本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)，具體為一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)機(jī)作為一種高效、安全的地下隧道掘進(jìn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于城市地鐵、水利工程、越江隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中，需要穿越復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，承受巨大的地層壓力和水土壓力。

2、作為盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件之一，鉸接機(jī)構(gòu)連接著盾構(gòu)機(jī)的前盾和中盾，其主要作用在于允許兩者之間產(chǎn)生一定角度的偏轉(zhuǎn)，以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件和掘進(jìn)方向的變化，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，由于土倉內(nèi)需要保證一定的壓力來抵抗開挖掌子面水土壓力，與土倉相通的所有通道都必須堵死，防止土倉內(nèi)壓力流失，從而保證開挖面的穩(wěn)定性，因此在鉸接位置設(shè)計(jì)鉸接密封圈來保證土倉內(nèi)的壓力相對(duì)平衡；在盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過鉸接油缸的伸出或縮回，盾體在鉸接位置會(huì)出現(xiàn)一定角度，從而鉸接位置一部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)間隙增大，另一部分會(huì)出現(xiàn)間隙減小的情況，通過鉸接密封的彈性壓縮，能保證在在間隙減小或增大時(shí)，密封圈可以有效填充間隙，從而保證盾體外部密封性能；同時(shí)通過盾體的角度偏轉(zhuǎn)，盾構(gòu)機(jī)可以順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)。

3、然而，鉸接機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)靈活偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，也面臨著嚴(yán)峻的密封挑戰(zhàn)。由于鉸接部位存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳統(tǒng)的靜態(tài)密封方式難以滿足其密封要求。一旦密封失效，泥水、砂漿等外界介質(zhì)將侵入盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致設(shè)備損壞、施工安全隱患以及環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。

4、為解決上述問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，在中盾和前盾之間設(shè)置鉸接密封裝置，即弧形的相互適配的環(huán)套與密封環(huán)，再加上油膜密封以及內(nèi)部的壓力與外部壓力的平衡，足以解決上述的技術(shù)問題。

5、但是，隨著使用時(shí)間的增加，掘進(jìn)轉(zhuǎn)向活動(dòng)的進(jìn)行，同時(shí)在內(nèi)部壓力的影響下，密封件之間的油膜會(huì)被加速消耗；由于油膜以及油的存量處于密閉環(huán)境中，無法觀測(cè)到其具體情況，很容易導(dǎo)致油膜消耗光后，密封潤(rùn)滑油得不到補(bǔ)充，不僅會(huì)導(dǎo)致密封效果的降低，還會(huì)急速的消耗密封件的使用壽命。并且，當(dāng)密封裝置內(nèi)采用的是氣壓密封的話，對(duì)于密封潤(rùn)滑油的補(bǔ)充，也難以直接進(jìn)行，需要以整套復(fù)雜的步驟或是裝置來進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置及其使用方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，包括設(shè)置于前盾與中盾之間的環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)，所述環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)之間的連接面為弧面，所述環(huán)套包括對(duì)稱間隔設(shè)置且與中盾連接的第一環(huán)套以及第二環(huán)套，所述活動(dòng)環(huán)包括分別與第一環(huán)套以及第二環(huán)套適配且與前盾連接的第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)，所述環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)內(nèi)形成用于容納密封潤(rùn)滑油的空腔，所述第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)之間的間隔的底部于前盾內(nèi)上下滑動(dòng)安裝有活動(dòng)壓塊，所述第一環(huán)套以及第二環(huán)套之間的間隔的頂部于中盾內(nèi)設(shè)置有連接的油路，用于將密封潤(rùn)滑油輸送至空腔內(nèi)。

4、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述油路包括設(shè)置于中盾內(nèi)的油管，所述油管的一端通過油泵與油箱連接，所述油管的另一端延伸至空腔且設(shè)置有出油口。

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述油管內(nèi)還設(shè)置有單向閥。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述活動(dòng)壓塊的底部于前盾內(nèi)安裝有氣缸，所述氣缸的輸出端與活動(dòng)壓塊的底部連接。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一環(huán)套以及第二環(huán)套的底部弧面內(nèi)分別間隔設(shè)置有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)置有分別與第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)適配的密封圈。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述活動(dòng)環(huán)的一側(cè)于前盾上安裝有橡膠密封，所述橡膠密封的頂部用于與中盾緊密貼合。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述橡膠密封的底部設(shè)置有緊急密封氣囊，所述緊急密封氣囊下端通過與之連通的氣嘴與氣罐連接，用于向所述所述緊急密封氣囊內(nèi)充氣。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述前盾的一側(cè)設(shè)置有頂部貼緊中盾的密封擋環(huán)；所述中盾的一側(cè)設(shè)置有底部貼緊前盾的密封擋環(huán)。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，一種應(yīng)用于所述的密封裝置的使用方法，包括如下步驟：

12、s1、密封裝置的初始安裝，將第一環(huán)套、第二環(huán)套、第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)按照設(shè)定位置固定安裝于前盾以及中盾上；

13、s2、密封潤(rùn)滑油的加注，啟動(dòng)油路，將密封潤(rùn)滑油輸入環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)的空腔內(nèi)，填滿整個(gè)空腔；

14、s3、密封裝置的運(yùn)行，控制活動(dòng)壓塊向上擠壓空腔內(nèi)的密封潤(rùn)滑油，配合鉸接機(jī)構(gòu)的活動(dòng)及時(shí)在環(huán)套與活動(dòng)環(huán)間補(bǔ)充油膜，同時(shí)通過擠壓提高空腔內(nèi)的壓力；

15、s4、密封裝置的檢查與保養(yǎng)，隨著裝置的長(zhǎng)時(shí)間使用，空腔內(nèi)的密封潤(rùn)滑油不斷不消耗，當(dāng)檢測(cè)到需要補(bǔ)充時(shí)，控制活動(dòng)壓塊向下滑動(dòng)，同時(shí)再次啟動(dòng)油路將密封潤(rùn)滑油輸入至空腔，將空腔內(nèi)的空間再次填滿，完成密封潤(rùn)滑油的更換。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、1、通過分段式的環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)的配合，能夠在其中隔出一個(gè)可以容納密封潤(rùn)滑油的空腔，在盾構(gòu)機(jī)以及鉸接機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中，密封的油膜會(huì)一邊消耗的同時(shí)得到及時(shí)的填補(bǔ)，無需再定期補(bǔ)充或是隨時(shí)檢查，從而避免了密封效果的降低，以及提高了密封件的使用壽命。

18、2、通過環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)內(nèi)的空腔以及活動(dòng)壓塊的配合，能夠取代氣壓密封，同時(shí)進(jìn)一步的方便了密封潤(rùn)滑油的補(bǔ)充，簡(jiǎn)化操作，省時(shí)省力。

技術(shù)特征：

1.一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，包括設(shè)置于前盾(2)與中盾(1)之間的環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)，其特征在于，所述環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)之間的連接面為弧面，所述環(huán)套包括對(duì)稱間隔設(shè)置且與中盾(1)連接的第一環(huán)套(11)以及第二環(huán)套(13)，所述活動(dòng)環(huán)包括分別與第一環(huán)套(11)以及第二環(huán)套(13)適配且與前盾(2)連接的第一活動(dòng)環(huán)(12)以及第二活動(dòng)環(huán)(14)，所述環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)內(nèi)形成用于容納密封潤(rùn)滑油的空腔，所述第一活動(dòng)環(huán)(12)以及第二活動(dòng)環(huán)(14)之間的間隔的底部于前盾(2)內(nèi)上下滑動(dòng)安裝有活動(dòng)壓塊(17)，所述第一環(huán)套(11)以及第二環(huán)套(13)之間的間隔的頂部于中盾(1)內(nèi)設(shè)置有連接的油路，用于將密封潤(rùn)滑油輸送至空腔內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述油路包括設(shè)置于中盾(1)內(nèi)的油管(8)，所述油管(8)的一端通過油泵(4)與油箱(3)連接，所述油管(8)的另一端延伸至空腔且設(shè)置有出油口(10)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述油管(8)內(nèi)還設(shè)置有單向閥(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述活動(dòng)壓塊(17)的底部于前盾(2)內(nèi)安裝有氣缸(16)，所述氣缸(16)的輸出端與活動(dòng)壓塊(17)的底部連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述第一環(huán)套(11)以及第二環(huán)套(13)的底部弧面內(nèi)分別間隔設(shè)置有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)置有分別與第一活動(dòng)環(huán)(12)以及第二活動(dòng)環(huán)(14)適配的密封圈(15)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述活動(dòng)環(huán)的一側(cè)于前盾(2)上安裝有橡膠密封(18)，所述橡膠密封(18)的頂部用于與中盾(1)緊密貼合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述橡膠密封(18)的底部設(shè)置有緊急密封氣囊(19)，所述緊急密封氣囊(19)下端通過與之連通的氣嘴(20)與氣罐(21)連接，用于向所述所述緊急密封氣囊(19)內(nèi)充氣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置，其特征在于：所述前盾(2)的一側(cè)設(shè)置有頂部貼緊中盾(1)的密封擋環(huán)(22)；所述中盾(1)的一側(cè)設(shè)置有底部貼緊前盾(2)的密封擋環(huán)(22)。

9.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-8其中任一所述的密封裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于盾構(gòu)機(jī)鉸接機(jī)構(gòu)的密封裝置及其使用方法，包括環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)，所述環(huán)套包括對(duì)稱間隔設(shè)置且與中盾連接的第一環(huán)套以及第二環(huán)套，所述活動(dòng)環(huán)包括分別與第一環(huán)套以及第二環(huán)套適配且與前盾連接的第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)，所述環(huán)套以及活動(dòng)環(huán)內(nèi)形成空腔，所述第一活動(dòng)環(huán)以及第二活動(dòng)環(huán)之間的間隔的底部上下滑動(dòng)安裝有活動(dòng)壓塊，所述第一環(huán)套以及第二環(huán)套之間的間隔的頂部于中盾內(nèi)設(shè)置有連接的油路。本發(fā)明的密封油膜會(huì)一邊消耗的同時(shí)得到及時(shí)的填補(bǔ)，無需再定期補(bǔ)充或是隨時(shí)檢查，從而避免了密封效果的降低，以及提高了密封件的使用壽命，并且方便了密封潤(rùn)滑油的補(bǔ)充，簡(jiǎn)化操作，省時(shí)省力。

技術(shù)研發(fā)人員：楊承閣,袁金海,李思思,范鑫,樂楊亮,吳明濤,劉丹,肖揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22