带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统.pdf

一种带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，包括盾构机的螺旋输送机、刀盘、刀具和土压舱、构成土压舱的隔墙和切口环，及装在盾构机前边的，在土压舱的切口环的顶部有光源和摄像头，摄像头的下方有透光板，在隔墙上装有射水喷头，主控室内设置有用通信电缆相连接的滤波装置、放大装置和视频输出装置，这些装置通过通信电缆与摄像头连接；该系统打破了土压舱中长期存在的视觉盲区状况，为高效、安全地进行隧道的掘进施工奠定了基础。

1.  带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，包括盾构机的螺旋输送机、土压舱、构成土压舱的隔墙和切口环，及装在盾构机前边的刀盘和刀具，其特征在于：在土压舱的切口环的顶部内壁上设有光源和摄像机的摄像头，在摄像头的下方装有透光板，在土压舱的隔墙上装有与水源相通的高压射水喷头，射水喷头的喷水方向指向透光板，在主控室内设置有用通信电缆相连接的滤波装置、放大装置和视频输出装置，这些装置通过通信电缆与摄像头连接。

2.  根据权利要求1所述的带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，其特征在于：在土压舱的切口环的顶部内壁上装有导轨，导轨上装有能沿导轨抽拉的抽拉装置，在抽拉装置的底部开有光源孔和摄像孔，光源和摄像头分别位于光源孔和摄像孔内。

3.  根据权利要求2所述的带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，其特征在于：能沿导轨抽拉的抽拉装置为抽屉形，光源孔和摄像孔，位于抽屉的底板上。

4.  根据权利要求1、2或3所述的带有刀盘刀具切削排渣状况监视的盾构机切削系统，其特征在于：所述的光源为红外激光器，所述的摄像机为水平解像度大于、等于400线、成像灵敏度为0.02lux、能获得大于、等于100°的视场角。

5.  根据权利要求4所述的带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，其特征在于：所述的红外激光器为808波段的近红外激光器，所述的摄象机为CCD芯片的硅材料摄象机。

6.  根据权利要求5所述的带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，其特征在于：所述的透光板由抗冲击、抗磨的防弹钢化玻璃制成。

带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统
技术领域
本发明属于隧道的掘进设备，尤其涉及土压平衡盾构掘进机。
背景技术
目前，在各国使用的土压平衡盾构掘进机中，土压密封舱为视觉盲区，土压密封舱中渣土的流动状态、被刀盘刀具挤压破碎后岩石粒径的大小、有无出现刀具螺栓断裂或整个刀具脱落等异常情况，操作者无法通过视觉直接感知，只能凭经验判断；对于经验不足者，即便出现难以从螺旋输送机排出的粒径过大的孤石或出现刀具脱落及刀具螺栓断裂等异常情况也难以得知，这不仅会带来生产事故，而且会降低生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的土压平衡盾构机切削系统，以使操作人员通过视觉直接感知到土压密封舱中的状况，进而达到高效、安全地进行隧道的掘进施工。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：这种带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，包括盾构机的螺旋输送机、土压舱、构成土压舱的隔墙和切口环，及装在盾构机前边的刀盘和刀具，在土压舱的切口环的顶部内壁上设有光源和摄像机的摄像头，在摄像头的下方装有透光板，在土压舱的隔墙上装有与水源相通的高压射水喷头，射水喷头的喷水方向指向透光板，在主控室内设置有用通信电缆相连接的滤波装置、放大装置和视频输出装置，这些装置通过通信电缆与摄像头连接。
在土压舱的切口环的顶部内壁上装有导轨，导轨上装有能沿导轨抽拉的抽拉装置，在抽拉装置的底部开有光源孔和摄像孔，光源和摄像头分别位于光源孔和摄像孔内。
能沿导轨抽拉的抽拉装置为抽屉形，光源孔和摄像孔，位于抽屉的底板上。
所述的光源为红外激光器，所述的摄像机为水平解像度大于、等于400线、成像灵敏度为0.02lux、能获得大于、等于100°的视场角。
所述的红外激光器为808波段的近红外激光器，所述的摄象机为CCD芯片的硅材料摄象机
所述的透光板由抗冲击、抗磨的防弹钢化玻璃制成。
由于本发明中在盾构机的土压舱3的切口环6的顶部内壁上设有光源和摄像机的摄像头，在摄像头的下方装有抗冲击、抗磨性的透光板，在隔墙上装有喷水方向指向透光板的高压射水喷头，在主控室内设置有与摄像头连接的滤波装置、放大装置和视频输出装置，因此操作者可以从主控室内清晰地观察到土压舱中的情况，如：渣土的塑性化流动状态、经刀盘刀具挤压破碎后的岩石粒径的大小及刀具的情况等，再根据渣土的塑性化流动状态，调整泡沫添加剂的量，达到既能降低施工成本，又能提高盾构机的排渣效率的目的；当发现有粒径过大的孤石或刀具出现异常时便可以考虑处理方案，并适时进行处理；该系统打破了土压舱中长期存在的视觉盲区状况，使土压舱这一“黑匣子”变得透明起来，为高效、安全地进行隧道的掘进施工奠定了基础；
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1中M部位的局部放大图；
图4为实施例2中光源、摄像头的安装位置的示意图。
具体实施方式
实施例1：这种带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系统，包括盾构机的螺旋输送机4、土压舱3、构成土压舱3的隔墙5和切口环6，及装在盾构机前边的刀盘2和刀具1，在土压舱3的切口环6的顶部内壁上设有光源9a和摄像机的摄像头11a，为了便于维修，本实施例中采用在土压舱3的切口环6的顶部内壁上装有导轨8，导轨8上装有能沿导轨抽拉的抽屉形抽拉装置7，光源孔9和摄像孔11开在抽屉形抽拉装置7的底板上，光源9a和摄像头l1a分别位于光源孔9和摄像孔11内；为保护光源9a和摄像头11a不受石块的碰撞和渣土的侵蚀污染，在它们的下方装有抗冲击、抗磨的透光板10，这种透光板10可采用抗冲击性、抗磨性和透光性均为上乘的防弹钢化玻璃，也可采用具有这种特性的有机透明材料。在构成土压舱3的隔墙5上装有与水源相通的高压射水喷头12，为了清除透光板10上沾粘的渣土，射水喷头12的喷水方向应指向透光板10；在主控室20内设置有用通信电缆16相互连接的滤波装置21、放大装置22和视频输出装置23，这些装置通过通信电缆16又与摄像头连接。
由于土压舱内的光线极暗，因此在本实施例中光源9a采用红外激光器做光源，而且最好是808波段的近红外激光器，用以改善环境照度。
所用的摄像机需具有以下性能：水平解像度应为400线或480线、成像灵敏度为0.02lux、获得大于、等于100°的视场角；这种摄像机最好采用有CCD芯片的黑白摄像机。
为保证密封和工作可靠，通信电缆16和电源电缆17的连接应采用航海式插座14与15。
实施例2：本实施例中，在土压舱3的切口环6的顶部内壁上装有固定架25，光源9a和摄像机的摄像头11a装在固定架25上，在
光源9a、摄像头11a的下边置有能抗冲击、抗磨的透光板10，这种透光板10也采用防弹钢化玻璃，透光板10装在一个四周密封的盒体24的下部，透光板10与盒体四周紧密嵌接，盒体24的上面固定在切口环6的顶部内壁上，光源9a和摄像头11a位于盒体四周之内，本实施例中的摄像机采用彩色低照度摄像机，光源9a采用发光二极管，其它结构与实施例1相同。
本发明中的摄像机的水平解像度还可采用520线、540线、800线，总之应大于、等于400线以上。