水力切割刀具模块及联合破岩TBM装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110847926A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911024050.2(22)申请日2019.10.25(71)申请人中国科学院武汉岩土力学研究所地址430071湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山2号(72)发明人周辉徐福通卢景景张传庆邱浩权胡明明李玲玉(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所42001代理人王敏锋(51)Int.Cl.E21D9/11(2006.01)E21D9/10(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图13页(54)发明名称水力切割刀具模块及联合破岩TBM装置及方法(57)摘要本发明公开了一种水力切割刀具模块。它包括水力切割刀具模块框架、推力弹簧结构、水力切割刀具模块推力油缸和联合破岩的水力切割滚刀；所述推力弹簧结构位于所述水力切割刀具模块框架内；所述水力切割刀具模块推力油缸位于所述推力弹簧结构上端；所述联合破岩的水力切割滚刀固定于所述水力切割刀具模块框架下端联合破岩的水力切割滚刀呈轮辐式结构。本发明具有轻量化处理降低了滚刀的重量；提高破岩效率的优点。本发明还公开了水力-机械联合破岩TBM装置。本发明还公开了所述水力-机械联合破岩TBM装置的破岩方法。CN110847926ACN110847926A权利要求书1/2页1.水力切割刀具模块，其特征在于：包括水力切割刀具模块框架(1)、推力弹簧结构(2)、水力切割刀具模块推力油缸(3)和联合破岩的水力切割滚刀(6)；所述推力弹簧结构(2)位于所述水力切割刀具模块框架(1)内；所述水力切割刀具模块推力油缸(3)位于所述推力弹簧结构(2)上端；所述联合破岩的水力切割滚刀(6)固定于所述水力切割刀具模块框架(1)下端；所述联合破岩的水力切割滚刀(6)呈轮辐式结构。2.根据权利要求1所述的水力切割刀具模块，其特征在于：所述喷嘴支撑环形带状框架(6.6)为环形带状结构。3.根据权利要求1所述的水力切割刀具模块，其特征在于：所述联合破岩的水力切割滚刀(6)包括刀具中轴(6.1)，高压水注水孔(6.2)、高压水射流通道(6.3)和喷嘴支撑环形带状框架(6.6)；所述高压水注水孔(6.2)位于所述刀具中轴(6.1)内；所述高压水射流通道(6.3)与所述刀具中轴(1)呈垂直设置；所述高压水射流通道(6.3)一端与所述高压水注水孔(6.2)连通，另一端沿所述喷嘴支撑环形带状框架(6.6)径向分布、且位于所述喷嘴支撑环形带状框架(6.6)上；所述高压水射流通道(6.3)有多条。4.根据权利要求3所述的水力切割刀具模块，其特征在于：所述联合破岩的水力切割滚刀(6)还包括保护刚性套筒结构(6.4)和高压水射流喷嘴(6.5)；所述保护刚性套筒结构(6.4)套在所述高压水射流通道(6.3)外周；所述保护刚性套筒结构(6.4)与所述刀具中轴(1)呈垂直设置；所述高压水射流喷嘴(6.5)与所述高压水射流通道(6.3)连通、且位于所述喷嘴支撑环形带状框架(6.6)上。5.根据权利要求3所述的水力切割刀具模块，其特征在于：有高压水射流分流结构(6.7)位于所述高压水注水孔(6.2)与所述高压水射流通道(6.3)的交汇处、且位于所述喷嘴支撑环形带状框架(6.6)的中心。6.根据权利要求1所述的水力切割刀具模块，其特征在于：所述水力切割刀具模块推力油缸(3)的伸缩端与所述推力弹簧结构(2)的上板固定连接；所述推力弹簧结构(2)的下板固定在所述水力切割刀具模块框架(1)的侧壁中部。7.水力-机械联合破岩TBM装置，包括旋转驱动(12)，推进油缸(13)，外机架(17)，油压缸(19)，外机架上撑靴(20)和TBM刀盘结构(23)；所述TBM刀盘结构(23)安装在所述旋转驱动(12)前端、且位于所述外机架(17)前侧；所述外机架(17)位于所述旋转驱动(12)外侧；所述外机架上撑靴(20)位于所述外机架(17)后方、且与所述外机架(17)通过所述推进油缸(13)连接；其特征在于：有机械滚刀结构(9)和权利要求1-6中任一权利要求所述的水力切割刀具模块(7)均呈周向安装在所述TBM刀盘结构(23)上、且均呈间隔布置；所述水力切割刀具模块(7)安装在相邻二个所述机械滚刀结构(9)之间、且位于相邻二个所述机械滚刀结构(9)之间的中心位置。8.根据权利要求7所述的水力-机械联合破岩TBM装置，其特征在于：还包括水刀旋转调节部(11)，可伸缩水管(15)，水仓(16)，后支撑(14)，护盾(18)，铲斗(21)和皮带输送机(22)；所述水刀旋转调节部(11)位于所述旋转驱动(12)的前部、且与所述旋转驱动(12)共轴；所述水仓(16)位于所述后支撑(14)后方；所述可伸缩水管(15)一端与所述水刀旋转调节