1.本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置。
背景技术：
2.现阶段，在竖井开挖等工作场景中，通常采用履带式挖掘车进行破碎作业，通过使用铣挖头、刀盘等开挖装置进行岩体破碎，但是破碎的岩渣收集和排放都较为困难。如果设计单独的出渣装置对破碎的岩渣进行处理，但是整体成本较大，而且在隧道内还会受到空间的局限，因此，开挖出的岩渣如何进行及时的收集和排放已成为亟待解决问题。
3.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置，以克服现有技术的缺陷。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置，能够对大粒径岩块进行破碎，并对破碎后的岩渣进行收集，能够与挖掘车的掘进作业同步进行，方便灵活，提高掘进效率。
5.本发明的另一目的在于提供一种集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置，能够实现对渣土的连续、远距离排放，保证对破碎后岩渣的及时清除，有效提高工作效率。
6.本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
7.本发明提供了一种集渣铲斗，所述集渣铲斗包括对岩渣进行收集的铲斗主体以及对收集至所述铲斗主体中的岩渣进行破碎的
破碎机，其中：
8.所述铲斗主体的内部沿竖向设置有格栅板，所述格栅板将所述铲斗主体的内部分隔为第一容渣腔和第二容渣腔，所述格栅板上开设有连通所述第一容渣腔与所述第二容渣腔的多个过滤孔，所述破碎机设置于所述第一容渣腔内，所述铲斗主体上开设有与所述第一容渣腔相贯通的集渣口，所述铲斗主体上还开设有与所述第二容渣腔相连通的排渣口。
9.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣口与所述排渣口相对设置，且所述集渣口与所述第一容渣腔且远离所述格栅板一侧相贯通，所述排渣口与所述第二容渣腔且远离所述格栅板一侧的下部相连通。
10.在本发明的一较佳实施方式中，所述破碎机为颚式破碎机。
11.在本发明的一较佳实施方式中，所述颚式破碎机包括上颚板和挤压油缸，所述第一容渣腔的底部设置有铲板，所述上颚板位于所述铲板的上方，所述挤压油缸的缸体部分与所述第一容渣腔的内壁铰接，所述挤压油缸的活塞杆部分与所述上颚板的顶部铰接，通过所述挤压油缸推动所述上颚板下移，以使所述上颚板与所述铲板相配合对岩渣进行挤压破碎。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述颚式破碎机还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述第一容渣腔的内壁铰接，所述伸缩杆的另一端与所述上颚板的顶部铰接。
13.在本发明的一较佳实施方式中，所述铲板且靠近所述上颚板一侧的表面上设置有多条第一耐磨凸筋，所述上颚板且靠近所述铲板一侧的表面上设置有多条第二耐磨凸筋。
14.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣铲斗还包括多个第一喷头，各所述第一喷头均设置于所述第一容渣腔的内壁上。
15.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣铲斗还包括多个第二喷头，各所述第二喷头均设置于所述第二容渣腔的内壁上。
16.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣铲斗还包括用于连接挖掘车的第一连接耳座，所述第一连接耳座设置于所述铲斗主体且与所述集渣口相对一侧的侧壁上。
17.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣铲斗还包括用于连接驱动装置的油缸耳座，所述油缸耳座设置于所述铲斗主体的顶部。
18.本发明提供了一种具备破碎功能的泵吸式排渣装置，所述具备破碎功能的泵吸式排渣装置包括出渣泵、吸渣管路、出渣管路以及上述的集渣铲斗，所述出渣泵的输入口与所述吸渣管路的一端连接，所述吸渣管路的另一端穿过所述集渣铲斗上的排渣口并伸入至所述集渣铲斗的第二容渣腔内，所述出渣泵的输出口与所述出渣管路连接。
19.在本发明的一较佳实施方式中，所述集渣铲斗连接于挖掘车上，且所述出渣泵设置于所述挖掘车内。
20.在本发明的一较佳实施方式中，所述具备破碎功能的泵吸式排渣装置还包括对所述集渣铲斗的高度进行调整的调整油缸，所述挖掘车上设置有第二连接耳座和第三连接耳座，所述第三连接耳座位于所述第二连接耳座的上方，所述第二连接耳座与所述集渣铲斗上的第一连接耳座铰接，所述调整油缸的缸体部分与所述第三连接耳座铰接，所述调整油缸的活塞杆部分与所述集渣铲斗上的油缸耳座铰接。
21.由上所述，本发明的集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置的特点及优点是：通过格栅板将集渣铲斗的内部分隔为第一容渣腔和第二容渣腔，集渣铲斗上开设有与第一容渣腔相贯通的集渣口以及与第二容渣腔相连通的排渣口，被挖掘车破碎后的岩块可通过集渣口收集至第一容渣腔内，在第一容渣腔内大粒径的岩块被破碎机进行二次破碎，破碎后的岩渣可通过格栅板上的过滤孔进入至第二容渣腔内，最终通过排渣口实现岩渣的连续、远距离排放，本发明能够与挖掘车的掘进作业同步进行，方便灵活，在挖掘车工作的同时，保证对挖掘车破碎后岩渣的及时收集和外排，有效提高掘进效率。
附图说明
22.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
23.其中：
24.图1：为本发明集渣铲斗的正视截面图。
25.图2：为本发明集渣铲斗的俯视图。
26.图3：为本发明集渣铲斗的右视图。
27.图4：为本发明具备破碎功能的泵吸式排渣装置的结构示意图。
28.本发明中的附图标号为：
29.1、铲斗主体；
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101、格栅板；
30.1011、过滤孔；
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102、第一容渣腔；
31.103、第二容渣腔；
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104、第一连接耳座；
32.105、油缸耳座；
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106、第一耐磨凸筋；
33.107、排渣口；
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108、集渣口；
34.109、铲板；
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2、破碎机；
35.201、上颚板；
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202、挤压油缸；
36.203、伸缩杆；
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3、第一喷头；
37.4、第二喷头；
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10、集渣铲斗；
38.20、挖掘车；
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30、调整油缸；
39.40、第二连接耳座；
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50、吸渣管路；
40.60、出渣泵；
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70、出渣管路；
41.80、第三连接耳座。
具体实施方式
42.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
43.实施方式一
44.如图1至图4所示，本发明提供了一种集渣铲斗，该集渣铲斗包括铲斗主体1和破碎机2，铲斗主体1用于对挖掘车20破碎后的岩渣进行收集，破碎机2用于对收集至铲斗主体1中的岩渣进行破碎。其中：铲斗主体1的内部沿竖向固定设置有格栅板101，格栅板101将铲斗主体1的内部分隔为第一容渣腔102和第二容渣腔103，格栅板101上开设有连通第一容渣腔102与第二容渣腔103的多个过滤孔1011，破碎机2设置于第一容渣腔102内，铲斗主体1上开设有与第一容渣腔102相贯通的集渣口108，铲斗主体1上还开设有与第二容渣腔103相连通的排渣口107。
45.本发明通过格栅板101将铲斗主体1的内部分隔为第一容渣腔102和第二容渣腔103，铲斗主体1上开设有与第一容渣腔102相贯通的集渣口108以及与第二容渣腔103相连通的排渣口107，被挖掘车20破碎后的岩块可通过集渣口108收集至第一容渣腔102内，在第一容渣腔102内大粒径的岩块(岩块的粒径大于过滤孔1011的孔径，其中，过滤孔1011的孔径可根据实际情况进行调整)被破碎机2进行二次破碎，破碎后的岩渣可通过格栅板101上的过滤孔1011进入至第二容渣腔103内，最终通过排渣口107排出隧道，从而实现岩渣的连续、远距离排放，集渣铲斗能够与挖掘车20的掘进作业同步进行，方便灵活，在挖掘车20工作的同时，保证对挖掘车20破碎后岩渣的及时收集和外排，有效提高掘进效率。
46.具体的，如图1所示，集渣口108与排渣口107相对设置(即：集渣口108位于铲斗主体1的一端，则排渣口107位于铲斗主体1的另一端)，且集渣口108与第一容渣腔102且远离格栅板101一侧相贯通，排渣口107与第二容渣腔103且远离格栅板101一侧的下部相连通。
47.进一步的，如图1所示，集渣铲斗还包括第一连接耳座104，第一连接耳座104固定设置于铲斗主体1且与集渣口108相对一侧的侧壁上，通过第一连接耳座104可将铲斗主体1连接于挖掘车20上。
48.进一步的，如图1所示，集渣铲斗还包括油缸耳座105，油缸耳座105固定设置于铲斗主体1的顶部，通过油缸耳座105可将铲斗主体1与驱动装置连接，从而通过驱动装置带动
铲斗主体1完成对挖掘车20破碎后的岩渣进行收集动作。
49.在本发明的一个可选实施例中，如图1、图3所示，破碎机2为颚式破碎机。
50.在本实施例中，如图1所示，颚式破碎机包括上颚板201和挤压油缸202，第一容渣腔102的底部设置有铲板109，上颚板201位于铲板109的上方，且上颚板201的底面与铲板109的顶面相对设置，挤压油缸202的缸体部分与第一容渣腔102的内壁铰接，挤压油缸202的活塞杆部分与上颚板201的顶部铰接，在工作过程中，通过挤压油缸202的活塞杆部分推动上颚板201向下移动，以使上颚板201与铲板109相配合对岩渣进行挤压破碎，从而对第一容渣腔102中的岩渣进行二次破碎。
51.进一步的，如图1所示，颚式破碎机还包括伸缩杆203，伸缩杆203的一端与第一容渣腔102的内壁铰接，伸缩杆203的另一端与上颚板201的顶部铰接。通过伸缩杆203对上颚板201起到支撑作用，提高上颚板201的稳定性。
52.在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，铲板109且靠近上颚板201一侧的表面(即：铲板109的顶面)上设置有多条第一耐磨凸筋106，上颚板201且靠近铲板109一侧的表面上设置有多条第二耐磨凸筋(未示出)，通过各第一耐磨凸筋106以及各第二耐磨凸筋的设置，提高铲板109以及上颚板201的耐磨能力，避免集渣过程中过度磨损，延长设备的使用寿命。
53.具体的，如图2、图3所示，第一耐磨凸筋106均为由集渣口108至格栅板101方向延伸的长条状凸起，各第一耐磨凸筋106并排排列，各第一耐磨凸筋106之间的排列方向与第一耐磨凸筋106的延伸方向相垂直，且相邻两第一耐磨凸筋106之间留有间隙。第二耐磨凸筋均为由集渣口108至格栅板101方向延伸的长条状凸起，各第二耐磨凸筋并排排列，各第二耐磨凸筋之间的排列方向与第二耐磨凸筋的延伸方向相垂直，且相邻两第二耐磨凸筋之间留有间隙。
54.在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，集渣铲斗还包括多个第一喷头3，各第一喷头3均设置于第一容渣腔102的内壁的下部，各第一喷头3分别与供水管路连接。通过各第一喷头3向第一容渣腔102内喷射高压水，从而对第一容渣腔102进行冲刷清洗。
55.在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，集渣铲斗还包括多个第二喷头4，各第二喷头4分别设置于第二容渣腔103的内壁的上部和下部，各第二喷头4分别与供水管路连接。通过各第二喷头4向第二容渣腔103内喷射高压水，从而对第二容渣腔103进行冲刷清洗。
56.本发明的集渣铲斗的特点及优点是：
57.一、该集渣铲斗可对挖掘车20破碎后的岩块进行收集，并通过内部而对破碎机对大粒径的岩块进行二次破碎，无需单独设置出渣装置对破碎的岩渣进行处理，集渣铲斗结构简单、体积小巧，在隧道内可灵活移动，适于在隧道掘进领域推广使用。
58.二、该集渣铲斗可通过格栅板101对岩渣进行筛选，以限制进入第二容渣腔103内岩渣的粒径，达到外排粒径的岩渣才能通过过滤孔1011进入至第二容渣腔103内，并通过排渣口107实现岩渣的连续、远距离排放。
59.三、该集渣铲斗的集渣、排渣过程能够与挖掘车20的掘进作业同步进行，方便灵活，在挖掘车20工作的同时，保证对挖掘车20破碎后岩渣的及时收集和外排，有效提高掘进效率。
60.实施方式二
61.如图4所示，本发明提供了一种具备破碎功能的泵吸式排渣装置，该具备破碎功能的泵吸式排渣装置包括出渣泵60、吸渣管路50、出渣管路70以及上述的集渣铲斗10，出渣泵60的输入口与吸渣管路50的一端连接，吸渣管路50的另一端穿过集渣铲斗10上的排渣口107并伸入至集渣铲斗10的第二容渣腔103的底部，出渣泵60的输出口与出渣管路70的一端连接，出渣管路70的另一端可延伸至隧道外或者收渣机上。
62.进一步的，出渣泵60可为但不限于泥浆泵或者
真空泵。
63.进一步的，如图4所示，集渣铲斗10连接于挖掘车20上，且出渣泵60设置于挖掘车20内。
64.在本发明的一个可选实施例中，如图4所示，具备破碎功能的泵吸式排渣装置还包括调整油缸30(即：实施方式一中的驱动装置)，挖掘车20上固定设置有第二连接耳座40和第三连接耳座80，第三连接耳座80位于第二连接耳座40的上方，第二连接耳座40与集渣铲斗10上的第一连接耳座104铰接，调整油缸30的缸体部分与第三连接耳座80铰接，调整油缸30的活塞杆部分与集渣铲斗10上的油缸耳座105铰接。通过调整油缸30对集渣铲斗10的高度进行调整，从可根据隧道的开挖高度完成对不同高度岩渣的收集。
65.本发明的具备破碎功能的泵吸式排渣装置的工作过程为：挖掘车20通过开挖刀(开挖刀安装于挖掘车20上，且开挖刀位于集渣铲斗10前方)对岩体进行破碎，随着挖掘车20的前进，岩渣被铲入集渣铲斗10的第一容渣腔102内；之后，控制挤压油缸202的活塞杆部分伸缩动作，进而控制上颚板201向下移动，大粒径的岩渣在颚式破碎机的作用下，被上颚板201与铲板109的挤压下再次破碎；挤压破碎后的小粒径的岩渣在出渣泵60的吸力作用下，通过格栅板101的过滤后进入第二容渣腔103内，然后被吸入吸渣管路50中，通过出渣泵60后由出渣管路70排出至隧道外。
66.在工作过程中，根据挖掘车20对隧道的开挖深度，通过控制调整油缸30的活塞杆部分伸缩动作，调整集渣铲斗10的高度；当集渣铲斗10内集渣过多或者格栅板101上的过滤孔1011被堵塞时，可开启各第一喷头3和/或各第二喷头4，完成对第一容渣腔102和/或第二容渣腔103的冲刷和清洗。
67.本发明的具备破碎功能的泵吸式排渣装置的特点及优点是：
68.该具备破碎功能的泵吸式排渣装置，可对挖掘车20破碎的岩渣实时进行收集，且能够对收集到的大块岩渣进行二次破碎作业，经过格栅板101过滤后对达到外排粒径的岩渣进行收集和外排，避免了大块岩渣对出渣效果的影响；出渣过程中，通过出渣泵60实时将岩渣运输出去，从而同时实现了渣土的收集、破碎和排渣功能，使排渣装置的功能更加多样性，适于推广使用。
69.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。技术特征：
1.一种集渣铲斗，其特征在于，所述集渣铲斗包括对岩渣进行收集的铲斗主体以及对收集至所述铲斗主体中的岩渣进行破碎的破碎机，其中：所述铲斗主体的内部沿竖向设置有格栅板，所述格栅板将所述铲斗主体的内部分隔为第一容渣腔和第二容渣腔，所述格栅板上开设有连通所述第一容渣腔与所述第二容渣腔的多个过滤孔，所述破碎机设置于所述第一容渣腔内，所述铲斗主体上开设有与所述第一容渣腔相贯通的集渣口，所述铲斗主体上还开设有与所述第二容渣腔相连通的排渣口。2.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述集渣口与所述排渣口相对设置，且所述集渣口与所述第一容渣腔且远离所述格栅板一侧相贯通，所述排渣口与所述第二容渣腔且远离所述格栅板一侧的下部相连通。3.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述破碎机为颚式破碎机。4.如权利要求3所述的集渣铲斗，其特征在于，所述颚式破碎机包括上颚板和挤压油缸，所述第一容渣腔的底部设置有铲板，所述上颚板位于所述铲板的上方，所述挤压油缸的缸体部分与所述第一容渣腔的内壁铰接，所述挤压油缸的活塞杆部分与所述上颚板的顶部铰接，通过所述挤压油缸推动所述上颚板下移，以使所述上颚板与所述铲板相配合对岩渣进行挤压破碎。5.如权利要求4所述的集渣铲斗，其特征在于，所述颚式破碎机还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述第一容渣腔的内壁铰接，所述伸缩杆的另一端与所述上颚板的顶部铰接。6.如权利要求4所述的集渣铲斗，其特征在于，所述铲板且靠近所述上颚板一侧的表面上设置有多条第一耐磨凸筋，所述上颚板且靠近所述铲板一侧的表面上设置有多条第二耐磨凸筋。7.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述集渣铲斗还包括多个第一喷头，各所述第一喷头均设置于所述第一容渣腔的内壁上。8.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述集渣铲斗还包括多个第二喷头，各所述第二喷头均设置于所述第二容渣腔的内壁上。9.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述集渣铲斗还包括用于连接挖掘车的第一连接耳座，所述第一连接耳座设置于所述铲斗主体且与所述集渣口相对一侧的侧壁上。10.如权利要求1所述的集渣铲斗，其特征在于，所述集渣铲斗还包括用于连接驱动装置的油缸耳座，所述油缸耳座设置于所述铲斗主体的顶部。11.一种具备破碎功能的泵吸式排渣装置，其特征在于，所述具备破碎功能的泵吸式排渣装置包括出渣泵、吸渣管路、出渣管路以及权利要求1至10中任意一项所述的集渣铲斗，所述出渣泵的输入口与所述吸渣管路的一端连接，所述吸渣管路的另一端穿过所述集渣铲斗上的排渣口并伸入至所述集渣铲斗的第二容渣腔内，所述出渣泵的输出口与所述出渣管路连接。12.如权利要求11所述的具备破碎功能的泵吸式排渣装置，其特征在于，所述集渣铲斗连接于挖掘车上，且所述出渣泵设置于所述挖掘车内。13.如权利要求12所述的具备破碎功能的泵吸式排渣装置，其特征在于，所述具备破碎功能的泵吸式排渣装置还包括对所述集渣铲斗的高度进行调整的调整油缸，所述挖掘车上
设置有第二连接耳座和第三连接耳座，所述第三连接耳座位于所述第二连接耳座的上方，所述第二连接耳座与所述集渣铲斗上的第一连接耳座铰接，所述调整油缸的缸体部分与所述第三连接耳座铰接，所述调整油缸的活塞杆部分与所述集渣铲斗上的油缸耳座铰接。
技术总结
本发明为一种集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置，该集渣铲斗包括对岩渣进行收集的铲斗主体以及对收集至铲斗主体中的岩渣进行破碎的破碎机，铲斗主体的内部沿竖向设置有格栅板，格栅板将铲斗主体的内部分隔为第一容渣腔和第二容渣腔，格栅板上开设有连通第一容渣腔与第二容渣腔的多个过滤孔，破碎机设置于第一容渣腔内，铲斗主体上开设有与第一容渣腔相贯通的集渣口，铲斗主体上还开设有与第二容渣腔相连通的排渣口。本发明解决了隧道内开挖出的岩渣无法进行及时的收集和排放的技术问题。问题。问题。
技术研发人员：田彦朝 贾连辉 李光 贺飞 肖威 赵子辉 肖晶娜 宋春晓
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/10/8
声明：
“集渣铲斗及具备破碎功能的泵吸式排渣装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中铁工程装备集团有限公司
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
