CN204140079U - 一种铰接密封装置和包括铰接密封装置的盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种铰接密封装置和包括铰接密封装置的盾构机。铰接密封装置用于第一工件与套接在第一工件内的第二工件之间，并包括设置在第二工件的第一端的台阶部、设置在第一工件和第二工件之间的弹性密封圈，以及设置在弹性密封圈的第一端的调整组件。其中，台阶部的外径比第二工件的本体的外径小，弹性密封圈套接在台阶部的外壁上，以实现第一工件和第二工件之间的密封。而调整组件能为弹性密封圈施加轴向的力，使得弹性密封圈能径向膨胀，以更好地密封由第一工件和第二工件所形成的间隙。尤其是在弹性密封圈磨损后，通过调整组件对弹性密封圈施加力并使之径向膨胀，以调整密封效果，增加密封安全性。

Description

一种铰接密封装置和包括铰接密封装置的盾构机

技术领域

本实用新型涉及机械零部件技术领域，具体涉及一种用于第一工件与套接在第一工件内的第二工件之间的铰接密封装置和包括铰接密封装置的盾构机。

背景技术

在一些设备的连接处，常需要设计为铰接机构，使得转弯时设备的前段和后段会呈一定角度来满足转弯需求。当设备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。为了保证铰接机构也能承受一定压力，需要设备的前段和后段的连接处设置铰接密封装置。例如，盾构机作为装备制造业标志产品，是当今世界最先进的隧道掘进超大型专用设备。随着城市建设的不断深化，轨道交通、公路、水利建设等工程都将有大幅度的增长，越来越多的工程建设单位首选盾构机来施工。为适应设计的施工轨迹不完全呈直线，盾构机的中盾和尾盾的连接处也需要设置铰接密封装置。

目前，工程中常常通过压块压紧唇形密封圈，使唇形密封圈贴近盾壳，从而防止外界土渣和泥水进入盾构机的内部。但是，由于唇形密封圈在工作中，承受一定压力，很容易磨损，从而给施工带来安全隐患。

实用新型内容

针对上述的问题，本实用新型旨在提供一种用于第一工件与套接在第一工件内的第二工件之间的铰接密封装置和包括这种铰接密封装置的盾构机。其中铰接密封装置在弹性密封圈磨损时，能调整或补偿密封效果，以保证密封安全性。

根据本实用新型的一方面，提供一种用于第一工件与套接在第一工件内的第二工件之间的铰接密封装置，其包括：

设置在第二工件的第一端的台阶部，台阶部的外径比第二工件的本体的外径小，

套接在台阶部的外壁上的弹性密封圈，弹性密封圈的外壁接触第一工件的内壁，弹性密封圈的内壁接触台阶部的外壁，

设置在弹性密封圈的第一端的能使弹性密封圈轴向移动的调整组件。

在一个实施例中，调整组件包括接触式设置在弹性密封圈的第一端的活动式调整件、设置在调整件的第一端并能推动调整件轴向移动的调整螺钉，以及能支撑调整螺钉的支撑件，其中，支撑件固定连接在第二工件上。

优选地，弹性密封圈的外壁构造为弧状结构。

进一步优选地，弹性密封圈的外壁构造为关于弹性密封圈的轴向中心对称的双弧状结构。

更进一步优选地，在弹性密封圈上设置周向的孔。

在一个实施例中，在第二工件上设置环形槽，环形槽间隔式位于台阶部的第二端，在环形槽中设置充气气囊，其中，充气气囊的气嘴穿过第二工件的壁延伸到第二工件的内腔中。

在一个具体实施例中，在第二工件的内壁上设置能包围气嘴的突出端的保护罩。

在一个实施例中，在第二工件的壁上设置第一注油孔，第一注油孔能连通有第一工件与第二工件形成的间隙和第二工件的内腔，并间隔式位于环形槽的第二端。

在一个实施例中，在弹性密封圈的第二端面和台阶部的端面之间设置环状的密封件，密封件上设置有能连通第二工件的内腔的注油通道。

根据本实用新型的另一方面，提供一种盾构机，包括中间盾和套接在中间盾的内腔中的尾盾，其中在中间盾和尾盾之间设置上述的铰接密封装置。

在本申请中，“第一端”指与第二工件插入到第一工件内更深入的一端相同的一端，“第二端”指与第二工件插入到第一工件内更深入的一端不相同的一端。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，在弹性密封圈磨损时，能有效补偿或调整密封效果，以保证密封安全性。在充气气囊磨损时，能通过充气来调整密封效果。在第一工件和第二工件之间具有多道密封，加强了密封的可靠性。并且结构简单，具有很好的经济性。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1显示了根据本实用新型的铰接密封装置的剖视图；

图2显示了来自图1的Ⅰ处放大图；

图3为来自图2的F-F剖视图；

图4为来自图2的E-E剖视图。

在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

在下文中将介绍根据本实用新型的优选实施例。

图1显示了根据本实用新型的铰接密封装置100，其用于两个套接在一起的工件1、2之间的密封。该铰接密封装置100尤其可应用在盾构机中。然而容易理解地是，该铰接密封装置100也可以用于其他需要密封的设备中。

如图1所示，铰接密封装置100用于第一工件1与套接在第一工件1内的第二工件2之间。如图2所示，铰接密封装置100包括设置在第二工件2的第一端的台阶部21、设置在第一工件1和第二工件2之间的弹性密封圈3，以及设置在弹性密封圈3的第一端的调整组件4。其中，台阶部21的外径比第二工件2的本体25的外径小，弹性密封圈3套接在台阶部21的外壁上，以实现第一工件1和第二工件2之间的密封。而调整组件4能为弹性密封圈3施加轴向的力，使得弹性密封圈3径向膨胀，以更好地密封由第一工件1和第二工件2所形成的间隙5。尤其是在弹性密封圈3磨损后，通过调整组件4对弹性密封圈3施加力使之径向膨胀，以调整密封效果，增加密封安全性。

根据本实用新型，调整组件4包括接触式设置在弹性密封圈3的第一端的活动式调整件41、设置在调整件41的第一端并能推动调整件41轴向移动的调整螺钉42，以及能支撑调整螺钉42的支撑件43。其中，支撑件43固定连接在第二工件2上。例如，可通过螺钉44将支撑件43连接到第二工件2的第一端面上。调整螺钉42轴向穿过支撑件43以接触调整件41。由此，通过调整调整螺钉42的松紧程度，以调节调整件41的轴向位置，改变作用在弹性密封圈3上的压力，从而调整弹性密封圈3的周向与第一工件1的内壁的接触面积和密封性。并且，此调整组件4结构简单，制造方便，易于实现。

根据本实用新型，调整件41可为整体环状构件。当然，调整件41还可以构造为分体结构，并在周向上采用螺钉45拼接为环状，如图3所示。在周向方向上，可均布多个调整螺钉42，以能均匀有效地为调整件41施力。若调整件41为多个，则调整螺钉42的个数和位置要与调整件41相匹配，以满足每个调整件41都受力，并使所有调整件41受力均衡。

如图2所示，在优选的实施例中，弹性密封圈3的外壁构造为弧状结构。从而使得弹性密封圈3的弧状外壁在与第一工件1的内壁接触时，由线接触更容易变形为面接触，保证密封效果。进一步优选地，弹性密封圈3的外壁构造为关于弹性密封圈3的轴向中心对称的双弧状结构。由此，弹性密封圈3在与第一工件1的内壁接触时可达到双重密封效果，并且保证弹性密封圈3受力均衡。在弹性密封圈3上设置周向的孔31。孔31用于预留一定的压缩量，便于将弹性密封圈3套接在第二工件2上后一起安装到第一工件1的内腔中。优选地，孔31可构造为对应于弹性密封圈3的弧状结构的对称孔。例如，弹性密封圈3可为硅胶密封圈。

根据本实用新型，在第二工件2上设置环形槽22，环形槽22间隔式位于台阶部21的第二端。在环形槽22中设置充气气囊6，同时充气气囊6位于第一工件1和第二工件2之间。其中，充气气囊6的气嘴61穿过第二工件2的壁延伸到第二工件2的内腔中。在使用过程中，可通过气嘴61向充气气囊6中充放气，以调解第一工件1和第二工件2之间的密封。尤其在弹性密封圈3磨损后，通过气嘴61向充气气囊6中充气，以保证密封。此充气气囊6位于弹性密封圈3的第二端，与弹性密封圈3共同作用，实现第一工件1和第二工件2之间的密封，加强密封可靠性，保证密封效果。

在第二工件2的内壁上设置能包围气嘴61的突出端的保护罩7。保护罩7构造为围住气嘴61的突出端的筒状体，保护罩7的一端与第二工件2的内壁固定连接，另一端为开口端。在保护罩7的开口端设置可拆卸的盖子72，用以盖合保护罩7。由此，可将盖子72从保护罩7上取下，以为充气气囊6进行充放气操作，不充气状态时，气嘴61的突出端位于保护罩7和盖子72组成的空间中，以保护气嘴61。例如，盖子72可通过螺纹连接到保护罩7的开口端。此结构简单，易于实现。

根据本实用新型，在第二工件2的壁上设置用于连通间隙5和第二工件2的内腔的第一注油孔23。第一注油孔23位于环形槽22的第二端。通过第一注油孔23可向间隙5内注入油脂，以形成油封。从而防止渣土、泥水等杂质进入间隙5中。在第一注油孔23上设置堵头8以封堵第一注油孔23。例如堵头8可通过螺纹连接到第一注油孔23的内壁上。在第一工件1和第二工件2工作过程中，第一注油孔23间隔式位于充气气囊6的第二端，加强了第一工件1和第二工件2之间的密封，同时过滤了渣土和泥水，减轻了充气气囊6和弹性密封圈3的密封压力。

如图2所示，根据本实用新型，在弹性密封圈3和台阶部21的端面之间设置环状的密封件9，即密封件9接触弹性密封圈3的第二端设置在台阶部21内。密封件9可制成整环，也可由分段拼接成整环，密封件9的周向上每隔一定角度设置有径向注油通道91，相对应地，在第二工件2的壁上设置能连通注油通道91的第二注油孔24，如图4所示。由此，通过第二注油孔24注入的油经过注油通道91进入间隙5中，从而形成油封。在第二注油孔24处设置用于封堵第二注油孔24的铰接润滑接头10，并且铰接润滑接头10一端与第二注油孔24螺纹连接，另一端与油管连接，定期补油。优选地，密封件9可由尼龙制造。并且密封件9的外径比弹性密封圈3的外径稍大，由此，减小了弹性密封圈3的磨损量。此密封件9与第一注油孔23、充气气囊6和弹性密封圈3一起形成复合式密封，共同作用保证密封效果，防止渣土和泥水等进入设备内部。此外，多道复合式密封在增强密封效果的同时，结构紧凑合理，生产成本低。

包含本实用新型的铰接密封装置100尤其适用于盾构机，盾构机的尾盾作为第二工件2套接在作为第一工件1的中间盾的内腔中，在中间盾和尾盾之间设置铰接密封装置100。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种铰接密封装置，其用于第一工件与套接在第一工件内的第二工件之间，其特征在于，包括： 

设置在所述第二工件的第一端的台阶部，所述台阶部的外径比所述第二工件的本体的外径小， 

套接在所述台阶部的外壁上的弹性密封圈，所述弹性密封圈的外壁接触第一工件的内壁，所述弹性密封圈的内壁接触所述台阶部的外壁， 

设置在所述弹性密封圈的第一端的能使所述弹性密封圈径向膨胀的调整组件。 

2.根据权利要求1所述的铰接密封装置，其特征在于，所述调整组件包括接触式设置在所述弹性密封圈的第一端的活动式调整件、设置在所述调整件的第一端并能推动所述调整件轴向移动的调整螺钉，以及能支撑所述调整螺钉的支撑件，其中，所述支撑件固定连接在所述第二工件上。 

3.根据权利要求1所述的铰接密封装置，其特征在于，所述弹性密封圈的外壁构造为弧状结构。 

4.根据权利要求3所述的铰接密封装置，其特征在于，所述弹性密封圈的外壁构造为关于所述弹性密封圈的轴向中心对称的双弧状结构。 

5.根据权利要求1到4中任一项所述的铰接密封装置，其特征在于，在所述弹性密封圈上设置周向的孔。 

6.根据权利要求1所述的铰接密封装置，其特征在于，在所述第二工件上设置环形槽，所述环形槽间隔式位于所述台阶部的第二端，在所述环形槽中设置充气气囊，其中，所述充气气囊的气嘴穿过所述第二工件的壁延伸到所述第二工件的内腔中。 

7.根据权利要求6所述的铰接密封装置，其特征在于，在所述第二工件的内壁上设置能包围所述气嘴的突出端的保护罩。 

8.根据权利要求6所述的铰接密封装置，其特征在于，在所述第二工件的壁上设置第一注油孔，所述第一注油孔能连通由所述第一工件与所述第二工件形成的间隙和所述第二工件的内腔，并间隔式位于所述环形槽的第二端。 

9.根据权利要求1所述的铰接密封装置，其特征在于，在所述弹性密封圈 的第二端面和所述台阶部的端面之间设置环状的密封件，所述密封件上设置有能连通所述第二工件的内腔的注油通道。 

10.一种包括铰接密封装置的盾构机，包括中间盾和套接在所述中间盾的内腔中的尾盾，其中在所述中间盾和所述尾盾之间设置根据权利要求1到9中任一项所述的铰接密封装置。