Проходческий щит для сооружения тоннелей преимущественно в слабых породах Советский патент 1980 года по МПК E21D9/06 

1

Изобретение относится к области тоннелестроения, а именно к щитам для проходки тоннелей различного назначения, проходимых в неустойчивых и сыпучих породах.5

Известны щиты.для проходки тоннелей в слабых породах, включающие корпус с ножевой частью и домкратами, конвейер, породоразрушающий орган и средство для погрузки 1 . 10

Недостатком известных щитов является сложность конструкции, обусловлетцная тем, что породоразрушающий орган и средство для погрузки выполнены автономно и имеют б ольшое количе- ство вращающихся и трущихся деталей.

Известен проходческий щит, включающий корпус с ножевой частью, погрузочный орган , режущие элементы с силовым гидроцилиндром, шток которо- 20 го шарнирно взаимодействует с ножом, а корпус с кронштейном, щитовой а ранспортер 2 .

Недостатком такого проходческого щита является то, что режущие эле- 5 менты закреплены на отдельных каретг --Гках, соединяясь с кронштейном посредством шарнира и не обеспечивается синхронное движение режущих элементов и одновременное перемещение по- ЗО

грузочных органов, что снижает темпы погрузки и проходки.

Целью изобретения является повыше-ние эффективности проходки путем увеличения погрузочной способности режуще-погрузочного органа.

Поставленная цель достигается тем, что связь режуще-погрузочного органа 5 нижней половиной ножевой части; ; корпуса выполне&а из шарнирно подвешенной рамы с двумя скребками, шарнирно закрае пленными на осях, которые смещены в сторону, противоположную рабочей поверхности скребков, и блока реверса с подвижными упорами для взаимодей.ствия с рамой, при этом гидродилиндры касания связаны с шарнир : но подвешенной рамой и включены-в противофазе, а боковые поверхности режущих элементов выполнены двусторон.ними в виде усеченной пирамиды с вершиной, направленной внутрь корпуса щита. Боковые поверхности режущих элементов могут быть выполнены криволинейными.

На фигь 1 доказана ножевая часть проходческого щита (со стороны забоя на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Проходческий щит имеет корпус 1 с ножевой частью 2, гидравлические домкраты 3, режущие полки 4, режущепогрузочный орган 5 и конвейер б. Режущие полки 4 размацены в верхней половине ножевой части 2 корпуса 1. Ножевая часть 2 корпуса 1 может быть выполнена ступенчатой нависающей в верхней половине и имеет в нижней

даггоШнё внутренний конус 1,йййрймер, двухступенчатый, связанный с вертикальным полукЬльцом 8 и имеющий загрузочное окно 9 в зоне конвейера б. Гщзравлические домкраты 3 размещены в средней части корпуса 1 между его кольцами 10; режуще-погрузочный орган 5 размещен в. Н1шней половине ножевой части 2 корпуса 1 и выполнен в виде, например, трубчатой рамы 11, подвешенной с помощью шарнира 12 на поперечных элементах 13 корпуса 1. Конструктивно шарнир 12.может быть выполнен в виде двух подшипников, на которые опирается ось рамы 11. Рама 11 оснащена симметрично расположеннйми двумя режущими, элементами 14 двус.тороннего действия и двумя скребками 15. Режущие, элементы 14 могут быть выполнены с криволинейными (например, коническими) или плоскими рабочими поверхностями 16, т.е. такими, котоые вписываются (в том числе и совпаают) с боковыми гранями усеченной ирамиды 17, вершина которой обращена внутрь корпуса 1.

Такое выполнение режущего элемента 14 обеспечивает подъем породы из нижней части забоя и смещение ее на внутренний конус 7. Скребки 15 выполнены, например, в виде трапециевидных пластин и подвешены с помощью шарниров 18 на раме 11. Каждая ось 19 шарнира 18 смещена в сторону, противоположную рабочей поверхности 20 скребка 15. Такое размещение оЬи изменяет распЬложение центра тяжести и увеличивает угол атаки скребка в начале рабочего хода, что создает условия для быстрого внедрения его в породу, увеличения рабочей зоны толкания и, тем самым, повышения эффективности погрузки. Рама 11 соединена шарнйраkH. .21 со штоками. 22 гидроцилиндров 23, корпуса которых соединены шарнирами 24 с ножевой частью 2 корпуса 1. токовые и порш.невые полости гидроцилиндров 23 гидравлически подключены в противофазе к гидравлическому блоку реверса 25 (на чертеже гидравическая схема щита не показана). Подвижный элемент 26 блока реверса 25 взаимодействует с рамой 11.

Проходческий щит работает следующим образом.

С помощью гидрораспределителя осуществляют подачу марла к гидроцилиндрам 23 и приводят в качательное движение режуще-погрузочный орган 5,

767352

затем включают гидравлические домкра,ты 3,доводят их штоки с башмаками до упора с элементамикрепи 27 тоннеля и осуществляют осевую подачу корпуса

1на забой 28. При этом ножевая часть

2внедряется в забой 28 и подрезает 5 его по контуру, режущими полками 4

нарушается целостность верхней и средней частей забоя 28. Нижняя часть забоя разрушается режущими элементами 14, которые создают дуговой вруб 29.

0 Образование дугового вруба 29 в нижней части значительно ослабляет прочность породы забоя и подрезанная ножевой частью и режущими полками 4 она обрушивается на конус 7. Порода, раэ5 РУшенная при образовании дугового вруба 29, поднимается из нижней части забоя рабочими боковыми поверхностями 16 режущих элементов 14 и за счет наклона этих поверхностей также смещаетQ ся на конус 7, Находящаяся на конусе 7 порода убирается скребками 15. Скребки 15 работают попеременно: при движении от загрузочного окна 9 к периферии скребок 15 вследствие шарнирной подс вески поднимается и скользит сверху по породе, лежащей на конусе 7, при движении в обратном направлении скребок 15 внедряется .в породу, опускается до упора и проталкивает ее к загрузочному окну 9 на конвейер б. Одновременно второй скребок 15 работает в противофазе. Таким образом, за один ход гидроцилиндров 23 привода режущего органа 5 осуществляется один рабочий ход подачи породы на конвейер 6. Реверсирование качательных движений режуще-погрузочного органа 5 .производится автоматически в крайних положениях с помощью блока реверса 25 при воздействии на его подвижный

Q элемент 26 рамой 11. При достижении щитом заданной величина заходки осуществляют реверсирование домкратов 3. Останавливают режуще-погрузочный орган 5 и производят установку -крепи 27. После этого цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Проходческий щит для сооружения тоннелей преимущественно в слабых

породах, включающий корпус с ножевой частью, режущие полки, установленные в верхней половине ножевой части, режуще-погрузочный орган, связанный с нижней половиной ножевой части корпуса и вьгаЬЛненный из двух«режущих элементов, соединенных с гидроцилиндрами качения, дократы передвижения и конвейер, о т л и ч.с1 ю щ и и с я тем, что, с целью пр.вышений эффективности проходки путем увеличения погрузочной способности режуще-погрузочного органа, связь режуще-погрузочного органа с нижней подовиной ножевой части корпуса выполнена из шарнирно подвешенной рамы с двумя скребками,

шарнирн.о закрепленными на осях, которые смещены в сторону, протийбпбложную рабочей поверхности скребков и блока реверса с подвижными упорами для взаимодействия с рамой, при гидроцилиндры качения связаны с шарнйрно подвешенной рамой и включены в противофазе, а боковые .поверхности режущих элементов выполнены Дйусторонными в виде усеченной пирамиды с Jaepшиной, направленной внутрь корпуса щита. .

2. Проходческий щит по п. 1, отличающийся тем, что боковые поверхности режущих элементов выполнены криволинейными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3556599, кл. 299-11, опублик. 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

501130, кл. Е 01 D 3/02, 19.76 (прототип) .

0

Ю

Б- КпаНернчто

.Ж

п

(pU9. 3