阅读说明：本技术 一种用于微型顶管机的泥水旁通装置 (A muddy water bypass device for miniature push bench ) 是由 洪沪民 孙焕斌 唐杰 陈莹 王子荣 牛耀伟 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及施工设备技术领域,具体来说是一种用于微型顶管机的泥水旁通装置,顶管机泥水仓下侧设有进水管路和出水管路,进水管路中设有第一四通阀,出水管路中设有第二四通阀,第一四通阀具有第一进水口、第一出水口、加压开口和第一连接开口,加压开口通过加压管路连通至顶管机泥水仓,且加压管路处设有增压阀,第二四通阀具有第二进水口A、第二进水口B、第二出水口和第二连接开口,本发明有助于减小装置结构尺寸,节约机内空间；提高装置的通用性和适应性,使用可靠减少人工劳动量,减少职业危害结构简单,采用四通球阀代替完成进排泥模式、旁通模式和冲洗模式三个回路的切换,大大减少了装置的结构尺寸。(The invention relates to the technical field of construction equipment, in particular to a mud water bypass device for a miniature push bench, wherein a water inlet pipeline and a water outlet pipeline are arranged at the lower side of a mud water bin of the push bench, a first four-way valve is arranged in the water inlet pipeline, a second four-way valve is arranged in the water outlet pipeline, the first four-way valve is provided with a first water inlet, a first water outlet, a pressurizing opening and a first connecting opening, the pressurizing opening is communicated to the mud water bin of the push bench through the pressurizing pipeline, a pressurizing valve is arranged at the pressurizing pipeline, and the second four-way valve is provided with a second water inlet A, a second water inlet B, a second water outlet and a second connecting opening; the universality and the adaptability of the device are improved, the use is reliable, the labor amount is reduced, the occupational hazards are reduced, the structure is simple, the four-way ball valve is adopted to replace and complete the switching among a mud feeding and discharging mode, a bypass mode and a flushing mode, and the structural size of the device is greatly reduced.)

一种用于微型顶管机的泥水旁通装置

技术领域

本发明涉及施工设备技术领域，具体来说是一种用于微型顶管机的泥水旁通装置。

背景技术

泥水式顶管的机内旁通装置是由阀门和管道组合而成的置于顶管机内部、前接顶管机泥水仓、后接排泥管路的泥水配流装置。它具有使泥水循环流动，旁通流动的功能。在正常掘进工作时，起着进排泥循环的过渡作用，在旁通循环状态下可以对排泥管路进行冲洗，避免管道堵塞，因此机内旁通装置对顶管施工具有十分重要的作用。

传统顶管机的止水装置主要由进水阀门、排水阀门以及一个旁通阀门组成，进排泥阀门和旁通阀门各需要一个执行机构，整个旁通装置安装尺寸偏大，且结构复杂，在微型顶管机内由于机内空间有限，传统旁通装置的庞大体积不适用，且复杂的执行结构降低了装置的可靠性，并且进水阀门、管路及排泥阀门管路口径相同，进水压力受沿程阻力损失和局部压力损失影响，管道流到泥水仓时，压力损失过大，对刀盘和泥水仓内的泥渣和掌子面切削物冲洗能力较弱，特别是在硬质黏土层，极易产生“糊刀盘”的现象，极大地影响掘进施工效率。

目前也有采用特制阀体将进水阀门和排泥阀门集成到一个整体以缩小结构尺寸，但特制阀体制作工艺复杂，不能拆卸，一旦阀体内部出现堵塞，清理困难且特制阀体属于非标准件，部件损坏只能整体更换，降低了产品的流通性和适应性，也不符合绿色环保的可持续发展观念。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于微型顶管机的泥水旁通装置，减小装置结构尺寸，节约机内空间。

为了实现上述目的，设计一种用于微型顶管机的泥水旁通装置，包括顶管机泥水仓，顶管机泥水仓下侧设有进水管路和出水管路，所述的进水管路中设有第一四通阀，所述的出水管路中设有第二四通阀，其中，所述的第一四通阀具有第一进水口、第一出水口、加压开口和第一连接开口，所述的第一进水口连通至进水管路的上游侧，所述的第一出水口连通至进水管路的下游侧，所述的加压开口通过加压管路连通至顶管机泥水仓，且所述的加压管路处设有增压阀，所述的第一连接开口与第二四通阀相连通；所述的第二四通阀具有第二进水口A、第二进水口B、第二出水口和第二连接开口，所述的第二进水口A和第二进水口B连通至出水管路的上游侧，所述的第二出水口连通至出水管路的下游侧，所述的第二连接开口与第一四通阀相连通。

所述的第一四通阀和第二四通阀通过双联机构控制，所述的双联机构包括动力推杆，所述的动力推杆上转动连接有第一连接杆和第二连接杆，同时，所述的第一连接杆与所述的第一四通阀的第一阀门手柄转动连接，所述的第二连接杆与所述的第二四通阀的第二阀门手柄转动连接。

所述的动力推杆上转动连接有第一连接杆的一端和第二连接杆的一端，同时，所述的第一连接杆的另一端与所述的第一四通阀的第一阀门手柄的外端转动连接，所述的第二连接杆的另一端与所述的第二四通阀的第二阀门手柄的外端转动连接。

所述的动力推杆的上端转动连接所述的第一连接杆和第二连接杆，所述的动力推杆的下端与进水管路或出水管路相固定。

所述的第一四通阀的下侧开口为第一进水口、上侧开口为第一出水口、左侧开口为加压开口且右侧开口为第一连接开口。

所述的加压开口连接一90度弯头后连接至增压阀，并通过所述的增压阀连通至顶管机泥水仓。

所述的第二四通阀的上侧开口为第二进水口A、右侧开口为第二进水口B、下侧开口为第二出水口、左侧开口为第二连接开口。

所述的第二进水口B通过一180度弯头连通至出水管路的上游侧。

所述的第一连接开口和第二连接开口之间通过连接管路相连通。

所述的第一四通阀通过螺纹连接实现与进水管路、加压管路和连接管路的连接，所述的第二四通阀通过螺纹连接实现与出水管路、连接管路与180度弯头的连接。

发明的有益效果

本发明同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其提供了一种简易的组合式旁通装置，有助于减小装置结构尺寸，节约机内空间；提高装置的通用性和适应性，使用可靠减少人工劳动量，减少职业危害结构简单，采用四通球阀代替完成进排泥模式、旁通模式和冲洗模式三个回路的切换，大大减少了装置的结构尺寸，其还具有如下优点：

1、减少了执行机构的数量，将三个执行机构缩减成一个双联机构，提高了机构的可靠性，减少装置整体结构尺寸。

2、采用螺纹连接取代法兰连接和哈弗连接，连接可靠，连接尺寸小，易损件更换方便。

3、采用全流量四通阀门，减小了水压的局部压力损失，提高泥水循环的出渣能力。

4.采用一体式安装，减少了操作人员的工作强度。

5.旁通循环操作简单，降低了对掘进机驾驶员的操作要求。

附图说明

图1是本发明于进排泥循环状态时的结构示意图。

图2是本发明于旁通循环状态时的结构示意图。

图3是本发明于高压冲洗状态时的结构示意图。

图4是本发明的第一四通阀和第二四通阀的导通状态示意图。

图中：1.顶管机泥水仓 2.180度弯头 3.四通球阀 4.加压气阀 5.90度弯头6.特制短丝 7.双联机构 8.动力推杆 9.第二进水口A 10.第二连接开口 11.第二进水口B 12.第二出水口 13.第一进水口 14.第一连接开口 15.加压开口 16.第一出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施方式提供一种用于微型顶管机的泥水旁通装置，包括顶管机泥水仓，顶管机泥水仓下侧设有进水管路和出水管路，所述的进水管路中设有第一四通阀，所述的出水管路中设有第二四通阀，其中，所述的第一四通阀具有第一进水口、第一出水口、加压开口和第一连接开口，所述的第一进水口连通至进水管路的上游侧，所述的第一出水口连通至进水管路的下游侧，所述的加压开口通过加压管路连通至顶管机泥水仓，且所述的加压管路处设有增压阀，所述的第一连接开口与第二四通阀相连通；所述的第二四通阀具有第二进水口A、第二进水口B、第二出水口和第二连接开口，所述的第二进水口A和第二进水口B连通至出水管路的上游侧，所述的第二出水口连通至出水管路的下游侧，所述的第二连接开口与第一四通阀相连通。

参见图1，具体而言，在本实施方式中，所述的第一四通阀连接在进水管路的竖直管道中，进水管路位于第一四通阀下侧的部分为上游侧，位于第一四通阀上侧的部分为下游侧，进水能流经第一四通阀后流入顶管机泥水仓，且所述的第一四通阀的下侧开口为第一进水口、上侧开口为第一出水口、左侧开口为加压开口且右侧开口为第一连接开口，左侧的加压开口连接一90度弯头后连接至增压阀，并通过所述的增压阀连通至顶管机泥水仓。所述的第二四通阀连接在出水管路的竖直管道中，出水管路位于第二四通阀上侧的部分为上游侧，位于第二四通阀下侧的部分为下游侧，出水能流经第二四通阀后继续通过出水管路排出，而所述的第二四通阀的上侧开口为第二进水口A、右侧开口为第二进水口B、下侧开口为第二出水口、左侧开口为第二连接开口，所述的第二进水口B通过一180度弯头连通至出水管路的上游侧。而所述的第一连接开口和第二连接开口之间，则通过连接管路相连通。并且优选地，所述的第一四通阀通过螺纹连接实现与进水管路、加压管路和连接管路的连接，所述的第二四通阀通过螺纹连接实现与出水管路、连接管路与180度弯头的连接。

并且，所述的第一四通阀和第二四通阀通过双联机构控制，以实现启闭调控，所述的双联机构包括动力推杆，所述的动力推杆的上端通过转动连接的方式，例如铰接，连接所述的第一连接杆的下端和第二连接杆的下端，所述的动力推杆的下端与进水管路或出水管路相固定，第一连接杆的一端和第二连接杆的一端，同时，所述的第一连接杆的上端与所述的第一四通阀的第一阀门手柄的外端转动连接，所述的第二连接杆的上端与所述的第二四通阀的第二阀门手柄的外端转动连接。从而通过动力推杆带动两个四通阀的阀门手柄转动，并进而实现对两个四通阀的通路的切换。

实施例一

本实施例中的用于微型顶管机的泥水旁通装置主要包括两个四通球阀、一个特制短丝、一个双联机构、一个增压阀以及一个动力推杆，通过双联机构带动四通球阀的手柄转动，实现四通球阀进排泥、旁通循环和高压冲洗三种模式的切换，增压阀可以为气动增压阀或液动增压阀等。

其中，四通球阀优选地采用全流量四通球阀，全流量四通球阀接口采用螺纹连接代替传统的法兰连接或者哈弗连接，在满足管道密封要求的同时，不增加连接构件的尺寸，符合微型顶管对空间尺寸的要求；同时相比较于焊接的不可拆卸性，又具有安装拆卸方便的特性。

特制短丝用于作为连接管路，其为外螺纹内通道的构造，外螺纹接口用于将两个全流量四通球阀连接为一个组装体，内通道作为管路连接进排水管道，实现旁通水循环。采用特制短丝和全流量四通球阀的结构，减少了一个单独旁通阀门的使用，减小了整体装置的结构尺寸。

双联机构为连杆机构，通过动力推杆的伸缩，带动连杆机构的阀门手柄（曲柄）进行旋转，阀芯转动实现球阀在270度范围内的换向调节。执行机构为双联动，同时对两个四通球阀进行换向切换，保证泥水循环、旁通循环和高压冲洗三种模式切换的安全性，杜绝“爆管”现象发生。

而动力推杆采用直流电动推杆，直流电动推杆的尾座与整体结构相固定，例如可以固定在掘进机内，通过电杆伸缩，带动执行机构运动。事先通过计算或实际测试以确定推杆的行程与阀芯换向的角度之间的对应关系，并将所需行程的位置作为电动推杆的行程限制，并在推杆上的相应安装限位器，保证运动可靠。直流电动推杆体积小，安装简便，可控性高，运行平稳。

以下结合图4，对进排泥循环、旁通循环以及高压冲洗三种模式的切换进行说明：参见图1，四通球阀在泥水仓和进排水管路之间起着过渡作用，满足正常掘进施工时的泥水阀门启闭作用，在进排泥循环模式下，进水流经第一进水口和第一出水口后进入顶管机泥水仓，出水通过第二进水口A和第二出水口后流出，此时双联机构和阀门手柄之间大致呈V形；结合图2，在管路流量不通畅时，通过双联机构的动力推杆带动阀门手柄转动，以切换至旁通模式，实现旁通循环，第一出水口和第二进水口A关闭，进水管路与排水管路通过第一连接开口、连接管路、第二连接开口直接相连，对排泥管道进行清水循环，带走排泥管路中的障碍物与沉渣，实现管路冲洗，此时双联机构和阀门手柄之间大致呈T形；结合图3，当遇到硬质黏土层或者复杂地层，需要对刀盘进行冲洗的时候，通过双联机构的动力推杆带动阀门手柄转动，以切换至高压冲洗模式，第一连接开口和第二连接开口关闭，进水管路通过加压开口与加压管路直通，进水流入加压阀内产生高压射流，通过高压喷嘴对刀盘进行冲洗，出水流经第二进水口B后排出，此时双联机构和阀门手柄之间大致呈M形。

实施例二

本旁通装置的施工方法如下所示：

1.施工准备。

2.对组合式旁通装置进行试运转。

3.刀盘启动前，组合式旁通装置在旁通模式下，进行泥水旁通循环。

4.泥水循环正常以后，切换旁通至进排泥模式，旁通通道关闭，进排泥管路与泥水仓连接，刀盘启动进行正常泥水掘进施工。

5.当遇到硬质黏土层等复杂地层时，切换至高压冲洗模式，进水流通过加压气囊，对刀盘进行高压冲洗，实现该模式下的泥水循环。

6、掘进工作结束时，刀盘停转后，旁通装置切换至旁通模式，进行旁通水循环，对管路冲洗。

6.保证排泥口出水清澈后，在旁通模式下，结束所有工作。

7.顶管贯通后，及时对旁通装置进行维护保养，等待下一次施工使用。