CN108131147A - 一种土压传感器快速更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种土压传感器快速更换装置，包括内部中空的套筒、与套筒同中轴线可拆卸的安装于套筒内腔的传感器安装座、沿套筒径向安装在套筒上的闸门安装座、安装在闸门安装座上的可在径向上将套筒内腔封闭的闸门、控制闸门开闭的关闭油缸及与传感器安装座连接并可控制传感器安装座沿套筒轴线方向移动的伸缩油缸。本发明创造所述的土压传感器快速更换装置自动化程度高、结构简单、控制方便，能够在土仓带压情况下，快速安全的更换土压传感器，密封效果好，安全性高，提高了更换土压传感器的效率。

Description

一种土压传感器快速更换装置

技术领域

本发明创造属于隧道施工的盾构机械领域，尤其是涉及一种土压传感器快速更换装置。

背景技术

在采用土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机挖掘隧道的过程中，为了控制地表沉降，盾构机土仓内的压力必须可靠的检测，通常采用土压传感器来即时检测土仓的压力，PLC程序根据土压传感器采集的压力来控制盾构机的推进速度、螺旋机的出土量等参数，因此，土仓内的压力对盾构机掘进的参数和掘进效率影响很大。

在地下隧道施工中，土仓内安装的土压传感器接触的介质一般为泥水、卵石、粘土等，土压传感器非常容易损坏。目前盾构机常用的土压传感器多为固定型土压传感器，少数采用可更换型土压传感器。其中，固定型土压传感器(结构见附图1)无法在土仓带压情况下进行更换，因为盾构机在带压掘进时，土仓内最大压力可以达到5bar，如果带压更换土压传感器，泥水或渣土会从土压传感器安装孔内喷涌进入盾体内部；可更换型土压传感器则存在安装结构复杂，更换繁琐且安全性低等缺点，可更换型土压传感器的结构见附图2，采用球阀结构进行密封，密封效果差，当土仓内部为渣土或卵石时，球阀容易卡住而无法关闭，采用螺杆手动跟换，操作麻烦、效率低下且安全性低。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种土压传感器快速更换装置，以解决现有土压传感器更换操作繁琐、更换效率低、安全性低、结构复杂的问题，实现盾构机在地下施工过程中土仓内带压情况下的土压传感器的快速安全更换。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种土压传感器快速更换装置，包括内部中空的套筒、与所述套筒同中轴线可拆卸的安装于所述套筒内腔的传感器安装座、沿所述套筒径向安装在所述套筒上的闸门安装座、安装在所述闸门安装座上的可在径向上将所述套筒内腔封闭的闸门、控制所述闸门开闭的关闭油缸及与所述传感器安装座连接并可控制所述传感器安装座沿所述套筒轴线方向移动的伸缩油缸。

进一步的，所述传感器安装座的首端与土压传感器连接，所述传感器安装座的尾端通过螺栓与所述套筒的尾端可拆卸连接。

进一步的，所述传感器安装座的首端外侧壁与所述套筒内侧壁之间设有O型密封圈。

进一步的，所述传感器安装座的尾端安装有耳环，所述耳环通过销轴与所述伸缩油缸的缸杆连接，所述伸缩油缸的缸体安装在支座上，所述支座固定在盾构机前盾上。

进一步的，所述关闭油缸有两个，两个所述关闭油缸以所述套筒的径向中心线为对称轴对称的设置在所述闸门的左右两侧，所述关闭油缸的缸体安装在所述套筒的外侧壁上，所述关闭油缸的缸杆与所述闸门连接，控制所述闸门在所述套筒径向上的伸出和缩回。

进一步的，所述套筒的径向截面为矩形，所述闸门是由两个与所述套筒内腔径向截面结构相适应的矩形板连接成的长方形板状结构，所述闸门的其中一个矩形板上开设有供所述传感器安装座及所述土压传感器穿过的穿过口。

相对于现有技术，本发明创造所述的土压传感器快速更换装置具有以下优势：

(1)本发明创造所述的土压传感器快速更换装置通过关闭油缸的伸缩来控制闸门的伸出和缩回，进而实现套筒内部通道的开启，传感器安装座在套筒内的伸出和回缩则由伸缩油缸进行控制，自动化程度高、结构简单、控制方便，能够在土仓带压情况下，快速安全的更换土压传感器，密封效果好，安全性高，提高了更换土压传感器的效率；

(2)本发明创造所述的传感器安装座首端外侧壁与套筒内侧壁之间设有O型密封圈，密封效果好，有效防止泥水进入盾体内部。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为背景技术所述固定型土压传感器的结构示意图(左侧为正常工作状态下，右侧为更换状态下)；

图2为背景技术所述可更换型土压传感器的结构示意图(左侧为正常工作状态下，右侧为更换状态下)；

图3为本发明创造实施例所述土压传感器快速更换装置正常工作时的轴向剖面示意图；

图4为本发明创造实施例所述土压传感器快速更换装置正常工作时的首端面的结构示意图；

图5为本发明创造实施例所述土压传感器快速更换装置进行更换操作时的轴向剖面示意图；

图6为本发明创造实施例所述土压传感器快速更换装置进行更换操作时的首端面的结构示意图。

附图标记说明：

1-套筒；2-传感器安装座；3-闸门安装座；4-闸门；5-关闭油缸；6-伸缩油缸；7-土压传感器；8-O型密封圈；9-支座；10-穿过口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图3和4所示，一种土压传感器快速更换装置，包括套筒1、传感器安装座2、闸门安装座3、闸门4、关闭油缸5及伸缩油缸6；

其中，套筒1内部中空，套筒1的首端通过焊接的方式固定在盾构机的前盾上；

传感器安装座2与套筒1同中轴线设置于套筒1的内腔；传感器安装座2的首端可用于安装土压传感器7，正常工作状态下，土压传感器7伸入到土压传感器安装孔内，用于检测土仓内的压力；传感器安转座2的尾端连接有与其同中轴线设置的法兰盘，法兰盘与套筒1尾端通过螺栓固定连接，即在正常工作状态下，传感器安装座2通过螺栓与套筒1固定连接，当需要更换土压传感器7时，可将螺栓拆卸下来，此时传感器安装座2在外力作用下，可在套筒1内向套筒1尾端移动，传感器安装座2的首端外侧壁与套筒1内侧壁之间设置有O型密封圈8，二者之间通过O型密封圈8进行密封，防止土仓侧泥水进入盾体；

传感器安装座2的尾端还连接有耳环，耳环通过销轴与伸缩油缸6的缸杆连接，伸缩油缸6的缸体则安装在支座9上，支座9固定在盾构机的前盾上，当卸下固定传感器安装座2与套筒1的螺栓后，伸缩油缸6可以控制传感器安装座2沿套筒1轴线方向移动，进而实现传感器安装座2在套筒1内的伸出和缩回；

闸门安装座3沿套筒1的径向方向安装在套筒1上，闸门4安装在闸门安装座3上，闸门4可在径向上将套筒1内腔封闭，闸门4的启闭则由关闭油缸5控制；套筒1的径向截面为矩形(也可以为其它形状，如圆形)，闸门4是由两个与套筒1内腔径向截面结构相适应的矩形板连接成的长方形板状结构(闸门4的结构也可以为其他形状，只要能实现对套筒1内腔径向上的封闭和打开即可)，闸门4的其中一个矩形板上开设有供传感器安装座2及土压传感器7穿过的穿过口10，如图2所示，穿过口10设置在位于下侧的矩形板上；关闭油缸5有两个，两个关闭油缸5以套筒1的径向中心线为对称轴对称的设置在闸门4的左右两侧，关闭油缸5的缸体安装在套筒1的外侧壁上，关闭油缸5的缸杆与闸门4连接，控制闸门4在套筒1径向上的伸出和缩回，进而控制套筒1内腔通道的封闭及打开。

本发明创造实施例所述的土压传感器快速更换装置的工作过程如下：

如图3和4所示，正常工作状态下，传感器安装座2设置在套筒1内腔，传感器安装座3的尾端通过螺栓与套筒1固定连接，土压传感器7伸入到土压传感器安装孔内，用于检测土仓内的压力，此时，闸门4处于打开状态，即闸门4上设置有穿过口10的部分位于套筒1内腔；

如图5和6所示，需要更换土压传感器7时，去除用于将传感器安装座2固定在套筒1上的螺栓；伸缩油缸6启动，带动传感器安装座2向尾端缓慢移动；传感器安装座2移动过闸门4后，关闭油缸5启动，带动闸门4移动，闸门4设有穿过口10的部分移出套筒1内腔，套筒1内腔被闸门4封闭；拆除伸缩油缸6，取出传感器安装座2，更换土压传感器7；

更换好后，安装顺序与上述更换顺序步骤相反，即将传感器安装座2插入套筒1内腔，安装伸缩油缸6，将传感器安装座2尾端与伸缩油缸6连接，伸缩油缸6推动传感器安装座2向套筒1首端移动，当移动到闸门4处时，关闭油缸5启动，闸门4打开，传感器安装座2经过穿过口10后，将土压传感器7送入到土压传感器安装孔内，土压传感器7检测土仓侧压力，将传感器安装座2尾端与套筒1通过螺栓紧固在一起即可(此时，可拆除伸缩油缸6及支座9，待下次进行更换操作时再装上，以减小装置占用空间)。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：包括内部中空的套筒(1)、与所述套筒(1)同中轴线可拆卸的安装于所述套筒(1)内腔的传感器安装座(2)、沿所述套筒(1)径向安装在所述套筒(1)上的闸门安装座(3)、安装在所述闸门安装座(3)上的可在径向上将所述套筒(1)内腔封闭的闸门(4)、控制所述闸门(4)开闭的关闭油缸(5)及与所述传感器安装座(2)连接并可控制所述传感器安装座(2)沿所述套筒(1)轴线方向移动的伸缩油缸(6)。

2.根据权利要求1所述的一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：所述传感器安装座(2)的首端用于连接土压传感器(7)，所述传感器安装座(2)的尾端通过螺栓与所述套筒(1)的尾端可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：所述传感器安装座(2)的首端外侧壁与所述套筒(1)内侧壁之间设有O型密封圈(8)。

4.根据权利要求2所述的一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：所述传感器安装座(2)的尾端安装有耳环，所述耳环通过销轴与所述伸缩油缸(6)的缸杆连接，所述伸缩油缸(6)的缸体安装在支座(9)上，所述支座(9)固定在盾构机前盾上。

5.根据权利要求1到4任一项所述的一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：所述关闭油缸(5)有两个，两个所述关闭油缸(5)以所述套筒(1)的在径向上的中心线为对称轴对称的设置在所述闸门(4)的左右两侧，所述关闭油缸(5)的缸体安装在所述套筒(1)的外侧壁上，所述关闭油缸(5)的缸杆与所述闸门(4)连接，控制所述闸门(4)在所述套筒(1)径向上的伸出和缩回。

6.根据权利要求5所述的一种土压传感器快速更换装置，其特征在于：所述套筒(1)的径向截面为矩形，所述闸门(4)是由两个与所述套筒(1)内腔径向截面结构相适应的矩形板连接成的长方形板状结构，所述闸门(4)的其中一个矩形板上开设有供所述传感器安装座(2)及所述土压传感器(7)穿过的穿过口(10)。