构包括设置于装置主体51的封堵件52以及可移动的设置于装置主体51的通道内的配合件54；封堵件52设置有封堵面，配合件54设置有与封堵面配合、以使通道封堵的配合面；且沿通道的长度方向，配合件54设置于封堵件52与喷流块53之间。
48.需要进行说明的是，封堵件52设置于装置主体51，可以是设置于装置主体51的通道内，也可以是设置于装置主体51的通道的入口处，或者是设置于装置主体51与法兰长管件1连接的一端，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
49.在使用的过程中，由于配合件54设置于封堵件52与喷流块53之间，因此正常情况下工作介质会依次流经封堵件52、配合件54、喷流块53，工作介质在流动的过程中会推动配
合件54向喷流块53的方向移动，使配合件54远离封堵件52，避免两者配合封堵通道；当驱动装置11出现故障或者是回转接头内的密封件等零部件出现故障需要拆卸维修或更换时，关闭外部管路之后，在泥水仓的压力作用下，工作介质会由泥水仓流向通道，在流动的过程中会推动配合件54向靠近封堵件52的方向移动，直至封堵件52的封堵面与配合件54的配合面配合实现通道的封堵，避免工作介质由前置保护装置5流出。
50.本具体实施例中，采用配合件54与封堵件52配合的设置方式实现通道的封堵，避免了封堵机构额外占用安装空间，并且在关闭外部管路之后，在泥水仓压力的作用下可以自动实现封堵，操作过程方便。
51.在上述实施例的基础上，可以使封堵件52为设置有用于与通道连通的通孔，且封堵件52的外周部与通道密封连接，封堵面为朝向配合件54设置的圆弧面；配合件54为球状结构，且球状结构的尺寸与圆弧面配合。
52.优选的，通孔的中心轴线与通道的中心轴线重合。
53.优选的，可以将通道设置为方向，且配合件54的直径略小于方形的边长，使配合件54能够在通道内移动，且正常状态下，工作介质还可以由配合件54的边缘流过，直至由喷流孔531流出，当然，通道的横截面还可以是其它符合要求的结构，在此不做赘述。
54.在上述实施例的基础上，可以在喷流块53朝向通道的一侧设置凸台532，以避免配合件54将喷流孔531封堵，如图2所示。
55.在使用的过程中，当开启外部管路的情况下，工作介质推动配合件54 向靠近喷流块53的方向移动，当移动至与凸台532接触时，便不再移动，由于凸台532的横截面尺寸小于通道的横截面尺寸，因此工作介质能够顺利流出，优选的，可以将喷流孔531设置于凸台532的外周部。
56.在上述实施例的基础上，可以使连接装置包括与法兰长管件1的后端啮合传动连接的啮合法兰2以及与啮合法兰2连接的转动结构3，转动结构 3通过轴承与固定件4连接。
57.如图3所示，可以在法兰长管件1的后端外周部设置若干凸起，在啮合法兰2设置与凸起配合的凹槽，且啮合法兰2套设于法兰长管件1的外周部。
58.优选的，可以使凸起的横截面为矩形，且凸起的数量为多个并沿法兰长管件1的周向均匀分布。
59.在实际使用的过程中，法兰长管件1与啮合法兰2之间的连接方式可以实现狭长空间内扭矩的传递，并且可以根据转速以及使用情况的不同设置法兰长管件1的材质以及厚度，具体根据实际情况确定。
60.在上述实施例的基础上，可以在刀盘法兰10与前置保护装置5之间设置第一密封组件61，再法兰长管件1与驱动装置11之间设置第二密封组件 62，以提高密封效果。
61.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一密封件和第二密封件，第一螺栓组7、第二螺栓组8、第三螺栓组9和第四螺栓组55中的第一、第二、第三和第四只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。
63.以上对本实用新型所提供的小直径泥水平衡盾构机刀盘回转接头进行了详细介
绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。