具有單盤式切削滾子的液壓銑床的輪的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓銑床(hydromill)，其適用于在堅硬或非常堅硬的巖石中挖掘溝槽。本發明還涉及一種相應的液壓銑床的輪以及通過使用所述液壓銑床的挖掘方法。
【背景技術】
[0002]溝槽銑刀(其通用名稱也稱作液壓銑床)是用于基礎工程的過程，例如用于建立連續墻。溝槽銑刀系統通常包括框架，例如鋼架，所述鋼架能夠下降到正在被挖掘的地面。通常布置成由發動機來旋轉的馬達和兩對銑刀輪安裝在首先被下降至地面的框架的端部處。每一對輪設置有第一輪和第二輪，其如此布置使得發動機布置在這兩個輪或滾筒的內部。銑刀(cutter)能夠在銑刀輪連續旋轉時垂直下降，且能夠達到超過150米的深度。其前進是由銑刀輪和框架的重量所引起的，其是將借助于電纜被懸掛至起重機。由于銑刀輪的旋轉，在輪下方的地面會變得不斷松動或分裂，并通過使用在銑刀輪正上方的泥漿栗和在銑刀輪之間的抽吸裝置以便傳送回到表面。
[0003]在已知的解決方案中，液壓銑床的輪通常裝備有不同類型的齒或刮刀鉆頭，其被設計來與地面接觸，并且來實施地面的實際分解。然而，當挖掘堅硬或非常堅硬的巖石時，這些齒或刮刀鉆頭的效率變成無效的，并且液壓銑床能達到停止狀態，即它不再能夠穿透巖石。為了能夠繼續挖掘，液壓銑床必須從溝槽中收回，并且多次投下鑿子(chiselling，通常為12到20噸)至巖石上以首先有效地使巖石破裂，然后液壓銑床能再次被帶到地面下并且繼續發掘。由于鑿子的壓裂效果限于被鑿子所擊中的巖石表面下方的深度，因此，用裝有刮刀鉆頭或其它類型的齒的液壓銑床的交替的重鑿和挖掘的此過程必需被重復多次，這造成非常緩慢的進展。此外，在鄰近一些具有敏感結構的建筑工地時，例如狀況欠佳的舊樓，歷史古跡或數據中心，對于允許的振動是有所限制的，因此重鑿有時是被禁止在這些地方進行。
[0004]為了緩解這一問題，已經設計使用帶有球齒鉆頭(圓形的柱)的滾子來代替齒或刮刀鉆頭。然而，這種解決方案也不是最佳的，因為銑刀系統具有有限的重量，并且在具有球齒鉆頭的滾子的情況下，將有過多的球齒鉆頭同時與巖石接觸，導致在特定的時間壓力不足以使巖石破碎。
[0005]因此本發明的目的是克服如上所述的困難以挖掘堅硬或非常堅硬的材料，例如巖石Ο
【發明內容】
[0006]根據本發明的第一個方面，提供了一種液壓銑床的輪用于在堅硬巖石中挖掘溝槽，所述輪包括:
?滾筒，其布置成圍繞其軸線旋轉；以及
?多個單盤式銑刀，所述單盤式銑刀安裝在所述滾筒的外圍上，所述單盤式銑刀具有可旋轉的單個的切削盤，其布置來在挖掘期間接觸巖石并且破碎或切削所述巖石， 其中所述切削盤中的至少一些在所述滾筒的軸線上的投影的間距是所述切削盤直徑的 5% -70% ο
[0007]所提出的帶有單盤式銑刀的布置具有非常小的與巖石接觸的表面積，這提供了新的解決方案，其允許有效地挖掘溝槽，即使是在堅硬或非常堅硬的巖石中，例如巖石強度超過150 MN/m2。由于在任何給定時刻所述單盤式銑刀都只有非常小的表面積與巖石接觸，因此能夠獲得巨大的破碎力或壓力。此外，甚至如果需要，單盤式銑刀能夠均勻地分布在所述輪的周圍上，其具有進一步的優點在于，只有少數的盤是在任何給定時刻與巖石接觸的，即只有那些在此特定時間正好位于底部的盤與巖石接觸。
[0008]盤(disc)的另一個優點在于(例如相對于球齒鉆頭)，巖石碎片在盤的軌跡之間通過在巖石中產生裂縫而產生，這些裂縫在下方且大致平行于巖石的自由表面。因此，產生的巖石碎片比通過球齒鉆頭所形成的大得多。球齒鉆頭只是局部地將巖石粉碎成粉末，這比形成更大的碎片需要更多的能量(及因此更多的時間，對于相同的推力而言)。
[0009]根據本發明的第二個方面，提供了一種液壓銑床，其包括根據本發明的第一方面的液壓銑床的輪，并且還包括框架，液壓銑床的輪安裝在所述框架的一端處，并且所述液壓銑床包括四個液壓銑床的輪，其布置成兩對，使得第一對的每一個液壓銑床的輪具有第一旋轉軸線，而第二對的每一個液壓銑床的輪具有第二旋轉軸線，其中第一和第二旋轉軸線是不同的。
[0010]根據本發明的第三方面，提供了一種通過使用液壓銑床在巖石挖掘溝槽的方法，所述液壓銑床具有至少一個滾筒，其配備有單盤式銑刀(11 )，所述方法包括:
?通過發動機使所述滾筒(5)圍繞其軸線(A，B)旋轉；
?布置多個單盤式銑刀(11)安裝在所述滾筒的外圍上，以與巖石接觸，所述單盤式銑刀(11)具有可旋轉的單個的切削盤(11);以及
?在使所述滾筒(5 )下降至巖石時，所述單盤式銑刀(11)在巖石中產生裂縫用于挖掘巖石，至少一些連續裂縫的間距在10毫米至70毫米之間。
[0011]本發明的其它方面被記載在所附的從屬權利要求中。
【附圖說明】
[0012]參照所附的附圖，本發明的其它特征和優點將通過非限制性示例性實施例的以下描述變得顯而易見的，其中:
-圖1是根據本發明的實施例的液壓銑床的下部部分的透視的正視圖；
-圖2是更詳細地顯示圖1的液壓銑床的底部部分的透視圖；
-圖3是更詳細地顯示圖1中液壓銑床的底部部分，但是其是從下方所見的透視圖；
-圖4是圖不圖1的液壓銑床的底部部分的不意性前視圖；以及 -圖5是圖不圖1的液壓銑床的底部部分的不意性側視圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明的一個實施例將在下面參照附圖更加詳細地描述。出現在不同的附圖中的相同功能和結構的元件被分配以相同的附圖標記。
[0014]圖1以透視的前視圖圖示液壓銑床1的下端適合用于例如在堅硬巖石上挖掘溝槽。未示出所述液壓銑床1的上端，并且液壓銑床本身的外部元件(例如起重機)在以下描述中也被省略。這些外部元件對于了解本發明的教導不那么重要。液壓銑床的框架3形成液壓銑床1的頂部部分，而輪4形成液壓銑床1的底部部分。該系統1具有兩對輪，即??總共四個輪4。一對輪4能夠被認為是圍繞相同的旋轉軸線A，B旋轉，如圖4和圖5中所示。
[0015]用于旋轉輪4的馬達(未示出)至少部分位于由一對輪形成的組件的內部。與銑刀的另一對輪4相比，一對第一和第二輪4能夠具有相同或不同的旋轉速度。換言之，一對輪4被設計成獨立于另一對輪4而旋轉。這些輪4布置來達到高達30 rpm (每分鐘轉速)的旋轉速率。然而，本發明的教導同樣適用于具有較高的旋轉速度的解決方案。栗送入口裝置7 (也稱為抽吸箱)安裝在兩對輪之間，以吸入從溝槽中挖掘出的含有土壤和碎石肩的泥漿。還示出栗9連接到栗送入口裝置7且安裝在框架3的底部部分，用于通過軟管10輸送含有土壤和碎石肩的挖掘泥漿至表面。
[0016]液壓銑床系統1的寬度C (參照圖5)能夠采用不同數值，這取決于待挖掘的溝槽的寬度。通常寬度C能夠是0.6米，0.8米，1.0米，1.2米或1.5米，但是當然其它數值同樣是可能的。因此，輪4的寬度能夠設計成隨溝槽的不同寬度而變化。在其上安裝有切削元件的滾筒的外部截面直徑通常在0.6米至1.2米的范圍內。
[0017]如附圖中所示，輪4的基本元件是滾筒5，其是圓柱狀元件，且滾筒5的外圍配備有切削元件，其在圖示的示例中是單盤式銑刀11，使得每個單盤式銑刀包括可旋轉的單個的切削盤11。換言之，單盤式銑刀11安裝在滾筒的外圍或圓周上，其中外圍表面限定了平行于輪或滾筒的旋轉軸線A，B的圓筒。這些盤式銑刀更詳細地示于圖2中。這些單盤式銑刀11不同于例如雙盤式或三盤式切削器，在于單盤式銑刀只有一個切削盤，而不是多個。在所圖示的示例中，每個滾筒5配備有十一個單盤式銑刀11。這些盤式銑刀的直徑優選地是在10厘米至35厘米之間，且這些單盤式銑刀在本示例中是圓形。在一些執行中，這些盤的直徑是在15至30厘米之間，且滾筒上的每個切削盤直徑能夠大致是25厘米。因此，由于它們的小直徑，它們能夠被稱為微型盤式銑刀11。在圖示的示例中，這些盤式銑刀11部分安裝在主支撐元件或殼體13內，其的至少一側面是開放的，以允許所述單盤式銑刀11來與巖石接觸并切削它。主支撐元件13的側面具有側支撐元件15，其允許盤11固定就位，同時允許它們在與巖石接觸時自由旋轉。至少主支撐元件15能夠與滾筒5是整體的或一體的。
[0018]一些盤式銑刀11安裝在滾筒5的圓周表面上，使得這些盤式銑刀相對于滾筒5的圓周表面形成90度角。換言之，單盤式銑刀的旋轉軸線平行于滾筒5或輪4的旋轉軸線。然而，在圖示的示例中，并且如圖5中所示，每個輪4具有相對于滾筒5的圓周表面傾斜的兩個盤式銑刀。在此示例中，該角度是大約45度。然而，例如在30和60度之間的角度同樣能是可能的，并且在每個滾筒上的這些傾斜的盤式銑刀的數量不限于兩個，例如可以需要兩個以上如此成角度的盤式銑刀。具有相對于銑刀輪表面成角度的盤式銑刀11具有的優點在于挖掘能夠對于輪4的整個寬度有效地進行。如在圖5中進一步示出的，這些傾斜或有角度的盤式銑刀11如此布置，使得銑刀輪4的每個側向的側面(在此圖中的左側和右偵D具有至少一個成角度的盤式銑刀11。盤式銑刀11能夠由鋼或任何其它硬質材料制成。它們的切削刃能夠由甚至更強的材料所制成，其被布置來在挖掘時與巖石接觸。因此，如果需要更好地抵抗磨損或破損，切削刃的材料能夠有利地是與切削盤本身材料不同的。存在各種不同等級和化學成分的