CN113945341A - 刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，包括：底部与密封腔连通的保压罐，存储有液体，保压罐的顶部设有进气口和出气口；安装于进气口上的供气组件；安装于出气口上的出气阀；安装于保压罐的上的第一压力检测单元，用于实时检测保压罐内的压力；与供气组件、出气阀以及第一压力检测单元连接的控制器，通过控制器控制保压罐内的压力，从而能够对密封腔内的压力进行实时控制，无需人为操作控制，可及时迅速的对压力进行调节，实现了对密封腔内压力的精准控制，确保了试验数据的采集和试验效果准确性。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道施工技术领域，特指一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置。
背景技术
刀盘驱动密封试验装置是一种通过模拟盾构施工过程中的土质、压力、刀盘转速的施工情况以对驱动密封圈进行测试的试验模拟设备。在试验过程中可以根据工程的地质的变化特点，调整试验装置外部负载压力大小，以验证驱动密封性能是否能满足工程工况。
刀盘驱动密封试验装置包括供存储实验液体的椭圆密封腔以及设于椭圆密封腔背面的驱动旋转装置和动力箱，驱动旋转装置和动力箱内形成有与椭圆密封腔连通的环向密封通道，多个驱动密封圈间隔地安装于该环形密封通道内，实验时，需要向驱动密封圈间的间隙内注入油脂以阻挡外部实验介质进入，通过对椭圆密封腔进行加压以模拟盾构施工过程中的土压，以检测驱动密封圈的性能。
现有技术中通常在刀盘驱动密封试验装置上安装有与椭圆密封腔连通的螺杆泵和手动球阀，通过该螺杆泵对椭圆密封腔内进行加压，通过手动球阀手动排出椭圆密封腔内的液体从而起到泄压的作用。由于刀盘驱动密封试验的需求，在试验装置运行过程中加注的润滑油脂会从密封圈内溢出至负载密封腔内。久而久之，溢出的油脂会压缩密封腔内原有的液体的体积，从而间接提高了密封腔内的压力，需要通过人工不间断的泄压操作，以维持试验所需负载压力；如不经常加以干涉，会影响试验数据的采集以及试验效果。
密封腔内的负载压力是通过安装其上方的机械压力表进行显示，加压与泄压的过程均需通过人工的方式进行监测和操作。由于人为操作的不准确性会对试验压力产生很大波动，并且试验所需压力越高，对压力的控制也越不精准，需反复多次加压泄压的操作，才能达到试验所需压力。该种从密封腔内增加或排出液体的手动压力控制方式，操作较繁杂，易造成负载压力明显波动，趋于稳定所需的时间长，对人员操作要求比较高，不易控制。同时在试验过程中出现负载压力上升的情况，需人工不间断监测并加以干涉操作，不利于试验数据采集。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，以解决现有技术中手动调节刀盘驱动密封试验装置的椭圆密封腔内液体压力的方式精确度差、耗费人力和时间、并影响试验数据的采集和试验效果准确性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，刀盘驱动密封试验装置包括供存储液体的密封腔，其特征在于，所述压力调节保持装置包括：
底部与所述密封腔连通的保压罐，存储有液体，所述保压罐的顶部设有进气口和出气口；
安装于所述进气口上的供气组件；
安装于所述出气口上的出气阀；
安装于所述保压罐的上的第一压力检测单元，用于实时检测所述保压罐内的压力；以及
与所述供气组件、所述出气阀以及所述第一压力检测单元连接的控制器，用于将所检测到的保压罐内的压力与设定压力值进行比较，在所述保压罐内的压力小于压力设定值时，所述控制器控制所述出气阀关闭并控制所述供气组件向所述保压罐内通入气体；在所述保压罐内的压力达到压力设定值时，所述控制器控制所述出气阀和所述供气组件关闭；在所述保压罐内的压力大于压力设定值时，所述控制器控制所述供气组件关闭并控制所述出气阀打开，对所述保压罐进行排气。
本发明保压罐内存储有液体，通过向保压罐内通入气体，当罐内压力上升时，气压会通过气体和液体接触的表面层，均匀地在液体上施加于等强度值的压强，且由于密封腔内充满液体，保压罐的底部与密封腔连通，利用压强的传递性，实现对密封腔内加压，从而能够控制密封腔内的液体压力。控制器通过第一压力检测单元实时检测保压罐内的压力，将该保压罐内的压力与压力设定值进行比较，以控制供气组件通气和闭气以及出气阀的开启和关闭，以对保压罐内压力的进行实时调控，从而能够对密封腔内的压力进行实时控制，以控制密封腔内压力始终保持在压力设定值，无需人为操作控制，及时迅速的对压力进行调节，实现了对密封腔内液体压力的精准控制，确保了试验数据的采集和试验效果准确性。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，所述供气组件包括安装于所述进气口上的进气管、与所述进气管连通且内部存储有气体的储气罐以及安装于所述进气管上且位于所述储气罐和所述进气口之间的进气阀。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括安装于所述保压罐上的安全阀。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括安装于所述出气口上的出气管以及安装于所述出气管上的管道消音器；
所述出气阀安装于所述出气管上。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括连通所述保压罐底部和所述密封腔之间的第一管路，所述第一管路内充满液体。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括与所述第一管路连通的第二管路，所述第二管路连接有液体供给装置，通过液体供给装置向所述保压罐内注入液体。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括安装于所述第一管路上且位于所述保压罐和所述第二管路之间的第一控制阀、安装于所述第一管路上且位于所述密封腔和所述第二管路之间的第二控制阀以及安装于所述第二管路上的第三控制阀。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括设于所述第二管路上的第二压力检测单元。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括设于所述第二管路上的单向阀。
本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的进一步改进在于，还包括设于所述第二管路上的流量计。
附图说明
图1为本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置和密封腔的结构示意图。
图2为本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置、密封腔以及液体供给装置的结构示意图。
图中：密封腔10，保压罐20，安全阀21，液位传感器22，供气组件30，进气管31，进气阀32，出气管41，出气阀42，管道消音器43，第一压力检测单元50，控制器60，第一管路70，第一控制阀71，第二控制阀72，第二管路80，第三控制阀81，第二压力检测单元82，单向阀83，流量计84，手动球阀85，液体供给装置90。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，用于调节刀盘驱动密封试验装置内液体压力，本发明包括保压罐、供气组件、出气阀、第一压力检测单元以及控制器，保压罐的底部与密封腔连通，通过控制器控制保压罐内的压力，利用压强的传递性，进而控制密封腔内的液体压力。
下面结合附图对本发明刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置进行说明。
参见图1，在本实施例中，一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，刀盘驱动密封试验装置包括供存储液体的密封腔10，压力调节保持装置包括：底部与密封腔10连通的保压罐20，保压罐20存储有液体，保压罐20的顶部设有进气口和出气口；安装于进气口上的供气组件30；安装于出气口上的出气阀42；安装于保压罐20的上的第一压力检测单元50，第一压力检测单元50用于实时检测保压罐20内的压力；与供气组件30、出气阀42以及第一压力检测单元50连接的控制器60，控制器60用于将所检测到的保压罐20内的压力与设定压力值进行比较，在保压罐20内的压力小于压力设定值时，控制器60控制出气阀42关闭并控制供气组件30向保压罐20内通入气体；在保压罐20内的压力达到压力设定值时，控制器60控制出气阀42和供气组件30关闭；在保压罐20内的压力大于压力设定值时，控制器60控制供气组件30关闭并控制出气阀42打开，对保压罐20进行排气。
在本实施例中压力调节保持装置通过控制器60控制保压罐20内的压力以控制保压罐20内液体压力，利用压强的传递性，进而控制密封腔10内的液体压力，以对保压罐20内压力的进行实时调控，从而能够对密封腔10内的压力进行实时控制，无需人为操作控制，可及时迅速的对压力进行调节，实现了对密封腔10内液体压力的精准控制，确保了试验数据的采集和试验效果准确性。
参见图1，进一步的，供气组件30包括安装于进气口上的进气管31、与进气管31连通且内部存储有气体的储气罐以及安装于进气管31上且位于储气罐和进气口之间的进气阀32。控制器60通过控制进气阀32的打开和关闭以实现储气罐与保压罐20的连通和关闭，从而控制对保压罐20的通气。
参见图1，更进一步的，压力调节保持装置还包括安装于保压罐20上的安全阀21，对保压罐20起到安全保护作用。当保压罐20压力超过规定值时，安全阀21打开，将保压罐20中的一部分气体排出，使保压罐20压力不超过规定值，从而保证保压罐20不因压力过高而发生事故。
参见图1，较佳地，压力调节保持装置还包括安装于出气口上的出气管41以及安装于出气管41上的管道消音器43；出气阀42安装于出气管41上，在控制器60控制出气阀42打开，以排除保压罐20内气体时，管道消音器43能够消减气体排放的声音，减小噪音污染。
参见图1，进一步的，压力调节保持装置还包括设于所述保压罐20上的液位传感器22，液位传感器22为若干个且沿着保压罐20的高度方向间隔设置，以检测保压罐20内液体的液位值，从而控制保压罐20内液体的注入量。
参见图1，在一种具体实施例中，压力调节保持装置还包括连通保压罐20底部和密封腔10之间的第一管路70，第一管路70内充满液体，通过第一管路70连接保压罐20底部和密封腔10，利用压强的传递性，使得保压罐20内的液体压力和密封腔10内液体压力相等，通过控制器60控制保压罐20内的压力以控制保压罐20内液体压力，进而控制密封腔10内的液体压力。
参见图1和图2，进一步的，压力调节保持装置还包括与第一管路70连通的第二管路80，第二管路80连接有液体供给装置90，通过液体供给装置90向保压罐20内注入液体。更进一步的，压力调节保持装置还包括安装于第一管路70上且位于保压罐20和第二管路80之间的第一控制阀71、安装于第一管路70上且位于密封腔10和第二管路80之间的第二控制阀72以及安装于第二管路80上的第三控制阀81。
参见图1，更进一步的，第一控制阀71、第二控制阀72、第三控制阀81为连通阀，第二管路80上还设有手动球阀85。
参见图1，较佳地，压力调节保持装置还包括设于第二管路80上的第二压力检测单元82。
参见图1和图2，较佳地，压力调节保持装置还包括设于第二管路80上的单向阀83，单向阀83用于确保液体只能从液体供给装置90流向保压罐20，避免液体回流至液体供给装置90。
参见图1，较佳地，压力调节保持装置还包括设于第二管路80上的流量计84，流量计84用于控制液体的流量。
具体的，第一压力检测单元50、第二压力检测单元82为压力表。
下面对本发明的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置的工作流程进行说明。
参见图1和图2，在进行试验模拟之前，关闭第二控制阀72，打开第一控制阀71和第三控制阀81，使液体供给装置90与保压罐20连通，液体供给装置90向保压罐20内注入液体，注入一定量的液体后，关闭第三控制阀81，打开第一控制阀71和第二控制阀72，使保压罐20和密封腔10连通，通过控制器60控制供气组件30向保压罐20内注入气体，通入的气体对保压罐20内的液体施加压力，将保压罐20内的液体通过第一管路70压入密封腔10内，在进行试验模拟时，始终关闭第三控制阀81，打开第一控制阀71和第二控制阀72，通过控制器60实时控制保压罐20内的压力，在保压罐20内的压力小于压力设定值时，控制器60控制出气阀42关闭并控制供气组件30向保压罐20内通入气体；在保压罐20内的压力达到压力设定值时，控制器60控制出气阀42和供气组件30关闭；在保压罐20内的压力大于压力设定值时，控制器60控制供气组件30关闭并控制出气阀42打开，对保压罐20进行排气。
Claims (10)
1.一种刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，刀盘驱动密封试验装置内形成有供存储液体的密封腔，其特征在于，所述压力调节保持装置包括：
底部与所述密封腔连通的保压罐，存储有液体，所述保压罐的顶部设有进气口和出气口；
安装于所述进气口上的供气组件；
安装于所述出气口上的出气阀；
安装于所述保压罐的上的第一压力检测单元，用于实时检测所述保压罐内的压力；以及
与所述供气组件、所述出气阀以及所述第一压力检测单元连接的控制器，用于将所检测到的保压罐内的压力与设定压力值进行比较，在所述保压罐内的压力小于压力设定值时，所述控制器控制所述出气阀关闭并控制所述供气组件向所述保压罐内通入气体；在所述保压罐内的压力达到压力设定值时，所述控制器控制所述出气阀和所述供气组件关闭；在所述保压罐内的压力大于压力设定值时，所述控制器控制所述供气阀关闭并控制所述出气阀打开，对所述保压罐进行排气。
2.根据权利要求1所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，所述供气组件包括安装于所述进气口上的进气管、与所述进气管连通且内部存储有气体的储气罐以及安装于所述进气管上且位于所述储气罐和所述进气口之间的进气阀。
3.根据权利要求1所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括安装于所述保压罐上的安全阀。
4.根据权利要求1所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括安装于所述出气口上的出气管以及安装于所述出气管上的管道消音器；
所述出气阀安装于所述出气管上。
5.根据权利要求1所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括连通所述保压罐底部和所述密封腔之间的第一管路，所述第一管路内充满液体。
6.根据权利要求5所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括与所述第一管路连通的第二管路，所述第二管路连接有液体供给装置，通过液体供给装置向所述保压罐内注入液体。
7.根据权利要求6所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括安装于所述第一管路上且位于所述保压罐和所述第二管路之间的第一控制阀、安装于所述第一管路上且位于所述密封腔和所述第二管路之间的第二控制阀以及安装于所述第二管路上的第三控制阀。
8.根据权利要求6所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括设于所述第二管路上的第二压力检测单元。
9.根据权利要求6所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括设于所述第二管路上的单向阀。
10.根据权利要求1所述的刀盘驱动密封试验装置用的压力调节保持装置，其特征在于，还包括设于所述保压罐上的液位传感器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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