CN110617394A - 免维护的盾构机主驱动密封系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免维护的盾构机主驱动密封系统，由旋转支座、固定支座、浮动密封、油罐、压力传感器、调压阀、油管、土压传感器和气路组成。浮动密封安装在旋转支座和固定支座的沟槽内，在成对的密封环之间形成机械接触密封。油罐内的润滑油在压缩空气的作用下，通过油管和浮动密封之间的油道孔，利用毛细和离心力的作用，对密封面润滑和冷却。检测土压传感器和压力传感器的测量值的差值，当土仓压力提高时，此差值超过设定值，通过调节调压阀，即调整油罐内的压缩空气的压力，使浮动密封内外压差在其允许范围内，从而保证密封的安全，实现整个密封系统在土仓压力工况下工作。本发明具有结构简单紧凑、经济性好、免维护、承压能力高等优点。

Description

免维护的盾构机主驱动密封系统
技术领域
本发明属于地下隧道盾构机工程技术领域，具体的说是涉及一种盾构机主驱动密封系统，尤其涉及一种免维护的盾构机主驱动密封系统。
背景技术
盾构机通过马达驱动刀盘旋转，进而利用安装在刀盘的刀具破坏土(岩)体达到挖掘的目的。在旋转的刀盘和静止的主驱动之间有一套密封系统，阻止挖掘下来的带有压力的渣土进入主驱动内部。目前，此系统多采用在动、静结合处设置若干道单唇或多唇旋转密封的结构形式，并通过一套集中润滑系统往各唇形密封之间注入油脂对其进行润滑。此类密封系统主要存在以下缺点：第一，结构复杂，此系统包括密封、固定密封的零部件、与密封唇口接触的耐磨件、油脂分配器、油脂泵及其附件等，制造成本高，装配工艺复杂；第二，需要持续注入油脂，油脂溢出到土仓，施工成本较高；第三，维护不便，如需检查密封状态或者更换，需要将整个部件拆解才能实施；第四，承压能力有限。因此研制一种结构简单、经济性好、维护方便、承压能力高的主驱动密封系统是一个具有很高现实意义的课题。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种免维护的盾构机主驱动密封系统，不仅结构简单紧凑，经济性好，而且维护方便，承压能力高。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种免维护的盾构机主驱动密封系统，包括旋转支座、固定支座、油罐、压力传感器、调压阀、油管、土压传感器、气路和若干道浮动油封，每一道浮动油封包括一对浮封环和一对橡胶圈，所述旋转支座和固定支座依次设于盾构机的刀盘和主驱动之间，所述旋转支座固定安装于盾构机的刀盘上，所述固定支座固定安装于盾构机的主驱动上，所述旋转支座和固定支座相对的一侧面上分别设有第一浮动油封安装沟槽和第二浮动油封安装沟槽，所述浮动油封的一个浮封环和一个橡胶圈安装于所述旋转支座上对应的第一浮动油封安装沟槽内，所述浮动油封的另一个浮封环和另一个橡胶圈安装于所述固定支座上对应的第二浮动油封安装沟槽内；所述油罐内下部装有润滑油，上部通有带压力的空气，若干道浮动油封之间的油通道通过油管与油罐的下部润滑油连通，所述压力传感器和调压阀安装于所述油罐的上部连接的气路上；所述土压传感器安装于盾构机的承压隔板上。
作为本发明的进一步改进，所述浮动油封为三道，分别为依次间隔设置的浮动油封A、浮动油封B和浮动油封C。
作为本发明的进一步改进，所述旋转支座通过第一螺钉固定安装于盾构机的刀盘上，所述固定支座通过第二螺钉固定安装于盾构机的主驱动上。
作为本发明的进一步改进，所述压力传感器和土压传感器分别传信于盾构机的控制系统，该控制系统比较二者的测量值，当差值超过设定值时，调整油罐内的压缩空气的压力。
本发明的有益效果是：本发明所述的密封系统不仅结构简单紧凑，经济性好，而且免维护，还能承受更大的工作压力，可广泛地应用于盾构机工程机械技术领域，并产生良好的效益。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明局部结构示意图。
结合附图，作以下说明：
1——旋转支座； 2——第一螺钉；
3——固定支座； 4——第二螺钉；
5——浮动油封A； 6——浮动油封B；
7——浮动油封C； 8——油罐；
9——压力传感器； 10——调压阀；
11——油管； 12——土压传感器；
13——气路； 101——刀盘；
102——主驱动。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
参阅图1-2，为本发明所述的一种免维护的盾构机主驱动密封系统，包括旋转支座1、固定支座3、油罐8、压力传感器9、调压阀10、油管11、土压传感器12、气路13和若干道浮动油封。
本实施例的浮动油封以三道为例，分别为依次间隔设置的浮动油封A 5、浮动油封B 6和浮动油封C 7。每一道浮动油封包括一对浮封环和一对橡胶圈，即O型圈，其中一对浮封环为对称的类似锥形的密封环。
旋转支座1和固定支座3依次安装于盾构机的刀盘101和主驱动102之间，旋转支座1通过第一螺钉2固定安装于盾构机的刀盘101上，固定支座3通过第二螺钉4固定安装于盾构机的主驱动102上。旋转支座1和固定支座3相对的一侧面上分别设有三道第一浮动油封安装沟槽和第二浮动油封安装沟槽，三道浮动油封即浮动油封A 5、浮动油封B 6和浮动油封C 7的一个浮封环和一个橡胶圈对应安装于旋转支座1上对应的三个第一浮动油封安装沟槽内，浮动油封A 5、浮动油封B 6和浮动油封C 7的另一个浮封环和另一个橡胶圈分别对应安装于固定支座3上对应的三个第二浮动油封安装沟槽内。
油罐8内下部装有润滑油，上部通有带压力的空气，三道浮动油封之间的油通道通过油管11与油罐8的下部润滑油连通，压力传感器9和调压阀10安装于油罐8的上部连接的气路13上，分别起检测和调节空气压力的作用；土压传感器12安装于盾构机的承压隔板上，用来检测土仓压力。
压力传感器9和土压传感器12分别传信于盾构机的控制系统，该控制系统比较二者的测量值，当差值超过设定值时，可以调整油罐8内的压缩空气的压力。
本发明的工作原理如下：安装后，浮动密封A 5、浮动密封B 6和浮动密封C 7的一个浮封环随刀盘转动，另一个浮封环不转动。浮动密封的2个橡胶圈在与旋转支座、固定支座3和各自密封环的接触面形成静密封，而浮动密封的2个密封环之间的接触面在O形圈因挤压变形产生的轴向载荷的作用下，形成了机械接触密封，阻止土仓的渣土进入主驱动内部。油罐8内的润滑油在压缩空气的作用下充满浮动密封的腔体，通过毛细和离心力的作用，对密封面润滑和冷却。除此之外，此密封系统不需要其它额外的维护。浮动密封的承压能力是有限度的。控制系统比较土压传感器12和压力传感器9的测量值，当差值(即浮动密封的内外压差)超过设定值(小于密封的承压能力)时，通过调节调压阀10，即调整油罐8内的压缩空气的压力保证密封的安全，因此可以实现整个密封系统在土仓压力很高的工况下工作。
综上所述，本发明所述的密封系统不仅结构简单紧凑，经济性好，而且免维护，还能承受更大的工作压力，可广泛地应用于盾构机工程机械技术领域，并产生良好的效益。

Claims (4)

1.一种免维护的盾构机主驱动密封系统，其特征在于：包括旋转支座(1)、固定支座(3)、油罐(8)、压力传感器(9)、调压阀(10)、油管(11)、土压传感器(12)、气路(13)和若干道浮动油封，每一道浮动油封包括一对浮封环和一对橡胶圈，所述旋转支座(1)和固定支座(3)依次设于盾构机的刀盘(101)和主驱动(102)之间，所述旋转支座(1)固定安装于盾构机的刀盘上，所述固定支座(3)固定安装于盾构机的主驱动上，所述旋转支座和固定支座相对的一侧面上分别设有第一浮动油封安装沟槽和第二浮动油封安装沟槽，所述浮动油封的一个浮封环和一个橡胶圈安装于所述旋转支座上对应的第一浮动油封安装沟槽内，所述浮动油封的另一个浮封环和另一个橡胶圈安装于所述固定支座上对应的第二浮动油封安装沟槽内；所述油罐(8)内下部装有润滑油，上部通有带压力的空气，若干道浮动油封之间的油通道通过油管(11)与油罐(8)的下部润滑油连通，所述压力传感器(9)和调压阀(10)安装于所述油罐(8)的上部连接的气路(13)上；所述土压传感器(12)安装于盾构机的承压隔板上。
2.根据权利要求1所述的免维护的盾构机主驱动密封系统，其特征在于：所述浮动油封为三道，分别为依次间隔设置的浮动油封A(5)、浮动油封B(6)和浮动油封C(7)。
3.根据权利要求1所述的免维护的盾构机主驱动密封系统，其特征在于：所述旋转支座(1)通过第一螺钉(2)固定安装于盾构机的刀盘上，所述固定支座(3)通过第二螺钉(4)固定安装于盾构机的主驱动上。
4.根据权利要求1所述的免维护的盾构机主驱动密封系统，其特征在于：所述压力传感器(9)和土压传感器(12)分别传信于盾构机的控制系统，该控制系统比较二者的测量值，当差值超过设定值时，调整油罐(8)内的压缩空气的压力。
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