[发明专利]一种等离子体焰炬隧道掘进设备及方法

说明书

本发明提供一种等离子体焰炬隧道掘进设备及方法，包括旋转刀盘、若干等离子体焰炬、第一驱动机构、前进履带、碎岩刀盘、输送叶片轴、第二驱动机构、电动伸缩管道、运土履带、机架及控制系统，第一驱动机构能够带动旋转刀盘转动并且能够带动旋转刀盘前后伸缩，第二驱动机构能够带动输送叶片轴转动并能够带动输送叶片轴沿着自身轴向移动，若干等离子体焰炬间隔设置于旋转刀盘上，旋转刀盘上开设一运土开口，电动伸缩管道的一端设置于运土履带的入口处，电动伸缩管道的另一端能够经过运土开口伸至旋转刀盘的外侧或者缩至旋转刀盘的内侧，其有受周边环境约束小、对围岩的干扰性小、造价低、断面适应性强以及掘进效率高的优点。

技术领域

本发明属于隧道掘进领域，特别涉及一种等离子体焰炬隧道掘进设备及方法。

背景技术

地铁可以促进工业、运输、房地产等相关产业的发展，刺激就业，促进沿途土地升值，拓展城市发展空间，对城市的发展有着重要的意义。

传统的隧道挖掘方法有明挖法、台阶法、盾构法等。明挖法受周边环境约束，在城市中较少使用；台阶法适应性强，但对围岩的干扰性大；盾构法掘进速度快，不受周边环境影响，但盾构机造价高昂，断面适应性差。因此本发明提出一种等离子体焰炬隧道掘进设备。

发明内容

本发明旨在发明一种等离子体焰炬隧道掘进设备及方法，解决现有隧道掘进设备及方法受周边环境约束大、对围岩的干扰性大、造价昂贵、断面适应性差以及掘进效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种等离子体焰炬隧道掘进设备，包括：旋转刀盘、若干等离子体焰炬、第一驱动机构、前进履带、碎岩刀盘、沿着自身轴向设有若干输送叶片的输送叶片轴、第二驱动机构、电动伸缩管道、运土履带、机架以及控制系统，所述前进履带设置于所述机架的底部，所述运土履带设置于所述机架的侧部，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别设置于所述机架上，所述第一驱动机构能够带动所述旋转刀盘转动并且能够带动所述旋转刀盘前后伸缩，所述输送叶片轴的一端与碎岩刀盘连接，所述输送叶片轴的另一端与第二驱动机构连接，所述第二驱动机构能够带动所述输送叶片轴转动并能够带动所述输送叶片轴沿着自身轴向移动，使得碎岩刀盘及输送叶片轴能够经过运土开口伸至旋转刀盘的外侧或者缩至旋转刀盘的内侧，所述若干等离子体焰炬间隔设置于所述旋转刀盘，所述旋转刀盘位于机架的正前方，所述旋转刀盘上开设一运土开口，所述电动伸缩管道的一端设置于运土履带的入口处，所述电动伸缩管道的另一端能够经过运土开口伸至旋转刀盘的外侧或者缩至旋转刀盘的内侧，输送叶片轴以位于所述电动伸缩管道内，所述第一驱动机构、第二驱动机构、电动伸缩管道、运土履带以及前进履带分别于控制系统连接受其控制。

优选的，在上述的等离子体焰炬隧道掘进设备中，所述若干等离子体焰炬按照斐波那契螺旋图案排布在旋转刀盘上，可保证等离子体焰炬在刀盘旋转时覆盖整个断面。

优选的，在上述的等离子体焰炬隧道掘进设备中，在所述等离子体焰炬与旋转刀盘在掘进时，碎岩刀盘及输送叶片轴缩至运土开口内；在掘进完成需要运土时，旋转刀盘停止工作，第二驱动机构带动带动碎岩刀盘及输送叶片轴伸至运土开口外，第二驱动机构带动带动碎岩刀盘及输送叶片轴转动，将碎石土体运输至运土履带，最好经运土车将碎石土体运出。

优选的，在上述的等离子体焰炬隧道掘进设备中，所述第一驱动机构包括一第一液压伸缩机构、第一电机以及第一转杆，所述第一电机安装于所述第一液压伸缩机构的输出端，所述第一电机能够驱动所述第一转杆的一端转动，所述第一转杆的另一端与旋转刀盘的中部固定连接，所述第一液压伸缩机构以及第一电机分别与控制系统连接并受其控制。

优选的，在上述的等离子体焰炬隧道掘进设备中，所述第二驱动机构包括一第二液压伸缩机构以及第二电机，所述第二电机安装于所述第二液压伸缩机构的输出端，所述第二电机能够驱动所述输送叶片轴转动，所述第二液压伸缩机构以及第二电机分别与控制系统连接并受其控制。