CN110243546B - 一种掘进机铰接密封试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掘进机铰接密封试验台，包括内筒体和外筒体，内筒体的左右两端分别密封固定连接有左连接件和右连接件，外筒体密封固定于右连接件的右侧，右连接件上开设有连通内筒体与外筒体的通孔，右连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使外筒体与待测铰接密封系统紧密贴合形成密闭测试腔体，内筒体上连通有进液阀和用于检测内筒体内压力的压力测试元件。应用该掘进机铰接密封试验台，可以在使用前对不同类型的铰接密封系统进行承压测试，确保铰接密封系统在使用中的密封性能，提高盾构施工的安全性。同时，该铰接密封试验台结构简单，测压过程方便有效，并适应于多种不同类型的铰接密封系统，具有较好的经济性、适用性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及铰接密封技术领域，更具体地说，涉及一种掘进机铰接密封试验台。
背景技术
随着城市建设的不断深化，轨道交通、公路、水利建设等工程相较以前都有大幅度的增长，而盾构机施工因其安全性和高效性，越来越受到施工单位的青睐。
盾构机的盾体由前盾、中盾和尾盾组成，通常在中盾和盾尾之间安装铰接机构进行连接，使盾构机具有姿态调整的功能，以满足施工过程中曲线段的掘进。
在隧道施工过程中，盾构机的内部与外部存在压力差，铰接位置也必需承受一定的压力。为保证铰接机构能承受一定压力，防止盾体外的泥水、渣土侵入设备内部，则需要在铰接部分安装铰接密封。铰接密封是铰接机构的关键部件之一，其密封性能和使用寿命将直接影响到盾构施工的安全性与高效性。
现有的铰接密封件在生产厂商或者在安装前缺乏承压能力试验系统，没有密封性能评测依据，其可靠性无法在使用前进行全面测试。
同时，盾构机设备制作厂在盾构机调试完毕，因客观原因无法在厂内对铰接密封系统进行工况压力试验，也是掘进机使用中的安全隐患之一，极易造成盾构机在施工过程中漏水漏浆的情况发生，影响施工安全及项目进展。
综上所述，如何有效地解决铰接密封装置性能难以保证造成的掘进机安全隐患等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种掘进机铰接密封试验台，该掘进机铰接密封试验台的结构设计可以有效地解决铰接密封装置性能难以保证造成的掘进机安全隐患的问题。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种掘进机铰接密封试验台，包括内筒体和外筒体，所述内筒体的左右两端分别密封固定连接有左连接件和右连接件，所述外筒体密封固定于所述右连接件的右侧，所述右连接件上开设有连通所述内筒体与所述外筒体的通孔，所述右连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使所述外筒体与所述待测铰接密封系统紧密贴合形成密闭测试腔体，所述内筒体上连通有进液阀和用于检测所述内筒体内压力的压力测试元件。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述外筒体的内壁面用于与所述待测铰接密封系统紧密贴合。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述左连接件上开设有通孔，所述左连接件能够与不同规格的内胆固定连接，且所述左连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使所述内胆的外壁面与对应的所述待测铰接密封系统间紧密贴合形成密闭测试腔体。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，还包括用于与所述左连接件固定连接以将所述左连接件上的通孔密封的盖板。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述左连接件和所述右连接件上均具有用于与所述待测铰接密封系统固定连接的吊耳。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述右连接件为钢板。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述内筒体上连通有排液阀。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述压力测试元件为压力表。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，还包括用于支撑于所述内筒体和所述外筒体的试验台支座。
优选地，上述掘进机铰接密封试验台中，所述内筒体上连通有安全阀。
本发明提供的掘进机铰接密封试验台包括内筒体、外筒体、左连接件和右连接件。其中，左连接件和右连接件分别密封固定于内筒体的左右两端。外筒体密封固定于右连接件的右侧，右连接件上开设有连通内筒体与外筒体的通孔。右连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使外筒体与待测铰接密封系统紧密贴合形成密闭测试腔体，内筒体上连通有进液阀和用于检测内筒体内压力的压力测试元件。
应用本发明提供的掘进机铰接密封试验台，将待测铰接密封系统与右连接件固定连接，并使其与外筒体紧密贴合，从而形成密闭测试腔体。进行密封性能测试时，打开进液阀，水流等液体通过进液阀流入内筒体内，并通过右连接件上的通孔进入右侧的密闭测试腔体。当液体达到饱和状态时，压力测试元件开始有示数，此时继续注液，压力测试元件的示数不断增加，铰接密封系统所承受的压力也不断增加。观察铰接密封系统开始泄露的临界压力，此压力即是该铰接密封系统所能承受的最大压力值。为提高测量准确度，按照上述步骤进行多次测量，并求取平均测量值。综上，本发明提供的掘进机铰接密封试验台，可以在使用前对不同类型的铰接密封系统进行全面的承压测试，确保铰接密封系统在使用中的密封性能，提高盾构施工的安全性能。同时，该铰接密封试验台结构简单，测压过程方便有效，并适应于多种不同类型的铰接密封系统，具有较好的经济性、适用性和安全性。
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为本发明一个具体实施例的掘进机铰接密封试验台的结构示意图；
图2为不同内胆安装示意图；
图3为右侧安装不同待测铰接密封系统的示意图；
图4为左右两侧分别安装不同待测铰接密封系统的示意图。
附图中标记如下：
1-左连接件，2-安全阀，3-压力表，4-进液阀，5-内筒体，6-右连接件，7-外筒体，8-右连接吊耳，9-试验台支座，10-排液阀，11-左连接吊耳，12-第一内胆，13-第二内胆，14-盖板。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种掘进机铰接密封试验台，可以对不同类型的铰接密封系统的密封性能进行保压试验。
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做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。
请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的掘进机铰接密封试验台的结构示意图。
本发明提供的掘进机铰接密封试验台包括内筒体5、外筒体7、左连接件1和右连接件6。
其中，左连接件1和右连接件6分别密封固定于内筒体5的左右两端，从而在内筒体5内围成蓄液腔。需要说明的是，此处及下文提到的左右指内筒体5相对的两端，并不限定测试过程中的绝对方向。左连接件1与右连接件6具体可以为与内筒体5密封固定连接的分体式结构，如通过焊接连接，也可以与内筒体5为一体式结构。
外筒体7密封固定于右连接件6的右侧，右连接件6上开设有连通内筒体5与外筒体7的通孔。也就是内筒体5与外筒体7之间通过右连接件6密封固定连接，右连接件6上的通孔以使蓄液腔中的液体能够进入密闭测试腔体。具体的，右连接件6可以为带孔钢板。
右连接件6用于与待测铰接密封系统固定连接，也就是用于安装待测铰接密封系统。外筒体7用于与待测铰接密封系统形成密封结构，以对待测铰接密封系统的密封性能进行测试。外筒体7能够与不同的待测铰接密封系统配合形成密封结构，从而对不同的待测铰接密封系统进行性能测试。
内筒体5上连通有进液阀4和用于检测内筒体5内压力的压力测试元件。压力测试元件具体可以为压力表3，也可以为压力传感器等。进液阀4具体可以通过管路与内筒体5连通。
应用本发明提供的掘进机铰接密封试验台，将待测铰接密封系统与右连接件6固定连接，并使其密封面与外筒体7紧密贴合，从而形成密闭测试腔体。进行密封性能测试时，打开进液阀4，水流等液体通过进液阀4流入内筒体5内，并通过右连接件6上的通孔进入右侧的密闭测试腔体。当液体达到饱和状态时，压力测试元件开始有示数，此时继续注液，压力测试元件的示数不断增加，铰接密封系统所承受的压力也不断增加。观察铰接密封系统开始泄露的临界压力，此压力即是该铰接密封系统所能承受的最大压力值。为提高测量准确度，按照上述步骤进行多次测量，并求取平均测量值。综上，本发明提供的掘进机铰接密封试验台，可以在使用前对不同类型的铰接密封系统进行全面的承压测试，确保铰接密封系统在使用中的密封性能，提高盾构施工的安全性能。同时，该铰接密封试验台结构简单，测压过程方便有效，并适应于多种不同类型的铰接密封系统，具有较好的经济性、适用性和安全性。
具体的，外筒体7的内壁面用于与待测铰接密封系统密封连接。也就是待测铰接密封系统密封安装于外筒体7的内部，并与外筒体7的内壁面紧密贴合。如图3所示，图3为右侧安装不同待测铰接密封系统的示意图。图中方案1为双唇聚氨酯密封A，方案2为“B型+气囊橡胶”密封B。
进一步地，左连接件1上开设有通孔，左连接件1能够与不同规格的内胆固定连接，且左连接件1用于与待测铰接密封系统固定连接，并使内胆的外壁面与对应的待测铰接密封系统间紧密贴合形成密闭测试腔体。左连接件1上的通孔实现了与内筒体5内蓄液腔的连通，进而能够向密闭测试腔体内注入液体。如图2所示，图2为不同内胆安装示意图。左连接件1可连接不同类型的内胆，如图2中第一内胆12，或第二内胆13，以适配各内胆对应的不同类型的待测铰接密封系统。通过内胆与外筒体7的设置，内胆与外筒体7可以与多种类型的铰接密封系统形成密闭测试腔体，通过向密闭测试腔体中注入液体保压，则可以对不同类型的铰接密封进行测试。左连接件1具体可以为法兰。
更进一步地，还包括用于与左连接件1固定连接以将左连接件1上的通孔密封的盖板。也就是通过盖板将左连接板1上的通孔密封，从而保证液体仅能够进入右侧待测铰接密封系统与外筒体7形成的密闭测试腔体，以进行试验。当然，根据需要左连接件也可以选用不具有通孔的密封板，则仅通过右侧的外筒体7进行试验。
通过上述设置，可以根据需要选择单独在内筒体1的左侧进行试验，或者单独在内筒体1的右侧进行试验，也可以在内筒体1的左右两侧同时试验。若只需测试安装于外筒体7处的铰接密封系统，则可以在左连接板1外侧安装盖板，确保水流等液体只进入外筒体7与铰接密封系统形成的密闭测试腔体中；若只需测试安装于内胆的铰接密封系统，则需要将密封性能较好的铰接密封系统安装于外筒体7处，确保该处能够承受较大的测试压力，然后对安装于内胆处的铰接密封系统进行保压测试。
进行密封性能测试时，以采用水试验为例，打开进液阀4，水流通过进液阀4流入蓄液腔和两个密闭测试腔体中。当水量达到饱和状态时，压力测试元件开始有示数，此时继续注水，压力测试元件的示数不断增加，铰接密封系统所承受的压力也不断增加。观察铰接密封系统开始泄露的临界压力，此压力即是该铰接密封系统所能承受的最大压力值。测量过程不可避免地存在误差，所以在测试过程中，应该按照上述步骤，进行多次测量，并求取平均测量值，以保证试验的准确度。
具体的，左连接件1和右连接件6上均具有用于与待测铰接密封系统固定连接的吊耳。也就是左连接件1上具有左连接吊耳11，右连接件6上具有右连接吊耳8。通过吊耳便于与铰接密封系统可拆卸固定连接。在设置有盖板的情况下，则盖板上开设有工艺孔，如矩形孔，以避免与左连接吊耳11干涉。
在上述各实施例的基础上，内筒体5上连通有排液阀10。则进行密封性能测试时，打开进液阀4，关闭排液阀10。试验结束后，通过排液阀10将液体排出。具体的，排液阀10安装于内筒体5的最底端，以便于将内筒体5内的液体排放干净。根据需要也可以在试验结束后，通过倾倒将液体排出，但操作不便，费时费力。
为了保证掘进机铰接密封试验台的稳定性，还包括用于支撑内筒体5和外筒体7的试验台支座9。为了保证试验安全性，内筒体5上连通有安全阀2。具体可以在内筒体5上分别开孔，以分别安装安全阀2、压力测试元件和进液阀4及排液阀10。
以下分别以一个优选的实施方式为例，说明本方案。
在该优选的实施方式中，掘进机铰接密封试验台包括左连接吊耳11、右连接吊耳8、内筒体5、外筒体7、试验台支架9和具有通孔的左连接件1、具有通孔的右连接件6。各部件按照图1结构纵剖视图进行焊接，并在内筒体5上按照图1所示位置进行开孔，以便安装安全阀2、压力表3、进液阀4和排液阀10。左连接件1、内筒体5与右连接件6形成一个蓄液腔，其作用是将从进液阀4进入的液存储并分流到左右两个密闭测试腔体中，实现对不同类型的铰接密封系统进行密封性能测试，蓄液腔及左右密闭测试腔体中的液体可通过排液阀10流出。
在左连接件1上可以安装不同的内胆，如图2所示第一内胆12和第二内胆13，内胆上可以安装不同类型的铰接密封系统，扩大试验台的使用范围，满足试验台全适应的特点。
图3是仅在外筒体7处安装铰接密封系统的情况，方案1为双唇聚氨酯密封A，方案2为“B型+气囊橡胶”密封B，下面仅以方案1为例来说明试验过程。
待测的双唇聚氨酯密封系统通过右连接吊耳8与试验台相连接，并保证双唇聚氨酯密封A外壁与外筒体7的内壁紧密贴合。右连接件6、外筒体7和双唇聚氨酯密封系统形成密闭测试腔体。在左连接件1上安装盖板14，并在盖板14上开矩形孔，以便其与左连接吊耳11互不干涉。盖板14的作用是堵塞左连接件1上的开孔，保证液体流仅流入右侧的密封测试腔中。
进行密封性能测试时，打开进液阀4，关闭排液阀10，液体通过进液阀4流入蓄液腔和右侧的密闭测试腔体中。当蓄液腔和右密闭测试腔体的液体量达到饱和状态时，压力表3开始有示数，此时继续注液，压力表3的示数不断增加，双唇聚氨酯密封系统所承受的压力也不断增加。观察铰接密封系统开始泄露的临界压力，此压力即是该铰接密封系统所能承受的最大压力值。
测量过程不可避免地存在误差，所以在测试过程中，应该按照上述步骤，进行多次测量，并求取平均测量值，以保证试验的准确度。
图4是在试验台左侧安装铰接密封系统并进行试验的情况。方案3为球型橡胶密封C，方案4为单唇聚氨酯密封D，下面仅以方案3为例来说明试验过程。
球型橡胶密封系统通过左连接吊耳11与试验台固定架相连接，并保证球型橡胶密封C内壁与内胆13的外壁紧密贴合。左连接板1、内胆13和球型橡胶密封系统形成左密封测试腔。
对左侧进行密封测试时，右侧应该安装密封性能较高的铰接密封系统，确保其能够承受较大的压力。其余测试步骤与方案1的测试步骤相同。需要说明的是，附图中给出了四种不同类型的铰接密封系统，但本发明并不限于所描述的铰接密封类型。
本发明所提出的全适应性铰接密封试验台，可以在使用前对不同类型的铰接密封系统进行全面的承压测试，确保铰接密封系统在使用中的密封性能，提高盾构施工的安全性能。同时，本文所发明的铰接密封试验台结构简单，测压过程方便有效，并适应于多种不同类型的铰接密封系统，具有较好的经济性、适用性和安全性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种掘进机铰接密封试验台，其特征在于，包括内筒体和外筒体，所述内筒体的左右两端分别密封固定连接有左连接件和右连接件，所述外筒体密封固定于所述右连接件的右侧，所述右连接件上开设有连通所述内筒体与所述外筒体的通孔，所述右连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使所述外筒体与所述待测铰接密封系统紧密贴合形成密闭测试腔体，所述内筒体上连通有进液阀和用于检测所述内筒体内压力的压力测试元件，所述外筒体的内壁面用于与所述待测铰接密封系统紧密贴合，所述左连接件上开设有通孔，所述左连接件能够与不同规格的内胆固定连接，且所述左连接件用于与待测铰接密封系统固定连接，并使所述内胆的外壁面与对应的所述待测铰接密封系统间紧密贴合形成密闭测试腔体，还包括用于与所述左连接件固定连接以将所述左连接件上的通孔密封的盖板，所述左连接件和所述右连接件上均具有用于与所述待测铰接密封系统固定连接的吊耳。
2.根据权利要求1所述的掘进机铰接密封试验台，其特征在于，所述右连接件为带孔的钢板。
3.根据权利要求1-2任一项所述的掘进机铰接密封试验台，其特征在于，所述内筒体上连通有排液阀。
4.根据权利要求3所述的掘进机铰接密封试验台，其特征在于，所述压力测试元件为压力表。
5.根据权利要求3所述的掘进机铰接密封试验台，其特征在于，还包括用于支撑所述内筒体和所述外筒体的试验台支座。
6.根据权利要求3所述的掘进机铰接密封试验台，其特征在于，所述内筒体上连通有安全阀。
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