隧道长运距泥浆连续输送系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体为隧道长运距泥浆连续输送系统及其控制方法。

背景技术

在泥水盾构隧道施工中，泥浆输送管是泥水盾构施工中重要组成部分，泥浆输送管多数由多个泥浆输送支管进行焊接组成泥浆输送主管进行长运距泥浆的连续输送，泥浆输送管的泥浆稳定输送直接关系到泥水盾构隧道施工的安全和进度；

然而目前大部分泥水盾构隧道施工用泥浆输送支管之间多为人工法兰焊接，焊接位置处容易造成泄漏，缺乏应急控制机构，容易影响长运距泥浆的连续输送造成隧道作业环境污染，并容易对作业人员造成损伤，为此，我们提出隧道长运距泥浆连续输送系统及其控制方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供隧道长运距泥浆连续输送系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：隧道长运距泥浆连续输送系统，包括第一运输支管和第二运输支管，所述第一运输支管和第二运输支管之间设有应急控制机构，所述第二运输支管远离第一运输支管的一侧固定连接有弯管，所述弯管远离第二运输支管的一侧固定连接有第三运输支管，所述第一运输支管、第二运输支管、第三运输支管的外侧均设有固定组件，所述第一运输支管远离第二运输支管的一侧固定安装有泥浆泵机，所述泥浆泵机远离第一运输支管的一侧固定安装有疏料管，所述疏料管远离泥浆泵机的一侧固定安装有碎浆组件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述应急控制机构包括第一Y型管和第二Y型管，所述第一Y型管和第二Y型管呈对称分布结构，所述第一Y型管固定连接在第一运输支管的端部，所述第二Y型管固定连接在第二运输支管的端部，所述第一Y型管远离第一运输支管的一侧两端部均固定安装有控流电子阀，所述第二Y型管远离第二运输支管的一侧两端部均固定安装有测流仪，水平对应所述控流电子阀、测流仪之间均设有连接组件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接组件包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管固定安装在测流仪的输入端，所述第二连接管固定安装在控流电子阀远离第一Y型管的一侧，所述第一连接管远离测流仪的一侧内壁一体成型有套管，所述第二连接管远离控流电子阀的一侧内壁一体成型有限位环，所述限位环的内侧一体成型有卡管，所述卡管靠近限位环的一侧外壁活动套设有密封环，所述套管远离第一连接管的一侧活动套接在卡管的外侧，所述套管的端部和密封环紧密接触，所述第一连接管和第二连接管之间通过法兰固定安装。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封环和限位环接触，所述密封环外壁和第二连接管的内壁接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述固定组件包括固定支架，所述固定支架的顶部垂直连接有对称分布的两个螺纹杆，其中一个所述螺纹杆的外侧活动套设有第一座，且另一个螺纹杆的外侧活动套设有第二座，所述第一座、第二座的相对侧和固定支架的外壁接触，所述螺纹杆的端部均螺纹安装有固定螺母，所述固定螺母分别对应和第一座、第二座的相背侧接触，所述第一座的顶部一体成型有导向框，所述导向框呈半圆环结构，所述导向框的内侧转动卡设有均匀分布的多个滚珠，所述第二运输支管的外壁和滚珠的外壁接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二座的顶部一体成型有固定底框，所述固定底框的一侧铰接有固定顶框，所述固定底框、固定顶框呈半圆环结构，所述固定底框、固定顶框的内侧均固定连接有防护垫，所述固定底框、固定顶框活动套接在第二运输支管的外侧，所述固定底框、固定顶框之间通过螺栓固定安装，所述防护垫和第二运输支管的外壁接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一运输支管和固定组件的连接方式、所述第三运输支管和固定组件的连接方式与所述第二运输支管和固定组件的连接方式相同。

作为本发明的一种优选技术方案，所述碎浆组件包括储浆框，所述储浆框倾斜设置，所述疏料管远离泥浆泵机的一侧固定卡接在储浆框的底端，所述储浆框中转动安装有对称分布的两个碎浆辊，所述储浆框的外壁固定安装有防护框，所述碎浆辊的端部延伸进防护框中并固定安装有传动齿轮，两个所述传动齿轮啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述储浆框远离防护框的一侧固定安装有电机，所述电机和其中一个碎浆辊的端部同轴固定安装。

隧道长运距泥浆连续输送系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、根据隧道壁，加设安装各个运输支管，将固定组件通过固定支架安装在隧道壁合适位置，并调节好第一座、第二座和固定支架之间的角度，随后，将带有应急控制机构和连接组件的第一运输支管和第二运输支管分别架设在对应导向框上，使运输支管的外壁和滚珠的外壁接触；

步骤二、作业人员导向移动其中一个运输支管，改变第一运输支管和第二运输支管的间距，逐步使套管远离第一连接管的一侧活动套接在卡管的外侧，且套管的端部和密封环紧密接触，进行第一连接管和第二连接管之间的法兰密封连接，进行控流电子阀、测流仪之间的法兰密封安装，从而进行第一Y型管和第二Y型管之间两输浆通道的法兰密封安装，进而实现第一运输支管和第二运输支管之间的法兰密封连接，随后使用固定底框、固定顶框对连接固定后的第一运输支管和第二运输支管进行和隧道壁的固定，并以相同的方式，在隧道壁弯折处安装弯管和第三运输支管；

步骤三、盾构机产生的泥浆运输至储浆框中，通过开启电机驱动其中一个碎浆辊进行转动，配合使用两个传动齿轮，同步带动另一个碎浆辊进行反向转动，从而对运输至储浆框中的泥浆进行碎浆处理，防止后续泥浆运输时，大颗粒物质对输送系统中的部件造成损坏；

步骤四、开启泥浆泵机，碎浆处理后的泥浆通过疏料管和泥浆泵机以及多个法兰密封安装的第一运输支管、第二运输支管和第三运输支管进行长运距连续输送，泥浆输送时，关闭其中一个输浆通道上的控流电子阀和测流仪，泥浆通过另一个输浆通道进行运输，当运输泥浆的输浆通道的连接组件位置处出现泄漏时，该输浆通道上的测流仪检测泥浆输送异常，此时，快速关闭该输浆通道上的控流电子阀，并开启另一个输浆通道的控流电子阀和测流仪，泥浆可通过该个输浆通道进行正常运输。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.通过设置应急控制机构，能够在相邻运输支管之间形成两个输浆通道，使用时，关闭其中一个输浆通道上的控流电子阀和测流仪，泥浆通过另一个输浆通道进行运输，当运输泥浆的输浆通道出现泄漏时，该输浆通道上的测流仪检测泥浆输送异常，此时，快速关闭该输浆通道上的控流电子阀，并开启另一个输浆通道的控流电子阀和测流仪，泥浆可通过该个输浆通道进行正常运输，从而提升了泥浆的连续输送效果；

2.通过设置连接组件，实现相邻运输支管之间的密封连接，以便泥浆的长运距连续输送，并防止相邻运输支管之间出现泥浆泄露，造成隧道作业环境污染，对作业人员造成损伤，从而提升了整个输送系统对泥浆长运距连续输送的效果；

3.通过设置固定组件，灵活调节第一座、第二座和固定支架之间的角度，以便后续运输支管连接时的导向以及运输支管和隧道壁不同角度的固定；

4.通过设置碎浆组件，对需要运输的泥浆进行碎浆处理，防止后续泥浆运输时，大颗粒物质对输送系统中的部件造成损坏，从而提升了整个输送系统对泥浆长运距连续输送的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明中第一运输支管、第二运输支管和应急控制机构及连接组件的结构连接示意图，

图3为本发明图2中A处的放大图，

图4为本发明中第二运输支管和固定组件的结构连接示意图，

图5为本发明图4中B处的放大图，

图6为本发明图4中C处的放大图，

图7为本发明中疏料管和碎浆组件的结构连接示意图，

图8为本发明中疏料管和碎浆组件的另一结构连接示意图。

图中：1、第一运输支管；2、第二运输支管；3、应急控制机构；4、连接组件；5、固定组件；6、泥浆泵机；7、疏料管；8、碎浆组件；9、弯管；10、第三运输支管；11、电机；31、第一Y型管；32、第二Y型管；33、控流电子阀；34、测流仪；41、第一连接管；42、第二连接管；43、套管；44、限位环；45、卡管；46、密封环；51、固定支架；52、螺纹杆；521、固定螺母；53、第一座；531、第二座；54、导向框；541、滚珠；55、固定底框；551、固定顶框；56、防护垫；81、储浆框；82、碎浆辊；83、防护框；84、传动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1-8所示，本发明提供了隧道长运距泥浆连续输送系统，包括第一运输支管1和第二运输支管2，第一运输支管1和第二运输支管2之间设有应急控制机构3，第二运输支管2远离第一运输支管1的一侧固定连接有弯管9，弯管9远离第二运输支管2的一侧固定连接有第三运输支管10，第一运输支管1、第二运输支管2、第三运输支管10的外侧均设有固定组件5，第一运输支管1远离第二运输支管2的一侧固定安装有泥浆泵机6，泥浆泵机6远离第一运输支管1的一侧固定安装有疏料管7，疏料管7远离泥浆泵机6的一侧固定安装有碎浆组件8。

应急控制机构3包括第一Y型管31和第二Y型管32，第一Y型管31和第二Y型管32呈对称分布结构，第一Y型管31固定连接在第一运输支管1的端部，第二Y型管32固定连接在第二运输支管2的端部，从而在第一运输支管1、第二运输支管2的端部形成两个输浆通道，第一Y型管31远离第一运输支管1的一侧两端部均固定安装有控流电子阀33，第二Y型管32远离第二运输支管2的一侧两端部均固定安装有测流仪34，水平对应控流电子阀33、测流仪34之间均设有连接组件4，使用时，关闭其中一个输浆通道上的控流电子阀33和测流仪34，泥浆通过另一个输浆通道进行运输，当运输泥浆的输浆通道出现泄漏时，该输浆通道上的测流仪34检测泥浆输送异常，此时，快速关闭该输浆通道上的控流电子阀33，并开启另一个输浆通道的控流电子阀33和测流仪34，泥浆可通过该个输浆通道进行正常运输，从而提升了泥浆的连续输送效果。

连接组件4包括第一连接管41和第二连接管42，第一连接管41固定安装在测流仪34的输入端，第二连接管42固定安装在控流电子阀33远离第一Y型管31的一侧，第一连接管41和第二连接管42之间通过法兰固定安装，进行控流电子阀33、测流仪34之间的法兰安装，从而进行第一Y型管31和第二Y型管32之间两输浆通道的法兰安装，进而实现第一运输支管1和第二运输支管2之间的连接，以便泥浆的长运距连续输送；

第一连接管41远离测流仪34的一侧内壁一体成型有套管43，第二连接管42远离控流电子阀33的一侧内壁一体成型有限位环44，限位环44的内侧一体成型有卡管45，卡管45靠近限位环44的一侧外壁活动套设有密封环46，密封环46和限位环44接触，密封环46外壁和第二连接管42的内壁接触；套管43远离第一连接管41的一侧活动套接在卡管45的外侧，套管43的端部和密封环46紧密接触，当进行第一连接管41和第二连接管42之间的法兰安装时，套管43远离第一连接管41的一侧活动套接在卡管45的外侧，且套管43的端部和密封环46紧密接触，实现第一连接管41和第二连接管42之间的密封连接，进而提升第一运输支管1和第二运输支管2之间连接的密封性，防止第一运输支管1和第二运输支管2之间出现泥浆泄露，造成隧道作业环境污染，对作业人员造成损伤，从而提升了整个输送系统对泥浆长运距连续输送的效果。

固定组件5包括固定支架51，固定支架51的顶部垂直连接有对称分布的两个螺纹杆52，其中一个螺纹杆52的外侧活动套设有第一座53，且另一个螺纹杆52的外侧活动套设有第二座531，第一座53、第二座531可实现在螺纹杆52外侧进行转动，从而调节第一座53、第二座531和固定支架51之间的角度，以便后续运输支管连接时的导向以及和隧道壁不同角度的固定，第一座53、第二座531的相对侧和固定支架51的外壁接触，螺纹杆52的端部均螺纹安装有固定螺母521，固定螺母521分别对应和第一座53、第二座531的相背侧接触，进行第一座53、第二座531和固定支架51之间的角度固定，第一座53的顶部一体成型有导向框54，导向框54呈半圆环结构，导向框54的内侧转动卡设有均匀分布的多个滚珠541，第二运输支管2的外壁和滚珠541的外壁接触，在进行运输支管之间的连接时，将第一运输支管1和第二运输支管2分别架设在对应导向框54上，使运输支管的外壁和滚珠541的外壁接触，以便后续作业人员导向移动运输支管，改变第一运输支管1和第二运输支管2的间距，进行第一运输支管1和第二运输支管2的连接固定。

第二座531的顶部一体成型有固定底框55，固定底框55的一侧铰接有固定顶框551，固定底框55、固定顶框551呈半圆环结构，固定底框55、固定顶框551的内侧均固定连接有防护垫56，固定底框55、固定顶框551活动套接在第二运输支管2的外侧，固定底框55、固定顶框551之间通过螺栓固定安装，防护垫56和第二运输支管2的外壁接触，通过使用固定底框55、固定顶框551对连接固定后的第一运输支管1和第二运输支管2进行和隧道壁的固定。

第一运输支管1和固定组件5的连接方式、第三运输支管10和固定组件5的连接方式与第二运输支管2和固定组件5的连接方式相同。

碎浆组件8包括储浆框81，储浆框81倾斜设置，使用时，盾构机产生的泥浆运输至储浆框81中，疏料管7远离泥浆泵机6的一侧固定卡接在储浆框81的底端，储浆框81中转动安装有对称分布的两个碎浆辊82，储浆框81的外壁固定安装有防护框83，储浆框81远离防护框83的一侧固定安装有电机11，电机11和其中一个碎浆辊82的端部同轴固定安装，通过开启电机11驱动其中一个碎浆辊82进行转动；碎浆辊82的端部延伸进防护框83中并固定安装有传动齿轮84，两个传动齿轮84啮合连接，配合使用两个传动齿轮84，同步带动另一个碎浆辊82进行反向转动，从而对运输至储浆框81中的泥浆进行碎浆处理，防止后续泥浆运输时，大颗粒物质对输送系统中的部件造成损坏，从而提升了整个输送系统对泥浆长运距连续输送的效果。

隧道长运距泥浆连续输送系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、根据隧道壁，加设安装各个运输支管，将固定组件5通过固定支架51安装在隧道壁合适位置，并调节好第一座53、第二座531和固定支架51之间的角度，随后，将带有应急控制机构3和连接组件4的第一运输支管1和第二运输支管2分别架设在对应导向框54上，使运输支管的外壁和滚珠541的外壁接触；

步骤二、作业人员导向移动其中一个运输支管，改变第一运输支管1和第二运输支管2的间距，逐步使套管43远离第一连接管41的一侧活动套接在卡管45的外侧，且套管43的端部和密封环46紧密接触，进行第一连接管41和第二连接管42之间的法兰密封连接，进行控流电子阀33、测流仪34之间的法兰密封安装，从而进行第一Y型管31和第二Y型管32之间两输浆通道的法兰密封安装，进而实现第一运输支管1和第二运输支管2之间的法兰密封连接，随后使用固定底框55、固定顶框551对连接固定后的第一运输支管1和第二运输支管2进行和隧道壁的固定，并以相同的方式，在隧道壁弯折处安装弯管9和第三运输支管10；

步骤三、盾构机产生的泥浆运输至储浆框81中，通过开启电机11驱动其中一个碎浆辊82进行转动，配合使用两个传动齿轮84，同步带动另一个碎浆辊82进行反向转动，从而对运输至储浆框81中的泥浆进行碎浆处理，防止后续泥浆运输时，大颗粒物质对输送系统中的部件造成损坏；

步骤四、开启泥浆泵机6，碎浆处理后的泥浆通过疏料管7和泥浆泵机6以及多个法兰密封安装的第一运输支管1、第二运输支管2和第三运输支管10进行长运距连续输送，泥浆输送时，关闭其中一个输浆通道上的控流电子阀33和测流仪34，泥浆通过另一个输浆通道进行运输，当运输泥浆的输浆通道的连接组件4位置处出现泄漏时，该输浆通道上的测流仪34检测泥浆输送异常，此时，快速关闭该输浆通道上的控流电子阀33，并开启另一个输浆通道的控流电子阀33和测流仪34，泥浆可通过该个输浆通道进行正常运输。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。