CN104453924B - 一种盾构机用盾尾油脂密封系统 - Google Patents

一种盾构机用盾尾油脂密封系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种盾构机用盾尾油脂密封系统，其采用盾尾油脂密封系统和控制系统，盾尾油脂密封系统包括一号盾尾油脂泵、二号盾尾油脂泵、一号油脂泵电动球阀、二号油脂泵电动球阀、并联电动球阀、注脂口、电动球阀、输送管、管路和传感器，一号盾尾油脂泵通过输送管与一号油脂泵电动球阀和管路串联形成第一注脂油通路，二号盾尾油脂泵通过输送管与二号油脂泵电动球阀和管路串联形成第二注脂油通路，并联电动球阀与第一注脂油路和第二注脂油路连成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别接多个电动球阀，有12个注脂口，每个注脂口均设有传感器、电动球阀；并联电动球阀、一号油脂泵电动球阀、二号油脂泵电动球阀和电动球阀均受控于控制系统。

Description

一种盾构机用盾尾油脂密封系统
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，涉及一种盾构机的密封系统，特别是一种盾构机用盾尾油脂密封系统。
背景技术
盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现已经广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
由于盾构机的盾尾内径大于管片外径，因此在盾构机进行隧道掘进施工时，为了防止地下水及同步注浆的浆液通过盾尾的内壁及管片的外壁之间的间隙进入盾构机的内部，通常需要在盾尾的内壁设置数道盾尾密封刷，并通过盾尾的油脂密封系统往两道盾尾密封刷之间不断的注入油脂，来阻挡地下水及同步注浆浆液进入盾构机的内部，以保护隧道内作业人员及设备的安全。由此可知，盾尾油脂密封系统是盾构机的一个不可缺小的关键系统，其在盾构机施工中具有重要作用。据申请人所知，目前投入实际使用的盾构机普遍采用的盾尾油脂密封系统只配置一台盾尾油脂泵。而且，申请人在研究中发现现有的盾尾油脂密封系统存在以下问题：
在盾构机施工过程中，由于管片脱出盾尾时会将粘连在管片外壁上的盾尾油脂带走，故由盾尾油脂密封系统注入盾尾的油脂的消耗量很大，需要不断的注入油脂。在施工中，当盾尾油脂泵的油脂注入量不充分或出现故障时，就会导致盾尾的油脂量不能及时或充分注入，从而使盾尾刷快速磨损，导致盾尾的漏浆和涌水现象发生，严重影响隧道施工安全和施工进度。特别是盾构机在富水地层掘进时，地下水源丰富、水压高，由于单台盾尾油脂泵的油脂注入量受限，从而导致盾尾油脂密封系统不能快速提供足够的密封压力，大量的地下水就会通过盾构机的盾尾涌入到盾构机中和已开挖的隧道内，造成的后果是，影响隧道施工安全和施工进度，严重时还会导致机毁人亡、隧道坍塌。
发明内容
本发明的目的是，针对上述现有技术存在的不足，进行改进，为了更好地解决由于盾尾油脂填充不充分导致盾尾刷非正常磨损和漏浆和涌水等问题，提出并研究一种盾构机用盾尾油脂密封系统。
本发明的技术解决方案是：采用盾尾油脂密封系统和控制系统，盾尾油脂密封系统受控于控制系统，盾尾油脂密封系统包括盾尾油脂泵、油脂泵电动球阀、并联电动球阀、注脂口、电动球阀、输送管、管路和传感器，其特征在于，采用两个盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵和二号盾尾油脂泵；采用两个油脂泵电动球阀即一号油脂泵电动球阀和二号油脂泵电动球阀；所述一号盾尾油脂泵通过一输送管与一号油脂泵电动球阀和管路依次串联形成第一注脂油通路，所述二号盾尾油脂泵通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀和管路依次串联形成第二注脂油通路，并联电动球阀与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀，所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口，每个注脂口设置有传感器、电动球阀；所述的并联电动球阀、一号油脂泵电动球阀、二号油脂泵电动球阀、电动球阀均受控于控制系统。
其特征在于，一号盾尾油脂泵、二号盾尾油脂泵共用一套控制系统，一号盾尾油脂泵、二号盾尾油脂泵既可以单独工作，也可以同时工作。
其特征在于，通过对一号油脂泵电动球阀、二号油脂泵电动球阀和并联电动球阀开闭状态的不同组合方式选择，既可以实现单台盾尾油脂泵单独对应12个注脂口，也可以两台盾尾油脂泵并联后共同对应12个注脂口。
其特征在于，通过对所述电动球阀开闭状态的控制，可以实现每个注脂口单独工作，也可以实现12个注脂口同时工作，还可以实现1～12个注脂口任意组合工作。
其特征在于，所述的每个注脂口设置一个传感器，传感器与控制系统配连，控制系统通过所述的每个注脂口设置的传感器可以方便的监测每个传感器设有点的工作压力，根据工作压力选择单个注脂口的开闭。
本发明具有以下三种工作状态。即：一号油脂泵电动球阀和并联电动球阀打开，二号油脂泵电动球阀关闭，可实现一号盾尾油脂泵单独工作；同样，二号油脂泵电动球阀和并联电动球阀打开，一号油脂泵电动球阀关闭，可实现二号盾尾油脂泵单独工作；一号和二号油脂泵电动球阀打开，并联电动球阀关闭，可实现一号盾尾油脂泵和一号盾尾油脂泵同时工作。三种工作状态可根据实际施工需要自由选择，从而实现经济合理、快速有效地注入盾尾油脂的功效。
本发明的优点是，设计合理，结构简单，方便使用，功效明显，能够克服现有技术存在的弊端，很好地解决了由于盾尾油脂填充不充分导致盾尾刷非正常磨损和漏浆和涌水等问题，经济实用，具有很好的应用前景。
附图说明
图1、本发明的结构原理图；
图2、本发明采用的一号油脂泵单台工作的原理示意图；
图3、本发明采用的二号油脂泵单台工作的原理示意图；
图4、本发明采用的一号油脂泵和二号油脂泵同时工作的原理示意图。
图中，各标号所代表的组件是：1、 一号盾尾油脂泵； 2、 二号盾尾油脂泵；3、一号油脂泵电动球阀； 4、二号油脂泵电动球阀； 5、并联电动球阀；6、注脂口；7、电动球阀；8、管路；9、传感器；10、 控制系统；11、 油脂桶。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的实施例作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明采用盾尾油脂密封系统和控制系统，盾尾油脂密封系统受控于控制系统，盾尾油脂密封系统包括盾尾油脂泵、油脂泵电动球阀、并联电动球阀5、注脂口6、电动球阀7、输送管、管路8和传感器9。盾尾油脂密封系统采用两台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2；采用两个油脂泵电动球阀即一号油脂泵电动球阀3和二号油脂泵电动球阀4；所述一号盾尾油脂泵1通过一输送管与一号油脂泵电动球阀3和管路8依次串联形成第一注脂油路，所述二号盾尾油脂泵2通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀4和管路串联形成第二注脂油路。并联电动球阀5与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀7。所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口，每个注脂口6设置有传感器9和电动球阀7。所述的并联电动球阀5、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4和每个注脂口6设置的电动球阀7均受控于控制系统10。一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2内均设置有油脂桶11。所述的二台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2共用一套控制系统10，二台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2既可以单独工作，也可以同时工作。如前所述，盾尾油脂密封系统共有12个注脂口6，既可以单台盾尾油脂泵单独对应12个注脂口，也可以两台盾尾油脂泵相联后共同对应12个注脂口6。所述的每个注脂口6设置均有电动球阀7，可以实现注脂口6开闭状态。由于，所述的每个注脂口6均设置有一个传感器9，而且传感器9又与控制系统10配连，所以，控制系统10通过所述的每个注脂口6设置的传感器9可以方便的监测每个传感器设有点的工作压力，根据工作压力通过所述的电磁球阀7实现单个的注脂口6的开闭状态。既可以实现每个注脂口6单独工作，也可以实现12个注脂口6同时工作，还可以实现1～12个注脂口6的任意组合工作。
如图2所示，本发明采用盾尾油脂密封系统和控制系统10，盾尾油脂密封系统受控于控制系统，盾尾油脂密封系统包括盾尾油脂泵、油脂泵电动球阀、并联电动球阀5、注脂口6、电动球阀7、输送管、管路8和传感器9。本发明的盾尾油脂密封系统采用两台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2；采用两个油脂泵电动球阀即一号油脂泵电动球阀3和二号油脂泵电动球阀4；所述一号盾尾油脂泵1通过一输送管与一号油脂泵电动球阀3和管路8依次串联形成第一注脂油路，所述二号盾尾油脂泵2通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀4和管路依次串联形成第二注脂油路。并联电动球阀5与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀7。所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口，每个注脂口设置有电动球阀7、传感器9。所述的并联电动球阀5、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4和每个注脂口6设置的电动球阀7均受控于控制系统10。一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2内均设置有油脂桶11。所述的二台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2共用一套控制系统10。当本发明只允许一号盾尾油脂泵1工作时，在此工况下，由控制系统10控制，使二号油脂泵电动球阀4关闭，并且使二号盾尾油脂泵2不工作，一号油脂泵电动球阀3和并联电动球阀5及一号盾尾油脂泵1均开启，这样，由一号盾尾油脂泵1单独向所述的盾尾油脂密封系统中的注脂口6注入油脂。同时可根据每个注脂口6设置的传感器9所监测的各个注脂口6实时工作压力，选择12个注脂口6的电动球阀7的开闭状态。可以选择12个注脂口6同时工作，也可以任意选择某一个注脂口6单独工作或者选择某几个（1个～12个）注脂口6一起工作。
如图3所示，本发明采用盾尾油脂密封系统和控制系统10，盾尾油脂密封系统受控于控制系统，本发明的盾尾油脂密封系统包括：一号盾尾油脂泵1、二号盾尾油脂泵2、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4、并联电动球阀5、注脂口6、电动球阀7、输送管、管路8、传感器9。盾尾油脂密封系统与控制系统10配接。所述一号盾尾油脂泵1通过一输送管与一号油脂泵电动球阀3和管路8依次串联形成第一注脂油路，所述二号盾尾油脂泵2通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀4和管路依次串联形成第二注脂油路，并联电动球阀5与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀7。所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口，每个注脂口设置有电动球阀7、传感器9。所述的并联电动球阀5、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4和每个注脂口6设置的电动球阀7均受控于控制系统10。一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2内均设置有油脂桶11。所述的二台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2共用一套控制系统10。在此工况下，本发明只允许二号盾尾油脂泵2工作，由控制系统10控制，使一号油脂泵电动球阀3关闭，并且使一号盾尾油脂泵1不工作，二号油脂泵电动球阀4和并联电动球阀5及2号盾尾油脂泵均开启，这样，由二号盾尾油脂泵2单独向所述的盾尾油脂密封系统的注脂口6注入油脂。同时可根据每个注脂口6设置的传感器9所监测的各个注脂口6实时工作压力，选择12个注脂口6的电动球阀7的开闭状态。可选择12个注脂口6同时工作，也可以任意选择某一个注脂口6工作或任意选择某几个（1个～12个）注脂口6一起工作。
图2、图3所述的实施例的工况适用于地下水少、水压低的地层，仅用单台油脂泵就可以满足本发明的盾尾油脂密封系统的油脂注入要求。
如图4所示，本发明采用盾尾油脂密封系统和控制系统10，盾尾油脂密封系统受控于控制系统，本发明的盾尾油脂密封系统包括：一号盾尾油脂泵1、二号盾尾油脂泵2、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4、并联电动球阀5、注脂口6、电动球阀7、输送管、管路、传感器9。盾尾油脂密封系统与控制系统10配接。所述一号盾尾油脂泵1通过一输送管与一号油脂泵电动球阀3和管路8依次串联形成第一注脂油路，所述二号盾尾油脂泵2通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀4和管路串联形成第二注脂油路，并联电动球阀5与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀7。所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口6，每个注脂口6设置有电动球阀7、传感器9。所述的并联电动球阀5、一号油脂泵电动球阀3、二号油脂泵电动球阀4和每个注脂口6设置有电动球阀7均受控于控制系统10。一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2内均设置有油脂桶11。所述的二台盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2共用一套控制系统10。本发明允许一号盾尾油脂泵1和二号盾尾油脂泵2同时工作，在此工况下，由控制系统10控制，使并联电动球阀5关闭，从而使得第一注脂油通路与第二注脂油通路之间的连通被断开。同时，一号油脂泵电动球阀3和一号盾尾油脂泵1均开启，二号油脂泵电动球阀4和二号盾尾油脂泵2均开启，这样，就可以由两台盾尾油脂泵共同向所述的盾尾油脂密封系统中的与其相连通的注入口6注入油脂。此时，可根据每个注脂口6设置的传感器9所监测的各个注脂口6的实时工作压力，选择12个注脂口6的电动球阀7的开闭状态。可选择12个注脂口6同时工作，也可以任意选择其中的某一个注脂口6工作或某几个（1个～12个）注脂口6一起工作。
图4 所述的实施例的工况适用于地下水丰富、水压高的地层，用两台盾尾油脂泵共同向所述的盾尾油脂密封系统中的与其相连通的注入口6注入油脂，可实现提高盾尾油脂注入效率和注入量，达到快速高效地建立盾尾油脂密封压力的目的。
用两台盾尾油脂泵共同向所述的盾尾油脂密封系统中的与其相连通的注入口6注入油脂，每台盾尾台油脂泵只应对与其相连通的6个注脂口6。
本发明的图2、图3、图4所示的三种工作状态可根据实际施工需要自由选择，从而实现经济合理、快速有效地注入盾尾油脂的功效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种盾构机用盾尾油脂密封系统，采用盾尾油脂密封系统和控制系统（10），盾尾油脂密封系统受控于控制系统（10），盾尾油脂密封系统包括盾尾油脂泵、油脂泵电动球阀、并联电动球阀（5）、注脂口（6）、电动球阀（7）、输送管、管路（8）和传感器（9），其特征在于，采用两个盾尾油脂泵即一号盾尾油脂泵（1）和二号盾尾油脂泵（2）；采用两个油脂泵电动球阀即一号油脂泵电动球阀（3）和二号油脂泵电动球阀（4）；所述一号盾尾油脂泵（1）通过一输送管与一号油脂泵电动球阀（3）和管路（8）依次串联形成第一注脂油通路，所述二号盾尾油脂泵（2）通过另一输送管与二号油脂泵电动球阀（4）和管路依次串联形成第二注脂油通路，并联电动球阀（5）与第一注脂油路和第二注脂油路通过连接管路连接成一体；第一注脂油通路和第二注脂油通路分别配接多个电动球阀（7），所述的盾尾油脂密封系统共有12个注脂口（6），每个注脂口（6）设置有传感器（9）、电动球阀（7）；所述的并联电动球阀（5）、一号油脂泵电动球阀（3）、二号油脂泵电动球阀（4）、电动球阀（7）均受控于控制系统（10）；所述的每个注脂口（6）设置一个传感器（9），传感器（9）与控制系统（10）配连，控制系统（10）通过所述的每个注脂口（6）设置的传感器（9）可以方便的监测每个传感器设有点的工作压力，根据工作压力选择单个注脂口（6）的开闭；通过对所述电动球阀（7）开闭状态的控制，可以实现每个注脂口（6）单独工作，也可以实现12个注脂口（6）同时工作，还可以实现1～12个注脂口（6）任意组合工作。
2.根据权利要求1 所述的一种盾构机用盾尾油脂密封系统，其特征在于，一号盾尾油脂泵（1）、二号盾尾油脂泵（2）共用一套控制系统（10），一号盾尾油脂泵（1）、二号盾尾油脂泵（2）既可以单独工作，也可以同时工作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种盾构机盾尾油脂密封系统，其特征在于，通过对一号油脂泵电动球阀（3）、二号油脂泵电动球阀（4）和并联电动球阀（5）开闭状态的不同组合方式选择，既可以实现单台盾尾油脂泵单独对应12个注脂口（6），也可以两台盾尾油脂泵并联后共同对应12个注脂口（6）。
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