一種用于盾構(gòu)機的密封裝置和盾構(gòu)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于盾構(gòu)機的密封裝置和盾構(gòu)機，屬于盾構(gòu)機領(lǐng)域。所述裝置適用于連接盾構(gòu)機的中盾筒體和盾尾筒體，包括第一密封圈、第二密封圈和定位環(huán)；第一密封圈和第二密封圈分別包括第一區(qū)段和連接在第一區(qū)段的一端的第二區(qū)段，第一區(qū)段呈環(huán)狀，第二區(qū)段為從第一區(qū)段的一端向內(nèi)傾斜的圓錐筒；第一區(qū)段固定在中盾筒體的內(nèi)壁上，第二區(qū)段夾緊盾尾筒體，第一密封圈、第二密封圈、中盾筒體和盾尾筒體形成密閉空間，密閉空間內(nèi)填充有油脂；定位環(huán)的外壁固定在中盾筒體的內(nèi)壁上且位于第一密封圈和第二密封圈之間，定位環(huán)的內(nèi)壁由兩個錐面連接而成，兩個錐面的連接點與盾尾筒體接觸。盾構(gòu)機包括前述裝置。本發(fā)明提供的裝置能夠承受的壓力比較大。
【專利說明】一種用于盾構(gòu)機的密封裝置和盾構(gòu)機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)機領(lǐng)域，特別涉及一種用于盾構(gòu)機的密封裝置和盾構(gòu)機。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)隧道掘進機，簡稱盾構(gòu)機，是一種隧道掘進的專用工程機械。當盾構(gòu)機在地下進行隧道施工時，為了便于糾偏和轉(zhuǎn)彎，經(jīng)常會在中盾和盾尾中間設(shè)置鉸接裝置。在設(shè)置鉸接裝置后，需增加密封裝置以阻擋地層中的承壓水和土砂進入該鉸接裝置。
[0003]在盾構(gòu)機中，中盾的一端套設(shè)在盾尾的一端內(nèi)，該密封裝置便設(shè)置在中盾的一端和盾尾的一端之間構(gòu)成的狹長空間內(nèi)。目前密封裝置通常選用唇形密封件、彈性止水墊圈和充氣式密封橡膠帶中的一種或兩種組合。下面以唇形密封件和充氣式密封橡膠帶的組合為例，簡單介紹一下該密封裝置的結(jié)構(gòu)。唇形密封件和充氣式密封橡膠帶分別套設(shè)在盾尾外壁上。唇形密封件與中盾內(nèi)壁相接觸。充氣式密封橡膠帶的氣體注入口設(shè)在盾尾內(nèi)部。在盾尾外壁上的唇形密封件和充氣式密封橡膠帶之間的位置設(shè)置有密封塊。在盾尾外壁上靠近泥土進入的位置設(shè)置有堵頭。堵頭和密封塊的表面貼近中盾內(nèi)壁。
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:唇形密封件能承受的水壓力較小，當?shù)叵滤S富且承壓水壓力過大時，地層承壓水和土砂可能會突破密封裝置；充氣式密封橡膠帶容易被擠破，只能作為緊急情況下使用，正常工況下不能使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于盾構(gòu)機的密封裝置和盾構(gòu)機。所述技術(shù)方案如下:
[0006]一方面，提供了一種用于盾構(gòu)機的密封裝置，適用于連接所述盾構(gòu)機的中盾筒體和盾尾筒體，所述裝置包括第一密封圈、第二密封圈和定位環(huán)；
[0007]所述第一密封圈和所述第二密封圈分別包括第一區(qū)段和連接在所述第一區(qū)段的一端的第二區(qū)段，所述第一區(qū)段呈環(huán)狀，所述第二區(qū)段為從所述第一區(qū)段的一端向內(nèi)傾斜的圓錐筒；
[0008]所述第一區(qū)段固定在所述中盾筒體的內(nèi)壁上，所述第二區(qū)段夾緊所述盾尾筒體，所述第一密封圈、所述第二密封圈、所述中盾筒體和所述盾尾筒體形成密閉空間，所述密閉空間內(nèi)填充有油脂；
[0009]所述定位環(huán)的外壁固定在所述中盾筒體的內(nèi)壁上且位于所述第一密封圈和所述第二密封圈之間，所述定位環(huán)的內(nèi)壁由兩個錐面連接而成，兩個所述錐面的連接點與所述盾尾筒體接觸。
[0010]可選地，當所述盾尾筒體和所述中盾筒體的軸線平行時，兩個所述錐面分別與所述盾尾筒體的軸線的夾角為1.6度。
[0011]可選地，所述裝置還包括立板，所述立板固定于所述中盾筒體，所述立板的一側(cè)面與所述盾尾筒體的一端為可接觸連接。[0012]可選地，所述第一密封圈的第一區(qū)段與所述第一密封圈的第二區(qū)段之間形成的鈍角的范圍為130-135度，所述第二密封圈的第一區(qū)段與所述第二密封圈的第二區(qū)段之間形成的鈍角的范圍為130-135度。
[0013]可選地，所述第一密封圈的第一區(qū)段和所述第二密封圈的第一區(qū)段通過壓板和沉頭螺釘固定在所述中盾筒體內(nèi)壁上，所述第一區(qū)段位于所述壓板和所述中盾筒體內(nèi)壁之間。
[0014]可選地，所述第一密封圈和所述第二密封圈的材質(zhì)為硬質(zhì)丁腈橡膠。
[0015]另一方面，提供了一種盾構(gòu)機，所述盾構(gòu)機包括中盾筒體和盾尾筒體，所述盾尾筒體的一端設(shè)在所述中盾筒體的一端內(nèi)，所述盾構(gòu)機還包括設(shè)置在所述中盾筒體與所述盾尾筒體之間的鉸接裝置、以及設(shè)置在所述中盾筒體與所述盾尾筒體之間的密封裝置，所述密封裝置為前述密封裝置。
[0016]可選地，所述中盾筒體上設(shè)有油脂注入通道，所述油脂注入通道的出口位于所述密封裝置內(nèi)。
[0017]可選地，所述油脂注入通道的進口位于所述中盾筒體內(nèi)部。
[0018]可選地，所述盾尾筒體的一端的外周壁為錐面。
[0019]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0020]通過第一密封圈和第二密封圈的第一區(qū)段固定于中盾筒體，第一密封圈和第二密封圈的第二區(qū)段通過自身彈性箍緊盾尾筒體外壁，第一密封圈、第二密封圈、第一密封圈和第二密封圈之間的中盾筒體和盾尾筒體構(gòu)成密閉空間；固定于中盾筒體上的定位環(huán)提供該密閉空間的支點；該密閉空間內(nèi)填充油脂；在外部水土壓力作用下，密封圈會越壓越緊，使得該密封裝置能夠承受的壓力比較大。經(jīng)過實踐表明，本實施例提供的密封裝置即使在最大鉸接角式，也可以抵御0.5MPa外部水土壓力而不漏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種用于盾構(gòu)機的密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的第一密封圈或第二密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實施例提供的壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實施例提供的壓板的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實施例提供的定位環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7是本發(fā)明實施例提供的中盾筒體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8是本發(fā)明實施例提供的盾尾筒體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0031]實施例一
[0032]本發(fā)明實施例提供了 一種用于盾構(gòu)機的密封裝置，參見圖1、圖2和圖5，適用于連接盾構(gòu)機的中盾筒體I和盾尾筒體2。該裝置包括:第一密封圈11、第二密封圈12和定位環(huán)13。
[0033]第一密封圈11和第二密封圈12分別包括第一區(qū)段a和連接在第一區(qū)段a的一端的第二區(qū)段b，第一區(qū)段a呈環(huán)狀，第二區(qū)段b為從第一區(qū)段a的一端向內(nèi)傾斜的圓錐筒。
[0034]第一區(qū)段a固定在中盾筒體I的內(nèi)壁上，第二區(qū)段b夾緊盾尾筒體2。第一密封圈
11、第二密封圈12、中盾筒體I和盾尾筒體2形成密閉空間A，該密閉空間A填充有油脂。
[0035]定位環(huán)13的外壁固定在中盾筒體I的內(nèi)壁上且位于第一密封圈11和第二密封圈12之間。定位環(huán)13的內(nèi)壁由兩個錐面131、132連接而成，兩個錐面131、132的連接點133與盾尾筒體2接觸。
[0036]其中，第一密封圈11和第二密封圈12的第一區(qū)段a固定于中盾筒體1，第一密封圈11和第二密封圈12的第二區(qū)段b通過自身彈性箍緊盾尾筒體2外壁。這樣，第一密封圈11、第二密封圈12、第一密封圈11和第二密封圈12之間的中盾筒體I和盾尾筒體2構(gòu)成前述密閉空間A。定位環(huán)13提供該密閉空間A的支點。
[0037]其中，油脂可以是黃油脂。
[0038]圖2示出了第一密封圈11或第二密封圈12的結(jié)構(gòu)。在不受外力時，第一密封圈11的第一區(qū)段a與第一密封圈11的第二區(qū)段b之間形成的鈍角α可以為130-135度。相同地，第二密封圈12的第一區(qū)段a與第二密封圈12的第二區(qū)段b之間形成的鈍角α可以為 130-135 度。
[0039]可選地，第一密封圈11和第二密封圈12的材質(zhì)可以為硬質(zhì)丁腈橡膠。
[0040]可選地，第一密封圈11的第一區(qū)段a和第二密封圈12的第一區(qū)段a通過壓板14和沉頭螺釘15固定在中盾筒體I內(nèi)壁上，第一區(qū)段a位于壓板14和中盾筒體I內(nèi)壁之間。
[0041]參見圖3和圖4，壓板14包括板體141和若干以預定間隔設(shè)在板體141上的螺釘安裝孔142。在實際應(yīng)用中，壓板14可以設(shè)計成分段式，以便于制作和安裝。
[0042]可選地，參見圖5，當盾尾筒體2和中盾筒體I的軸線平行時，定位環(huán)13上的兩個錐面131、132分別與盾尾筒體2的軸線的夾角可以為1.6度。
[0043]可選地,該裝置還包括立板16。立板16固定于中盾筒體I,立板16的一側(cè)面與盾尾筒體2的一端為可接觸連接。
[0044]其中，兩個錐面131、132的連接點133為定位環(huán)13與盾尾筒體2外壁鉸接的鉸接點，該連接點133的加工精準面為立板16與盾尾筒體2的一端可接觸連接的側(cè)面。
[0045]其中，連接點133與盾尾筒體2外壁的間隙可以為1mm。立板16與盾尾筒體2的一端可接觸連接的側(cè)面須進行機加工，以作為加工連接點133的基準。如圖5所示，定位環(huán)13以立板16的側(cè)面為基準加工出連接點133和兩個錐面131、132。連接點133處的直徑尺寸的誤差可以在+0.25?+0.50mm的范圍。
[0046]下面簡要介紹本發(fā)明實施例提供的密封裝置的安裝及使用方法:安裝方法為，首先在中盾筒體I內(nèi)壁加工出定位環(huán)13，并將第一密封圈11和第二密封圈12在中盾筒體I內(nèi)用壓板14和沉頭螺釘15固定，再在兩個密封圈11、12的表面均勻涂抹黃油脂，然后將盾尾筒體2的一端緩慢插入兩個密封圈11、12內(nèi)。插入盾尾筒體2后，定位環(huán)13上連接點133處與盾尾筒體2外壁的間隙大約為1_，每個密封圈11、12的兩區(qū)段之間形成的鈍角α被壓縮至150度左右。使用前，先在密封圈11、12之間的區(qū)域A注滿黃油脂。使用時，在外部水土壓作用下，密封圈11、12會越壓越緊，增強了密封性。經(jīng)過實踐表明，本實施例提供的密封裝置即使在最大鉸接角式(鉸接角為中盾筒體I與盾尾筒體2之間的夾角)，也可以抵御0.5MPa外部水土壓力而不漏。
[0047]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過第一密封圈和第二密封圈的第一區(qū)段固定于中盾筒體，第一密封圈和第二密封圈的第二區(qū)段通過自身彈性箍緊盾尾筒體外壁，第一密封圈、第二密封圈、第一密封圈和第二密封圈之間的中盾筒體和盾尾筒體構(gòu)成密閉空間；固定于中盾筒體上的定位環(huán)提供該密閉空間的支點；該密閉空間內(nèi)填充油脂；在外部水土壓力作用下，密封圈會越壓越緊，使得該密封裝置能夠承受的壓力比較大。
[0048]實施例二
[0049]本發(fā)明實施例提供了一種盾構(gòu)機，參見圖6,該盾構(gòu)機包括:中盾筒體I和盾尾筒體2,盾尾筒體2的一端設(shè)在中盾筒體I的一端內(nèi)。該盾構(gòu)機還包括:設(shè)置在中盾筒體I與盾尾筒體2之間的鉸接裝置(圖未示出)、以及設(shè)置在中盾筒體I與盾尾筒體2之間的密封裝置3。
[0050]該密封裝置3包括:第一密封圈、第二密封圈和定位環(huán)，第一密封圈和第二密封圈分別包括第一區(qū)段和連接在第一區(qū)段的一端的第二區(qū)段，第一區(qū)段呈環(huán)狀，第二區(qū)段為從第一區(qū)段的一端向內(nèi)傾斜的圓錐筒。第一區(qū)段固定在中盾筒體I的內(nèi)壁上，第二區(qū)段夾緊盾尾筒體2。第一密封圈、第二密封圈、中盾筒體I和盾尾筒體2形成密閉空間，該密閉空間填充有油脂。定位環(huán)的外壁固定在中盾筒體I的內(nèi)壁上且位于第一密封圈和第二密封圈之間。定位環(huán)的內(nèi)壁由兩個錐面連接而成，兩個錐面的連接點與盾尾筒體2接觸。
[0051]其中，該密封裝置3與本發(fā)明實施例一中描述的密封裝置的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。
[0052]可選地，參見圖7，中盾筒體I上設(shè)有油脂注入通道4，該油脂注入通道4的出口位于前述密封裝置內(nèi)，該油脂注入通道4的進口位于中盾筒體I內(nèi)部。具體地，該油脂注入通道4的出口位于密閉空間內(nèi)。
[0053]如圖7所示，中盾筒體2上設(shè)置了立板26、定位環(huán)23、折線式密封槽5和油脂注入通道4。立板26具有機加工出的一側(cè)面261。密封槽5用于安裝第一密封圈和第二密封圈的第一區(qū)段。密封圈的第一區(qū)段通過壓板和沉頭螺釘安裝在密封槽5內(nèi)。密封槽5的槽底的直徑誤差可以在±0.5_的范圍。油脂注入通道4用于往兩密封圈之間的區(qū)域注入油脂。
[0054]可選地，如圖8所示，盾尾筒體2的一端的外周壁為錐面6。其中，在盾尾筒體2的外圓面加工出柱面7，盾尾筒體2的一端的外周壁加工出錐面6。柱面7用于和定位環(huán)23上鉸接點配合，錐面6是防止在最大鉸接角時密封裝置的密封圈被盾尾筒體2擠破。柱面7外圓的直徑尺寸的精度誤差可以在-0.5?-0.25mm的范圍；柱面7外圓的直徑尺寸可以比定位環(huán)23上鉸接點處的直徑尺寸小2mm。
[0055]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過第一密封圈和第二密封圈的第一區(qū)段固定于中盾筒體，第一密封圈和第二密封圈的第二區(qū)段通過自身彈性箍緊盾尾筒體外壁，第一密封圈、第二密封圈、第一密封圈和第二密封圈之間的中盾筒體和盾尾筒體構(gòu)成密閉空間；固定于中盾筒體上的定位環(huán)提供該密閉空間的支點；該密閉空間內(nèi)填充油脂；在外部水土壓力作用下，密封圈會越壓越緊，使得該密封裝置能夠承受的壓力比較大。經(jīng)過實踐表明，本實施例提供的密封裝置即使在最大鉸接角式，也可以抵御0.5MPa外部水土壓力而不漏。
[0056]上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于盾構(gòu)機的密封裝置，適用于連接所述盾構(gòu)機的中盾筒體(I)和盾尾筒體(2)，其特征在于，所述裝置包括第一密封圈(11 )、第二密封圈(12)和定位環(huán)(13); 所述第一密封圈(11)和所述第二密封圈(12)分別包括第一區(qū)段(a)和連接在所述第一區(qū)段(a)的一端的第二區(qū)段(b)，所述第一區(qū)段(a)呈環(huán)狀，所述第二區(qū)段(b)為從所述第一區(qū)段(a)的一端向內(nèi)傾斜的圓錐筒； 所述第一區(qū)段(a)固定在所述中盾筒體(I)的內(nèi)壁上，所述第二區(qū)段(b)夾緊所述盾尾筒體(2)，所述第一密封圈(11)、所述第二密封圈(12)、所述中盾筒體(I)和所述盾尾筒體(2)形成密閉空間(A)，所述密閉空間(A)內(nèi)填充有油脂； 所述定位環(huán)(13)的外壁固定在所述中盾筒體(I)的內(nèi)壁上且位于所述第一密封圈(11)和所述第二密封圈(12)之間，所述定位環(huán)(13)的內(nèi)壁由兩個錐面(131、132)連接而成，兩個所述錐面(131、132)的連接點(133)與所述盾尾筒體(2)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當所述盾尾筒體和所述中盾筒體的軸線平行時，兩個所述錐面(131、132)分別與所述盾尾筒體(2)的軸線的夾角為1.6度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括立板(16)，所述立板(16)固定于所述中盾筒體(1)，所述立板(16)的一側(cè)面與所述盾尾筒體(2)的一端為可接觸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一密封圈(11)的第一區(qū)段(a)與所述第一密封圈(11)的第二區(qū)段(b)之間形成的鈍角(α )的范圍為130-135度，所述第二密封圈(12)的第一區(qū)段(a)與所述第二密封圈(12)的第二區(qū)段(b)之間形成的鈍角(α )的范圍為130-135度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一密封圈(11)的第一區(qū)段(a)和所述第二密封圈(12)的第一區(qū)段(a)通過壓板(14)和沉頭螺釘(15)固定在所述中盾筒體(I)內(nèi)壁上，所述第一區(qū)段(a)位于所述壓板(14)和所述中盾筒體(I)內(nèi)壁之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一密封圈(11)和所述第二密封圈(12)的材質(zhì)為硬質(zhì)丁腈橡膠。
7.一種盾構(gòu)機，所述盾構(gòu)機包括中盾筒體(I)和盾尾筒體(2),所述盾尾筒體(2)的一端設(shè)在所述中盾筒體(I)的一端內(nèi)，所述盾構(gòu)機還包括設(shè)置在所述中盾筒體(I)與所述盾尾筒體(2)之間的鉸接裝置、以及設(shè)置在所述中盾筒體(I)與所述盾尾筒體(2)之間的密封裝置(3)，其特征在于，所述密封裝置(3)為如權(quán)利要求1-5任一項所述的密封裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)機，其特征在于，所述中盾筒體(I)上設(shè)有油脂注入通道(4),所述油脂注入通道(4)的出口位于所述密封裝置內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盾構(gòu)機，其特征在于，所述油脂注入通道(4)的進口位于所述中盾筒體(I)內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的盾構(gòu)機，其特征在于，所述盾尾筒體(2)的一端的外周壁為錐面(6)。
【文檔編號】E21D9/06GK103993886SQ201410158062
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】劉發(fā)展, 陳離, 楊陽, 劉郴, 程旎, 朱曉冬, 王正 申請人:武漢船用機械有限責任公司