无轴螺旋输送机及具有其的掘进装备的制作方法

本技术涉及地下工程，具体而言，涉及一种无轴螺旋输送机及具有其的掘进装备。

背景技术：

1、根据《地铁设计规范》规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。通常的施工方法是采用冻结法加固，然后采用矿山法进行联络通道开挖施工。然而，冻结法施工容易导致冻胀、融沉等不良后果，通常会引起一定的地面沉降，地面沉降较大时甚至发生垮塌危险，这对地质条件复杂、环境保护要求高的城市核心区域尤其难以适应。并且这一施工方法建设工期长，通常需要超过100天的冰冻，然后才能开始开挖，使建设工期经常长达4-6个月。另外，对于有砂层和承压水的地层，冻结法效果并不好，容易出事故，对环境影响大、风险很高。

2、近些年提出了采用拼装式联络通道结构，并采用机械法联络通道施工的方法。机械法需要使用掘进装备对已完工的主隧道的管片进行切削作业。切削产生的渣土碎屑等杂物通过相应的输送设备从切削位置转运至地面或其他处理场所。输送设备的一个示例是螺旋输送机。然而，主隧道管片中预埋的纤维筋和尺寸较大的石子等杂物容易堵住掘进装备的螺旋机，并且石子等的坚硬物质会磨损螺旋输送机的叶片轴及筒节内壁。由于螺旋输送机的筒节内存在土压，疏通起来相当困难，不利于施工设备的顺利掘进。这额外增加了维修设备时间，并导致施工周期延长。

3、因此，希望提供一种用于掘进装备的输送机，以至少部分地解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种用于掘进装备的无轴螺旋输送机，以适应机械法联络通道施工过程中的切削作业。

2、根据本实用新型的一个方面，所述无轴螺旋输送机包括：

3、筒体，所述筒体内部形成沿其轴向延伸的输送通道；

4、叶片，所述叶片至少部分地设置在所述筒体内并由旋转驱动装置驱动进行旋转，所述叶片是沿所述筒体的轴向螺旋延伸的无轴叶片，其中，所述叶片的位于所述筒体内的至少一部分的径向外侧设置有切削部；以及

5、闸门，所述闸门沿输送方向设置在所述叶片的下游，所述闸门能够控制开闭以开放或封闭所述输送通道。

6、在一些实施方式中，所述筒体的与所述切削部对应部分的内壁设置有耐磨层。

7、在一些实施方式中，切削部构造为焊接在所述叶片的本体上的耐磨块，或者嵌入所述叶片的本体的耐磨合金片，或者在所述叶片的本体上堆焊的网状耐磨层。优选地，所述耐磨块构造为长条形，所述耐磨块的长度方向平行于所述筒体的轴向或相对于所述筒体的轴向倾斜，多个耐磨块沿着所述叶片的螺旋方向排布。或者，所述耐磨块构造为长条形，所述耐磨块的长度方向平行于所述叶片的螺旋方向，多个耐磨块沿着所述筒体的轴向排布。或者，所述耐磨块构造为所述叶片的径向外侧表面分散布置的点状凸起。

8、在一些实施方式中，所述叶片的本体由沿轴向排布的多个子段连接而成，其中，每个子段沿轴向的延伸长度是一个螺距；或者，所述叶片的本体采用热卷工艺一体成型。

9、在一些实施方式中，所述筒体由沿轴向排布的多个筒节连接而成。

10、在一些实施方式中，至少一个筒节是由内筒节和外筒节形成的可伸缩结构。

11、在一些实施方式中，所述筒体包括所述内筒节和与所述内筒节连接的其他筒节构成的第一部分，和所述外筒节或与所述外筒节连接的其他筒节构成的第二部分；

12、其中，无轴螺旋输送机设置有导向装置，所述导向装置包括：

13、导向杆，所述导向杆沿着所述筒体的轴向延伸，所述导向杆连接至所述第一部分和所述第二部分中的一者；和

14、导向槽，所述导向槽设置在所述第一部分和所述第二部分中的另一者上，所述导向槽沿所述筒体的轴向延伸，所述导向杆沿所述轴向可滑动地容纳在所述导向槽中，并且所述导向槽的槽壁阻止所述导向杆沿着所述筒体的周向移动。

15、在一些实施方式中，所述无轴螺旋输送机设置有伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置包括驱动缸，所述驱动缸的两端分别与所述第一部分和所述第二部分连接。

16、在一些实施方式中，所述内筒节和所述外筒节的重叠部分之间设置有用于容纳润滑油脂的润滑腔室。

17、在一些实施方式中，所述筒体设置有用于感测所述无轴螺旋输送机内的土压的土压传感器，所述润滑腔室基于所述土压传感器的感测结果进行调节。

18、在一些实施方式中，所述旋转驱动装置包括：

19、驱动机，所述驱动机用于为所述叶片的旋转提供驱动力；和

20、驱动法兰，所述驱动法兰与所述驱动机传动联接，所述叶片同轴连接至所述驱动法兰。

21、在一些实施方式中，所述驱动法兰构造为筒状，所述驱动法兰设置在所述筒体内并构成所述输送通道的一部分。

22、在一些实施方式中，所述筒体的内壁在与所述驱动法兰对应的位置设置有耐磨铜套，所述驱动法兰支撑在所述耐磨铜套上并相对于所述耐磨铜套旋转。

23、在一些实施方式中，所述旋转驱动装置设置有润滑油箱，所述耐磨铜套的表面设置有螺旋油槽，所述螺旋油槽与所述润滑油箱连通。

24、在一些实施方式中，所述驱动法兰的轴向端部设置有耐磨钢套，所述驱动法兰在轴向端部的位置通过所述耐磨钢套与所述筒体的内壁摩擦接触。

25、在一些实施方式中，所述耐磨钢套与所述驱动法兰可拆卸地连接。

26、在一些实施方式中，所述驱动法兰的每个轴向端部的所述耐磨钢套与所述筒体的内壁之间设置有密封结构，所述密封结构至少包括唇形密封圈和旋转格莱圈。

27、在一些实施方式中，针对每个所述耐磨钢套沿轴向间隔设置两个旋转格莱圈和两个唇形密封圈，其中，所述两个唇形密封圈位于所述两个旋转格莱圈之间。

28、在一些实施方式中，相邻的两个唇形密封圈之间设置有用于容纳润滑油脂的润滑腔室。

29、在一些实施方式中，所述驱动法兰的外侧壁面设置有驱动齿，所述驱动机通过齿轮传动的方式与所述驱动法兰连接；或者，

30、所述驱动机通过皮带传动的方式与所述驱动法兰连接。

31、在一些实施方式中，所述筒体设置有贯穿筒壁的注液管。

32、在一些实施方式中，所述闸门与所述叶片之间还设置有安全闸门，所述安全闸门在所述无轴螺旋输送机处于正常运行状态时保持常开状态，并且在所述无轴螺旋输送机处于异常运行状态且所述闸门无法关闭时切换至关闭状态，其中，所述正常运行状态是所述无轴螺旋输送机的运行参数处于预定范围之内的运行状态，所述异常运行状态是所述无轴螺旋输送机的运行参数超出预定范围的运行状态。

33、根据本实用新型的另一个方面，还提供一种掘进装备，所述掘进装备设置有如上所述的无轴螺旋输送机。优选地，所述无轴螺旋输送机以所述筒体的出口端高于所述筒体的入口端的方式倾斜设置。

34、根据本实用新型的技术方案可以实现如下技术效果：

35、位于叶片后方的闸门在无轴螺旋输送机初始运行时可以保持关闭，利用土塞效应使输送通道内保持足够的压力，从而能够克服渣土的重力将其沿着向上的方向输送。叶片为无轴叶片，一方面增大了输送通道内的通行面积，减小了被大块渣土卡住的可能，另一方面也避免了原有的纤维筋缠绕在叶片轴上的情况。此外，叶片还设置有切削部，可以与筒体共同作用对纤维筋进行切削，还避免了纤维筋缠绕在叶片上。根据本实用新型的无轴螺旋输送机能够减少渣土输送过程中因杂物卡滞等原因导致的故障，确保掘进施工产生的渣土能够顺利输送。