CN208564553U - 一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构，包括刀盘、前盾隔板、位于刀盘和前盾隔板之间的泥水仓，刀盘上布置有若干内部冷冻管路，各内部冷冻管路的端头设有管路进出口，还包括在泥水仓内的与泥水仓隔绝的密封仓，各管路进出口伸入密封仓内，前盾隔板上设有与密封仓相通的若干接口，各接口与各管路进出口相对。此盾构机刀盘冷冻管路连接结构，内部冷冻管路的管路进出口伸入密封仓内，盾构机停机进行盾构机刀盘冷冻施工时，通过前盾隔板上的接口接入外部冷冻管路，并在密封仓内连接外部冷冻管路与内部冷冻管路的管路进出口，密封仓与泥水仓隔绝，防止连接管路时泥浆涌入盾体内，保证施工安全，此实用新型用于盾构机换刀技术领域。

Description

一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构

技术领域

本实用新型涉及盾构机换刀技术领域，特别是涉及一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构法施工的基本工作原理是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘，该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

而在盾构掘进过程中，盾构机刀盘上的刀具达到一定程度的磨损或损坏时，需要进行停机检修或更换刀具。当施工人员进仓作业时需要对掌子面进行加固，避免掌子面塌方造成人员伤亡等重大事故，目前，进入土仓作业一般采用带压进仓或者地面加固的方法。带压进仓是通过对土仓内加入压缩空气，保持掌子面稳定，需要专业技术人员，施工难度大，技术要求高，且存在一定安全风险；地面加固是从地面对盾构掌子面进行混凝土加固，需要对施工场地进行管制，耗时长，施工成本高。盾构机刀盘冷冻施工技术是一种比较新型的施工技术，在盾构机刀盘冷冻施工技术中，对盾构机刀盘进行改造，增加冷冻管路和冷冻设备，使盾构机刀盘具备冻结地层的功能，对土仓外土层冻结加固，使整个刀盘钢结构变成巨大的“冻结圆盘”(等温体)，通过冷冻刀盘对隔仓内土体及盾构机头前、后、上、下土体进行土体冻结，使周边形成冻土帷幕，达到常压开仓换刀的要求，然后在冻土帷幕的保护下进行开仓换刀，可节省工期，减少投资，保证复杂、软弱地质中开仓换刀的安全。

盾构机刀盘冷冻施工技术中，因冷冻管路布置在盾构机前体、刀盘面板上，盾构正常掘进时为闲置管路，与外界不连通，当进行冷冻施工时，需与外部冷冻管路相连接，从而进行冷冻介质的输送循环，达到冷冻目的。而在连接刀盘上的冷冻管路与外部冷冻装置的过程中，卸压可能导致泥浆涌入盾体内，导致安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种施工安全的、结构简单的盾构机刀盘冷冻管路连接结构。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构，包括刀盘、前盾隔板、位于刀盘和前盾隔板之间的泥水仓，刀盘上布置有若干内部冷冻管路，各内部冷冻管路的端头设有管路进出口，还包括在泥水仓内的与泥水仓隔绝的密封仓，各管路进出口伸入密封仓内，前盾隔板上设有与密封仓相通的若干接口，各接口与各管路进出口相对。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，密封仓包括外密封环、内密封环、位于外密封环和内密封环之间的密封圈。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，刀盘端面上设有围绕刀盘中心轴线布置的若干刀盘支腿，还设有固定安装各刀盘支腿的法兰，外密封环的端面紧贴法兰，内密封环的端面紧贴前盾隔板。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，外密封环包括转动环和与转动环垂直的凸起环，凸起环的内侧与密封圈的外圈接触，内密封环的外侧与密封圈的内圈接触。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，外密封环通过焊接固定在各刀盘支腿上，内密封环通过焊接固定在前盾隔板上。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，密封圈包括密封内圈和与密封内圈固定连接的密封外圈，密封外圈倾斜设置。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，内密封环上设有用于定位密封圈的定位凸起。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，密封圈的前后两端均设有压紧密封内圈于内密封环上的压紧环，靠近前盾隔板的压紧环紧贴定位凸起。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，密封圈有两个。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，密封仓内通入润滑油脂，管路进出口上设有可旋拧开启的堵头，接口连接有接头，接头连接有外部冷冻管路，接头上设有控制通断的阀门和用于清洗的清洗口。

本实用新型的有益效果：此盾构机刀盘冷冻管路连接结构，内部冷冻管路的管路进出口伸入密封仓内，盾构机停机进行盾构机刀盘冷冻施工时，通过前盾隔板上的接口接入外部冷冻管路，并在密封仓内连接外部冷冻管路与内部冷冻管路的管路进出口，密封仓与泥水仓隔绝，防止连接管路时泥浆涌入盾体内，保证施工安全，且整个结构和连接操作简单。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例密封仓处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例密封圈处的局部放大图。

具体实施方式

参照图1～图3，本实用新型为一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构，包括刀盘1、前盾隔板2、位于刀盘1和前盾隔板2之间的泥水仓3，刀盘1上布置有若干内部冷冻管路，各内部冷冻管路的端头设有管路进出口4，还包括在泥水仓3内的与泥水仓3隔绝的密封仓5，各管路进出口4伸入密封仓5内，前盾隔板2上设有与密封仓5相通的若干接口6，各接口6与各管路进出口4相对。

盾构机工作过程中，掘进土层产生的泥浆充满在泥水仓3内，内部冷冻管路随刀盘1转动，前盾隔板2为固定设置，用以隔绝泥水仓3中的泥浆。

此盾构机刀盘冷冻管路连接结构，用于连接内部冷冻管路与外部冷冻管路7。内部冷冻管路的管路进出口4伸入密封仓5内，盾构机停机进行盾构机刀盘冷冻施工时，刀盘1旋转到管路进出口4与前盾隔板2上的接口6相对的位置上，然后通过接口6接入外部冷冻管路7，并在密封仓5内连接外部冷冻管路7与内部冷冻管路的管路进出口4，密封仓5与泥水仓3隔绝，防止连接管路时泥浆涌入盾体内，保证施工安全，且整个结构和连接操作简单。连接完成后，即可从外部冷冻管路7通入冷冻介质，对刀盘1进行冷冻。

若没有密封仓5，在泥水仓3中连接内部冷冻管路与外部冷冻管路7，打开接口6连接时，卸压导致泥浆涌入盾体内，且在泥水仓3中连接操作难度高。

其中，密封仓5包括外密封环51、内密封环52、位于外密封环51和内密封环52之间的密封圈53。

刀盘1端面上设有围绕刀盘1中心轴线布置的若干刀盘支腿8，刀盘支腿8用于支撑刀盘1，还设有固定安装各刀盘支腿8的法兰9。外密封环51的端面紧贴法兰9，内密封环52的端面紧贴前盾隔板2，从而防止泥浆从密封仓5与法兰9的交界处以及密封仓5与前盾隔板2的交界处进入密封仓5。通过密封圈53防止泥浆从外密封环51与内密封环52之间的空隙进入密封仓5。

在盾构机掘进工作过程中，刀盘支腿8、法兰9、外密封环51随刀盘1转动，而内密封环52固定在前盾隔板2上。外密封环51通过焊接固定在各刀盘支腿8上，内密封环52通过焊接固定在前盾隔板2上，加工面需焊后加工以保证精度。

此外，外密封环51包括转动环511和与转动环511垂直的凸起环512，凸起环512的内侧与密封圈53的外圈接触，内密封环52的外侧与密封圈53的内圈接触。另外，外密封环51在内侧和内密封环52在外侧的设置，或者外密封环51与内密封环52相同直径且相对的设置，均属于本实用新型的等同变型，这些等同的变型包含在本申请权利要求所限定的范围内。

作为本实用新型优选的实施方式，密封圈53包括密封内圈531和与密封内圈531固定连接的密封外圈532，密封外圈532倾斜设置。

泥浆要通过外密封环51与内密封环52之间的空隙，会对密封外圈532产生一定的压力，使倾斜设置的密封外圈532产生一定的变形，外径变大，使得密封外圈532紧贴外密封环51，从而达到更好的密封效果。

作为本实用新型优选的实施方式，内密封环52上设有用于定位密封圈53的定位凸起521。

作为本实用新型优选的实施方式，密封圈53的前后两端均设有压紧密封内圈531于内密封环52上的压紧环533，靠近前盾隔板2的压紧环533紧贴定位凸起521。通过压紧环533定位和压紧密封圈53，保证密封圈53不会产生轴向窜动。压紧环533可通过螺丝固定在内密封环52上。

作为本实用新型优选的实施方式，为了增强密封效果，密封圈53有两个。

作为本实用新型优选的实施方式，密封仓5内通入润滑油脂，管路进出口4上设有可旋拧开启的堵头41，接口6连接有接头61，接头61与外部冷冻管路7连接，接头61上设有控制通断的阀门611和用于清洗的清洗口612。

密封仓5内通入润滑油脂，特别是密封圈53处，以降低外密封环51与密封圈53之间的转动摩擦力，延长密封圈53的工作寿命，且增强密封效果。堵头41用于防止润滑油脂从管路进出口4进入内部冷冻管路，接入外部冷冻管路7时，把堵头41拧开，然后连接接头61。通过接头61上的阀门611控制冷冻管路的通断，通过清洗口612可通入水以清洗密封仓5。

当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：包括刀盘(1)、前盾隔板(2)、位于所述刀盘(1)和前盾隔板(2)之间的泥水仓(3)，所述刀盘(1)上布置有若干内部冷冻管路，各所述内部冷冻管路的端头设有管路进出口(4)，还包括在所述泥水仓(3)内的与所述泥水仓(3)隔绝的密封仓(5)，各所述管路进出口(4)伸入所述密封仓(5)内，所述前盾隔板(2)上设有与所述密封仓(5)相通的若干接口(6)，各所述接口(6)与各所述管路进出口(4)相对。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述密封仓(5)包括外密封环(51)、内密封环(52)、位于所述外密封环(51)和内密封环(52)之间的密封圈(53)。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述刀盘(1)端面上设有围绕所述刀盘(1)中心轴线布置的若干刀盘支腿(8)，还设有固定安装各所述刀盘支腿(8)的法兰(9)，所述外密封环(51)的端面紧贴所述法兰(9)，所述内密封环(52)的端面紧贴所述前盾隔板(2)。

4.根据权利要求2所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述外密封环(51)包括转动环(511)和与所述转动环(511)垂直的凸起环(512)，所述凸起环(512)的内侧与所述密封圈(53)的外圈接触，所述内密封环(52)的外侧与所述密封圈(53)的内圈接触。

5.根据权利要求3所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述外密封环(51)通过焊接固定在各所述刀盘支腿(8)上，所述内密封环(52)通过焊接固定在所述前盾隔板(2)上。

6.根据权利要求2所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述密封圈(53)包括密封内圈(531)和与所述密封内圈(531)固定连接的密封外圈(532)，所述密封外圈(532)倾斜设置。

7.根据权利要求6所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述内密封环(52)上设有用于定位所述密封圈(53)的定位凸起(521)。

8.根据权利要求7所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述密封圈(53)的前后两端均设有压紧所述密封内圈(531)于所述内密封环(52)上的压紧环(533)，靠近所述前盾隔板(2)的压紧环(533)紧贴所述定位凸起(521)。

9.根据权利要求6所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述密封圈(53)有两个。

10.根据权利要求2所述的盾构机刀盘冷冻管路连接结构，其特征在于：所述密封仓(5)内通入润滑油脂，所述管路进出口(4)上设有可旋拧开启的堵头(41)。