帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切削系統的製作方法

2023-06-18 18:44:21 5

專利名稱：帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切削系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於隧道的掘進設備，尤其涉及土壓平衡盾構掘進機。
技術背景目前，在各國使用的土壓平衡盾構掘進機中，土壓密封艙為視覺盲區，土 壓密封艙中渣土的流動狀態、被刀盤刀具擠壓破碎後巖石粒徑的大小、有無出 現刀具螺栓斷裂或整個刀具脫落等異常情況，操作者無法通過視覺直接感知，只能憑經驗判斷；對於經驗不足者，即便出現難以從螺旋輸送機排出的粒徑過 大的孤石或出現刀具脫落及刀具螺栓斷裂等異常情況也難以得知，這不僅會帶 來生產事故，而且會降低生產效率。 發明內容本發明的目的在於提供一種帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的土壓平 衡盾構機切削系統，以使操作人員通過視覺直接感知到土壓密封艙中的狀況， 進而達到高效、安全地進行隧道的掘進施工。本發明的目的是通過以下技術方案實現的這種帶有刀盤刀具切削排渣狀 況監視裝置的盾構機切削系統，包括盾構機的螺旋輸送機、土壓艙、構成土壓 艙的隔牆和切口環，及裝在盾構機前邊的刀盤和刀具，在土壓艙的切口環的頂 部內壁上設有光源和攝像機的攝像頭，在攝像頭的下方裝有透光板，在土壓艙 的隔牆上裝有與水源相通的高壓射水噴頭，射水噴頭的噴水方向指向透光板， 在主控室內設置有用通信電纜相連接的濾波裝置、放大裝置和視頻輸出裝置， 這些裝置通過通信電纜與攝像頭連接。在土壓艙的切口環的頂部內壁上裝有導軌，導軌上裝有能沿導軌抽拉的抽 拉裝置，在抽拉裝置的底部開有光源孔和攝像孔，光源和攝像頭分別位於光源 孔和攝像孔內。能沿導軌抽拉的抽拉裝置為抽屜形，光源孔和攝像孔，位於抽屜的底板上。所述的光源為紅外雷射器，所述的攝像機為水平解析度大於、等於400線、 成像靈敏度為0.021ux、能獲得大於、等於IOO。的視場角。所述的紅外雷射器為808波段的近紅外雷射器，所述的攝象機為CCD晶片 的矽材料攝象機所述的透光板由抗衝擊、抗磨的防彈鋼化玻璃製成。 由於本發明中在盾構機的土壓艙3的切口環6的頂部內壁上設有光源和攝 像機的攝像頭，在攝像頭的下方裝有抗衝擊、抗磨性的透光板，在隔牆上裝有 噴水方向指向透光板的高壓射水噴頭，在主控室內設置有與攝像頭連接的濾波 裝置、放大裝置和視頻輸出裝置，因此操作者可以從主控室內清晰地觀察到土 壓艙中的情況，如渣土的塑性化流動狀態、經刀盤刀具擠壓破碎後的巖石粒 徑的大小及刀具的情況等，再根據渣土的塑性化流動狀態，調整泡沬添加劑的 量，達到既能降低施工成本，又能提高盾構機的排渣效率的目的；當發現有粒 徑過大的孤石或刀具出現異常時便可以考慮處理方案，並適時進行處理；該系 統打破了土壓艙中長期存在的視覺盲區狀況，使土壓艙這一 "黑匣子"變得透 明起來，為高效、安全地進行隧道的掘進施工奠定了基礎；


圖1為實施例1的結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1中M部位的局部放大圖；圖4為實施例2中光源、攝像頭的安裝位置的示意圖。
具體實施方式
實施例l:這種帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切削系統，包括盾構機的螺旋輸送機4、 土壓艙3、構成土壓艙3的隔牆5和切口環6，及裝 在盾構機前邊的刀盤2和刀具1 ，在土壓艙3的切口環6的頂部內壁上設有光源 9a和攝像機的攝像頭lla，為了便於維修，本實施例中採用在土壓艙3的切口環 6的頂部內壁上裝有導軌8，導軌8上裝有能沿導軌抽拉的抽屜形抽拉裝置7， 光源孔9和攝像孔11開在抽屜形抽拉裝置7的底板上，光源9a和攝像頭lla 分別位於光源孔9和攝像孔11內；為保護光源9a和攝像頭lla不受石塊的碰撞 和渣土的侵蝕汙染，在它們的下方裝有抗衝擊、抗磨的透光板10，這種透光板 10可採用抗衝擊性、抗磨性和透光性均為上乘的防彈鋼化玻璃，也可採用具有 這種特性的有機透明材料。在構成土壓艙3的隔牆5上裝有與水源相通的高壓 射水噴頭12，為了清除透光板IO上沾粘的渣土，射水噴頭12的噴水方向應指 向透光板10;在主控室20內設置有用通信電纜16相互連接的濾波裝置21、放 大裝置22和視頻輸出裝置23，這些裝置通過通信電纜16又與攝像頭連接。由於土壓艙內的光線極暗，因此在本實施例中光源9a採用紅外雷射器做光 源，而且最好是808波段的近紅外雷射器，用以改善環境照度。
所用的攝像機需具有以下性能水平解析度應為400線或480線、成像靈 敏度為0.021ux、獲得大於、等於IOO。的視場角；這種攝像機最好釆用有CCD 晶片的黑白攝像機。為保證密封和工作可靠，通信電纜16和電源電纜17的連接應採用航海式 插座14與15。實施例2:本實施例中，在土壓艙3的切口環6的頂部內壁上裝有固定架 25，光源9a和攝像機的攝像頭lla裝在固定架25上，在光源9a、攝像頭lla的下邊置有能抗衝擊、抗磨的透光板IO，這種透光板 IO也採用防彈鋼化玻璃，透光板10裝在一個四周密封的盒體24的下部，透光 板10與盒體四周緊密嵌接，盒體24的上面固定在切口環6的頂部內壁上，光 源9a和攝像頭lla位於盒體四周之內，本實施例中的攝像機採用彩色低照度攝 像機，光源9a採用發光二極體，其它結構與實施例l相同。本發明中的攝像機的水平解析度還可採用520線、540線、800線，總之 應大於、等於400線以上。
權利要求
1、帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切削系統，包括盾構機 的螺旋輸送機、土壓艙、構成土壓艙的隔牆和切口環，及裝在盾構機前邊的刀 盤和刀具，其特徵在於在土壓艙的切口環的頂部內壁上設有光源和攝像機的 攝像頭，在攝像頭的下方裝有透光板，在土壓艙的隔牆上裝有與水源相通的高 壓射水噴頭，射水噴頭的噴水方向指向透光板，在主控室內設置有用通信電纜 相連接的濾波裝置、放大裝置和視頻輸出裝置，這些裝置通過通信電纜與攝像 頭連接。
2、 根據權利要求1所述的帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切 削系統，其特徵在於在土壓艙的切口環的頂部內壁上裝有導軌，導軌上裝有 能沿導軌抽拉的抽拉裝置，在抽拉裝置的底部開有光源孔和攝像孔，光源和攝 像頭分別位於光源孔和攝像孔內。
3、 根據權利要求2所述的帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切 削系統，其特徵在於能沿導軌抽拉的抽拉裝置為抽屜形，光源孔和攝像孔， 位於抽屜的底板上。
4、 根據權利要求1、 2或3所述的帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視的盾構 機切削系統，其特徵在於所述的光源為紅外雷射器，所述的攝像機為水平解析度大於、等於400線、成像靈敏度為0.02hix、能獲得大於、等於100°的視場角。
5、 根據權利要求4所述的帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切 削系統，其特徵在於所述的紅外雷射器為808波段的近紅外雷射器，所述的 攝象機為CCD晶片的矽材料攝象機。
6、 根據權利要求5所述的帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切 削系統，其特徵在於所述的透光板由抗衝擊、抗磨的防彈鋼化玻璃製成。
全文摘要
一種帶有刀盤刀具切削排渣狀況監視裝置的盾構機切削系統，包括盾構機的螺旋輸送機、刀盤、刀具和土壓艙、構成土壓艙的隔牆和切口環，及裝在盾構機前邊的，在土壓艙的切口環的頂部有光源和攝像頭，攝像頭的下方有透光板，在隔牆上裝有射水噴頭，主控室內設置有用通信電纜相連接的濾波裝置、放大裝置和視頻輸出裝置，這些裝置通過通信電纜與攝像頭連接；該系統打破了土壓艙中長期存在的視覺盲區狀況，為高效、安全地進行隧道的掘進施工奠定了基礎。
文檔編號E21D9/06GK101144385SQ20061010704
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月13日 優先權日2006年9月13日
發明者何於璉 申請人:中鐵隧道股份有限公司