СМОТРОВОЕ УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ОСМОТРА ПРИЗАБОЙНОЙ КАМЕРЫ МАШИНЫ ДЛЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ, И МАШИНА ДЛЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2020 года по МПК E21D1/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области прокладки тоннелей, и, в частности, оно относится к смотровому устройству, предназначенному для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, и к содержащей такое устройство машине для щитовой проходки.

Уровень техники

В родственных технологиях в процессе проходки тоннелей машиной для щитовой проходки (например, проходческой машиной с компенсацией давления горных пород, машиной для щитовой проходки с гидротранспортом породы, многорежимной машиной для щитовой проходки и т. п.) применяют подаваемый под определенным давлением глинистый раствор или отбитую породу, которые заполняют ее призабойную камеру, чтобы уравновешивать давление грунта на рабочую поверхность, при этом режущий диск машины для щитовой проходки также целиком «погружается» в глинистый раствор или отбитую породу в призабойной камере. В процессе щитовой проходки необходимо регулярно проверять режущий диск и режущий инструмент на предмет износа и фактическое состояние отбитой породы в призабойной камере, но поскольку внутренняя часть призабойной камеры представляет собой заполненное глинистым раствором или отбитой породой, закрытое темное пространство, персонал не может попасть в нее напрямую. Современные способы проверки в основном заключаются в том, что сначала понижают уровень глинистого раствора или отбитой породы в призабойной камере до линии центра или ниже, вплоть до того, что отбитую породу необходимо полностью удалить из камеры, чтобы оставить пространство, необходимое персоналу для передвижения внутри камеры и проверки оборудования; потом в призабойную камеру подают соответствующий сжатый воздух, при этом сжатый воздух обеспечивает герметичность от подземной воды на рабочей поверхности и предотвращает просачивание, и, наконец, рабочие выполняют фактическую проверку камеры под давлением. Однако такие способы проверки характеризуются не только большими расходами, но и большим риском безопасности, в частности в условиях большой глубины залегания и пластов с высоким давлением воды, и как из отечественного, так и из зарубежного опыта уже известно много несчастных случае, связанных с работой в призабойной камере.

Другой простой в осуществлении способ заключается в установке в призабойной камере устройств видеонаблюдения и освещения, при этом во время проверки необходимо сначала снизить уровень глинистого раствора или отбитой породы в призабойной камере, а потом включить смотровое оборудование. Однако отверстия для видеонаблюдения, применяемые в этом способе, легко покрываются и закрываются липкой отбитой породой, в частности в случае машины для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород липкая глина непременно может полностью закупорить отверстия для видеонаблюдения и устройства видеонаблюдения. Кроме того, поскольку механизм подведения сравнительно сложный, а установочные размеры большие, видеокамера не может свободно вращаться, чтобы быть направленной на область, которую необходимо подробно осмотреть.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в решении по меньшей мере одной из технических задача, существующих в предшествующем уровне техники. Следовательно, одной из задач настоящего изобретения является предоставление смотрового устройства, предназначенного для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, при этом конструкция указанного смотрового устройства является компактной.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление машины для щитовой проходки, содержащей вышеуказанное смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки.

Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно первому аспекту настоящего изобретения содержит: устройство видеосъемки, при этом указанное устройство видеосъемки содержит корпус устройства видеосъемки, а также видеокамеру и прожектор, установленные в указанном корпусе устройства видеосъемки; первое вращающее устройство, при этом указанное первое вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное первое вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно первой оси вращения, проходящей через центр указанного устройства видеосъемки; и второе вращающее устройство, при этом указанное второе вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное второе вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения, проходящей перпендикулярно указанной первой оси.

В смотровом устройстве, предназначенном для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно настоящему изобретению за счет размещения видеокамеры и прожектора в корпусе устройства видеосъемки устройство видеосъемки одновременно выполняет функции видеосъемки и освещения, и обеспечивается в целом компактная конструкция смотрового устройства, в результате чего уменьшается пространство, занимаемое смотровым устройством. Кроме того, за счет установки первого вращающего устройства и второго вращающего устройства устройство видеосъемки может лучше вращаться для тщательного осмотра области, которую необходимо осмотреть.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанное первое вращающее устройство содержит: вращающийся цилиндр, при этом на первом конце указанного вращающегося цилиндра выполнен по меньшей мере один опорный выступ, выполненный с промежутком в направлении вдоль окружности указанного вращающегося цилиндра, при этом указанный опорный выступ соединен с указанным корпусом устройства видеосъемки, и указанный вращающийся цилиндр вращением обеспечивает вращение указанного устройства видеосъемки относительно указанной первой оси вращения; при этом указанная первая ось вращения является центральной осью указанного вращающегося цилиндра.

Кроме того, указанное смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, дополнительно содержит приводной стержень, при этом указанный приводной стержень прикреплен к указанному вращающемуся цилиндру для приведения указанного вращающегося цилиндра во вращение.

При необходимости на указанном корпусе устройства видеосъемки предусмотрено вращаемое зубчатое колесо, соосно установленное относительно указанной второй оси вращения; и указанное второе вращающее устройство содержит вращающий сопряженный элемент, выполненный с возможностью перемещения, при этом указанный вращающий сопряженный элемент содержит зубчатую рейку, сопряженную с указанным вращаемым зубчатым колесом.

Кроме того, указанное смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, дополнительно содержит передающий вращение стержень, при этом указанный передающий вращение стержень имеет резьбовую часть, сопряженную с резьбой указанного приводного стержня; первый конец указанного передающего вращение стержня соединен с указанным вращающим сопряженным элементом, и при вращении указанного передающего вращение стержня указанный передающий вращение стержень приводит указанное устройство видеосъемки во вращение относительно указанной второй оси вращения.

При необходимости указанный корпус устройства видеосъемки соединен с возможностью поворота с указанным опорным выступом посредством поворотной оси, при этом указанное вращаемое зубчатое колесо закреплено на указанной поворотной оси.

Кроме того, на стороне указанного опорного выступа, не обращенной к указанной зубчатой рейке, в направлении вдоль окружности указанного вращающегося цилиндра выполнен упор, при этом боковая поверхность указанного упора, обращенная к указанной зубчатой рейке, проходит дальше, чем боковая поверхность указанного опорного выступа, обращенная к указанной зубчатой рейке.

Кроме того, указанный вращающий сопряженный элемент в направлении перемещения снабжен первой ограничительной частью, выполненной на передней стороне указанной зубчатой рейки, и второй ограничительной частью, выполненной на задней стороне указанной зубчатой рейки.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанный корпус устройства видеосъемки является в целом шаровидным, при этом указанный корпус устройства видеосъемки содержит: держатель для видеосъемки, при этом указанная видеокамера и указанный прожектор установлены в указанном держателе для видеосъемки; и защитную крышку, при этом указанная защитная крышка установлена на указанном держателе для видеосъемки и закрывает указанную видеокамеру и указанный прожектор снаружи, при этом указанная защитная крышка представляет собой элемент из прозрачного твердого материала.

При необходимости указанная видеокамера и указанный прожектор соответственно выполнены как одно целое, при этом указанная видеокамера и указанный прожектор расположены в центральной части указанного держателя для видеосъемки и симметрично друг другу в радиальном направлении указанного держателя для видеосъемки; или указанная видеокамера одна, при этом указанная видеокамера расположена в середине указанного держателя для видеосъемки, а указанных прожекторов несколько, при этом несколько указанных прожекторов расположены вокруг указанной видеокамеры.

Машина для щитовой проходки согласно второму аспекту настоящего изобретения содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вышеуказанному первому аспекту настоящего изобретения.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанная машина для щитовой проходки представляет собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, или машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, или многорежимную машину для щитовой проходки.

Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения рассмотрены в представленной ниже части описания, становятся понятны из нижеприведенного описания или выясняются путем осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеуказанные и/или дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными, и их легко понять, из описания вариантов осуществления в сочетании с представленными ниже прилагаемыми графическими материалами, на которых:

фиг. 1 — схематическое изображение смотрового устройства, предназначенного для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 — вид по стрелке A на фиг. 1;

фиг. 3 — трехмерное изображение смотрового устройства, предназначенного для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, показанного на фиг. 1;

фиг. 4 — трехмерное изображение под другим углом смотрового устройства, показанного на фиг. 1;

фиг. 5 — изображение в разрезе устройства видеосъемки смотрового устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 — вид по стрелке B на фиг. 5;

фиг. 7 — вид по стрелке C на фиг. 5;

фиг. 8 — изображение в разрезе устройства видеосъемки смотрового устройства согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 — схематическое изображение смотрового устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в состоянии применения;

фиг. 10 — схематическое изображение смотрового устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения перед применением;

фиг. 11 — схематическое изображение операции промывки перед применением смотрового устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Ссылочные позиции в прилагаемых графических материалах:

200 — смотровое устройство;

211 — корпус устройства видеосъемки; 212 — видеокамера; 213 — прожектор;

214 — держатель для видеосъемки; 215 — защитная крышка; 216 — поворотная ось; 217 — вращаемое зубчатое колесо;

218 — уплотнительные элементы; 219 — электрический кабель;

202 — вращающийся цилиндр; 221 — опорный выступ; 222 — упор; 223 — крепежная пластина;

224 — приводной стержень; 2241 — рукоятка приводного стержня; 2242 — регулировочное кольцо; 2243 — уплотнительное кольцо;

225 — элемент в виде фланца; 226 — ребра жесткости; 227 — торцевой фланец;

231 — вращающий сопряженный элемент; 232 — зубчатая рейка; 233 — первая ограничительная часть; 234 — вторая ограничительная часть;

235 — передающий вращение стержень; 2351 — резьбовая часть; 2352 — рукоятка передающего вращение стержня;

100 — уплотнительное устройство; 900 — промывочное устройство;

1 — призабойная камера машины для щитовой проходки; 2 — перегородка; 3 — осколки; 4 — шаровой клапан; 5 — соединительный трубчатый элемент; 6 — неподвижный держатель.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже подробно описаны варианты осуществления изобретения, при этом варианты осуществления изображены в прилагаемых графических материалах, при этом по всему описанию одинаковыми или подобными номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые или подобные элементы или элементы, имеющие одинаковые или подобные функции. Нижеприведенные варианты осуществления, описанные со ссылками на прилагаемые графические материалы, являются примерами, применяемыми исключительно для объяснения настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.

Следует понимать, что по всему описанию направление или пространственное распределение, указанные с применением терминов «центральный», «продольный», «поперечный», «длина», «ширина», «толщина», «верхний», «нижний», «передний»», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутри», «снаружи», «осевое направление», «радиальное направление», «направление вдоль окружности» и т. п., представляют собой направление или пространственное распределение, указанные согласно прилагаемым графическим материалам, приведенные только для удобства и просты 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 один или более указанных признаков. По всему описанию, если не указано иное, термин «несколько» означает два или более двух.

Следует отметить, что по всему описанию, если только точно не определено и установлено иное, термины «установить», «сопрягать» и «соединять» 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; может быть непосредственное соединение, а также может быть опосредованное, непрямое соединение; и может быть сообщение внутри двух элементов. Конкретный смысл вышеуказанных терминов в настоящем изобретении будет понятен специалистам в данной области техники в конкретных случаях.

Ниже со ссылками на фиг. 1—11 описано смотровое устройство 200, предназначенное для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Смотровое устройство 200 предназначено для осуществления проверки на предмет износа режущего диска и режущего инструмента, фактического состояния отбитой породы в призабойной камере 1 машины для щитовой проходки и т. п.

Как показано на фиг. 1—3, смотровое устройство 200, предназначенное для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления первого аспекта настоящего изобретения содержит устройство видеосъемки, первое вращающее устройство и второе вращающее устройство.

Устройство видеосъемки содержит корпус 211 устройства видеосъемки, а также видеокамеру 212 и прожектор 213, размещенные в корпусе 211 устройства видеосъемки. Например, как показано на фиг. 5—8, видеокамера 212 и прожектор 213 встроены в корпус 211 устройства видеосъемки, и поэтому, за счет выполнения видеокамеры 212 и прожектора 213 встроенными, устройство видеосъемки одновременно выполняет функции видеосъемки и освещения, что в целом обеспечивает компактную конструкцию устройства 200 наблюдения и небольшое пространство, необходимое для монтажа.

Первое вращающее устройство и второе вращающее устройство соединены с устройством видеосъемки, при этом первое вращающее устройство предназначено для обеспечения вращения устройства видеосъемки относительно первой оси вращения, проходящей через центр устройства видеосъемки (например, на фиг. 1 осевая линия проходит в направлении влево и вправо), а второе вращающее устройство предназначено для обеспечения вращения устройства видеосъемки относительно второй оси вращения, проходящей перпендикулярно первой оси вращения (например, на фиг. 1 осевая линия проходит через центр устройства видеосъемки и перпендикулярно главной плоскости). Поэтому за счет установки первого вращающего устройства и второго вращающего устройства обеспечивается возможность того, что устройство видеосъемки может свободно вращаться, чтобы быть направленным на область, которую необходимо подробно осмотреть, и, таким образом, можно лучше выполнить проверку фактического состояния области, которую необходимо осмотреть, что обеспечивает правильность осмотра.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в смотровом устройстве 200, предназначенном для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, за счет размещения видеокамеры 212 и прожектора 213 в корпусе 211 устройства видеосъемки устройство видеосъемки одновременно выполняет функции видеосъемки и освещения, и обеспечивается в целом компактная конструкция смотрового устройства 200, в результате чего уменьшается пространство, занимаемое смотровым устройством 200. Кроме того, за счет установки первого вращающего устройства и второго вращающего устройства устройство видеосъемки может лучше вращаться для тщательного осмотра области, которую необходимо осмотреть.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на фиг. 1, а также на фиг. 3 и фиг. 4, первое вращающее устройство содержит вращающийся цилиндр 202, при этом вращающийся цилиндр 202 выполнен цилиндрической конструкции; на первом конце вращающегося цилиндра 202 (например, на фиг. 3 и фиг. 4 это левый конец) выполнен по меньшей мере один опорный выступ 221, выполненный с промежутком в направлении вдоль окружности вращающегося цилиндра 202, при этом опорный выступ 221 может горизонтально проходить в направлении прохождения боковой стенки вращающегося цилиндра 202 наружу; опорный выступ 221 соединен с корпусом 211 устройства видеосъемки, и вращающийся цилиндр 202 вращением обеспечивает вращение устройства видеосъемки относительно первой оси вращения, при этом первая ось вращения является центральной осью вращающегося цилиндра 202. Когда вращающийся цилиндр 202 вращается относительно собственной центральной оси, устройство видеосъемки может синхронно вращаться вместе с вращающимся цилиндром 202, чтобы видеокамеру 212 можно было лучше направить на область осмотра.

При необходимости, как показано на фиг. 2, предусмотрено два опорных выступа 221, и два опорных выступа 221 выполнены друг напротив друга в радиальном направление вращающегося цилиндра 202, при этом угол между двумя опорными выступами 221 составляет 180°; в то же время два опорных выступа 221 расположены с двух сторон устройства видеосъемки соответственно, и устройство видеосъемки может быть надежно установлено на вращающемся цилиндре 202, чтобы вращаться вместе с вращающимся цилиндром 202, в результате чего обеспечивается надежность вращения устройства видеосъемки относительно первой оси вращения.

Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, смотровое устройство 200, предназначенное для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, дополнительно содержит приводной стержень 224, при этом приводной стержень 224 прикреплен к вращающемуся цилиндру 202 для приведения вращающегося цилиндра 202 во вращение, в то же время приводной стержень 224 прикреплен относительно вращающегося цилиндра 202 без возможности движения. В частности, на конце приводного стержня 224, соединенном с вращающимся цилиндром 202 (например, на фиг. 3 это левый конец), предусмотрен фланцевый соединительный элемент, снабженный болтовыми отверстиями, при этом фланцевый соединительный элемент содержит элемент 225 в виде фланца и ребра жесткости 226, жестко соединенные с элементом 225 в виде фланца; ребра жесткости 226 жестко соединены с приводным стержнем 224, а элемент 225 в виде фланца жестко соединен с вращающимся цилиндром 202, поэтому вращающийся приводной стержень 224 может вращать вращающийся цилиндр 202 и, таким образом, приводить устройство видеосъемки во вращение вместе с ним. Кроме того, на конце вращающегося цилиндра 202, удаленном от устройства видеосъемки, предусмотрен торцевой фланец 227, соединенный с приводным стержнем 224.

Как показано на фиг. 1, в корпусе 211 устройства видеосъемки предусмотрено вращаемое зубчатое колесо 217, соосно установленное относительно вышеуказанной второй оси вращения, при этом второе вращающее устройство содержит вращающий сопряженный элемент 231, выполненный с возможностью перемещения, при этом вращающий сопряженный элемент 231 содержит зубчатую рейку 232, сопряженную с вращаемым зубчатым колесом 217. Поэтому, когда вращающий сопряженный элемент 231 перемещается в продольном направлении зубчатой рейки 232, он может приводить во вращение вращаемое зубчатое колесо 217, сопряженное с зубчатой рейкой 232 на нем, и, таким образом, приводить вместе с ним устройство видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения, чтобы дополнительно направить видеокамеру 212 на область осмотра.

При необходимости корпус 211 устройства видеосъемки можно с возможностью поворота соединять с опорным выступом 221 посредством поворотной оси 216, при этом вращаемое зубчатое колесо 217 закреплено на поворотной оси 216. Например, как показано на фиг. 6 и фиг. 7, на двух сторонах корпуса 211 устройства видеосъемки соответственно предусмотрены две поворотные оси 216, выступающие наружу; эти две поворотные оси 216 установлены соосно друг другу и жестко соединены с корпусом 211 устройства видеосъемки, вращаемое зубчатое колесо 217 установлено на одной из этих двух поворотных осей 216 и соосно жестко соединено с ней. Поэтому при приведении в движение зубчатой рейки 232 обеспечивается возможность приводить посредством вращаемого зубчатого колеса 217 корпус 211 устройства видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения, и диапазон обзора видеокамеры 212 увеличивается. Вращающий сопряженный элемент 231 предпочтительно расположен между корпусом 211 устройства видеосъемки и опорным выступом 221, чтобы уменьшить пространство, занимаемое смотровым устройством 200.

В частности, как показано на фиг. 4, конец опорного выступа 221, удаленный от вращающегося цилиндра 202, снабжен полукруглым отверстием и резьбовым отверстием, сопряженными с поворотной осью 216; вышеуказанный конец опорного выступа 221 снабжен крепежной пластиной 223, при этом в крепежной пластине 223 также выполнено полукруглое отверстие для совмещения с полукруглым отверстием в опорном выступе 221 с целью совместного образования полностью круглого отверстия, подходящего для сопряжения с поворотной осью 216; после прохождения сквозь крепежную пластину 223 с резьбовым отверстием в опорном выступе 221 может сопрягаться болт, чтобы соединить крепежную пластину 223 с опорным выступом 221. При этом количество и форма резьбовых отверстий соответствуют количеству и форме болтов, прижимающих крепежную пластину 223.

Как показано на фиг. 2—4, на стороне опорного выступа 221, не обращенной к зубчатой рейке 232 (например, на фиг. 1 это верхняя сторона), в направлении вдоль окружности вращающегося цилиндра 202 выполнен упор 222, при этом боковая поверхность упора 222, обращенная к зубчатой рейке 232 (например, на фиг. 2 это левая боковая поверхность), проходит дальше, чем боковая поверхность опорного выступа 221, обращенная к зубчатой рейке 232. Поэтому наличие упора 222 обеспечивает направление и ограничивание вращающего сопряженного элемента 231 упором 222, чтобы зубчатая рейка 232 могла надежно перемещаться только по прямой линии в осевом направлении и, таким образом, обеспечивалась возможность нормальной работы зубчатой рейки 232 с вращаемым зубчатым колесом 217.

Как показано на фиг. 1, вращающий сопряженный элемент 231 в направлении перемещения снабжен первой ограничительной частью 233, выполненной на передней стороне относительно зубчатой рейки 232 (например, на фиг. 1 это левая сторона), и второй ограничительной частью 234, выполненной на задней стороне относительно зубчатой рейки 232 (например, на фиг. 1 это правая сторона); в то же время конструкция вращающего сопряженного элемента 231 в целом выполнена F-образной формы, и первая ограничительная часть 233 и вторая ограничительная часть 234 выполняют функцию ограничивания в направлении перемещения вращающего сопряженного элемента 231, чтобы дополнительно обеспечить нормальную работу зубчатой рейки 232 с вращаемым зубчатым колесом 217.

Согласно дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения смотровое устройство 200, предназначенное для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, дополнительно содержит передающий вращение стержень 235, при этом передающий вращение стержень 235 имеет резьбовую часть 2351, сопряженную с резьбой приводного стержня 224; первый конец передающего вращение стержня 235 (например, на фиг. 1 это левый конец) соединен с вращающим сопряженным элементом 231: например, передающий вращение стержень 235 соединен с вращающим сопряженным элементом 231 предпочтительно, но без ограничения, шпунтовым или шарнирным соединением; когда передающий вращение стержень 235 вращается, то передающий вращение стержень 235 приводит устройство видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения. Например, как показано на фиг. 1, приводной стержень 224 представляет собой полый, продолговатый трубчатый элемент круглого сечения, передающий вращение стержень 235 может представлять собой продолговатый стальной элемент круглого сечения, и передающий вращение стержень 235 заходит в приводной стержень 224; кроме того, два конца передающего вращение стержня 235 выходят из приводного стержня 224 наружу; при одновременном вращении передающего вращение стержня 235 передающий вращение стержень 235 обеспечивает движение вращающего сопряженного элемента 231 влево или вправо, чтобы приводить устройство видеосъемки во вращение вверх или вниз. Внутри конца приводного стержня 224, удаленного от устройства видеосъемки (например, на фиг. 1 это правый конец), выполнена внутренняя резьба, входящая в зацепление с резьбовой частью 2351.

При необходимости между передающим вращение стержнем 235 и приводным стержнем 224 предусмотрено по меньшей мере одно уплотнительное кольцо 2243 для плотного закрывания зазора между передающим вращение стержнем 235 и приводным стержнем 224. Например, как показано на фиг. 1, на внутренней стенке приводного стержня 224 выполнено несколько уплотнительных канавок, предназначенных для установки уплотнительных колец 2243, при этом несколько уплотнительных канавок выполнены там, где концы передающего вращение стержня 235 и приводного стержня 224 ближе к устройству видеосъемки, и расположены с промежутком в осевом направлении приводного стержня 224.

Кроме того, как показано на фиг. 1, на конце приводного стержня 224, удаленном от вращающегося цилиндра 202 (например, на фиг. 1 это правый конец) выполнен участок с внешней резьбой, который может сопрягаться со стопорной гайкой, и участок для регулирования некруглого сечения, предназначенный для установки рукоятки 2241 приводного стержня. Таким образом, за счет наличия рукоятки 2241 приводного стержня можно приводить приводной стержень 224 во вращение, приложив небольшую силу для вращения рукоятки 2241 приводного стержня, что делает удобной работу персонала; кроме того, поскольку приводной стержень 224 представляет собой гладкий прямой стержень, у которого диаметр поперечного сечения значительно меньше, чем у вращающегося цилиндра 202, и площадь опоры небольшая, усилие возврата, обусловленное высоким давлением в призабойной камере, соответственно значительно уменьшается, и, таким образом, работа вручную становится удобной. Разумеется, установочное расстояние рукоятки 2241 приводного стержня на вышеуказанном участке для регулирования в осевом направлении можно регулировать посредством регулировочных колец 2242, выбранных и применяемых в разном количестве и с разной толщиной.

Со ссылкой на фиг. 1, резьбовая часть 2351 предусмотрена на правом конце передающего вращение стержня 235, и на стороне резьбовой части 2351, удаленной от устройства видеосъемки, предусмотрены участок для регулирования некруглого сечения для установки рукоятки 2352 передающего вращение стержня и участок с резьбой, предназначенный для установки стопорной гайки, которая прижимает рукоятку 2352 передающего вращение стержня. Таким образом, вращение рукоятки 2352 передающего вращение стержня может посредством винтовой передачи из приводного стержня 224 и передающего вращение стержня 235 вызывать перемещение передающего вращение стержня 235 в осевом направлении, а затем — перемещение в осевом направлении зубчатой рейки 232 вращающего сопряженного элемента 231; за счет зацепления зубчатой рейки 232 с вращаемым зубчатым колесом 217 устройство видеосъемки приводится во вращение относительно второй оси вращения.

Таким образом, за счет применения вышеуказанных первого вращающего устройства и второго вращающего устройства происходит управление движениями устройства видеосъемки, обеспечивается больший диапазон углов поворота устройства видеосъемки, и можно выполнить общую проверку состояния задней стороны призабойной камеры и режущего диска.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус 211 устройства видеосъемки является в целом шаровидным, и корпус 211 устройства видеосъемки представляет собой герметичную конструкцию, при этом корпус 211 устройства видеосъемки содержит держатель 214 для видеосъемки и защитную крышку 215, при этом видеокамера 212 и прожектор 213 установлены в держателе 214 для видеосъемки, а защитная крышка 215 установлена на держателе 214 для видеосъемки и закрывает видеокамеру 212 и прожектор 213 снаружи, при этом защитная крышка 215 представляет собой элемент из прозрачного твердого материала. Например, как показано на фиг. 5, в держателе 214 для видеосъемки выполнены установочные отверстия, предназначенные для установки видеокамеры 212 и прожектора 213 соответственно, при этом продольное сечение установочных отверстий в целом T-образное и количество установочных отверстий совпадает с количеством видеокамер 212 и прожекторов 213 в держателе 214 для видеосъемки, при этом на обращенный от линз видеокамеры 212 стороне держатель 214 для видеосъемки имеет гладкую ровную поверхность для установки видеокамеры 212 и прожектора 213; установочные отверстия просверлены в держатель 214 для видеосъемки, и на одной стороне вышеуказанной гладкой ровной поверхности держателя 214 для видеосъемки выполнены крепежные резьбовые элементы для надежной установки видеокамеры 212 и прожектора 213 в держателе 214 для видеосъемки. Защитная крышка 215 и держатель 214 для видеосъемки соединены посредством герметичного прочного соединения, предпочтительно, но без ограничения, посредством клеевого соединения. Кроме того, между видеокамерой 212 и прожектором 213 и соответствующими установочными отверстиями предусмотрены уплотнительные элементы 218.

При необходимости, как показано на фиг. 5—7, видеокамера 212 и прожектор 213 соответственно выполнены как одно целое; видеокамера 212 и прожектор 213 расположены в центральной части держателя 214 для видеосъемки, и видеокамера 212 и прожектор 213 расположены симметрично друг другу в радиальном направлении держателя 214 для видеосъемки. Естественно, как показано на фиг. 8, также может предусматриваться одна видеокамера 212, при этом видеокамера 212 расположена в середине держателя 214 для видеосъемки, и несколько прожекторов 213, при этом несколько прожекторов 213 расположены вокруг видеокамеры 212. Разумеется, количество, конкретный порядок расположения и т. п. в отношении видеокамеры 212 и прожектора 213 могут конкретно определяться в соответствии с фактическими требованиями, чтобы лучше удовлетворять фактическим требованиям.

Ниже со ссылками на фиг. 9—11 представлен конкретный способ применения смотрового устройства 200, предназначенного для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Поскольку призабойную камеру 1 машины для щитовой проходки постоянно заполняют глинистый раствор или пластичная отбитая порода, смотровое отверстие в перегородке 2 постоянно закупоривается твердыми осколками 3. Шаровой клапан 4 перед использованием держат закрытым; снабженное промывочным устройством 900 уплотнительное устройство 100 устанавливают на соединительном трубчатом элементе 5; в уплотнительное устройство 100 подают жидкость под давлением, а потом медленно открывают шаровой клапан 4 и продвигают промывочное устройство 900, чтобы промыть смотровой канал, сообщающийся со смотровым отверстием. После промывки промывочное устройство 900 втягивают в соединительный трубчатый элемент 5, закрывают шаровой клапан 4, а потом снабженное промывочным устройством 900 уплотнительное устройство 100 убирают целиком. При этом, как показано на фиг. 9, уплотнительное устройство 100 можно совместно применять вместе с другими устройствами для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки (например, со смотровым устройством 200) и т. п., чтобы выполнять проверку режущего диска и режущего инструмента на предмет износа, фактического состояния отбитой породы в призабойной камере 1 машины для щитовой проходки и т. п. Естественно, уплотнительное устройство 100 может также совместно применяться с промывочным устройством 900, чтобы перед осмотром выполнять промывку смотрового канала и предотвращать закупоривание смотрового канала твердыми осколками 3, как показано на фиг. 11. При этом уплотнительное устройство 100 может эффективно обеспечивать давление в призабойной камере 1 машины для щитовой проходки и во время промывки может предотвращать попадание по промывочному устройству 900 глинистой воды и т. п. в призабойной камере 1 машины для щитовой проходки в помещение для операторов, и, таким образом, можно предотвратить попадание рабочих в призабойную камеру 1 машины для щитовой проходки под давлением для проведения работ, когда призабойная камера 1 машины для щитовой проходки находится под давлением, что повышает безопасность промывки во время работы под давлением.

Конкретный способ применения смотрового устройства 200 включает следующие этапы:

этап 1 — промывочное устройство 900 вытаскивают из уплотнительного устройства 100, потом устанавливают на его место показанные на фиг. 1 устройство видеосъемки, первое вращающее устройство и второе вращающее устройство, а затем уплотнительное устройство 100 соединяют с соединительным трубчатым элементом 5;

этап 2 — уплотнительное устройство 100 заполняют жидкостью, чтобы первые уплотнительные элементы 218 внутри него обладали сопротивлением давлению, необходимым для обеспечения герметичности;

этап 3 — потом медленно открывают шаровой клапан 4 и после его полного открытия двигают вперед рукоятку 2241 приводного стержня, а затем двигают расположенную в канале конструкцию, содержащую устройство видеосъемки, для перемещения в направлении призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки; после достижения заданного положения регулировочное кольцо 2242 на приводном стержне 224 вводят в соприкосновении с опорным фланцем уплотнительного устройства 100, и, таким образом, устройство видеосъемки больше не может двигаться в направлении призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, предотвращается выталкивание вращающегося цилиндра 202 за пределы неподвижного держателя 65, установленного в смотровом отверстии, и ограничивается положение приводного стержня 224 в осевом направлении. Потом включают видеокамеру 212 и прожектор 213, и данные осмотра посредством электрического кабеля 219 передают в соответствующее оконечное устройство отображения в машине для щитовой проходки. Вращением рукоятки 2241 приводного стержня вращающийся цилиндр 202 и соединенное с ним устройство видеосъемки можно приводить во вращение относительно первой оси вращения, а вращением рукоятки 2352 передающего вращение стержня устройство видеосъемки посредством вращающего сопряженного элемента 231 можно приводить во вращение относительно второй оси вращения, и, таким образом, обеспечивается диапазон движений прожектора 213 и видеокамеры 212 с тремя степенями свободы, и можно осуществлять полную проверку призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки в каждом направлении.

У смотрового устройства 200, предназначенного для осмотра призабойной камеры 1 машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения сила сопротивления при продвижении вперед и изменении направления небольшая, поэтому можно полностью работать вручную и свободно изменять направление, диапазон обзора большой, деталей не много, надежность высокая, а также предусмотрена функция промывки смотрового отверстия при закупоривании.

Машина для щитовой проходки (на фигурах не показана) согласно вариантам осуществления второго аспекта настоящего изобретения содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления вышеуказанного первого аспекта настоящего изобретения. При необходимости машина для щитовой проходки может представлять собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, многорежимную машину для щитовой проходки и т. п. При этом машина для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород может применяться при работе со слоями лёсса, машина для щитовой проходки с гидротранспортом породы может применяться при работе с пластами глинистой воды, а многорежимная машина для щитовой проходки может переключаться между несколькими режимами, например, переключаться между режимом работы со слоями лёсса и режимом работы с пластами глинистой воды.

Машина для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения за счет наличия вышеуказанного смотрового устройства, предназначенного для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, может эффективно обеспечивать безопасность в процессе щитовой проходки.

Описанное с применением терминов «вариант осуществления», «определенные варианты осуществления», «схематические 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.

Несмотря на то, что были показаны и описаны варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понято то, что без отклонения от идеи и сути настоящего изобретения в эти варианты осуществления можно внести разнообразные изменения, коррективы, замены и модификации, при этом объем настоящего изобретения ограничен формулой изобретения и ее эквивалентами.

Согласно изобретению раскрываются смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, и содержащая такое устройство машина для щитовой проходки. Смотровое устройство содержит устройство видеосъемки, при этом указанное устройство видеосъемки содержит корпус устройства видеосъемки, а также видеокамеру и прожектор, установленные в указанном корпусе устройства видеосъемки. Первое вращающее устройство, при этом указанное первое вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное первое вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно первой оси вращения, проходящей через центр указанного устройства видеосъемки и второе вращающее устройство. При этом указанное второе вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное второе вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения, проходящей перпендикулярно указанной первой оси вращения. На указанном корпусе устройства видеосъемки предусмотрено вращаемое зубчатое колесо, соосно установленное относительно указанной второй оси вращения; и указанное второе вращающее устройство содержит вращающий сопряженный элемент, выполненный с возможностью перемещения, при этом указанный вращающий сопряженный элемент содержит зубчатую рейку, сопряженную с указанным вращаемым зубчатым колесом. Технический результат заключается в создании смотрового устройства, с помощью которого можно тщательнее осмотреть призабойную зону. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, содержащее: устройство видеосъемки, при этом указанное устройство видеосъемки содержит корпус устройства видеосъемки, а также видеокамеру и прожектор, установленные в указанном корпусе устройства видеосъемки; первое вращающее устройство, при этом указанное первое вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное первое вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно первой оси вращения, проходящей через центр указанного устройства видеосъемки; и второе вращающее устройство, при этом указанное второе вращающее устройство соединено с указанным устройством видеосъемки и указанное второе вращающее устройство предназначено для приведения указанного устройства видеосъемки во вращение относительно второй оси вращения, проходящей перпендикулярно указанной первой оси вращения, отличающееся тем, что на указанном корпусе устройства видеосъемки предусмотрено вращаемое зубчатое колесо, соосно установленное относительно указанной второй оси вращения; и тем, что указанное второе вращающее устройство содержит вращающий сопряженный элемент, выполненный с возможностью перемещения, при этом указанный вращающий сопряженный элемент содержит зубчатую рейку, сопряженную с указанным вращаемым зубчатым колесом.

2. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 1, отличающееся тем, что указанное первое вращающее устройство содержит вращающийся цилиндр, при этом на первом конце указанного вращающегося цилиндра выполнен по меньшей мере один опорный выступ, выполненный с промежутком в направлении вдоль окружности указанного вращающегося цилиндра, при этом указанный опорный выступ соединен с указанным корпусом устройства видеосъемки и указанный вращающийся цилиндр вращением обеспечивает вращение указанного устройства видеосъемки относительно указанной первой оси вращения; при этом указанная первая ось вращения является центральной осью указанного вращающегося цилиндра.

3. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит

приводной стержень, при этом указанный приводной стержень прикреплен к указанному вращающемуся цилиндру для приведения указанного вращающегося цилиндра во вращение.

4. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит передающий вращение стержень, при этом указанный передающий вращение стержень имеет резьбовую часть, сопряженную с резьбой указанного приводного стержня; первый конец указанного передающего вращение стержня соединен с указанным вращающим сопряженным элементом, и при вращении указанного передающего вращение стержня указанный передающий вращение стержень приводит указанное устройство видеосъемки во вращение относительно указанной второй оси вращения.

5. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 3, отличающееся тем, что указанный корпус устройства видеосъемки соединен с возможностью поворота с указанным опорным выступом посредством поворотной оси, при этом указанное вращаемое зубчатое колесо закреплено на указанной поворотной оси.

6. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 3, отличающееся тем, что на стороне указанного опорного выступа, не обращенной к указанной зубчатой рейке, в направлении вдоль окружности указанного вращающегося цилиндра выполнен упор, при этом боковая поверхность указанного упора, обращенная к указанной зубчатой рейке, проходит дальше, чем боковая поверхность указанного опорного выступа, обращенная к указанной зубчатой рейке.

7. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 3, отличающееся тем, что указанный вращающий сопряженный элемент в направлении перемещения снабжен первой ограничительной частью, выполненной на передней стороне указанной зубчатой рейки, и второй ограничительной частью, выполненной на задней стороне указанной зубчатой рейки.

8. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что указанный корпус устройства видеосъемки является в целом шаровидным, при этом указанный корпус устройства видеосъемки содержит: держатель для видеосъемки, при этом указанная видеокамера и указанный прожектор установлены в указанном держателе для видеосъемки; и защитную крышку, при этом указанная защитная крышка установлена на указанном держателе для видеосъемки и закрывает указанную видеокамеру и указанный прожектор снаружи, при этом указанная защитная крышка представляет собой элемент из прозрачного твердого материала.

9. Смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 8, отличающееся тем, что указанная видеокамера и указанный прожектор соответственно выполнены как одно целое, при этом указанная видеокамера и указанный прожектор расположены в центральной части указанного держателя для видеосъемки и симметрично друг другу в радиальном направлении указанного держателя для видеосъемки; или указанная видеокамера одна, при этом указанная видеокамера расположена в середине указанного держателя для видеосъемки, а указанных прожекторов несколько, при этом несколько указанных прожекторов расположены вокруг указанной видеокамеры.

10. Машина для щитовой проходки, отличающаяся тем, что содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по любому из пп. 1-9.

11. Машина для щитовой проходки по п. 10, отличающаяся тем, что указанная машина для щитовой проходки представляет собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, или машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, или многорежимную машину для щитовой проходки.