CN108679043B - 一种破碎机油缸及其密封监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种破碎机油缸及其密封监测系统，包括油缸缸体和防护套（5），防护套（5）套设在油缸缸体外形成缸套（3）的伸缩轨道，且防护套（5）和油缸缸体之间形成油雾腔（25），在活塞杆（1）内与油雾腔（25）对应位置设置有呼吸口（7）和油气进口（8）；呼吸口（7）与第一油雾管线（26）连接，第一油雾管线（26）包括第一球阀（12）、压力表（13）、压力传感器（14）、储气罐（15）、第二球阀（16）、排气单项阀（17）和消音器（18）；油气进口（8）与第二油雾管线（27）连接，第二油雾管线（27）包括进气单项阀（9）、进气球阀（10）和气动三联件（11）。本发明提高泥水盾构施工效率。

Description

一种破碎机油缸及其密封监测系统

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种破碎机油缸及其密封监测系统。

背景技术

随着经济的发展，互联互通的需求，交通运输发展迅速，隧道工程和轨道交通得到爆发式增长，盾构工法在越来越多的工程中推广应用。

气垫式泥水盾构机其控制沉降精确，适应地层广泛，对开挖面周边土体干扰小，能开挖越江跨海隧道，能安全下穿构筑物，在隧道行业应用越来越多。

气垫式泥水盾构机有泥水仓和气垫仓，在气垫仓底部安装破碎机，破碎机对开挖下的渣石进行破碎，达到盾体格栅通过粒径需求和泥浆泵通过粒径需求，然后利用泥浆环流系统输送至分离站。在泥水盾构施工中，破碎机沉浸在气垫仓的渣浆中，破碎机油缸以0-3次/min对渣石挤压破碎和搅拌。在渣石泥浆工况下，往复来回运动，油缸及其密封极其容易损坏，造成密封失效和油缸磨损失效，致使破碎机无法正常工作。

破碎机故障会导致泥浆环流系统无法正常工作，强行推进施工会致使盾体气垫仓格栅堵塞和泥浆泵卡死，造成环流系统瘫痪。

破碎机对泥水盾构具有至关重要的作用。由于破碎机安装位置的特殊性和工况的复杂性，破碎机很容易出现故障，而且维修困难，维修过程需要工人带压进仓，维修存在风险，而且工人的劳动强度较大，成为制约泥水盾构安全施工的一个重要因素。

因此，解决泥水盾构破碎机油缸及其密封磨损失效问题，延长破碎机油缸的使用寿命，降低破碎机油缸故障的概率，减少工人带压进仓维修破碎机的频率并降低破碎机故障引发风险是泥水盾构施工亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供一种破碎机油缸及其密封监测系统，解决传统破碎机油缸及其密封易磨损失效、破碎机油缸寿命短、故障率高、工人带压进仓维修频率高等难题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种破碎机油缸的密封监测系统，包括油缸缸体和防护套，所述油缸缸体包括活塞杆和缸套；防护套套设在油缸缸体外形成缸套的伸缩轨道，且防护套和油缸缸体之间形成油雾腔，在活塞杆内与油雾腔相对应的位置，设置有呼吸口和油气进口；呼吸口与第一油雾管线连接，所述第一油雾管线包括第一油雾管道，在第一油雾管道由靠近呼吸口至远离呼吸口的方向依次串联连接有第一球阀、压力表、压力传感器、储气罐、第二球阀、排气单向阀和消音器；油气进口与第二油雾管线连接，所述第二油雾管线包括第二油雾管道，在第二油雾管道上由靠近油气进口至远离油气进口的方向依次串联连接有进气单向阀、进气球阀和气动三联件。

所述油缸缸体，包括活塞杆、活塞、缸套、内导向端盖；活塞杆安装在支座上，缸套套设在活塞杆上且缸套的一端与内导向端盖固定连接，内导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜，内导向端盖套设在活塞杆上并与活塞杆密封连接；缸套的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套内壁、活塞杆外壁和活塞外壁构成第二液压油腔，活塞杆外壁、缸套内壁、活塞内壁和内导向端盖内壁构成第一液压油腔；在活塞杆内与第一液压油腔相对应的位置设置有油口Ⅰ，油口Ⅰ与第一液压油腔相通，第一液压油路穿过安装支座进入活塞杆内与油口Ⅰ连接；

在活塞杆内与第二液压油腔相对应的位置设置有油口Ⅱ，油口Ⅱ与第二液压油腔相通，第二液压油路穿过安装支座进入活塞杆内与油口Ⅱ连接。

所述防护套套设在缸套外构成缸套的伸缩轨道，且防护套靠近破碎机的一端通过外导向端盖与缸套密封连接，防护套的另一端固定在活塞杆上，外导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜。

一种用于破碎机油缸的监测系统，使用方法如下：首先，打开进气球阀，关闭第二球阀，通过气动三联件对油雾腔充填油雾气，使油雾腔的压力比掘进时气垫仓压力大0.5-0.8bar，通过压力表和压力传感器观察，达到要求后关闭进气球阀，这时破碎机进行破碎和搅拌；在破碎机油缸进行伸缩时，压力表和压力传感器会存在压力波动，要定期观察压力波动，若压力波动较小，或者压力传感器传递的最小压力接近气垫仓压力或者小于气垫仓压力，则外导向密封可能损坏或者需要对油雾腔进行补气；

为检查油雾腔密封是否完好，使油缸处于伸出状态，对油雾腔进行充气，使油雾腔压力比气垫仓压力大2bar，关闭进气球阀和第二球阀，然后进行保压，在30min内压力不降低，则外导向端盖密封完好；若压力下降或下降较快，则外导向端盖已损坏，需要在稳定地质区域进行维护破碎机油缸。

一种破碎机油缸，包括活塞杆、活塞、缸套、外导向端盖、防护套、内导向端盖、呼吸口、油气进口、第一液压油路、第二液压油路、第一液压油腔、第二液压油腔、油雾腔；

活塞杆安装在支座上，缸套套设在活塞杆上且缸套的一端与内导向端盖固定连接，内导向端盖套设在活塞杆上并与活塞杆密封连接；缸套的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套内壁、活塞杆外壁和活塞外壁构成第二液压油腔，活塞杆外壁、缸套内壁、活塞内壁和内导向端盖内壁构成第一液压油腔；在活塞杆内与第一液压油腔相对应的位置设置有油口Ⅰ，油口Ⅰ与第一液压油腔相通，第一液压油路穿过安装支座进入活塞杆内与油口Ⅰ连接；

在活塞杆内与第二液压油腔相对应的位置设置有油口Ⅱ，油口Ⅱ与第二液压油腔相通，第二液压油路穿过安装支座进入活塞杆内与油口Ⅱ连接；

防护套套设在缸套外构成缸套的伸缩轨道，且防护套靠近破碎机的一端通过外导向端盖与缸套密封连接，防护套的另一端固定在活塞杆上；缸套外壁、外导向端盖内壁、防护套内壁、活塞杆外壁和内导向端盖外壁构成油雾腔；在活塞杆内与油雾腔相对应的位置设置有呼吸口和油气进口。

本发明能够适应带压的外界环境，应用于复杂工况；制造工艺合理，具有良好的经济适用性；并带有密封失效监测系统，有效防止密封失效对破碎机油缸的损伤；提高了内导向端盖密封使用寿命，降低了破碎机故障概率，降低了破碎机的维修概率，降低了工人带压工作的概率，降低了工人的劳动强度，改善了工人的施工环境，有效地解决了解决传统破碎机油缸及其密封易磨损失效、破碎机油缸寿命短、故障率高、工人带压进仓维修频率高等难题，提高了泥水盾构施工的效率，也保证了泥水盾构施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图中，1.活塞杆，2.活塞，3.缸套，4.外导向端盖，5.防护套，6.内导向端盖，7.呼吸口，8.油气进口，9.进气单向阀，10.进气球阀，11.气动三联件，12.第一球阀，13.压力表，14.压力传感器，15.储气罐，16.第二球阀，17.排气单向阀，18.消音器，19.密封，20.第一液压油路，21.第二液压油路，22.压力控制线，23.第一液压油腔，24.第二液压油腔，25.油雾腔，26.第一油雾管线，27.第二油雾管线，28.油口Ⅱ，29.油口Ⅰ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种破碎机油缸，如图1所示，包括活塞杆1、活塞2、缸套3、外导向端盖4、防护套5、内导向端盖6、呼吸口7、油气进口8、第一液压油路20、第二液压油路21、第一液压油腔23、第二液压油腔24、油雾腔25；

活塞杆1安装在支座上，缸套3套设在活塞杆1上且缸套3的一端与内导向端盖6固定连接，内导向端盖6套设在活塞杆1上并与活塞杆1密封连接；缸套3的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套3内壁、活塞杆1外壁和活塞2外壁构成第二液压油腔24，活塞杆1外壁、缸套3内壁、活塞2内壁和内导向端盖6内壁构成第一液压油腔23；在活塞杆1内与第一液压油腔23相对应的位置设置有油口Ⅰ29，油口Ⅰ29与第一液压油腔23相通，第一液压油路20穿过安装支座进入活塞杆1内与油口Ⅰ29连接。

在活塞杆1内与第二液压油腔24相对应的位置设置有油口Ⅱ28，油口Ⅱ28与第二液压油腔24相通，第二液压油路21穿过安装支座进入活塞杆1内与油口Ⅱ28连接。

防护套5套设在缸套3外构成缸套3的伸缩轨道，且防护套5靠近破碎机的一端通过外导向端盖4与缸套3密封连接，防护套5的另一端固定在活塞杆1上；缸套3外壁、外导向端盖4内壁、防护套5内壁、活塞杆1外壁和内导向端盖6外壁构成油雾腔25；在活塞杆1内与油雾腔25相对应的位置设置有呼吸口7和油气进口8。

所述的内外导向端盖内部均设计有密封19，内外导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜。

实施例2：如图1所示，一种破碎机油缸的监测系统，包括油缸缸体和防护套5，所述油缸缸体，包括活塞杆1、活塞2、缸套3、内导向端盖6；活塞杆1安装在支座上，缸套3套设在活塞杆1上且缸套3的一端与内导向端盖6固定连接，内导向端盖6套设在活塞杆1上并与活塞杆1密封连接；缸套3的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套3内壁、活塞杆1外壁和活塞2外壁构成第二液压油腔24，活塞杆1外壁、缸套3内壁、活塞2内壁和内导向端盖6内壁构成第一液压油腔23；在活塞杆1内与第一液压油腔23相对应的位置设置有油口Ⅰ29，油口Ⅰ29与第一液压油腔23相通，第一液压油路20穿过安装支座进入活塞杆1内与油口Ⅰ29连接。

在活塞杆1内与第二液压油腔24相对应的位置设置有油口Ⅱ28，油口Ⅱ28与第二液压油腔24相通，第二液压油路21穿过安装支座进入活塞杆1内与油口Ⅱ28连接。

所述防护套5套设在缸套3外构成缸套3的伸缩轨道，且防护套5靠近破碎机的一端通过外导向端盖4与缸套3密封连接，防护套5的另一端固定在活塞杆1上。

缸套3外壁、外导向端盖4内壁、防护套5内壁、活塞杆1外壁和内导向端盖6外壁构成油雾腔25。

在活塞杆1内与油雾腔25相对应的位置设置有呼吸口7和油气进口8；油气进口8与第二油雾管线27连接，所述第二油雾管线27包括第二油雾管道，在第二油雾管道上由靠近油气进口8至远离油气进口8的方向依次串联连接有进气单向阀9、进气球阀10和气动三联件11。

呼吸口7与第一油雾管线26连接，所述第一油雾管线26包括第一油雾管道，在第一油雾管道由靠近呼吸口7至远离呼吸口7的方向依次串联连接有第一球阀12、压力表13、压力传感器14、储气罐15、第二球阀16、排气单向阀17和消音器18。

在本实施例中，所述的内外导向端盖内部均设计有密封19，内外导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜。

该系统是针对现有泥水盾构鄂式破碎机油缸易故障提出的改进方案，该油缸系统同样可以应用于油缸工况比较复杂的外界环境，潜在的应用市场巨大。并且在应用时，本系统是安装在带压的气垫仓底部。在掘进时，破碎机油缸在渣石泥浆环境中工作，工况十分恶劣。该系统使用时，首先使破碎机油缸处于伸出状态，破碎机的油雾腔腔体处于最大容积状态。

实施例3：如图1所示，一种破碎机油缸监测系统的使用方法如下：首先，打开进气球阀10，关闭第二球阀16，通过气动三联件11对油雾腔25充填油雾气，使油雾腔25的压力比掘进时气垫仓压力大0.5-0.8bar，通过压力表13和压力传感器14观察，达到要求后关闭进气球阀10，这时破碎机进行破碎和搅拌工作；在破碎机油缸进行伸缩时，压力表和压力传感器会存在压力波动，要定期观察压力波动，若压力波动较小，或者压力传感器传递的最小压力接近气垫仓压力或者小于气垫仓压力，则外导向密封可能损坏或者需要对油雾腔进行补气。

为检查油雾腔密封是否完好，使油缸处于伸出状态，对油雾腔25进行充气，使油雾腔25压力比气垫仓压力大2bar，关闭进气球阀10和第二球阀16，然后进行保压，在30min内压力不降低，则外导向端盖密封完好；若压力下降或下降较快，则外导向端盖已损坏，需要在稳定地质区域进行维护破碎机油缸。

上面所述仅为本发明的较佳实施例而已，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之内。

Claims (3)

1.一种破碎机油缸的密封监测系统，其特征在于：包括油缸缸体和防护套（5），所述油缸缸体包括活塞杆（1）和缸套（3）；防护套（5）套设在油缸缸体外形成缸套（3）的伸缩轨道，且防护套（5）和油缸缸体之间形成油雾腔（25），在活塞杆（1）内与油雾腔（25）相对应的位置设置有呼吸口（7）和油气进口（8）；呼吸口（7）与第一油雾管线（26）连接，所述第一油雾管线（26）包括第一油雾管道，在第一油雾管道由靠近呼吸口（7）至远离呼吸口（7）的方向依次串联连接有第一球阀（12）、压力表（13）、压力传感器（14）、储气罐（15）、第二球阀（16）、排气单向阀（17）和消音器（18）；油气进口（8）与第二油雾管线（27）连接，所述第二油雾管线（27）包括第二油雾管道，在第二油雾管道上由靠近油气进口（8）至远离油气进口（8）的方向依次串联连接有进气单向阀（9）、进气球阀（10）和气动三联件（11）；

所述油缸缸体，包括活塞杆（1）、活塞（2）、缸套（3）、内导向端盖（6）；活塞杆（1）安装在支座上，缸套（3）套设在活塞杆（1）上且缸套（3）的一端与内导向端盖（6）固定连接，内导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜，内导向端盖（6）套设在活塞杆（1）上并与活塞杆（1）密封连接；缸套（3）的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套（3）内壁、活塞杆（1）外壁和活塞（2）外壁构成第二液压油腔（24），活塞杆（1）外壁、缸套（3）内壁、活塞（2）内壁和内导向端盖（6）内壁构成第一液压油腔（23）；在活塞杆（1）内与第一液压油腔（23）相对应的位置设置有油口Ⅰ（29），油口Ⅰ（29）与第一液压油腔（23）相通，第一液压油路（20）穿过安装支座进入活塞杆（1）内与油口Ⅰ（29）连接；

在活塞杆（1）内与第二液压油腔（24）相对应的位置设置有油口Ⅱ（28），油口Ⅱ（28）与第二液压油腔（24）相通，第二液压油路（21）穿过安装支座进入活塞杆（1）内与油口Ⅱ（28）连接；

所述防护套（5）套设在缸套（3）外构成缸套（3）的伸缩轨道，且防护套（5）靠近破碎机的一端通过外导向端盖（4）与缸套（3）密封连接，防护套（5）的另一端固定在活塞杆（1）上，外导向端盖端部设计有倒角，并且导向端盖滑动面内嵌有锡青铜。

2.根据权利要求1所述破碎机油缸的密封监测系统，其特征在于，使用方法如下：首先，打开进气球阀（10），关闭第二球阀（16），通过气动三联件（11）对油雾腔（25）充填油雾气，使油雾腔（25）的压力比掘进时气垫仓压力大0.5-0.8bar，通过压力表（13）和压力传感器（14）观察，达到要求后关闭进气球阀（10），这时破碎机进行破碎和搅拌；在破碎机油缸进行伸缩时，压力表和压力传感器会存在压力波动，要定期观察压力波动，若压力波动较小，或者压力传感器传递的最小压力接近气垫仓压力或者小于气垫仓压力，则外导向密封可能损坏或者需要对油雾腔进行补气；

为检查油雾腔密封是否完好，使油缸处于伸出状态，对油雾腔（25）进行充气，使油雾腔（25）压力比气垫仓压力大2bar，关闭进气球阀（10）和第二球阀（16），然后进行保压，在30min内压力不降低，则外导向端盖密封完好；若压力下降或下降较快，则外导向端盖已损坏，需要在稳定地质区域进行维护破碎机油缸。

3.一种破碎机油缸，其特征在于：包括活塞杆（1）、活塞（2）、缸套（3）、外导向端盖（4）、防护套（5）、内导向端盖（6）、呼吸口（7）、油气进口（8）、第一液压油路（20）、第二液压油路（21）、第一液压油腔（23）、第二液压油腔（24）、油雾腔（25）；

活塞杆（1）安装在支座上，缸套（3）套设在活塞杆（1）上且缸套（3）的一端与内导向端盖（6）固定连接，内导向端盖（6）套设在活塞杆（1）上并与活塞杆（1）密封连接；缸套（3）的另一端与破碎机侧壁固定连接，破碎机侧壁、缸套（3）内壁、活塞杆（1）外壁和活塞（2）外壁构成第二液压油腔（24），活塞杆（1）外壁、缸套（3）内壁、活塞（2）内壁和内导向端盖（6）内壁构成第一液压油腔（23）；在活塞杆（1）内与第一液压油腔（23）相对应的位置设置有油口Ⅰ（29），油口Ⅰ（29）与第一液压油腔（23）相通，第一液压油路（20）穿过安装支座进入活塞杆（1）内与油口Ⅰ（29）连接；

在活塞杆（1）内与第二液压油腔（24）相对应的位置设置有油口Ⅱ（28），油口Ⅱ（28）与第二液压油腔（24）相通，第二液压油路（21）穿过安装支座进入活塞杆（1）内与油口Ⅱ（28）连接；

防护套（5）套设在缸套（3）外构成缸套（3）的伸缩轨道，且防护套（5）靠近破碎机的一端通过外导向端盖（4）与缸套（3）密封连接，防护套（5）的另一端固定在活塞杆（1）上；缸套（3）外壁、外导向端盖（4）内壁、防护套（5）内壁、活塞杆（1）外壁和内导向端盖（6）外壁构成油雾腔（25）；在活塞杆（1）内与油雾腔（25）相对应的位置设置有呼吸口（7）和油气进口（8）。