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专利号: 2021103149639
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:它包括用于对整个装置进行支撑的履带(2),所述履带(2)的顶部支撑有圆弧形钢板(1),所述履带(2)与用于驱动其动作的履带发动机(3)相连,所述圆弧形钢板(1)的内侧壁上设置有多个非牛顿流体注入口(6),所述圆弧形钢板(1)的弧形内侧壁上均布固定有拱形钢筋条(5),所述圆弧形钢板(1)的顶部设置有充气气囊(9),所述充气气囊(9)与气囊充放气系统相连。

2.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述圆弧形钢板(1)为双层中空的封闭式钢筋结构,是整个框架结构的承力核心,其圆弧弧度记做α,能够根据隧道的结构定制不同弧度α。

3.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述履带(2)采用柔性链环履带。

4.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述履带发动机(3)采用全液压式发动机,并给履带(2)提供动力,并且与上部装置整体相连接的构件。

5.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述拱形钢筋条(5)上加工有多个钢筋插孔(4),所述钢筋插孔(4)上贯穿安装有钢筋(7),在钢筋(7)的两个端头固定安装有螺帽(16)。

6.根据权利要求1或5所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述拱形钢筋条(5)的底端与履带发动机(3)相连接,上部通过螺丝孔(8)和螺栓与圆弧形钢板(1)相连接。

7.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述非牛顿流体注入口(6)是注入和取出非牛顿流体的可开关的预留孔位,它通过大螺丝(12)来控制开关。

8.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述气囊充放气系统包括设置在充气气囊(9)上的充气孔(10),所述充气孔(10)通过气管以及单向阀(14)与空压机(13)相连,所述充气气囊(9)通过拉环(15)用粗绳绑扎在整体装置的最上方。

9.根据权利要求1所述一种可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置,其特征在于:所述圆弧形钢板(1)内部填充有非牛顿流体填充物(11)。

10.采用权利要求1‑9任意一项所述可移动式填充非牛顿流体抵御冲击力的装置的施工方法,其特征在于包括以下步骤:

Step1:准备材料:准备圆弧形钢板(1)、履带(2)、履带发动机(3)、钢筋插孔(4)、拱形钢筋条(5)、非牛顿流体注入口(6)、钢筋(7)、螺丝孔(8)、充气气囊(9)、充气孔(10)、非牛顿流体填充物(11)、大螺丝(12)、空压机(13)、单向阀(14)、拉环(15)和螺帽(16);

Step2:组装动力部件,将履带发动机(3)和履带(2)组装完毕后放置于其它待组装部位最下方备用;

Step3:组装承力部件,将单个拱形钢筋条(5)一一对应到圆弧形钢板(1)上的螺丝孔(8)中,并用螺丝固定每个螺丝孔(8),保证拱形钢筋条(5)和圆弧形钢板(1)能牢固的链接在一起;

Step4:将钢筋(7)插入拱形钢筋条(5)上预留的钢筋插孔(4)中,然后再通过螺帽(16)将钢筋(7)两头多出的部分拧紧,保证钢筋(7)不从孔中滑脱;

Step5:将充气气囊(9)通过拉环(15)用粗绳绑扎在整体装置的最上方,空压机(13)、单向阀(14)组成的气囊充放气系统可以放置在一旁备用,最后将动力部件与承力部件组合在一起完成整个装置的组装;

Step6:现场支护时,装置移动到需要支护的地点后,此时连接空压机(13)和充气气囊的充气孔(10),打开空压机(13)充气至气囊与隧道顶端贴合无明显空隙停止,打开单向阀(14)阻止漏气;打开非牛顿流体注入口(6)大螺丝,注入已经调配好的非牛顿流体填充物(11)注入圆弧形钢板(1)中,填充量达到95%以上即可,最后用大螺丝(12)将非牛顿流体注入口(6)全部拧紧,保证非牛顿流体填充物(11)不露出,到下一施工地点时重复Step6操作;

Step7:如果在发生冲击地压或者隧道坍塌时,装置能有效的抵御冲击地压带来的巨大冲击力,防止施工人员被压伤亡,等到现场稳定后可以打开非牛顿流体注入口(6)向内冲入激活硬化剂使得非牛顿流体填充物(11)硬化让框架结构更稳定,防止事故现场发生二次事故。