CN108487912A - 轴向可更换式铰接密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴向可更换式铰接密封装置，包括：套设于所述盾构机壳体的后段上的第一密封圈，通过所述第一密封圈密封所述盾构机壳体的后段和前段之间的空隙；装设于所述盾构机壳体的后段上的第一压板，通过所述第一压板压紧所述第一密封圈上远离所述盾构机壳体的后段的前端面的端部并夹紧所述第一密封圈的端部；以及可拆卸地装设于前端面上的靠板，所述靠板上有部分凸伸出所述前端面并与所述第一密封圈相紧贴，通过所述靠板和所述第一压板相互配合夹紧所述第一密封圈。本发明拆卸靠板后，可沿盾构机推进方向轴向移出第一密封圈，并轴向推送新的第一密封圈以实现方便容易更换的效果。

Description

轴向可更换式铰接密封装置

技术领域

本发明涉及盾构法施工领域，特指一种轴向可更换式铰接密封装置。

背景技术

在国内，盾构掘进机凭借着其优秀的地面沉降控制、高开挖效率和广泛的底层适应能力，在地铁、大直径隧道、地下管路等施工中得到了广泛的应用。为适应设计的施工轨迹不完全呈直线，盾构机的壳体B环和壳体C环的连接处需设置铰接机构，使得转弯时盾构机壳体的前段和后段呈一定角度来满足转弯的要求。当设备的内部与外部存在压力差，铰接位置也必须承受一定的压力。为了保证铰接机构也能承受一定的压力，需要设备的前段与后段连接处设置铰接密封装置。目前，工程中常常通过压板压紧齿形密封圈使其贴近壳体C环，从而防止外界土渣和泥水进入盾构机的内部。但是，由于齿形密封圈在工作中承受一定压力，很容易磨损，从而给施工带来安全隐患。针对上述存在的问题，铰接装置中的密封圈更换问题也就格外重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种轴向可更换式铰接密封装置，解决现有的盾构机上齿形密封圈通过压板来安装而不易更换在产生磨损时给施工带来安全隐患的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种轴向可更换式铰接密封装置，安装于盾构机壳体的前段和后段的连接处，所述盾构机壳体的后段有部分插入所述盾构机壳体的前段内，所述铰接密封装置包括：

套设于所述盾构机壳体的后段上的第一密封圈，所述第一密封圈靠近所述盾构机壳体的后段的前端面设置，通过所述第一密封圈密封所述盾构机壳体的后段和所述盾构机壳体的前段之间的空隙；

装设于所述盾构机壳体的后段上的第一压板，通过所述第一压板压紧所述第一密封圈上远离所述盾构机壳体的后段的前端面的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第一密封圈的端部；以及

可拆卸地装设于所述盾构机壳体的后段的前端面上的靠板，所述靠板上有部分凸伸出所述盾构机壳体的后段的前端面并与所述第一密封圈相紧贴，通过所述靠板和所述第一压板相互配合夹紧所述第一密封圈。

本发明提供了可更换式的铰接密封装置，该密封装置采用第一密封圈来密封盾构机壳体的前段和后段的连接处，也即B环和C环的连接处，该第一密封圈的一端通过第一压板压紧固定，另一端通过靠板夹紧固定，使得在该第一密封圈磨损时，通过拆卸靠板后，可沿盾构机推进方向轴向移出第一密封圈，并轴向推送新的第一密封圈以实现方便容易更换的效果。有效避免了在盾构机推进过程中因铰接机构收到压力，密封圈磨损而带来的施工安全隐患的问题，有效防止泥浆渗漏，确保施工安全。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述第一压板的端部形成有第一压紧面和与所述第一压紧面垂直连接的第一抵靠面；

所述第一压板上靠近所述第一密封圈端部处的第一抵靠面与所述第一密封圈的端面相紧贴；

所述第一压板上靠近所述第一密封圈端部处的第一压紧面压设于所述第一密封圈的外表面。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述靠板上凸伸出所述盾构机壳体的后段的前端面的部分设有凸沿，所述凸沿卡套于所述盾构机壳体的后段上，且与所述第一密封圈的端部相紧贴。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述凸沿的外周设有卡台；

所述第一密封圈的外表面靠近端部处设有与所述卡台对应适配的卡槽，所述卡台卡设于所述卡槽从而通过所述靠板限位所述第一密封圈。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述第一密封圈的外表面设有呈倾斜状设置的环形密封条，所述环形密封条具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端固设于所述第一密封圈的外表面并与所述盾构机壳体的前段的内表面间留有间隙，所述第一端靠近所述靠板设置，所述第二端远离所述靠板设置，且所述第二端与所述盾构机壳体的前段的内表面相紧贴。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，还包括套设于所述盾构机壳体的后段上的第二密封圈，所述第二密封圈设于所述第一压板远离所述第一密封圈的一侧，通过所述第一压板压紧所述第二密封圈的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第二密封圈的端部。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述第一压板的端部形成有第一压紧面和与所述第一压紧面垂直连接的第一抵靠面；

所述第一压板上靠近所述第二密封圈端部处的第一抵靠面与所述第二密封圈的端面相紧贴；

所述第一压板上靠近所述第二密封圈端部处的第一压紧面压设于所述第二密封圈的外表面。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述第二密封圈上远离所述第一压板的端部设有第二压板，所述第二压板装设于所述盾构机壳体的后段上，通过所述第二压板压紧所述第二密封圈上远离所述第一压板的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第二密封圈远离所述第一压板的端部。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，还包括套设于所述盾构机壳体的后段上的第三密封圈和装设于所述盾构机壳体的后段上的第三压板；

所述第三密封圈设于所述第二压板远离所述第二密封圈的一侧，所述第三密封圈位于所述第二压板和所述第三压板之间，通过所述第二压板和所述第三压板压紧所述第三密封圈上对应的端部从而夹紧所述第三密封圈。

本发明轴向可更换式铰接密封装置的进一步改进在于，所述盾构机壳体的后段的外周设有适配于所述第一压板的定位槽，所述第一压板部分插入所述定位槽内并通过连接件与所述盾构机壳体紧固连接。

附图说明

图1为本发明轴向可更换式铰接密封装置安装于盾构机壳体的前段和后段的连接处的结构示意图。

图2为图1中轴向可更换式铰接密封装置安装处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种轴向可更换式铰接密封装置，用于密封盾构机壳体的前段和后段的连接处，以防止外界土渣和泥水进入盾构机的内部。本发明的安装方式使得该第一密封圈在磨损后可进行更换，操作简单、方便，实现了更好密封圈的可能性，有效避免了盾构机推进过程中因铰接机构受到压力，密封圈磨损而带来的施工安全隐患问题，有效防止泥浆渗漏。下面结合附图对本发明基坑组合支护结构进行说明。

参阅图1，显示了本发明轴向可更换式铰接密封装置安装于盾构机壳体的前段和后段的连接处的结构示意图。参阅图2，显示了本发明轴向可更换式铰接密封装置安装处的放大结构示意图。下面结合图1和图2，对本发明轴向可更换式铰接密封装置进行说明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种轴向可更换式铰接密封装置20，安装在盾构机壳体的前段11和后段12的连接处，盾构机壳体的后段12有部分插入盾构机壳体的前段11内，具体地，盾构机壳体呈环状，前段11包括拼接连接的A环和B环，后段包括拼接连接的C环和D环，B环和C环两者通过铰接油缸14连接，铰接油缸14的两端分别和盾构机壳体的前段11和后段12用销轴连接在壳体铰接座上，由于铰接油缸14沿盾构轴向布设，其两端的销轴处都装有球铰，以保证铰接千斤顶轴线与盾构机轴线之间有一定的摆动角度，使得转弯时盾构机壳体的前段11和后段12呈一定角度来满足转弯的要求。盾构机壳体的后段12伸入盾构机壳体的前段11内的部分和盾构机壳体的前段11之间留有空隙13，本发明的密封装置20装设在该空隙13内，并用于密封该空隙13，在盾构机壳体的后段12和盾构机壳体的前段11之间设置有钢板刷15，该钢板刷15设置在盾构机壳体的前段11的端口处，钢板刷起到了止浆作用，防止外部泥水进入盾构机内部。

本发明的铰接密封装置20包括第一密封圈21、第一压板22以及靠板23，第一密封圈21套设在盾构机壳体的后段12上，第一密封圈21靠近盾构机壳体的后段12的前端面121设置，也即将第一密封圈21套设在盾构机壳体的后段12的前端处，C环的端口处，起到密封的作用，通过该第一密封圈21密封盾构机壳体的后段12和盾构机壳体的前段11之间的空隙13；第一压板22装设在盾构机壳体的后段12上，通过第一压板22压紧第一密封圈21上远离盾构机壳体的后段12的前端面121的端部并配合盾构机壳体的后段12一起夹紧第一密封圈21的端部；靠板23可拆卸地装设在盾构机壳体的后段12的前端面121上，该靠板23上有部分凸伸出盾构机壳体的后段12的前端面121并与第一密封圈21相紧贴，通过靠板23和第一压板22相互配合夹紧第一密封圈21。

本发明的铰接密封装置20的第一密封圈21在垂直于盾构机壳体周向的方向上通过第一压板22压紧固定，该第一压板22将第一密封圈21紧紧地压在盾构机壳体的后段12的外周上，该第一密封圈21在沿着盾构掘进方向F上通过靠板23和第一压板22夹紧限位，从而实现了在垂直和水平两个方向上固定了第一密封圈21，由于第一密封圈21所处的位置，位于盾构推进方向F的最前端，其最易磨损，在第一密封圈21磨损后，可通过拆卸下靠板23，沿盾构机推进方向F移出该第一密封圈21并进行更换，保证了第一密封圈21在推进过程中的完整性和密封性，有效避免了密封圈因磨损而带来的施工安全隐患问题，有效防止泥浆渗漏。

作为本发明的一较佳实施方式，第一压板22的端部形成有第一压紧面221和与第一压紧面221垂直连接的第一抵靠面222，在第一压板22的两端部均设有第一压紧面221和第一抵靠面222，第一压板22上靠近第一密封圈21的端部处的第一抵靠面222与第一密封圈21的端面211相紧贴；第一压板22上靠近第一密封圈21的端部处的第一压紧面221压设于第一密封圈21的外表面212。该第一压板22装设于盾构机壳体的后段12上，通过第一压板22的第一压紧面221压紧第一密封圈21，将该第一密封圈21向着靠近盾构机壳体的后段11的外周面压紧，并配合该盾构机壳体的后段11一起夹紧该第一密封圈21的端部。因第一密封圈21自身具有一定的弹性，通过第一压板22压紧第一密封圈21的安装方式，能够实现该第一密封圈21沿着垂直于压紧方向而被抽出，即提高了第一密封圈固定的牢固性，又能够实现第一密封圈21的拆卸与更换。

进一步地，该第一压板22可为环形压板，沿着盾构机壳体的后段12外周环向设置，或者该第一压板22为弧形状条板，多个弧形状条板沿着盾构壳体的后段12的外周均匀布设。第一压板22上设置有安装孔，通过穿设该安装孔的连接筋28将该第一压板22紧固连接在盾构机壳体的后段12上。

更进一步地，为定位安装该第一压板22，在盾构机壳体的后段12的外周设有适配于第一压板22的定位槽，将该第一压板22部分插入该定位槽内再通过连接件28将该第一压板22紧固连接于盾构机壳体的后段12上。

在第一压板22固定于盾构机壳体的后段12上后，该第一压板22的第一压紧面221、第一抵靠面22和盾构机壳体的外壁一起形成了插槽，该插槽供容置第一密封圈21的端部，通过这样的连接方式实现了第一密封圈21的方便拆卸。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图2所示，靠板23上凸伸出盾构机壳体的后段12的前端面121的部分设有凸沿231，该凸沿231位于盾构机壳体的后段12和前段11之间的空隙13内，凸沿231卡套在盾构机壳体的后段12上，且与第一密封圈21的端部相紧贴。靠板23上的凸沿231从盾构机壳体的后段12的前端面121处向着盾构机壳体的后段12本体部分凸伸，该凸沿231包括与靠板23贴设前端面121的贴合面232垂直连接的第一卡面2311和与第一卡面2311相垂直连接的第二卡面2312，在将凸沿231卡套在盾构机壳体的后段12上时，第一卡面2311贴设在盾构机壳体的后段12的外周，第二卡面2312与第一密封圈21的端面相贴，通过该第二卡面2312和第一压板22的第一抵靠面222一起夹紧该第一密封圈21。

进一步地，凸沿231的外周设有卡台233，该卡台233形成于凸沿231的端部并沿着第一卡面2312向着第一密封圈21所在的位置凸伸，该卡台233用于承托第一密封圈21；在第一密封圈21的外表面靠近端部处设有与卡台对应适配的卡槽213，该卡槽213形成有置于该卡台233上的搭接面，通过卡台233开设于卡槽213从而实现了靠板23限位该第一密封圈21。利用了卡台233形成的承载台面承托第一密封圈21上的搭接面，进一步限位了第一密封圈21，使其安装牢固且稳定。

更进一步地，靠板23贴设在前端面121上，通过铰接螺钉29可拆卸地安装在盾构机壳体的后段12上。在更换第一密封圈21时，只需拧松该铰接螺钉29即可。

作为本发明的又一较佳实施方式，第一密封圈21的外表面设有呈倾斜状设置的环形密封条214，该环形密封条214具有相对设置的第一端2141和第二端2142，第一端2141固设于第一密封圈21的外表面并与盾构机壳体的前段11的内表面111间留有间隙，该第一端2141靠近靠板23设置，第二端2142远离靠板23设置，且第二端2142与盾构机壳体的前段11的内表面111相紧贴。该第一密封圈21通过倾斜设置的环形密封条214将空隙13密封严实，且该环形密封条214倾斜设置的方向，更利于第一密封圈21的拆卸，使得操作简单、方便。

作为本发明的再一较佳实施方式，铰接密封装置20还包括套设在盾构机壳体的后段12上的第二密封圈24，通过设置第二密封圈24，为盾构机提供第二道密封，提高密封效果及作用。该第二密封圈24设于第一压板22的远离第一密封圈21的一侧，该第二密封圈24和第一密封圈21位于第一压板22的两侧，通过第一压板22压紧该第二密封圈24的端部并配合盾构机壳体的后段12一起夹紧该第二密封圈24的端部。

进一步地，该第一压板22的端部形成有第一压紧面221和垂直第一压紧面221的第一抵靠面222，第一压板22上靠近第二密封圈24的端部处的第一抵靠面222与第二密封圈24的端面相紧贴；第一压板22上靠近第二密封圈24的端部处的第一压紧面221压设于第二密封圈24的外表面。

更进一步地，在第二密封圈24上远离第一压板22的端部设有第二压板25，该第二压板25的结构与第一压板22的结构相同，该第二压板装设在盾构机壳体的后段12上，通过第二压板22压紧该第二密封圈24上远离第一压板22的端部并配合盾构机壳体的后段12一起夹紧第二密封圈24远离第一压板22的端部。

作为本发明的再另一较佳实施方式，铰接密封装置20还包括填设在盾构机壳体的后段12上的第三密封圈26和装设在盾构机壳体的后段12上的第三压板27；第三密封圈26设于第二压板25远离第二密封圈24的一侧，该第三密封圈26和第二密封圈24位于第二压板25的两侧，通过设置第三密封圈26，为盾构机提供第三道密封，提高密封效果以及作用。该第三密封圈26位于第二压板25和第三压板27之间，通过第二压板25和第三压板27压紧该第三密封圈26上对应的端部从而夹紧该第三密封圈26。

较佳地，本发明的盾构机壳体的后段12靠近前端处设有凹陷结构，该凹陷结构用于安装铰接密封装置20，凹陷结构的侧壁与第三压板27的端部相紧贴，从而通过该凹陷结构的侧壁和靠板23将该第一密封圈21、第二密封圈24、第三密封圈26、第一压板22、第二压板25以及第三压板27一起夹紧固定。本发明的铰接密封装置20提供了三道密封圈，且最前端的密封圈可拆卸更换，实现了更换磨损的密封圈的可能性，操作简单、方便，保证了在推进过程中，密封圈的完整性和密封性，保证施工安全。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴向可更换式铰接密封装置，安装于盾构机壳体的前段和后段的连接处，所述盾构机壳体的后段有部分插入所述盾构机壳体的前段内，其特征在于，所述铰接密封装置包括：

套设于所述盾构机壳体的后段上的第一密封圈，所述第一密封圈靠近所述盾构机壳体的后段的前端面设置，通过所述第一密封圈密封所述盾构机壳体的后段和所述盾构机壳体的前段之间的空隙；

装设于所述盾构机壳体的后段上的第一压板，通过所述第一压板压紧所述第一密封圈上远离所述盾构机壳体的后段的前端面的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第一密封圈的端部；以及

可拆卸地装设于所述盾构机壳体的后段的前端面上的靠板，所述靠板上有部分凸伸出所述盾构机壳体的后段的前端面并与所述第一密封圈相紧贴，通过所述靠板和所述第一压板相互配合夹紧所述第一密封圈。

2.如权利要求1所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述第一压板的端部形成有第一压紧面和与所述第一压紧面垂直连接的第一抵靠面；

所述第一压板上靠近所述第一密封圈端部处的第一抵靠面与所述第一密封圈的端面相紧贴；

所述第一压板上靠近所述第一密封圈端部处的第一压紧面压设于所述第一密封圈的外表面。

3.如权利要求1或2所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述靠板上凸伸出所述盾构机壳体的后段的前端面的部分设有凸沿，所述凸沿卡套于所述盾构机壳体的后段上，且与所述第一密封圈的端部相紧贴。

4.如权利要求3所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述凸沿的外周设有卡台；

所述第一密封圈的外表面靠近端部处设有与所述卡台对应适配的卡槽，所述卡台卡设于所述卡槽从而通过所述靠板限位所述第一密封圈。

5.如权利要求1所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述第一密封圈的外表面设有呈倾斜状设置的环形密封条，所述环形密封条具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端固设于所述第一密封圈的外表面并与所述盾构机壳体的前段的内表面间留有间隙，所述第一端靠近所述靠板设置，所述第二端远离所述靠板设置，且所述第二端与所述盾构机壳体的前段的内表面相紧贴。

6.如权利要求1所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，还包括套设于所述盾构机壳体的后段上的第二密封圈，所述第二密封圈设于所述第一压板远离所述第一密封圈的一侧，通过所述第一压板压紧所述第二密封圈的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第二密封圈的端部。

7.如权利要求6所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述第一压板的端部形成有第一压紧面和与所述第一压紧面垂直连接的第一抵靠面；

所述第一压板上靠近所述第二密封圈端部处的第一抵靠面与所述第二密封圈的端面相紧贴；

所述第一压板上靠近所述第二密封圈端部处的第一压紧面压设于所述第二密封圈的外表面。

8.如权利要求6所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述第二密封圈上远离所述第一压板的端部设有第二压板，所述第二压板装设于所述盾构机壳体的后段上，通过所述第二压板压紧所述第二密封圈上远离所述第一压板的端部并配合所述盾构机壳体的后段一起夹紧所述第二密封圈远离所述第一压板的端部。

9.如权利要求8所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，还包括套设于所述盾构机壳体的后段上的第三密封圈和装设于所述盾构机壳体的后段上的第三压板；

所述第三密封圈设于所述第二压板远离所述第二密封圈的一侧，所述第三密封圈位于所述第二压板和所述第三压板之间，通过所述第二压板和所述第三压板压紧所述第三密封圈上对应的端部从而夹紧所述第三密封圈。

10.如权利要求1所述的轴向可更换式铰接密封装置，其特征在于，所述盾构机壳体的后段的外周设有适配于所述第一压板的定位槽，所述第一压板部分插入所述定位槽内并通过连接件与所述盾构机壳体紧固连接。