ВИНТОВОЙ ТРАНСПОРТЕР, МАШИНА ДЛЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ТРАНСПОРТЕР, И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕЮ Российский патент 2020 года по МПК E21D9/12 B65G33/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологий оборудования для тоннельных работ, и, в частности, оно относится к винтовому транспортеру, машине для щитовой проходки, содержащей такой транспортер, и способу управления ею.

Уровень техники

В родственных технологиях в двухрежимных машинах для щитовой проходки с гидро- и грунтопригрузом предусматривается применение как винтового транспортера, так и трубопроводов для глинистого раствора, то есть в корпусе щита одновременно расположены винтовой транспортер и впускной и выпускной трубопроводы, и когда машина для щитовой проходки работает в режиме грунтопригруза, то впускной и выпускной трубопровод закрывают и посредством винтового транспортера удаляют разработанный грунт, а когда она работает в режиме гидропригруза, то работу винтового транспортера останавливают и разработанный грунт удаляют посредством выпускного трубопровода. Недостатки такой конструкции заключаются в том, что поскольку как винтовой транспортер, так и впускной и выпускной трубопровод занимают пространство в корпусе щита за герметичной диафрагмой и винтовой транспортер обычно проходит в нижней части корпуса щита, то выпускной трубопровод не может находиться в нижней части, а только может располагаться под корпусом щита и, таким образом, не может выводить жидкий шлак, глубоко залегающий в нижней части камеры. Кроме того, применение винтового транспортера в сочетании с впускным и выпускным трубопроводом делает задачу их размещения в без того заполненном корпусе щита еще более трудной, и дело доходит до того, что приходится уменьшать размеры элементов машины для щитовой проходки (уменьшают внешний диаметр винтового транспортера или уменьшают диаметр впускного и выпускного трубопровода), чтобы обеспечить необходимое пространственное расположение элементов. При работе системы в режиме гидропригруза, поскольку пространство в корпусе щита ограничено, и нельзя разместить устройство для измельчения отбитой породы, а также, поскольку размеры трубопровода для глинистого раствора также ограничены, отсутствует возможность выведения кусков большого размера, поэтому применимость таких двухрежимных машин для щитовой проходки очень сильно ограничена: их можно применять только в случае пластов, характеризующихся кусками малого размера, что значительно ограничивает развитие конструкции машин для щитовой проходки.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в преодолении по меньшей мере до определенной степени одного из технических недостатков родственных технологий. Поэтому согласно настоящему изобретению предложен винтовой транспортер, при этом преимущество указанного винтового транспортера заключается в том, что он занимает мало пространства.

Согласно настоящему изобретению также предложена машина для щитовой проходки, при этом указанная машина для щитовой проходки содержит вышеуказанный винтовой транспортер.

Согласно настоящему изобретению также предложен способ управления машиной для щитовой проходки, при этом указанный способ управления применяется в отношении вышеуказанной машины для щитовой проходки.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложен винтовой транспортер, при этом указанный винтовой транспортер имеет входной конец и выходной конец и содержит шнековый вал, при этом внутренняя часть указанного шнекового вала выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала; винтовые лопасти, при этом указанные винтовые лопасти окружают внешнюю стенку указанного шнекового вала; и приводной элемент, предназначенный для приведения указанного шнекового вала во вращение.

В винтовом транспортере согласно вариантам осуществления настоящего изобретения за счет того, что внутренняя часть шнекового вала винтового транспортера является полой для образования центрального канала, по центральному каналу может перемещаться разработанный грунт и т. п., что исключает необходимость в отдельно установленном трубопроводе для транспортировки, и не только сокращается пространство, занимаемое центральным каналом и винтовым транспортером, но и исключается возможность нежелательного воздействия друг на друга центрального канала и винтового транспортера ввиду их расположения относительно друг друга, что расширяет диапазон применения винтового транспортера.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения вблизи указанного входного конца указанного шнекового вала предусмотрен фильтр.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанный фильтр представляет собой перфорированную пластину.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанный приводной элемент содержит: гидравлический двигатель; червяк, при этом указанный червяк соединен с выходным валом указанного гидравлического двигателя; и червячное колесо, при этом зубья снаружи указанного червячного колеса пребывают в зацеплении с указанным червяком и указанное червячное колесо надето на указанный шнековый вал для приведения указанного шнекового вала во вращение.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанный приводной элемент содержит: гидравлический двигатель; редуктор, при этом указанный редуктор соединен с выходным валом указанного гидравлического двигателя; вращающуюся опору, при этом указанная вращающаяся опора соединена с указанным редуктором; и приводной фланец, при этом указанный приводной фланец соединен с указанной вращающейся опорой и указанный приводной фланец соединен сваркой с винтовой лопастью.

Машина для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения содержит: режущий диск; призабойную камеру, при этом указанная призабойная камера расположена с задней стороны указанного режущего диска; впускную трубу для раствора, при этом выпускное отверстие для раствора указанной впускной трубы для раствора пребывает в сообщении с указанной призабойной камерой и выполнено в верхней части указанной призабойной камеры; вышеуказанный винтовой транспортер, при этом входной конец указанного винтового транспортера проходит в указанную призабойную камеру для выведения из указанной призабойной камеры грунта, находящегося в указанной призабойной камере; указанный входной конец расположен в нижней части указанной призабойной камеры; и указанный центральный канал пребывает в сообщении с указанной призабойной камерой; выпускную трубу, при этом впускное отверстие указанной выпускной трубы для раствора пребывает в сообщении с центральным каналом; отвод выпускной трубы для раствора, при этом один конец указанного отвода выпускной трубы для раствора пребывает в сообщении с пространством между двумя соседними винтовыми лопастями, а его другой конец пребывает в сообщении с выпускной трубой; и ленточный транспортер, при этом один конец указанного ленточного транспортера расположен в месте указанного выходного конца указанного винтового транспортера.

В машине для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения посредством установленного в ней вышеуказанного винтового транспортера и за счет того, что внутренняя часть шнекового вала винтового транспортера выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала, при работе машины для щитовой проходки в режиме гидропригруза разработанный грунт и т. п. в призабойной камере может проходить по центральному каналу в выпускную трубу для раствора и посредством насоса для выпуска раствора откачиваться на поверхность, при этом центральный канал и винтовой транспортер могут быть расположены в нижней части призабойной камеры, и исключается возможность их нежелательного воздействия друг на друга; следовательно, разработанный грунт, в большом количестве скопившийся в нижней части призабойной камеры, может транспортироваться наружу, а также можно предотвратить задержку его выведения. В то же время за счет того, что центральный канал предусмотрен во внутренней части винтового транспортера, можно увеличить пространство в призабойной камере, что улучшает устройство машины для щитовой проходки. В то же время в случае пласта, характеризующегося кусками большого размера, можно активировать винтовой транспортер и за счет вращения винтовых лопастей винтового транспортера выводить куски большого размера на ленточный транспортер; в выпускную трубу для раствора раствор с разработанным грунтом из нижней части от центрального канала в шнековом вале винтового транспортера выводится посредством выпускной трубы для раствора, а от выходного конца винтового транспортера — посредством отвода выпускной трубы для раствора; и, наконец, выводится наружу посредством насоса для выпуска раствора, что увеличивает диапазон применения машины для щитовой проходки.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения также предусмотрен неподвижный держатель, при этом указанный неподвижный держатель соединен с указанным винтовым транспортером и снабжен соединительным каналом, при этом один из двух концов указанного соединительного канала пребывает в сообщении с указанным центральным каналом, а другой — пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанный неподвижный держатель расположен вблизи указанного выходного конца. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения один конец указанного отвода выпускной трубы для раствора расположен вблизи указанного выходного конца.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения также предусматривается: первая труба обратной циркуляции, при этом один конец указанной первой трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой; вторая труба обратной циркуляции, при этом один конец указанной второй трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора и один конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен ближе к указанному выпускному отверстию для раствора, чем один конец указанной первой трубы обратной циркуляции, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой и другой конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен дальше от указанного впускного отверстия для раствора, чем другой конец указанной первой трубы обратной циркуляции; первый клапан управления обратной циркуляцией, при этом указанный первый клапан управления обратной циркуляцией установлен на указанной первой трубе обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием указанной первой трубы обратной циркуляции; второй клапан управления обратной циркуляцией, при этом указанный второй клапан управления обратной циркуляцией установлен на указанной второй трубе обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием указанной второй трубы обратной циркуляции; первый клапан управления выпуском раствора, при этом указанный первый клапан управления выпуском раствора установлен между указанным одним концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции; и второй клапан управления выпуском раствора, при этом указанный второй клапан управления выпуском раствора установлен между указанным другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным другим концом указанной второй трубы обратной циркуляции.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения также предусматривается третий клапан управления выпуском раствора, при этом указанный третий клапан управления выпуском раствора установлен между указанным выпускным отверстием для раствора и одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения также предусматривается четвертый клапан управления выпуском раствора, при этом указанный четвертый клапан управления выпуском раствора установлен между другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным впускным отверстием для раствора.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения также предусматривается: обводная труба, при этом один конец указанной обводной трубы пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения один конец указанной обводной трубы расположен между указанным третьим клапаном управления выпуском раствора и одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции, а другой конец указанной обводной трубы расположен между другим концом указанного отвода выпускной трубы для раствора и другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения на указанном отводе выпускной трубы для раствора предусмотрен клапан управления отводом.

В способе управления согласно вариантам осуществления настоящего изобретения указанная машина для щитовой проходки представляет собой вышеуказанную машину для щитовой проходки, при этом указанная машина для щитовой проходки дополнительно содержит обводную трубу, при этом один конец указанной обводной трубы пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой; указанная машина для щитовой проходки дополнительно содержит первую трубу обратной циркуляции и вторую трубу обратной циркуляции, при этом один конец указанной первой трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой; один конец указанной второй трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора и один конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен ближе к указанному выпускному отверстию для раствора, чем один конец указанной первой трубы обратной циркуляции, а ее другой конец пребывает в сообщении с выпускной трубой и другой конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен дальше от указанного впускного отверстия для раствора, чем другой конец указанной первой трубы обратной циркуляции; в указанной машине для щитовой проходки предусмотрен режим грунтопригруза и режим гидропригруза, при этом

при переключении указанной машины для щитовой проходки из указанного режима грунтопригруза в указанный режим гидропригруза указанный способ управления включает этапы, на которых:

S10 — прекращают проходку указанной машиной для щитовой проходки и закрывают отверстие для удаления обломков на выходном конце указанного винтового транспортера с образованием грунтовой пробки во внутренней части указанного винтового транспортера;

S20 — применяют байпасный режим работы указанной машины для щитовой проходки, при этом глинистый раствор после его подачи в указанную обводную трубу по указанной впускной трубе для раствора выводят посредством указанной выпускной трубы для раствора и обеспечивают его нормальное прохождение по трубопроводу для глинистого раствора;

S30 — в режиме поддержания давления подают глинистый раствор в указанную призабойную камеру, при этом указанную обводную трубу закрывают, и указанный глинистый раствор поступает из указанной впускной трубы для раствора в указанную призабойную камеру; осуществляют выравнивание давления в указанной призабойной камере за счет работы системы поддержания давления воздухом;

S40 — осуществляют переключение в режим обратной циркуляции после заполнения указанной призабойной камеры глинистым раствором, при этом указанный глинистый раствор проходит из указанной впускной трубы для раствора в указанную первую трубу обратной циркуляции, попадает в указанную выпускную трубу для раствора и затем проходит в указанную призабойную камеру; после заполнения указанной призабойной камеры указанным глинистым раствором указанный глинистый раствор проходит по указанной впускной трубе для раствора и указанной второй трубе обратной циркуляции и выходит в указанную выпускную трубу для раствора с последующим выведением; разработанный грунт из указанной призабойной камеры несколько раз вымывают, при этом обеспечивают работу указанного режущего диска на малых оборотах для перемешивания указанного разработанного грунта и при этом активируют клапан автоматического сброса давления для регулирования давления в указанной призабойной камере;

S50 — после определенного периода стабильной работы в режиме обратной циркуляции осуществляют переключение обратно в режим проходки для выполнения обычной проходки, при этом указанный глинистый раствор из указанной впускной трубы для раствора проходит в указанную призабойную камеру и указанный глинистый раствор выводят по указанной выпускной трубе для раствора;

при переключении указанной машины для щитовой проходки из указанного режима гидропригруза в указанный режим грунтопригруза указанный способ управления включает этапы, на которых:

T10 — снижают скорость вращения указанного режущего диска до 0,5 об/мин или ниже, при этом скорость проходки составляет меньше чем 15 мм/мин; выключают указанный насос для впуска раствора, установленный на указанной впускной трубе для раствора, для прекращения подачи глинистого раствора с осуществлением его выведения в указанном режиме обратной циркуляции, при этом во время выведения раствора путем согласования величины расхода раствора, выводимого посредством насоса для выпуска раствора, установленного на указанной выпускной трубе для раствора, со скоростью проходки выравнивают давление в указанной призабойной камере;

T20 — при явном увеличении крутящего момента указанного режущего диска в условиях попадания грунта, отбитого в результате работы указанного режущего диска, в указанную призабойную камеру, его скапливания в ее нижней части и постепенного подъема указанного грунта проверяют, заблокирована ли задвижка диафрагмы, проверяют ее положение от нижнего до верхнего и после обеспечения полной блокировки указанной задвижки в одном положении снова проверяют, заблокирована ли она в следующем, пока не произойдет полная блокировка указанной задвижки в самом верхнем положении;

T30 — после того как останавливают вращение указанного режущего диска, останавливают продвижение указанной машины для щитовой проходки вперед, при этом продолжают выводить раствор в режиме обратной циркуляции, и одновременно активируют автоматическую систему поддержания давления для выравнивания давления в указанной призабойной камере, пока указанный насос для выпуска раствора не создаст вакуум, указанный насос для выпуска раствора выключают и закрывают задвижку диафрагмы;

T40 — открывают указанное отверстие для удаления обломков указанного винтового транспортера, при этом степень открывания не превышает 20%, включают указанный режущий диск, указанную машину для щитовой проходки снова запускают для продвижения вперед, начинают эксплуатацию в указанном режиме грунтопригруза и посредством указанного винтового транспортера и указанного ленточного транспортера транспортируют грунт в указанной призабойной камере на поверхность.

Описание графических материалов

Фиг. 1 — схематическое изображение конструкции машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 — схематическое изображение конструкции машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 — схематическое изображение машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в режиме подачи раствора;

фиг. 4 — схематическое изображение машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в байпасном режиме;

фиг. 5 — схематическое изображение машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в режиме обратной циркуляции;

фиг. 6 — схематическое изображение машины для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в режиме проходки.

Ссылочные позиции в прилагаемых графических материалах:

100 – машина для щитовой проходки; 1 – режущий диск; 2 – призабойная камера; 21 – диафрагма; 3 – впускная труба для раствора; 31 – выпускное отверстие для раствора; 32 – первый клапан управления выпуском раствора; 33 – третий клапан управления выпуском раствора; 34 – насос для впуска раствора; 35 – станция приготовления глинистого раствора; 4 – винтовой транспортер; 41 – входной конец; 42 – выходной конец; 43 – шнековый вал; 431 – центральный канал; 432 – перфорированная пластина; 44 – винтовые лопасти; 45 – приводной элемент; 451 – червячное колесо; 452 – червяк; 453 – вращающаяся опора; 454 – приводной фланец; 46 – неподвижный держатель; 5 – выпускная труба для раствора; 51 – впускное отверстие для раствора; 52 – второй клапан управления выпуском раствора; 53 – четвертый клапан управления выпуском раствора; 54 – насос для выпуска раствора; 55 – отвод выпускной трубы для раствора; 551 – клапан управления отводом; 6 – обводная труба; 61 – один конец обводной трубы; 62 – другой конец обводной трубы; 63 – перепускной клапан; 7 – первая труба обратной циркуляции; 71 – один конец первой трубы обратной циркуляции; 72 – другой конец первой трубы обратной циркуляции; 73 – первый клапан управления обратной циркуляцией; 8 – вторая труба обратной циркуляции; 81 – один конец второй трубы обратной циркуляции; 82 – другой конец второй трубы обратной циркуляции; 83 – второй клапан управления обратной циркуляцией; 9 – ленточный транспортер.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения, при этом в прилагаемых графических материалах представлены примеры указанных вариантов осуществления. Нижеприведенные варианты осуществления, описанные со ссылками на прилагаемые графические материалы, являются примерами, предназначенными для объяснения настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.

Ниже со ссылкой на фиг. 1–6 описан винтовой транспортер 4 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1–6, винтовой транспортер 4 имеет входной конец 41 и выходной конец 42, и винтовой транспортер 4 содержит шнековый вал 43, винтовые лопасти 44 и приводной элемент 45.

При этом внутренняя часть шнекового вала 43 выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала 431, винтовые лопасти 44 проходят вокруг внешней стенки шнекового вала 43, а приводной элемент 45 может приводить шнековый вал 43 во вращение. Когда приводной элемент 45 приводит шнековый вал 43 во вращение, винтовые лопасти 44 могут перемещать разработанный грунт и т. п. от входного конца 41 винтового транспортера 4 к его выходному концу 42; когда приводной элемент 45 приводит шнековый вал 43 во вращение или не приводит шнековый вал 43 во вращение, центральный канал 431 во внутренней части шнекового вала 43 может служить каналом для перемещения разработанного грунта, и центральный канал 431 и винтовой транспортер 4 могут проходить в одном направлении, что исключает возможность их нежелательного воздействия друг на друга, и то, что центральный канал 431 расположен во внутренней части шнекового вала 43 винтового транспортера 4, может уменьшить пространство, занимаемое винтовым транспортером 4 и центральным каналом 431.

В винтовом транспортере 4 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения за счет того, что внутренняя часть шнекового вала 43 винтового транспортера 4 является полой для образования центрального канала 431, по центральному каналу 431 может перемещаться разработанный грунт и т. п., что исключает необходимость в отдельно установленном трубопроводе для транспортировки, и не только сокращается пространство, занимаемое центральным каналом 431 и винтовым транспортером 4, но и исключается возможность нежелательного воздействия друг на друга центрального канала 431 и винтового транспортера 4 ввиду их расположения относительно друг друга, что расширяет диапазон применения винтового транспортера 4.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в месте вблизи входного конца 41 шнекового вала 43 предусмотрен фильтр. Когда по центральному каналу 431 перемещается разработанный грунт и т. п., фильтр может задерживать куски большого размера для предотвращения закупорки центрального канала 431 во внутренней части шнекового вала 43. При необходимости фильтр представляет собой перфорированную пластину 432, при этом перфорированная пластина 432 может представлять собой пластинообразный элемент, снабженный сквозными отверстиями. Следовательно, можно упростить конструкцию и технологию обработки фильтра, что сокращает производственный цикл и снижает себестоимость производства.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, приводной элемент 45 содержит гидравлический двигатель, червяк 452 и червячное колесо 451, при этом червяк 452 соединен с выходным валом гидравлического двигателя; зубья снаружи червячного колеса 451 входят в зацепление с червяком 452; червячное колесо 451 надето на шнековый вал 43, чтобы приводить шнековый вал 43 во вращение. При этом червячное колесо 451 может быть соединено со шнековым валом 43 посредством шпонки. Когда гидравлический двигатель приводит червяк 452 во вращение, то червяк 452 приводит во вращение червячное колесо 451, и червячное колесо 451 может приводить шнековый вал 43 во вращение.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 2, приводной элемент 45 содержит гидравлический двигатель, редуктор, вращающуюся опору 453 и приводной фланец 454. При этом редуктор соединен с выходным валом гидравлического двигателя, вращающаяся опора 453 соединена с редуктором, приводной фланец 454 соединен с вращающейся опорой 453, и приводной фланец 454 соединен сваркой с винтовой лопастью 44. Гидравлический двигатель и редуктор могут приводить вращающуюся опору 453 во вращение, вращающаяся опора 453 приводит приводной фланец 454 во вращение, и приводной фланец 454 приводит во вращение винтовую лопасть 44 на шнековом валу 43.

Ниже со ссылкой на фиг. 1–6 описана машина 100 для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1–6, машина 100 для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения содержит режущий диск 1, призабойную камеру 2, впускную трубу 3 для раствора, винтовой транспортер 4, выпускную трубу 5 для раствора, отвод 55 выпускной трубы для раствора и ленточный транспортер 9.

В частности, призабойная камера 2 расположена за режущим диском 1 (как показано на фиг. 1, с его задней стороны); с призабойной камерой 2 пребывает в сообщении выпускное отверстие 31 для раствора впускной трубы 3 для раствора, которое предусмотрено в верхней части призабойной камеры 2; входной конец 41 винтового транспортера 4 проходит в призабойную камеру 2, чтобы выводить из призабойной камеры 2 находящийся в призабойной камере 2 грунт; входной конец 41 расположен в нижней части призабойной камеры 2; центральный канал 431 пребывает в сообщении с призабойной камерой 2; центральный канал 431 пребывает в сообщении с впускным отверстием 51 для раствора выпускной трубы 5 для раствора; один конец отвода 55 выпускной трубы для раствора (как показано на фиг. 1, верхний конец) пребывает в сообщении с пространством между двумя соседними винтовыми лопастями 44, а его другой конец (как показано на фиг. 1, нижний конец) пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора; один конец ленточного транспортера 9 (как показано на фиг. 1, передний конец) расположен в месте выходного конца 42 винтового транспортера 4.

При строительстве в режиме грунтопригруза режущий диск 1 вращается и режет слой грунта; возникающий в результате резания разработанный грунт попадает в призабойную камеру 2 и посредством винтового транспортера 4, проходящего под наклоном в нижней части призабойной камеры 2, направляется на ленточный транспортер 9, а затем перемещается на средство для перевозки разработанного грунта для отправки наружу с целью обработки. В режиме гидропригруза: с целью энергосбережения вращение винтового транспортера 4 можно остановить и переключить систему в режим гидропригруза; посредством насоса 34 для впуска раствора подают глинистый раствор; по впускной трубе 3 для раствора глинистый раствор проходит в призабойную камеру 2; глинистый раствор в достаточной мере смешивается с разработанным грунтом, возникающим в результате резания режущим диском 1, и выводится по центральному каналу 431 во внутренней части шнекового вала 43 винтового транспортера 4, а затем по выпускной трубе 5 для раствора непосредственно выводится наружу насосом 54 для выпуска раствора. Таким образом, центральный канал 431 и винтовой транспортер 4 могут быть расположены в нижней части призабойной камеры 2, и исключается возможность их нежелательного воздействия друг на друга; следовательно, разработанный грунт, в большом количестве скопившийся в нижней части призабойной камеры 2, может транспортироваться наружу, а также можно предотвратить задержку его выведения. В то же время за счет того, что центральный канал 431 проходит во внутренней части винтового транспортера 4, можно увеличить пространство в призабойной камере 2, что улучшает устройство машины 100 для щитовой проходки (например, увеличивается внешний диаметр винтового транспортера 4 или увеличивается диаметр впускной трубы 3 для раствора и выпускной трубы 5 для раствора).

В случае пласта, характеризующегося кусками большого размера, можно за счет вращения винтового транспортера 4 и вращения винтовых лопастей 44 винтового транспортера 4 выводить куски большого размера на ленточный транспортер 9; в выпускную трубу 5 для раствора раствор с разработанным грунтом из нижней части от центрального канала 431 в шнековом вале 43 винтового транспортера 4 выводится посредством выпускной трубы 5 для раствора, а от выходного конца 42 винтового транспортера 4 — посредством отвода 55 выпускной трубы для раствора; и, наконец, выводится наружу посредством насоса 54 для выпуска раствора, что увеличивает диапазон применения машины 100 для щитовой проходки.

В машине 100 для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения посредством установленного в ней вышеуказанного винтового транспортера 4 и за счет того, что внутренняя часть шнекового вала 43 винтового транспортера 4 выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала 431, при работе машины 100 для щитовой проходки в режиме гидропригруза разработанный грунт и т. п. в призабойной камере 2 может проходить по центральному каналу 431 в выпускную трубу 5 для раствора и посредством насоса 54 для выпуска раствора откачиваться на поверхность, при этом центральный канал 431 и винтовой транспортер 4 могут быть расположены в нижней части призабойной камеры 2, и исключается возможность их нежелательного воздействия друг на друга; следовательно, разработанный грунт, в большом количестве скопившийся в нижней части призабойной камеры 2, может транспортироваться наружу, а также можно предотвратить задержку его выведения. В то же время за счет того, что центральный канал 431 предусмотрен во внутренней части винтового транспортера 4, можно увеличить пространство в призабойной камере 2, что улучшает устройство машины 100 для щитовой проходки. В то же время в случае пласта, характеризующегося кусками большого размера, можно активировать винтовой транспортер 4 и за счет вращения винтовых лопастей 44 винтового транспортера 4 выводить куски большого размера на ленточный транспортер 9; в выпускную трубу 5 для раствора раствор с разработанным грунтом из нижней части от центрального канала 431 в шнековом вале 43 винтового транспортера 4 выводится посредством выпускной трубы 5 для раствора, а от выходного конца 42 винтового транспортера 4 — посредством отвода 55 выпускной трубы для раствора; и, наконец, выводится наружу посредством насоса 54 для выпуска раствора, что увеличивает диапазон применения машины 100 для щитовой проходки.

Кроме того, если винтовой транспортер 4 приводится в действие посредством червячного колеса 451 и червяка 452, то можно уменьшить общую высоту винтового транспортера 4, увеличить эффективную длину винтовых лопастей 44 и снизить давление на выходной конец 42 винтового транспортера 4; в то же время при сохранении высоты выходного конца 42 винтового транспортера 4 можно уменьшить угол наклона ленточного транспортера 9, что способствует контролированному попаданию глинистого раствора и воды на передний конец ленточного транспортера 9 и делает выведение шлака более удобным.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит неподвижный держатель 46, при этом неподвижный держатель 46 соединен с винтовым транспортером 4 и снабжен соединительным каналом, при этом один из двух концов соединительного канала пребывает в сообщении с центральным каналом 431, а другой — пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора. С одной стороны, неподвижный держатель 46 может обеспечивать возможность установки винтового транспортера 4, при этом шнековый вал 43 может вращаться внутри неподвижного держателя 46; а с другой стороны, неподвижный держатель 46 может обеспечивать возможность сообщения выпускной трубы 5 для раствора с центральным каналом 431. Разработанный грунт или глинистый раствор в центральном канале 431 могут проходить через неподвижный держатель 46 и выводиться по выпускной трубе 5 для раствора. При необходимости, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, неподвижный держатель 46 расположен вблизи выходного конца 42. С одной стороны, удобно устанавливать винтовой транспортер 4, а также повышается надежность установки винтового транспортера 4; а с другой стороны — удобно приводить в сообщение центральный канал 431 с выпускной трубой 5 для раствора.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, один конец отвода 55 выпускной трубы для раствора (как показано на фиг. 1, верхний конец) расположен вблизи выходного конца 42. Следовательно, когда машина 100 для щитовой проходки находится в режиме гидропригруза, то глинистый раствор в винтовом транспортере 4 может в целом посредством отвода 55 выпускной трубы для раствора выводиться в выпускную трубу 5 для раствора и посредством насоса 54 для выпуска раствора откачиваться на поверхность.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 5, машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит первую трубу 7 обратной циркуляции, вторую трубу 8 обратной циркуляции, первый клапан 73 управления обратной циркуляцией, второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, первый клапан 32 управления выпуском раствора и второй клапан 52 управления выпуском раствора. В частности, один конец 71 первой трубы 7 обратной циркуляции пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, а ее другой конец 72 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора; один конец 81 второй трубы 8 обратной циркуляции пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, и конец 81 второй трубы 8 обратной циркуляции расположен ближе к выпускному отверстию 31 для раствора, чем конец 71 первой трубы 7 обратной циркуляции; другой конец 82 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора, и другой конец 82 второй трубы 8 обратной циркуляции расположен дальше от впускного отверстия 51 для раствора, чем другой конец 72 первой трубы 7 обратной циркуляции; первый клапан 73 управления обратной циркуляцией установлен на первой трубе 7 обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием первой трубы 7 обратной циркуляции; второй клапан 83 управления обратной циркуляцией установлен на второй трубе 8 обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием второй трубы 8 обратной циркуляции; первый клапан 32 управления выпуском раствора установлен между одним концом 71 первой трубы 7 обратной циркуляции и одним концом 81 второй трубы 8 обратной циркуляции; второй клапан 52 управления выпуском раствора установлен между другим концом 72 первой трубы 7 обратной циркуляции и другим концом 82 второй трубы 8 обратной циркуляции.

Когда в машине 100 для щитовой проходки применяется режим обратной циркуляции, первый клапан 32 управления выпуском раствора и второй клапан 52 управления выпуском раствора могут закрываться; первый клапан 73 управления обратной циркуляцией и второй клапан 83 управления обратной циркуляцией могут открываться; насос 34 для впуска раствора перекачивает глинистый раствор во впускную трубу 3 для раствора, который по первой трубе 7 обратной циркуляции попадает в выпускную трубу 5 для раствора, затем по центральному каналу 431 попадает в призабойную камеру 2; когда количество глинистого раствора в призабойной камере 2 достигает определенной величины, глинистый раствор по впускной трубе 3 для раствора попадает во вторую трубу 8 обратной циркуляции и затем выводится посредством насоса 54 для выпуска раствора. Режим обратной циркуляции машины 100 для щитовой проходки может обеспечить достаточную промывку призабойной камеры 2 и трубопроводов.

Кроме того, машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит третий клапан 33 управления выпуском раствора, при этом третий клапан 33 управления выпуском раствора установлен между выпускным отверстием 31 для раствора и одним концом 81 второй трубы 8 обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием этой секции впускной трубы 3 для раствора. При необходимости машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит четвертый клапан 53 управления выпуском раствора, при этом четвертый клапан 53 управления выпуском раствора установлен между другим концом 72 первой трубы 7 обратной циркуляции и впускным отверстием 51 для раствора для управления закрыванием и открыванием этой секции выпускной трубы 5 для раствора. Кроме того, на отводе 55 выпускной трубы для раствора установлен клапан 551 управления отводом для управления закрыванием и открыванием отвода 55 выпускной трубы для раствора.

Кроме того, как показано на фиг. 4, машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит обводную трубу 6, при этом один конец 61 обводной трубы 6 пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, а ее другой конец 62 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора. При переключении между различными режимами проходки машины 100 для щитовой проходки обводная труба 6 может стабилизировать расход глинистого раствора или применяться при установке сегментов обделки, что исключает необходимость в остановке системы циркуляции глинистой воды; насос 34 для впуска раствора перекачивает глинистый раствор во впускную трубу 3 для раствора; затем он попадает в обводную трубу 6, из обводной трубы 6 проходит в выпускную трубу 5 для раствора и выводится посредством насоса 54 для выпуска раствора.

В частности, как показано на фиг. 4, один конец 61 обводной трубы 6 расположен между третьим клапаном 33 управления выпуском раствора и одним концом 81 второй трубы 8 обратной циркуляции, а другой конец 62 обводной трубы 6 расположен между другим концом отвода 55 выпускной трубы для раствора (как показано на фиг. 1, это — нижний конец) и другим концом 72 первой трубы 7 обратной циркуляции. Следовательно, при работе машины 100 для щитовой проходки в байпасном режиме можно закрыть третий клапан 33 управления выпуском раствора, четвертый клапан 53 управления выпуском раствора, клапан 551 управления отводом, первый клапан 73 управления обратной циркуляцией и второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, и тогда глинистый раствор, перекаченный насосом 34 для впуска раствора во впускную трубу 3 для раствора, в целом посредством обводной трубы 6 проходит в выпускную трубу 5 для раствора и посредством насоса 54 для выпуска раствора откачивается на поверхность; следовательно, может предотвращаться попадание глинистого раствора в призабойную камеру 2, и, таким образом, удобно стабилизировать расход глинистого раствора в машине 100 для щитовой проходки. Кроме того, на обводной трубе 6 установлен перепускной клапан 63 для управления закрыванием и открыванием обводной трубы 6.

Ниже со ссылкой на фиг. 1–6 описан способ управления машиной для щитовой проходки 100 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. При этом в машине 100 для щитовой проходки предусмотрено два режима работы: режим грунтопригруза и режим гидропригруза.

Машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит обводную трубу 6, при этом один конец 61 обводной трубы 6 пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, а ее другой конец 62 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора; машина 100 для щитовой проходки дополнительно содержит первую трубу 7 обратной циркуляции и вторую трубу 8 обратной циркуляции, при этом один конец 71 первой трубы 7 обратной циркуляции пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, а ее другой конец 72 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора; один конец 81 второй трубы 8 обратной циркуляции пребывает в сообщении с впускной трубой 3 для раствора, и один конец 81 второй трубы 8 обратной циркуляции расположен ближе к выпускному отверстию 31 для раствора, чем один конец 71 первой трубы 7 обратной циркуляции; другой конец 82 пребывает в сообщении с выпускной трубой 5 для раствора, и другой конец 82 второй трубы 8 обратной циркуляции расположен дальше от впускного отверстия 51 для раствора, чем другой конец 72 первой трубы 7 обратной циркуляции.

При переходе машины 100 для щитовой проходки из режима грунтопригруза в режим гидропригруза способ управления включает этапы, на которых:

S10 — прекращают проходку машиной 100 для щитовой проходки и закрывают отверстие для удаления обломков на выходном конце 42 винтового транспортера 4 с образованием грунтовой пробки во внутренней части винтового транспортера 4;

S20 — применяют байпасный режим работы машины 100 для щитовой проходки, при этом глинистый раствор после его подачи в обводную трубу 6 по впускной трубе 3 для раствора выводят посредством выпускной трубы 5 для раствора и обеспечивают его нормальное прохождение по трубопроводу для глинистого раствора;

S30 — в режиме поддержания давления подают глинистый раствор в призабойную камеру 2, при этом обводную трубу 6 закрывают, и глинистый раствор поступает из впускной трубы 3 для раствора в призабойную камеру 2; осуществляют выравнивание давления в призабойной камере 2 за счет работы системы поддержания давления воздухом;

S40 — осуществляют переключение в режим обратной циркуляции после заполнения призабойной камеры 2 глинистым раствором, при этом глинистый раствор проходит из впускной трубы 3 для раствора в первую трубу 7 обратной циркуляции, попадает в выпускную трубу 5 для раствора и затем проходит в призабойную камеру 2; после заполнения призабойной камеры 2 глинистым раствором глинистый раствор проходит по впускной трубе 3 для раствора и второй трубе 8 обратной циркуляции и выходит в выпускную трубу 5 для раствора с последующим выведением; разработанный грунт из призабойной камеры 2 несколько раз вымывают, при этом обеспечивают работу режущего диска 1 на малых оборотах для перемешивания разработанного грунта и при этом активируют клапан автоматического сброса давления для регулирования давления в призабойной камере 2;

S50 — после определенного периода стабильной работы в режиме обратной циркуляции осуществляют переключение обратно в режим проходки для выполнения обычной проходки, при этом глинистый раствор из впускной трубы 3 для раствора проходит в призабойную камеру 2 и глинистый раствор выводят по выпускной трубе 5 для раствора;

При переходе машины 100 для щитовой проходки из режима гидропригруза в режим грунтопригруза способ управления включает этапы, на которых:

T10 — снижают скорость вращения режущего диска 1 до 0,5 об/мин или ниже, при этом скорость проходки составляет меньше чем 15 мм/мин; выключают насос 34 для впуска раствора, установленный на впускной трубе 3 для раствора, для прекращения подачи глинистого раствора с осуществлением его выведения в режиме обратной циркуляции, при этом во время выведения раствора путем согласования величины расхода раствора, выводимого посредством насоса 54 для выпуска раствора, установленного на выпускной трубе 5 для раствора, со скоростью проходки выравнивают давление в призабойной камере 2;

T20 — при явном увеличении крутящего момента режущего диска 1 в условиях попадания грунта, отбитого в результате работы режущего диска 1, в призабойную камеру 2, его скапливания в ее нижней части и постепенного подъема проверяют, заблокирована ли задвижка диафрагмы 21, проверяют ее положение от нижнего до верхнего и после обеспечения полной блокировки задвижки в одном положении снова проверяют, заблокирована ли она в следующем, пока не произойдет полная блокировка задвижки в самом верхнем положении.

Необходимо отметить, что после того, как задвижка заблокирована в одном положении, глинистый раствор в месте описанного положения уже выводится.

T30 — после того как останавливают вращение режущего диска 1, останавливают продвижение машины 100 для щитовой проходки вперед, при этом продолжают выводить раствор в режиме обратной циркуляции, и одновременно активируют автоматическую систему поддержания давления для выравнивания давления в призабойной камере 2, пока насос 54 для выпуска раствора не создаст вакуум, выключают насос 54 для выпуска раствора, а также закрывают все клапаны управления, установленные на впускной трубе 3 для раствора и выпускной трубе 5 для раствора, и закрывают задвижку диафрагмы.

T40 — открывают отверстие для удаления обломков винтового транспортера 4, при этом степень открывания не превышает 20%, включают режущий диск 1, машину 100 для щитовой проходки снова запускают для продвижения вперед, начинают эксплуатацию в режиме грунтопригруза и посредством винтового транспортера 4 и ленточного транспортера 9 транспортируют грунт в призабойной камере 2 на поверхность.

В частности, ниже со ссылкой на фиг. 1–2 описан способ управления машиной 100 для щитовой проходки согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения.

При переходе машины 100 для щитовой проходки из режима грунтопригруза в режим гидропригруза способ управления включает этапы, на которых:

S10 — прекращают проходку машиной 100 для щитовой проходки и закрывают отверстие для удаления обломков на выходном конце 42 винтового транспортера 4 с образованием грунтовой пробки во внутренней части винтового транспортера 4;

S20 — в байпасном режиме работы машины 100 для щитовой проходки открывают первый клапан управления выпуском раствора и второй клапан 43 управления выпуском раствора, закрывают первый клапан 73 управления обратной циркуляцией и второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, при этом глинистый раствор, перекачиваемый насосом 34 для впуска раствора во впускную трубу 3 для раствора, в целом посредством обводной трубы 6 перемещают в выпускную трубу 5 для раствора и посредством насоса 54 для выпуска раствора откачивают на поверхность, при этом обеспечивают его нормальное прохождение по трубопроводу для глинистого раствора;

S30 — в режиме поддержания давления подают глинистый раствор в призабойную камеру 2, при этом закрывают перепускной клапан 63, первый клапан 73 управления обратной циркуляцией и второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, открывают первый клапан 32 управления выпуском раствора и третий клапан 33 управления выпуском раствора и перемещают глинистый раствор из впускной трубы 3 для раствора в призабойную камеру 2, при этом осуществляют выравнивание давления в призабойной камере 2 за счет работы системы поддержания давления воздухом;

S40 — после заполнения призабойной камеры 2 глинистым раствором осуществляют переключение в режим обратной циркуляции; первый клапан 32 управления выпуском раствора и второй клапан 43 управления выпуском раствора закрывают; первый клапан 73 управления обратной циркуляцией, второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, а также третий клапан 33 управления выпуском раствора и четвертый клапан 53 управления выпуском раствора открывают; насосом 34 для впуска раствора перекачивают глинистый раствор во впускную трубу 3 для раствора и посредством первой трубы 7 обратной циркуляции перемещают в выпускную трубу 5 для раствора, после чего он по центральному каналу 431 попадает в призабойную камеру 2; при достижении количеством глинистого раствора в призабойной камере 2 определенной величины глинистый раствор посредством впускной трубы 3 для раствора перемещают во вторую трубу 8 обратной циркуляции и потом выводят посредством насоса 54 для выпуска раствора; разработанный грунт в призабойной камере 2 несколько раз вымывают, при этом обеспечивают работу режущего диска 1 на малых оборотах для перемешивания разработанного грунта и при этом активируют клапан автоматического сброса давления для регулирования давления в призабойной камере 2;

S50 — после определенного периода стабильной работы в режиме обратной циркуляции осуществляют переключение обратно в режим проходки для выполнения обычной проходки; закрывают первый клапан 73 управления обратной циркуляцией и второй клапан 83 управления обратной циркуляцией, при этом глинистый раствор из впускной трубы 3 для раствора проходит в призабойную камеру 2 и глинистый раствор выводят по выпускной трубе 5 для раствора;

При переходе машины 100 для щитовой проходки из режима гидропригруза в режим грунтопригруза способ управления включает этапы, на которых:

T10 — снижают скорость вращения режущего диска 1 до 0,5 об/мин или ниже, при этом скорость проходки составляет меньше чем 15 мм/мин; выключают насос 34 для впуска раствора, установленный на впускной трубе 3 для раствора, для прекращения подачи глинистого раствора; закрывают четвертый клапан 53 управления выпуском раствора; открывают второй клапан 83 управления обратной циркуляцией с осуществлением его выведения в режиме обратной циркуляции; глинистый раствор в призабойной камере 2 проходит по впускной трубе 3 для раствора, попадает во вторую трубу 8 обратной циркуляции, и его выводят по выпускной трубе 5 для раствора, при этом во время выведения раствора путем согласования величины расхода раствора, выводимого посредством насоса 54 для выпуска раствора, установленного на выпускной трубе 5 для раствора, со скоростью проходки выравнивают давление в призабойной камере 2;

T20 — при явном увеличении крутящего момента режущего диска 1 в условиях попадания грунта, отбитого в результате работы режущего диска 1, в призабойную камеру 2, его скапливания в ее нижней части и постепенного подъема проверяют, заблокирована ли задвижка диафрагмы 21, проверяют ее положение от нижнего до верхнего и после обеспечения полной блокировки задвижки в одном положении снова проверяют, заблокирована ли она в следующем, пока не произойдет полная блокировка задвижки в самом верхнем положении.

Необходимо отметить, что после того, как задвижка заблокирована в одном положении, глинистый раствор в месте описанного положения уже выводится.

T30 — после того как останавливают вращение режущего диска 1, останавливают продвижение машины 100 для щитовой проходки вперед, при этом продолжают выводить раствор в режиме обратной циркуляции, и одновременно активируют автоматическую систему поддержания давления для выравнивания давления в призабойной камере 2, пока насос 54 для выпуска раствора не создаст вакуум, выключают насос 54 для выпуска раствора, а также закрывают все клапаны управления, установленные на впускной трубе 3 для раствора и выпускной трубе 5 для раствора, и также закрывают задвижку диафрагмы.

T40 — открывают отверстие для удаления обломков винтового транспортера 4, при этом степень открывания не превышает 20%, включают режущий диск 1, машину 100 для щитовой проходки снова запускают для продвижения вперед, начинают эксплуатацию в режиме грунтопригруза и посредством винтовых лопастей 44 винтового транспортера 4 и ленточного транспортера 9 транспортируют грунт в призабойной камере 2 на поверхность.

При работе машины 100 для щитовой проходки в режиме грунтопригруза, в случае, если на пути машины 100 для щитовой проходки встречается пласт, содержащий воду, или пласт, из которого легко прорывается вода, и если в это время винтовой транспортер 4 работает, то включают режим проходки, то есть включают насос 34 для впуска раствора, при этом необходимо управлять расходом впускаемого раствора, чтобы перемешивать свежий глинистый раствор с разработанным грунтом для образования глинистой пленки, при этом такая глинистая пленка может проникать в рабочую поверхность режущего диска 1 на несколько сантиметров, и по всей рабочей поверхности формируется блокирующая глинистая пленка, что предотвращает проникновение воды; и одновременно активируется насос 54 для выпуска раствора, чтобы выводить перемешанный глинистый раствор в дренажный резервуар.

Следует понимать, что по всему описанию направление или пространственное распределение, указанные с применением терминов «центральный», длина», «верхний», «нижний», «передний», «задний», «верх», «низ», «внутри»», «снаружи» и т. п., представляют собой направление или пространственное распределение, указанные согласно прилагаемым графическим материалам, приведенные только для удобства и простоты описания настоящего изобретения и не указывающие или означающие то, что указываемые устройство или элементы обязательно должны быть направлены определенным образом, а также компоноваться или применяться в определенном направлении, поэтому их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение. Кроме того, термины «первый» и «второй» применяются только в целях описания, и их не следует рассматривать как указывающие или намекающие на относительную значимость или предполагаемое количество технических признаков, которое следует указать. Таким образом, признаки, ограниченные наличием слов «первый» и «второй», могут прямо или косвенно означать по меньшей мере один указанный признак.

В настоящем изобретении, если только точно не определено или установлено иное, термины «установить», «сопрягать», «соединять», «закреплять» и другие термины необходимо понимать в широком смысле, например может быть жесткое соединение, а также может быть соединение с возможностью отсоединения или соединение как одно целое; может быть механическое соединение, а также может быть электрическое соединение или оба таких соединения; может быть непосредственное соединение, а также может быть опосредованное, непрямое соединение; и может быть сообщение внутри двух элементов или может быть отношение взаимодействия между двумя элементами, если только точно не установлено иное. Конкретный смысл вышеуказанных терминов в настоящем изобретении будет понятен специалистам в данной области техники на основании конкретных случаев.

Описанное с применением терминов «вариант осуществления», «определенные варианты осуществления», «примеры», «конкретные примеры», «некоторые примеры» и т. п. по всему описанию означает, что конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности, описанные посредством указанных вариантов или примеров осуществления, включены по меньшей мере в один вариант или пример осуществления настоящего изобретения. По всему описанию формулировка «схематические» в отношении вышеуказанных терминов необязательно подразумевает одинаковые варианты или примеры осуществления. Кроме того, описанные конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности могут соответственно сочетаться в любом одном или нескольких вариантах или примерах осуществления. Кроме того, при условии отсутствия противоречий, специалисты в данной области техники могут сочетать и комбинировать представленные в этом описании разные варианты или примеры осуществления, а также признаки разных вариантов или примеров осуществления.

Разумеется, несмотря на то, что варианты осуществления изобретения были показаны и описаны выше, вышеуказанные варианты осуществления представлены в качестве примера, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение; и в пределах объема настоящего изобретения специалисты в данной области техники могут вносить в вышеуказанные варианты осуществления изменения, коррективы, замены и модификации.

Согласно настоящему изобретению раскрывается винтовой транспортер, машина для щитовой проходки, содержащая такой транспортер, и способ управления ею. Винтовой транспортер имеет входной конец и выходной конец и содержит шнековый вал, при этом внутренняя часть шнекового вала выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала; винтовые лопасти, при этом винтовые лопасти окружают внешнюю стенку шнекового вала; и приводной элемент, предназначенный для приведения шнекового вала во вращение. В винтовом транспортере за счет того, что внутренняя часть шнекового вала винтового транспортера является полой для образования центрального канала, по центральному каналу может перемещаться разработанный грунт и т. п., что исключает необходимость в отдельно установленном трубопроводе для транспортировки, и не только сокращается пространство, занимаемое центральным каналом и винтовым транспортером, но и исключается возможность нежелательного воздействия друг на друга центрального канала и винтового транспортера ввиду их расположения относительно друг друга, что расширяет диапазон применения винтового транспортера. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Винтовой транспортер машины для щитовой проходки, отличающийся тем, что указанный винтовой транспортер имеет входной конец и выходной конец и содержит:

шнековый вал, при этом внутренняя часть указанного шнекового вала выполнена полой для образования проходящего сквозь нее центрального канала для перемещения разработанного грунта;

винтовые лопасти, при этом указанные винтовые лопасти окружают внешнюю стенку указанного шнекового вала; и

приводной элемент, предназначенный для приведения указанного шнекового вала во вращение.

2. Винтовой транспортер по п. 1, отличающийся тем, что вблизи указанного входного конца указанного шнекового вала предусмотрен фильтр.

3. Винтовой транспортер по п. 2, отличающийся тем, что указанный фильтр представляет собой перфорированную пластину.

4. Винтовой транспортер по п. 1, отличающийся тем, что указанный приводной элемент содержит:

гидравлический двигатель;

червяк, при этом указанный червяк соединен с выходным валом указанного гидравлического двигателя; и

червячное колесо, при этом зубья снаружи указанного червячного колеса пребывают в зацеплении с указанным червяком и указанное червячное колесо надето на указанный шнековый вал для приведения указанного шнекового вала во вращение.

5. Винтовой транспортер по п. 1, отличающийся тем, что указанный приводной элемент содержит:

гидравлический двигатель;

редуктор, при этом указанный редуктор соединен с выходным валом указанного гидравлического двигателя;

вращающуюся опору, при этом указанная вращающаяся опора соединена с указанным редуктором; и

приводной фланец, при этом указанный приводной фланец соединен с указанной вращающейся опорой и указанный приводной фланец соединен сваркой с винтовой лопастью.

6. Машина для щитовой проходки, отличающаяся тем, что содержит:

режущий диск;

призабойную камеру, при этом указанная призабойная камера расположена с задней стороны указанного режущего диска;

впускную трубу для раствора, при этом выпускное отверстие для раствора указанной впускной трубы для раствора пребывает в сообщении с указанной призабойной камерой и выполнено в верхней части указанной призабойной камеры;

винтовой транспортер по любому из пп. 1–5, при этом входной конец указанного винтового транспортера проходит в указанную призабойную камеру для выведения из указанной призабойной камеры грунта, находящегося в указанной призабойной камере; указанный входной конец расположен в нижней части указанной призабойной камеры; и указанный центральный канал пребывает в сообщении с указанной призабойной камерой;

выпускную трубу, при этом впускное отверстие указанной выпускной трубы для раствора пребывает в сообщении с центральным каналом;

отвод выпускной трубы для раствора, при этом один конец указанного отвода выпускной трубы для раствора пребывает в сообщении с пространством между двумя соседними винтовыми лопастями, а его другой конец пребывает в сообщении с выпускной трубой; и

ленточный транспортер, при этом один конец указанного ленточного транспортера расположен в месте указанного выходного конца указанного винтового транспортера.

7. Машина для щитовой проходки по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит

неподвижный держатель, при этом указанный неподвижный держатель соединен с указанным винтовым транспортером и снабжен соединительным каналом, при этом один из двух концов указанного соединительного канала пребывает в сообщении с указанным центральным каналом, а другой пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой.

8. Машина для щитовой проходки по п. 7, отличающаяся тем, что указанный неподвижный держатель расположен вблизи указанного выходного конца.

9. Машина для щитовой проходки по п. 6, отличающаяся тем, что один конец указанного отвода выпускной трубы для раствора расположен вблизи указанного выходного конца.

10. Машина для щитовой проходки по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

первую трубу обратной циркуляции, при этом один конец указанной первой трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой;

вторую трубу обратной циркуляции, при этом один конец указанной второй трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора и один конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен ближе к указанному выпускному отверстию для раствора, чем один конец указанной первой трубы обратной циркуляции, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой и другой конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен дальше от указанного впускного отверстия для раствора, чем другой конец указанной первой трубы обратной циркуляции;

первый клапан управления обратной циркуляцией, при этом указанный первый клапан управления обратной циркуляцией установлен на указанной первой трубе обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием указанной первой трубы обратной циркуляции;

второй клапан управления обратной циркуляцией, при этом указанный второй клапан управления обратной циркуляцией установлен на указанной второй трубе обратной циркуляции для управления закрыванием и открыванием указанной второй трубы обратной циркуляции;

первый клапан управления выпуском раствора, при этом указанный первый клапан управления выпуском раствора установлен между указанным одним концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции; и

второй клапан управления выпуском раствора, при этом указанный второй клапан управления выпуском раствора установлен между указанным другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным другим концом указанной второй трубы обратной циркуляции.

11. Машина для щитовой проходки по п. 10, отличающаяся тем, что дополнительно содержит

третий клапан управления выпуском раствора, при этом указанный третий клапан управления выпуском раствора установлен между указанным выпускным отверстием для раствора и одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции.

12. Машина для щитовой проходки по п. 10, отличающаяся тем, что дополнительно содержит

четвертый клапан управления выпуском раствора, при этом указанный четвертый клапан управления выпуском раствора установлен между другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции и указанным впускным отверстием для раствора.

13. Машина для щитовой проходки по п. 11, отличающаяся тем, что дополнительно содержит

обводную трубу, при этом один конец указанной обводной трубы пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой.

14. Машина для щитовой проходки по п. 13, отличающаяся тем, что один конец указанной обводной трубы расположен между указанным третьим клапаном управления выпуском раствора и одним концом указанной второй трубы обратной циркуляции, а другой конец указанной обводной трубы расположен между другим концом указанного отвода выпускной трубы для раствора и другим концом указанной первой трубы обратной циркуляции.

15. Машина для щитовой проходки по п. 6, отличающаяся тем, что на указанном отводе выпускной трубы для раствора предусмотрен клапан управления отводом.

16. Способ управления машиной для щитовой проходки, отличающийся тем, что указанная машина для щитовой проходки представляет собой машину для щитовой проходки по любому из пп. 6–15, при этом в указанной машине для щитовой проходки предусмотрен режим грунтопригруза и режим гидропригруза и указанная машина для щитовой проходки дополнительно содержит обводную трубу, при этом один конец указанной обводной трубы пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой;

указанная машина для щитовой проходки дополнительно содержит первую трубу обратной циркуляции и вторую трубу обратной циркуляции, при этом один конец указанной первой трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора, а ее другой конец пребывает в сообщении с указанной выпускной трубой; один конец указанной второй трубы обратной циркуляции пребывает в сообщении с указанной впускной трубой для раствора и один конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен ближе к указанному выпускному отверстию для раствора, чем один конец указанной первой трубы обратной циркуляции, а ее другой конец пребывает в сообщении с выпускной трубой и другой конец указанной второй трубы обратной циркуляции расположен дальше от указанного впускного отверстия для раствора, чем другой конец указанной первой трубы обратной циркуляции; при этом

при переключении указанной машины для щитовой проходки из указанного режима грунтопригруза в указанный режим гидропригруза указанный способ управления включает этапы, на которых:

S10 - прекращают проходку указанной машиной для щитовой проходки и закрывают отверстие для удаления обломков на выходном конце указанного винтового транспортера с образованием грунтовой пробки во внутренней части указанного винтового транспортера;

S20 - применяют байпасный режим работы указанной машины для щитовой проходки, при этом глинистый раствор после его подачи в указанную обводную трубу по указанной впускной трубе для раствора выводят посредством указанной выпускной трубы для раствора и обеспечивают его нормальное прохождение по трубопроводу для глинистого раствора;

S30 - в режиме поддержания давления подают глинистый раствор в указанную призабойную камеру, при этом указанную обводную трубу закрывают, и указанный глинистый раствор поступает из указанной впускной трубы для раствора в указанную призабойную камеру; осуществляют выравнивание давления в указанной призабойной камере за счет работы системы поддержания давления воздухом;

S40 - осуществляют переключение в режим обратной циркуляции после заполнения указанной призабойной камеры глинистым раствором, при этом указанный глинистый раствор проходит из указанной впускной трубы для раствора в указанную первую трубу обратной циркуляции, попадает в указанную выпускную трубу для раствора и затем проходит в указанную призабойную камеру; после заполнения указанной призабойной камеры указанным глинистым раствором указанный глинистый раствор проходит по указанной впускной трубе для раствора и указанной второй трубе обратной циркуляции и выходит в указанную выпускную трубу для раствора с последующим выведением; разработанный грунт из указанной призабойной камеры несколько раз вымывают, при этом обеспечивают работу указанного режущего диска на малых оборотах для перемешивания указанного разработанного грунта и при этом активируют клапан автоматического сброса давления для регулирования давления в указанной призабойной камере;

S50 - после определенного периода стабильной работы в режиме обратной циркуляции осуществляют переключение обратно в режим проходки для выполнения обычной проходки, при этом указанный глинистый раствор из указанной впускной трубы для раствора проходит в указанную призабойную камеру и указанный глинистый раствор выводят по указанной выпускной трубе для раствора;

при переключении указанной машины для щитовой проходки из указанного режима гидропригруза в указанный режим грунтопригруза указанный способ управления включает этапы, на которых:

T10 - снижают скорость вращения указанного режущего диска до 0,5 об/мин или ниже, при этом скорость проходки составляет меньше чем 15 мм/мин; выключают указанный насос для впуска раствора, установленный на указанной впускной трубе для раствора, для прекращения подачи глинистого раствора с осуществлением его выведения в указанном режиме обратной циркуляции, при этом во время выведения раствора путем согласования величины расхода раствора, выводимого посредством насоса для выпуска раствора, установленного на указанной выпускной трубе для раствора, со скоростью проходки выравнивают давление в указанной призабойной камере;

T20 - при явном увеличении крутящего момента указанного режущего диска в условиях попадания грунта, отбитого в результате работы указанного режущего диска, в указанную призабойную камеру, его скапливания в ее нижней части и постепенного подъема указанного грунта проверяют, заблокирована ли задвижка диафрагмы, проверяют ее положение от нижнего до верхнего и после обеспечения полной блокировки указанной задвижки в одном положении снова проверяют, заблокирована ли она в следующем, пока не произойдет полная блокировка указанной задвижки в самом верхнем положении;

T30 - после того как останавливают вращение указанного режущего диска, останавливают продвижение указанной машины для щитовой проходки вперед, при этом продолжают выводить раствор в режиме обратной циркуляции, и одновременно активируют автоматическую систему поддержания давления для выравнивания давления в указанной призабойной камере, пока указанный насос для выпуска раствора не создаст вакуум, указанный насос для выпуска раствора выключают и закрывают задвижку диафрагмы;

T40 - открывают указанное отверстие для удаления обломков указанного винтового транспортера, при этом степень открывания не превышает 20%, включают указанный режущий диск, указанную машину для щитовой проходки снова запускают для продвижения вперед, начинают эксплуатацию в указанном режиме грунтопригруза и посредством указанного винтового транспортера и указанного ленточного транспортера транспортируют грунт в указанной призабойной камере на поверхность.