水射流机械联合钻具、钻进破岩试验平台及其方法

    公开(公告)号:CN119102502A

    公开(公告)日:2024-12-10

    申请号:CN202411294206.X

    申请日:2024-09-14

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提供了一种水射流机械联合钻具、钻进破岩试验平台及其方法,钻具本体的端部为钻头,钻具本体内部设置有容纳腔,所述容纳腔内设置有若干射流管路;钻头上圆周分布有若干组钻齿机构,每个钻齿机构包括多个钻齿;钻头上设置有若干出水孔,所述出水孔内设置有水射流末端喷嘴,所述水射流末端喷嘴和射流管路对应连接,出水孔设置于不同组钻齿机构之间的间隔区域,且各出水孔距离钻头中心位置的距离不同。本发明可以实现水射流机械联合钻机的掘进工作,实现快速掘进和超长掘进。

    一种磨料脉冲频率可调的后混式高压水射流系统及方法

    公开(公告)号:CN115723058A

    公开(公告)日:2023-03-03

    申请号:CN202211266769.9

    申请日:2022-10-17

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开一种磨料脉冲频率可调的后混式高压水射流系统及方法,包括:磨料罐通过调节系统和第二磨料供应管连接水喷头;调节系统包括磨料出料腔室和控制电机,磨料出料腔室的两端分别通过磨料出料腔室进料口和磨料出料腔室出料口连接至磨料罐和第二磨料供应管,第二磨料供应管连接水喷头;磨料出料腔室内设有磨料开关,通过对磨料开关转速的控制,使磨料开关的开口转到与磨料出料腔室进料口和磨料出料腔室出料口的对应位置处时,在磨料重力、水射流负压与磨料罐气压的作用下出料,且出料通过第二磨料供应管经单向砂阀后随水喷头的水射流喷出,实现反水防治及对磨料供应脉冲频率调节的控制,且实现磨料供应量的精确控制。

    一种搭载高压水射流切割系统的隧道掘进机及联合掘进方法

    公开(公告)号:CN118167342B

    公开(公告)日:2025-02-28

    申请号:CN202410449769.5

    申请日:2024-04-15

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提供了一种搭载高压水射流切割系统的隧道掘进机及联合掘进方法,包括隧道掘进机本体,所述隧道掘进机本体上设置有流量泵组,所述隧道掘进机的前端设置有高压水射流切割系统;高压水射流切割系统包括水射流‑机械联合刀盘、水射流‑贝壳刀联合刀具、高压水传输管线、多介质回转中心和水射流分流阀块,其中,所述高压水传输管线一端连接流量泵组,另一端连接多介质回转中心,所述多介质回转中心和水射流分流阀块连接,将高压水分为多路,分别供给水射流‑机械联合刀盘上的各个水射流‑贝壳刀联合刀具。本发明为高压水射流系统的整体设计、优化及空间布置提供了切实可行的建议和参考。

    一种水射流悬臂切割机构及其工作方法

    公开(公告)号:CN118933758A

    公开(公告)日:2024-11-12

    申请号:CN202411023262.X

    申请日:2024-07-29

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开一种水射流悬臂切割机构及其工作方法,涉及隧道掘进装置技术领域,包括:射流喷射装置,通过靶距调节机构与喷头保护罩的相对转动带动喷头位移;射流靶距保持机构,包括滑动连接的主支撑臂和副支撑臂,以及与主支撑臂和副支撑臂的端部连接的阻尼缓冲回弹装置,且主支撑臂和副支撑臂均与射流喷射装置连接;射流入射角调节机构,通过伺服液压油缸的伸缩带动调整喷头切割角;切割轨迹调整机构,通过伺服调整装置带动滑动装置位移,从而带动射流入射角调节机构的竖向位移。通过射流喷射装置和射流靶距保持机构保障射流以固定靶距切割岩石;通过射流入射角调节机构和切割轨迹调整机构调整切割角,实现不同形式下的轨迹切割。

    一种磨料脉冲频率可调的后混式高压水射流系统及方法

    公开(公告)号:CN115723058B

    公开(公告)日:2024-09-24

    申请号:CN202211266769.9

    申请日:2022-10-17

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开一种磨料脉冲频率可调的后混式高压水射流系统及方法,包括:磨料罐通过调节系统和第二磨料供应管连接水喷头;调节系统包括磨料出料腔室和控制电机,磨料出料腔室的两端分别通过磨料出料腔室进料口和磨料出料腔室出料口连接至磨料罐和第二磨料供应管,第二磨料供应管连接水喷头;磨料出料腔室内设有磨料开关,通过对磨料开关转速的控制,使磨料开关的开口转到与磨料出料腔室进料口和磨料出料腔室出料口的对应位置处时,在磨料重力、水射流负压与磨料罐气压的作用下出料,且出料通过第二磨料供应管经单向砂阀后随水喷头的水射流喷出,实现反水防治及对磨料供应脉冲频率调节的控制,且实现磨料供应量的精确控制。

    一种同轴异速的盾构机/TBM搭载高压水射流结构及盾构机/TBM

    公开(公告)号:CN114151095B

    公开(公告)日:2022-08-19

    申请号:CN202111362500.6

    申请日:2021-11-17

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提供了一种同轴异速的盾构机/TBM搭载高压水射流结构及盾构机/TBM。同轴异速的盾构机/TBM搭载高压水射流结构包括:刀盘;设置在刀盘上的容置导轨;以及滑动连接于容置导轨的移动喷座,所述移动喷座内设有安置腔,所述安置腔内设有水刀喷头,所述水刀喷头通过管路连接高压水路;工作时,允许移动喷座沿着容置导轨自由移动,允许水刀喷头与刀盘间有切向的相对运动,实现水刀喷头与刀盘的同轴异速转动。本发明解决了现有水射流搭载于盾构机/TBM时水刀喷头移动速度过快,冲蚀时间不足,射流破岩效率过低的问题。

    一种水刀切割路径规划方法及系统

    公开(公告)号:CN118958973A

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202411023265.3

    申请日:2024-07-29

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开一种水刀切割路径规划方法及系统,包括:根据历史水射流切割数据构建破岩数据库;获取对岩体进行预切割过程中的岩体信息,根据岩体信息在破岩数据库中筛选最优切割路径;以最优切割路径进行切割的过程中,根据获取的环境数据生成环境地图,并在环境地图中确定目标位置和障碍物位置,结合掘进机当前机身位姿,规划机身行动路径,控制掘进机执行切割前的机身动作;根据悬臂当前位姿、目标位置、障碍物位置及悬臂移动参数规划悬臂动作姿态,根据设定的双悬臂交叉协同作业时的悬臂安全间距,反馈优化悬臂动作姿态。实现对高压水射流最优切割路径的规划,通过对掘进机和悬臂的动作姿态的规划,实现双悬臂协同高效破岩。

    一种磨料水射流顶管机的弧形刀盘、顶管机及方法

    公开(公告)号:CN118148657A

    公开(公告)日:2024-06-07

    申请号:CN202410449808.1

    申请日:2024-04-15

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提供了一种磨料水射流顶管机的弧形刀盘、顶管机及方法,包括面板,所述面板上圆周分布有多个辐条;面板的中心相较于边缘向外凸起,且凸起部分由中心向边缘平滑过渡,呈弧形;所述辐条上间隔设置有若干滚刀,且辐条的一侧或两侧间隔设置有多个联合刀具或/和贝壳刀,且联合刀具/贝壳刀呈与面板的弧形分布相适配的阶梯布设,所述联合刀具包括贝壳刀和水射流刀具,水射流刀具置于贝壳刀内部;所述面板的中心位置设置有多个刀具,中心布刀区向外凸起。本发明整体外凸的形状适配凹形工作面,中心列的刀具呈中心呈内凹弧形,两侧呈外凸弧形布置可以吻合凸/凹形工作面,避免管片结构及刀盘失稳、大幅度提升切割钢筋/玻璃纤维筋混凝土的效能。

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