【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道掘进，特别是涉及一种渣水分离装置、出渣系统及tbm。
技术介绍
1、tbm(硬岩隧道掘进机)主要用于稳定性较好的硬岩地层的隧道掘进施工作业。tbm包括刀盘、盾体、出渣系统等，盾体包括筒形的盾壳以及设于盾壳内的环形的隔板，刀盘背部和隔板之间的轴向空间形成了土仓或者说开挖仓，出渣系统包括主机皮带机(带式输送机)，主机皮带机前端穿过隔板的中心孔伸入土仓中。刀盘的背部设有溜渣槽，在正常出渣时，溜渣槽随刀盘转动，可将土仓内的岩渣铲起并卸在主机皮带机上，主机皮带机承接岩渣并向后输送。
2、在tbm应用于地质复杂的地层时，整个施工区间涉及到富水地层，这样土仓中的岩渣实际上是包括固体渣块和水的渣水混合物。水的流动性强，主机皮带机无法稳定地输送渣水混合物。尤其是向下下坡掘进时，渣水混合物和主机皮带机之间的摩擦力很小，渣水混合物容易从主机皮带机滑落，出渣困难。因此，在富水地层掘进时，如何排出土仓中的水关系到施工过程中能否稳定出渣。
3、相关技术中，为了能排出土仓中的水，一般会设置抽排管，使用时抽排管前端透过隔板插入土仓，土仓中的渣水混合物可从抽排管中向外排出。在向上爬坡掘进时，在渣水自重的作用下，渣水可进入抽排管并下溜。但是，在水平或者向下下坡掘进时，还需要在抽排管连接排水泵例如隔膜泵等，以实现强制排水。
4、但是，与泥土地层不同的是，硬岩地层掘进时，开挖破碎产生的渣块强度较高，渣块容易造成抽排管和排水泵损坏和堵塞，实际使用效果不佳。为了改善这一问题，相关技术中，也有在抽排管的端部增加格栅滤网的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种渣水分离装置，以解决现有技术中tbm在富水地层掘进时，排放渣水混合物容易损坏、堵塞抽排管和排水泵，而采用格栅滤网隔渣的方案效果不佳技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种tbm出渣系统，以解决相同的技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种tbm，以解决相同的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的渣水分离装置的技术方案是：
3、一种渣水分离装置，包括外壳，外壳的前端具有用于与tbm土仓连通的开口，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有用于连接抽排管且与内腔连通的排水接口，外壳内部设有用于向土仓反推外壳底部沉降渣块的推渣机构，推渣机构的顶端和外壳之间设有间隔，间隔对应的空间形成供水通过的排水通道。
4、作为进一步地改进，推渣机构为螺旋式的推渣机构，其包括转动安装在外壳上的螺旋轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片紧邻外壳的底部。
5、作为进一步地改进，外壳的壳壁包括弧形段以及外凸于弧形段的外凸段，螺旋轴和螺旋叶片位于弧形段内，外凸段位于外壳的顶部，外凸段和螺旋叶片之间的空间形成所述排水通道。
6、作为进一步地改进，螺旋轴配置有驱动其正向和反向转动的螺旋轴驱动装置，以通过改变螺旋轴的转动方向进而改变渣块在内腔内的流向，外壳的后端还有供渣块排出的排渣口，排渣口与内腔连通且配置有可开闭的密封门。
7、作为进一步地改进，外壳上还设有用于检测内腔压力的压力传感器，压力传感器和螺旋轴驱动装置通信连接，以根据压力传感器的数据控制螺旋轴的转向。
8、作为进一步地改进，外壳上安装有与内腔连通的管道弯头，管道弯头形成所述排水接口。
9、有益效果是：本专利技术属于开拓性专利技术创造。渣水分离装置在实际使用时，前端可以通过开口与tbm的土仓连通，并在排水接口连接抽排管和排水泵。tbm在掘进过程中，遇到富水地层时，水和渣块形成的渣水混合物会涌入土仓，并从外壳前端的开口进入渣水分离装置，利用渣块的自重作用，进入渣水分离装置的渣块会向下沉降，实现渣水分离，分离后的水可沿排水通道被排水泵抽走，分离后的渣块被推渣机构反推回土仓中，从正常的出渣路径(溜渣槽-主机皮带机)向外排出。与现有技术相比，本专利技术中的渣水分离装置在使用时可以实现渣水分离，同时，分离后的水也能被顺利抽走，避免土仓内水量过大影响主机皮带机出渣，避免大块的渣块损坏排水泵和抽排管，另外，渣块还能被推渣机构反推回土仓，这样也能避免过多渣块堵塞在土仓或者渣水分离装置的底部。
10、为实现上述目的，本专利技术所提供的tbm出渣系统的技术方案是：
11、一种tbm出渣系统，包括排水泵、抽排管和渣水分离装置，渣水分离装置包括外壳，外壳的前端具有用于与tbm土仓连通的开口，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有用于连接抽排管且与内腔连通的排水接口，外壳内部设有用于向土仓反推外壳底部沉降渣块的推渣机构，推渣机构的顶端和外壳之间设有间隔，间隔对应的空间形成供水通过的排水通道，排水泵通过抽排管与渣水分离装置连通。
12、作为进一步地改进，推渣机构为螺旋式的推渣机构，其包括转动安装在外壳上的螺旋轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片紧邻外壳的底部。
13、作为进一步地改进，外壳的壳壁包括弧形段以及外凸于弧形段的外凸段，螺旋轴和螺旋叶片位于弧形段内，外凸段位于外壳的顶部，外凸段和螺旋叶片之间的空间形成所述排水通道。
14、作为进一步地改进，螺旋轴配置有驱动其正向和反向转动的螺旋轴驱动装置，以通过改变螺旋轴的转动方向进而改变渣块在内腔内的流向，外壳的后端还有供渣块排出的排渣口，排渣口与内腔连通且配置有可开闭的密封门。
15、作为进一步地改进，外壳上还设有用于检测内腔压力的压力传感器，压力传感器和螺旋轴驱动装置通信连接，以根据压力传感器的数据控制螺旋轴的转向。
16、作为进一步地改进，外壳上安装有与内腔连通的管道弯头，管道弯头形成所述排水接口。
17、有益效果是：本专利技术属于改进型专利技术创造。出渣系统在实际使用时，渣水分离装置前端可以通过开口与tbm的土仓连通，tbm在掘进过程中，遇到富水地层时，水和渣块形成的渣水混合物会涌入土仓，并从外壳前端的开口进入渣水分离装置，利用渣块的自重作用，进入渣水分离装置的渣块会向下沉降，实现渣水分离，分离后的水可沿排水通道被排水泵抽走，分离后的渣块被推渣机构反推回土仓中，从正常的出渣路径(溜渣槽-主机皮带机)向外排出。与现有技术相比，本专利技术中的出渣系统在使用时可以实现渣水分离，同时，分离后的水也能被顺利抽走，避免土仓内水量过大影响主机皮带机出渣，避免大块的渣块损坏排水泵和抽排管，另外，渣块还能被推渣机构反推回土仓，这样也能避免过多渣块堵塞在土仓或者渣水分离装置的底部。
18、为实现上述目的，本专利技术所提供的tbm的技术方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.渣水分离装置，其特征是，包括外壳，外壳的前端具有用于与TBM土仓连通的开口，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有用于连接抽排管且与内腔连通的排水接口，外壳内部设有用于向土仓反推外壳底部沉降渣块的推渣机构，推渣机构的顶端和外壳之间设有间隔，间隔对应的空间形成供水通过的排水通道。
2.根据权利要求1所述的渣水分离装置，其特征是，推渣机构为螺旋式的推渣机构，其包括转动安装在外壳上的螺旋轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片紧邻外壳的底部。
3.根据权利要求2所述的渣水分离装置，其特征是，外壳的壳壁包括弧形段以及外凸于弧形段的外凸段，螺旋轴和螺旋叶片位于弧形段内，外凸段位于外壳的顶部，外凸段和螺旋叶片之间的空间形成所述排水通道。
4.根据权利要求2或3所述的渣水分离装置，其特征是，螺旋轴配置有驱动其正向和反向转动的螺旋轴驱动装置，以通过改变螺旋轴的转动方向进而改变渣块在内腔内的流向，外壳的后端还有供渣块排出的排渣口，排渣口与内腔连通且配置有可开闭的密封门。
5.根据权利要求4所述的渣水分离装置，其特征是，外壳上还设有
6.根据权利要求1-3任一项所述的渣水分离装置，其特征是，外壳上安装有与内腔连通的管道弯头，管道弯头形成所述排水接口。
7.TBM出渣系统，包括排水泵和抽排管，其特征是，还包括权利要求1-6任一项中的渣水分离装置，排水泵通过抽排管与渣水分离装置的排水接口连通。
8.TBM，包括刀盘和盾体，盾体包括隔板，刀盘和隔板之间的空间形成土仓，其特征是，隔板底部设有渣水分离装置，渣水分离装置包括前端具有开口的外壳，开口与土仓连通，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有与内腔连通的排水接口，排水接口连接有抽排管，抽排管连接有排水泵，外壳内部设有用于向土仓反推外壳底部沉降渣块的推渣机构，推渣机构的顶端和外壳之间设有间隔，间隔对应的空间形成供水通过的排水通道。
9.根据权利要求8所述的TBM，其特征是，推渣机构为螺旋式的推渣机构，其包括转动安装在外壳上的螺旋轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片紧邻外壳的底部。
10.根据权利要求9所述的TBM，其特征是，外壳的壳壁包括弧形段以及外凸于弧形段的外凸段，螺旋轴和螺旋叶片位于弧形段内，外凸段位于外壳的顶部，外凸段和螺旋叶片之间的空间形成所述排水通道。
11.根据权利要求9或10所述的TBM，其特征是，螺旋轴配置有驱动其正向和反向转动的螺旋轴驱动装置，以通过改变螺旋轴的转动方向进而改变渣块在内腔内的流向，外壳的后端还有供渣块排出的排渣口，排渣口与内腔连通且配置有可开闭的密封门。
12.根据权利要求11所述的TBM，其特征是，外壳上还设有用于检测内腔压力的压力传感器，压力传感器和螺旋轴驱动装置通信连接，以根据压力传感器的数据控制螺旋轴的转向。
13.根据权利要求9或10所述的TBM，其特征是，螺旋轴的前端伸入土仓中。
14.根据权利要求8-10任一项所述的TBM，其特征是，该TBM还配置有用于检测土仓内的液位高度的液位传感器以及用于控制推渣机构和排水泵的控制系统，液位传感器和控制系统通信连接，以根据液位传感器信息控制推渣机构和排水泵的启停。
15.根据权利要求8-10任一项所述的TBM，其特征是，隔板的左右两侧各设有至少一个渣水分离装置。
16.根据权利要求8-10任一项所述的TBM，其特征是，隔板的底部还设有用于直接连接排水管的排水口。
17.根据权利要求8-10任一项所述的TBM，其特征是，外壳上安装有与抽排管道连通的管道弯头，管道弯头形成所述排水接口。
...【技术特征摘要】
1.渣水分离装置，其特征是，包括外壳，外壳的前端具有用于与tbm土仓连通的开口，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有用于连接抽排管且与内腔连通的排水接口，外壳内部设有用于向土仓反推外壳底部沉降渣块的推渣机构，推渣机构的顶端和外壳之间设有间隔，间隔对应的空间形成供水通过的排水通道。
2.根据权利要求1所述的渣水分离装置，其特征是，推渣机构为螺旋式的推渣机构，其包括转动安装在外壳上的螺旋轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片紧邻外壳的底部。
3.根据权利要求2所述的渣水分离装置，其特征是，外壳的壳壁包括弧形段以及外凸于弧形段的外凸段，螺旋轴和螺旋叶片位于弧形段内，外凸段位于外壳的顶部，外凸段和螺旋叶片之间的空间形成所述排水通道。
4.根据权利要求2或3所述的渣水分离装置，其特征是，螺旋轴配置有驱动其正向和反向转动的螺旋轴驱动装置，以通过改变螺旋轴的转动方向进而改变渣块在内腔内的流向，外壳的后端还有供渣块排出的排渣口，排渣口与内腔连通且配置有可开闭的密封门。
5.根据权利要求4所述的渣水分离装置，其特征是，外壳上还设有用于检测内腔压力的压力传感器，压力传感器和螺旋轴驱动装置通信连接，以根据压力传感器的数据控制螺旋轴的转向。
6.根据权利要求1-3任一项所述的渣水分离装置，其特征是，外壳上安装有与内腔连通的管道弯头，管道弯头形成所述排水接口。
7.tbm出渣系统，包括排水泵和抽排管，其特征是，还包括权利要求1-6任一项中的渣水分离装置，排水泵通过抽排管与渣水分离装置的排水接口连通。
8.tbm，包括刀盘和盾体，盾体包括隔板，刀盘和隔板之间的空间形成土仓，其特征是，隔板底部设有渣水分离装置，渣水分离装置包括前端具有开口的外壳，开口与土仓连通，外壳内部具有用于容纳渣水混合物的内腔，外壳上设定高度位置设有与内腔连通的排水接口...
【专利技术属性】
技术研发人员：高可可，余海洋，闫志朋，冯超强，郑腾师，寇富钦，张研，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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