RU2201505C2

RU2201505C2 - Packing unit of rotor tunnel shield

Info

Publication number: RU2201505C2
Application number: RU2001114266/03A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Стогов; В.К. Ананьев; С.Р. Гильштейн; А.Н. Семенов; Е.Г. Куликов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Крот инжиниринг"
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: underground construction, tunnel construction. SUBSTANCE: packing unit of rotor tunnel shield includes central pack-off sealing located between rotor and immobile shaft anchored in central part of partition of shield frame and peripheral sealing. Central pack-off sealing comes in the form of profiled V-shaped rings with diverging outer protrusions which are placed in grooves of immobile shaft or rotor for elastic interaction of protrusions with immobile shaft and rotor. Peripheral sealing is located between rotor and partition of shield frame and is made of rows of profiled rings comprising two elements, as minimum. One element has latch positioned in groove of rotor or partition of shield frame which carries wedge-shaped inclined projection interacting with sealed surface. The other element is fixing element that has form of V-shaped profile with diverging outer protrusions and is mounted for elastic interaction of protrusions with walls of first elements and for fixing sectional profiled ring in groove. EFFECT: enhanced operational reliability, improved unification of elements of packing unit. 6 dwg

Description

Изобретение относится к области подземного строительства, а именно к проходческим щитам, снабженным роторным рабочим органом, и может быть использовано при строительстве тоннелей. The invention relates to the field of underground construction, namely to tunnel shields equipped with a rotary working body, and can be used in the construction of tunnels.

Известна конструкция роторного проходческого щита, в котором для защиты подшипников и приводных частей ротора используется уплотнительный узел, выполненный в виде профилированных колец из эластичного материала (патент РФ 2002056, по кл. Е 21 D 9/06, от 22.10.90 г.). A known design of a rotary sinking shield, in which to protect bearings and drive parts of the rotor a sealing assembly is used made in the form of profiled rings made of elastic material (RF patent 2002056, class E 21 D 9/06, dated 10.22.90).

Недостатком данного уплотнительного узла является сложность конструкции из-за необходимости наличия крепежных элементов на каждый уплотняемый диаметр профилированных колец - для фиксации не используются собственные упругие свойства эластичного материала профильных колец. The disadvantage of this sealing unit is the design complexity due to the need for fasteners for each sealing diameter of the profiled rings - the own elastic properties of the elastic material of the profile rings are not used for fixing.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является уплотнительный узел роторного проходческого щита, выполненный в виде профилированных колец из эластичного материала, взаимодействующих с уплотняемой поверхностью и расположенные в пазах между неподвижными и подвижными частями (Европейский патент 0122540, по кл. Е 21 D 9/06, от 14.04.83 г.). The closest technical solution for the combination of essential features is the sealing assembly of the rotary tunneling shield made in the form of profiled rings of elastic material interacting with the sealing surface and located in the grooves between the stationary and moving parts (European patent 0122540, class E 21 D 9 / 06, from 04/14/83).

Недостатком уплотнительного узла данной конструкции является относительно низкая эффективность защиты при использовании его на уплотнительных поверхностях больших диаметров, где имеется значительный зазор между подвижными и неподвижными частями проходческого щита, и, кроме того, он не обладает необходимой степенью унификации при использовании в центральных и периферийных уплотнениях роторного проходческого щита. The disadvantage of the sealing assembly of this design is the relatively low efficiency of protection when used on sealing surfaces of large diameters, where there is a significant gap between the movable and fixed parts of the tunnel shield, and, in addition, it does not have the necessary degree of unification when used in central and peripheral rotary seals sinking shield.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эксплуатационной надежности уплотнений, а также в повышении степени унификации элементов уплотнительного узла. The problem to which the claimed invention is directed is to increase the operational reliability of the seals, as well as to increase the degree of unification of the elements of the sealing assembly.

Для решения поставленной задачи в уплотнительном узле роторного проходческого щита, включающем центральное уплотнение, расположенное между ротором и неподвижным валом, закрепленным в центральной части перегородки корпуса щита, и периферийное уплотнение, центральное уплотнение выполнено в виде группы профилированных колец V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами, размещенных в пазах неподвижного вала или ротора с возможностью упругого взаимодействия выступов с неподвижным валом и ротором, а периферийное уплотнение расположено между ротором и перегородкой корпуса щита и выполнено из рядов профилированных колец, состоящих, по крайней мере, из двух элементов, один из которых выполнен с зацепом, расположенным в пазу ротора или перегородки корпуса щита, и с наклонным клиновидным выступом, взаимодействующим с уплотняемой поверхностью, а другой, фиксирующий, - в виде V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами с возможностью упругого взаимодействия выступов со стенками первых элементов и фиксации составного профильного кольца в пазу. To solve this problem, in the sealing assembly of the rotary tunneling shield, including a central seal located between the rotor and a fixed shaft fixed in the central part of the shield body partition, and a peripheral seal, the central seal is made in the form of a group of profiled V-shaped rings diverging to the sides external protrusions located in the grooves of the fixed shaft or rotor with the possibility of elastic interaction of the protrusions with the fixed shaft and rotor, and peripheral the stamping is located between the rotor and the partition of the shield body and is made of rows of profiled rings consisting of at least two elements, one of which is made with a hook located in the groove of the rotor or partition of the shield body, and with an inclined wedge-shaped protrusion interacting with the sealable surface, and the other, fixing, in the form of a V-shaped profile with diverging outer protrusions with the possibility of elastic interaction of the protrusions with the walls of the first elements and fixing the composite profile ring and in the groove.

На фиг. 1 представлен общий вид роторного проходческого щита с уплотнительным узлом; на фиг.2 - выноска А на фиг.1; на фиг.3 - V-образный профиль фиксирующе-уплотняющего элемента; на фиг.4-6 - варианты выполнения составных профилированных колец. In FIG. 1 shows a general view of a rotary tunneling shield with a sealing assembly; figure 2 - callout A in figure 1; figure 3 - V-shaped profile of the locking-sealing element; figure 4-6 - embodiments of composite shaped rings.

Уплотнительный узел размещен в роторном проходческом щите, включающем корпус 1, щитовые гидроцилиндры 2, ротор 3 с режущим инструментом 4. Корпус 1 снабжен перегородкой 5, расположенной внутри корпуса, на которой размещен поворотный механизм 6 с приводом вращения 7 ротора 3. В центральной части перегородки 5 закреплен неподвижный вал 8 с трубопроводами подачи воды 9 и откачки пульпы 10. Между перегородкой 5 корпуса щита и ротором 3 расположено периферийное уплотнение 11, а между неподвижным валом 8 и ротором 3 - центральное уплотнение 12. Периферийное уплотнение 11 выполнено из рядов профилированных колец, состоящих, по крайней мере, из двух элементов, один выполнен в виде профиля 13 с расположенным в пазу 14 зацепом 15 и наклонным клиновидным выступом 16, взаимодействующим с уплотняемой поверхностью, при этом величина клинообразных выступов 16 больше величины зазора между перегородкой 5 и ротором 3, другой элемент, фиксирующий, - в виде V-образного профиля 17 с расходящимися в стороны наружными выступами 18. Центральное уплотнение 12 представляет собой ряд расположенных в пазах 19 профилированных колец в виде того же V-образного профиля 17 с расходящимися в стороны наружными выступами 18, взаимодействующих с уплотняемой поверхностью. The sealing assembly is placed in a rotary tunneling shield, including the housing 1, shield hydraulic cylinders 2, the rotor 3 with the cutting tool 4. The housing 1 is provided with a partition 5 located inside the housing, on which the rotary mechanism 6 with the rotation drive 7 of the rotor 3 is placed. In the central part of the partition 5 fixed stationary shaft 8 with pipelines for supplying water 9 and pumping pulp 10. Between the partition 5 of the shield body and the rotor 3 there is a peripheral seal 11, and between the stationary shaft 8 and the rotor 3 there is a central seal 12. Peripheral the seal 11 is made of rows of profiled rings consisting of at least two elements, one is made in the form of a profile 13 with a hook 15 located in the groove 14 and an inclined wedge-shaped protrusion 16 interacting with the sealing surface, while the size of the wedge-shaped protrusions 16 is greater than the gap between the partition 5 and the rotor 3, the other locking element is in the form of a V-shaped profile 17 with the outer protrusions diverging to the sides 18. The central seal 12 is a series of profiled located in the grooves 19 in the form of rings of the same V-shaped profile 17 with divergent sides to the outer projections 18 cooperating with the sealing surface.

Уплотнительный узел защищает поворотный механизм 6 с приводами вращения 7 ротора 3 от проникновения грязи, воды и т.п. при разработке грунта режущим инструментом 4, подаче воды по трубопроводу 9, откачке пульпы по трубопроводу 10 и перемещении щита гидроцилиндрами 2. Профилированные кольца периферийного и центрального уплотнений могут размещаться в пазах как на неподвижных, так и на подвижных поверхностях, уплотняя зазоры в радиальном и/или торцевых направлениях. The sealing unit protects the rotary mechanism 6 with rotational drives 7 of the rotor 3 from the penetration of dirt, water, etc. when developing soil with a cutting tool 4, water supply through pipeline 9, pumping out pulp through pipeline 10 and moving the shield with hydraulic cylinders 2. Profiled peripheral and central seal rings can be placed in grooves on both stationary and moving surfaces, sealing gaps in radial and / or end directions.

Сборка уплотнительного узла осуществляется следующим образом. The assembly of the sealing unit is as follows.

Элементы периферийного уплотнения 11 устанавливают в пазу 14 и фиксируют V-образным профилем 17 по вариантам, показанным на фиг.4-6, при этом за счет зацепа 15 и упругости выступов 18 обеспечивается фиксация составного профильного кольца в пазу 14. Элементы центрального уплотнения в виде V-образного профиля размещают в пазах 19 и за счет упругости выступов 18 обеспечивают уплотнение зазоров между ротором 3 и неподвижным валом 8. The elements of the peripheral seal 11 are installed in the groove 14 and fixed with a V-shaped profile 17 according to the options shown in Fig.4-6, while due to the hook 15 and the elasticity of the protrusions 18, the composite profile ring is fixed in the groove 14. The elements of the central seal in the form The V-shaped profile is placed in the grooves 19 and due to the elasticity of the protrusions 18 provide a seal of the gaps between the rotor 3 and the fixed shaft 8.

Такая конструкция уплотнительного узла позволяет повысить эксплуатационную надежность, упростить изготовление, монтаж и улучшить ремонтопригодность роторных проходческих щитов за счет обеспечения защиты зазоров между неподвижными и подвижными частями в широком диапазоне уплотняемых диаметров унифицированными элементами из эластичного материала, например полиуретана, путем подбора необходимой жесткости уплотнений по различным вариантам. This design of the sealing assembly allows to increase operational reliability, simplify the manufacture, installation and improve maintainability of the rotary heading shields by providing protection of the gaps between the stationary and moving parts in a wide range of sealing diameters by unified elements of elastic material, such as polyurethane, by selecting the necessary stiffness of the seals for various options.

Claims

A sealing assembly of a rotary tunneling shield, including a central seal located between the rotor and a fixed shaft fixed in the central part of the shield body partition, and a peripheral seal, characterized in that the central seal is made in the form of a group of profiled V-shaped rings with diverging outer protrusions placed in the grooves of the fixed shaft or rotor with the possibility of elastic interaction of the protrusions with the fixed shaft and rotor, and the peripheral seal laid between the rotor and the partition of the shield body and is made of rows of profiled rings consisting of at least two elements, one of which is made with a hook located in the groove of the rotor or partition of the shield body, and with an inclined wedge-shaped protrusion interacting with the sealing surface and the other, fixing, in the form of a V-shaped profile with outer protrusions diverging to the sides with the possibility of elastic interaction of the protrusions with the walls of the first elements and fixing the composite profile ring in the groove.