CN104089023A - 一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置 - Google Patents

Abstract

一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，所述可调节铰接密封装置包括铰接密封环，铰接密封环上从前到后依次设有唇型密封、尼龙挡条、馒头型密封、压环和调整装置；其中，铰接密封环设在尾盾之上，唇型密封位于铰接密封环前部的唇口内，馒头型密封位于铰接密封环的后部，馒头型密封两侧分别设有尼龙挡条和压环，调整装置固定于铰接密封环尾部。本发明的密封性能上比传统顶管机上使用两套静密封更加可靠，延长铰接密封的使用寿命，从而有利于每段顶进距离的顺利完成，且减少检修次数、降低了维护成本、提高了顶进效率。

Description

一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，具体涉及一种能适用于矩形掘进断面的矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置。 

背景技术

随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强，顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作用。非开挖技术的发展必将向规模化、规范化、国际化的方向发展。 

在我国经济高速增长的支持下，顶管技术的发展迎来了前所未有的机遇，在未来城市的地下管道、雨水管道、排污管道、电力管道、共同管沟的施工将广泛应用顶管技术。纵观国内外顶管技术的发展，发展方向将是多元化和多样化的。在顶管直径方面，除了向大口径管的顶进发展以外，也向异形顶进发展。 

然而，顶管技术在发展的同时也面临着诸多的挑战，其中铰接密封装置就是其中最重要的挑战之一。铰接密封装置是矩形盾构顶管机关键功能部件之一，其密封的好坏、使用寿命、可靠性等直接影响到整个矩形盾构顶管机的运行。目前，多数顶管机的前盾和尾盾铰接处的密封装置都是由一道或者两道静密封组成的，其寿命完全取决于密封加工的质量，并且无任何补救措施可用，加之矩形盾构顶管机恶劣的施工工况，将严重影响顶进效率。  

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，能有效的延长密封的使用寿命、减少检修次数、提高顶进效率。 

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，所述可调节铰接密封装置包括铰接密封环，铰接密封环上从前到后依次设有唇型密封、尼龙挡条、馒头型密封、压环和调整装置；其中，铰接密封环设在尾盾之上，唇型密封位于铰接密封环前部的唇口内，馒头型密封位于铰接密封环的后部，馒头型密封两侧分别设有尼龙挡条和压环，调整装置固定于铰接密封环尾部。

所述唇型密封为第一道密封，所述馒头型密封为第二道密封。 

所述尼龙挡条和压环分别紧贴在馒头型密封的两侧。 

所述调整装置包括垫块、调整螺栓和固定螺栓，调整螺栓前端紧贴压环。调整装置通过调整螺栓可调节馒头型密封的张紧程度。 

所述铰接密封环沿圆周径向位置上布置有三类孔：A孔、B孔和C孔。利用A孔或B孔注入润滑液，以提供两道密封舒适的工作环境进而提高寿命；利用C孔注入液态聚氨酯填充唇型密封外侧、铰接密封环、前盾尾部三者所围成的间隙，来保护盾结构持盾体内外压差不变，提高更换或调节馒头型密封的操作安全性。 

所述前盾尾部和尾盾上的铰接密封环组成内外套形式。 

本发明由一动密封馒头型密封和一静密封唇型密封组成，采取动静结合的组合方式，当静密封在施工中损坏时，动密封便起密封的主要作用；当动密封被磨损或腐蚀后，可通过调整装置调节其张紧程度令动密封重新发挥效力，同时提供了在设备不能出洞时紧急更换动密封的一种方法。本发明的密封性能上比传统矩形盾构顶管机上使用两套静密封更加可靠，比气囊式（一次性）橡胶密封使用次数更多，延长铰接密封的使用寿命，从而有利于每段顶进距离的顺利完成，且减少检修次数、降低了维护成本、提高了顶进效率。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图具体说明一下本发明的实例。 

一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，所述矩形盾构顶管机包括刀盘装置、护盾结构、驱动装置、螺旋输送机和后配套系统，护盾结构包括前盾、尾盾、纠偏油缸、可调节铰接密封装置和出洞油缸，前盾和尾盾之间通过纠偏油缸连接。 

矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，如图1所示，包括铰接密封环1，在铰接密封环1上从前到后依次设有唇型密封2、尼龙挡条3、馒头型密封4、压环5和调整装置。其中，铰接密封环1设在尾盾之上，铰接密封环1属于尾盾的一部分，内嵌于前盾尾部9。唇型密封2位于铰接密封环1前部的唇口内，唇口位于前盾尾部9和铰接密封环1夹缝的外侧。馒头型密封4位于铰接密封环1的后部，即前盾尾部9和铰接密封环1夹缝的内侧，馒头型密封4两侧分别设有尼龙挡条3和压环5，馒头型密封4两侧分别紧贴在尼龙挡条3和压环5上。 

调整装置固定于铰接密封环1尾部。调整装置包括垫块6、调整螺栓7和固定螺栓8，调整螺栓7前端紧贴压环5。调整装置通过调整螺栓7可调节馒头型密封4的张紧程度。 

铰接密封环1沿圆周径向位置上布置有三类孔：A孔、B孔和C孔。利用A孔或B孔注入润滑液，以提供两道密封舒适的工作环境进而提高寿命；利用C孔注入液态聚氨酯填充唇型密封2外侧、铰接密封环1和前盾尾部三者所围成的间隙10，来保持护盾结构盾体内外压差不变，提高更换或调节馒头型密封4的操作安全性。所述前盾尾部9和尾盾上的铰接密封环1组成内外套形式，并且前盾可通过纠偏油缸与尾盾发生相对转动。 

安装过程：先将唇型密封2胶粘于尾盾上的铰接密封环1的凹槽内，再与铰接密封环1和抹有润滑油的前盾尾部9组对，其唇部与前盾尾部充分接触；铰接密封环1依次装入尼龙挡条3、馒头型密封4、压环5，采用固定螺栓8将垫块6固定到铰接密封环1的尾部；最后将调整螺栓7拧入垫块的丝孔并顶紧压环5。 

工作过程：在顶管顶进时，为有效的防止护盾结构盾体外的水和泥浆进入护盾结构盾体内部，第一道密封采用唇型密封2，无论前盾在直向掘进或偏斜小角度掘进，该密封唇部始终与前盾尾部9的内表面贴紧，且最先与水、泥浆接触；顶进施工过程中唇型密封2始终处于被侵蚀状态，易损坏；当第一道唇型密封2失效后，水和泥浆开始侵蚀第二道馒头型密封4，随着掘进里程的增加，馒头型密封4磨损消耗也逐渐增加，当馒头型密封4磨损到一定的程度后，其密封效果变差时，通过拧紧调整螺栓7，顶进压环5，从而挤压馒头型密封4，馒头型密封4受挤压后沿护盾结构的盾体径向扩张，重新建立起密封作用。 

此外，布置在铰接密封环1沿圆周径向上预留的A、B和C三类孔，通过对A、B孔注入润滑液，可以为两道密封提供一种比较舒适的工作环境，增强其自身寿命，从而有效的延长了可调节铰接密封装置的使用寿命；当馒头型密封2需紧急更换时，可利用C孔注入液态聚氨酯止水，保证护盾结构盾体内外压差不变，为在施工过程中更换密封赢取足够的时间和充分的安全。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (6)

1.一种矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述可调节铰接密封装置包括铰接密封环，铰接密封环上从前到后依次设有唇型密封、尼龙挡条、馒头型密封、压环和调整装置；其中，铰接密封环设在尾盾之上，唇型密封位于铰接密封环前部的唇口内，馒头型密封位于铰接密封环的后部，馒头型密封两侧分别设有尼龙挡条和压环，调整装置固定于铰接密封环尾部。

2.根据权利要求1所述矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述唇型密封为第一道密封，所述馒头型密封为第二道密封。

3.根据权利要求1所述矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述尼龙挡条和压环分别紧贴在馒头型密封的两侧。

4.根据权利要求1所述矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述调整装置包括垫块、调整螺栓和固定螺栓，调整螺栓前端紧贴压环。

5.根据权利要求1所述矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述铰接密封环沿圆周径向位置上布置有三类孔：A孔、B孔和C孔。

6.根据权利要求1所述矩形盾构顶管机的可调节铰接密封装置，其特征在于：所述前盾尾部和尾盾上的铰接密封环组成内外套形式。