一种用于冲洗盾构机刀盘的清洗装置及其密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道工程机械，特别涉及一种用于冲洗盾构机刀盘的清洗装置及其密封装置。
【背景技术】
[0002]泥饼是盾构机的刀盘切削下来的细小粘土颗粒、碎肩在刀盘上和土舱内重新聚集而成的半固结和固结状的块状体。当刀盘结泥饼后，渣土流动通道容易被泥饼堵塞，进而造成盾构机推进速度降低、推力增大、土体改良效果变差、刀盘轴承温度增长过快等现象，继而可能引起地面变形增大甚至出现地面坍塌事故，严重影响盾构施工安全。泥饼问题已成为影响盾构施工安全和效率的重要危害因素，国内外学者和施工用户均在实践中不断探寻解决“泥饼”问题的途径。
[0003]目前解决泥饼问题主要从泥饼预防和泥饼破除两方面着手。泥饼预防措施一般包括盾构机设计和施工方面，例如加大刀盘开口率、注入土体改良剂、增设搅拌装置、设定合适的盾构掘进参数、定期开仓检查等。泥饼破除则是在出现结泥饼问题(一般固结在刀盘上)后采取的处理措施，目前主要是常压或带压进仓进行人工破除，但无论是常压进舱还是带压进仓均存在着较大的施工风险，尤其是在地质稳定性较差地段进仓清除泥饼，往往需要进行复杂的地质加固，不仅成本高，而且周期长。由于地质条件很难精确预测，泥饼的防止和破除目前仍没有一种高效的技术方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题为如何对活动部件进行密封，并且密封效果可调。
[0005]针对上述技术问题，本发明提出了一种密封装置，其包括:外壳；以及设置在外壳内的且具有挠性或弹性的密封件，密封件内设置有的通道，其中，在外壳和密封件之间形成流体压力室，向流体压力室内注入流体能使得通道的横截面积具有减小的趋势。
[0006]在一个具体的实施例中，密封件为筒形，流体压力室绕密封件的轴线而环绕密封件的外周壁。
[0007]在一个具体的实施例中，外壳包括筒体以及均设置在筒体内且相互分隔开来的第一限位部和第二限位部，
[0008]密封件设置在筒体内，且两端分别抵接于第一限位部和第二限位部。
[0009]在一个具体的实施例中，第一限位部为从筒体径向向内凸出的凸环。
[0010]在一个具体的实施例中，外壳还包括设置在筒体一端的、与筒体同轴的且紧压向筒体的压盖，
[0011]第二限位部为压盖伸入到筒体内的凸环。
[0012]在一个具体的实施例中，压盖与筒体之间采用螺栓连接。
[0013]在一个具体的实施例中，流体压力室由筒体的内周壁凹陷形成凹槽的内壁与密封件的外周壁围合而成。
[0014]在一个具体的实施例中，密封件由多个同轴设置的且依次层叠的多个密封环组成。
[0015]在一个具体的实施例中，凹槽包括与密封件同轴的且与密封环一一对齐的多条环形槽，环形槽的宽度小于密封环的宽度。
[0016]在一个具体的实施例中，凹槽还包括径向延伸的且连通各条环形槽的条槽。
[0017]本发明还提出了一种用于冲洗盾构机刀盘的清洗装置，其包括如上的密封装置。
[0018]密封件的通道内被插入活动部件后，向流体注入孔内注入流体，流体进入到流体压力室，密封件的通道收缩，直至密封件与活动部件之间形成密封。可以通过设置流体压力室内的流体压力来调节密封件与活动部件之间的密封程度，这就能在密封件与活动部件形成密封的前提下，活动部件沿轴向的抽插所受到的阻力或相对于密封件的旋转所受到的阻力能尽可能小。
【附图说明】
[0019]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0020]图1为本发明的一种实施方式中的密封装置的全剖示意图；
[0021]图2为本发明的一种实施方式中的清洗装置的全剖示意图；
[0022]图3为图2中的清洗装置的使用状态示意图；
[0023]图4为图2中的清洗装置的使用状态示意图；
[0024]图5为本发明的一种实施方式中的清洗管的局部剖视图；
[0025]图6为图5中的清洗管的拆解示意图。
[0026]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]图1显示了本发明的一种实施方式中的密封装置50。该密封装置50包括外壳75和密封件52。外壳75内设置有空腔，密封件52设置在该空腔内。密封件52具有挠性或弹性。密封件52可以是橡胶元件。该密封件52内设置有贯穿密封件52的通道。该通道可以是直通道。外壳75与密封件52围合出密闭的腔室，该腔室即为流体压力室53。外壳75上可以设置接通该流体压力室53的通孔，该通孔供流体通过，该通孔即为流体注入孔56。向该腔室内注入压力流体，流体压力室53膨胀，以使得密封件52中的通道的截面具有缩小的趋势。注入的流体优选为液体，更优选为水。
[0029]密封件52的通道内被插入活动部件后，向流体注入孔56内注入流体，流体进入到流体压力室53，密封件52的通道收缩，直至密封件52与活动部件之间形成密封。可以通过设置流体压力室53内的流体压力来调节密封件52与活动部件之间的密封程度，这就能在密封件52与活动部件形成密封的前提下，活动部件沿轴向的抽插所受到的阻力或相对于密封件52的旋转所受到的阻力能尽可能小。
[0030]下面以密封装置50应用在冲洗盾构机刀盘的清洗装置I进行具体说明。
[0031]如图2所示，清洗装置I通常安装在盾构机的土仓隔板2上。该清洗装置I包括球窝座10，设置在球窝座10内的球芯20，密封装置50以及清洗管40(相当于上述活动部件)。球芯20内设置有通道21。通道21为直通道。密封装置50通过管道30与球芯20的通道21相接通。密封装置50的外壳75构造为筒状结构。管道30的两端分别连接球芯20和外壳75。管道30、通道21和外壳75同轴设置。密封装置50的流体压力室53处于低压或无压状态下，清洗管40的一端能插入到密封装置50的密封件52的通孔内。在盾构机中，土仓隔板2靠近刀盘的一侧为盾构机的土仓。这样，清洗管40可以依次穿过密封装置50、管道和球芯而进入到土仓中。
[0032]清洗管40构造为管状结构。清洗管40包括前端以及与前端相对的末端。将球窝座10安装到土仓隔板2的球窝座安装孔内后，清洗管40的前端可以从盾构机的土仓隔板2的一侧伸入土仓隔板2的另一侧。清洗管40的末端用于接通清洗液供给装置80。清洗液供给装置80用于向清洗管40内注入清洗液，以使得清洗液以射流的形式从清洗管40的前端喷出。清洗液供给装置80可以是水栗。清洗液可以是水，也可以加入表面活性剂的水溶液。清洗管40的前端可以是缩口，这样清洗液从清洗管40的前端喷射的速度能更大。当清洗管40伸入到土仓内后，向刀盘喷射高压射流冲刷刀盘以清除堵塞刀盘上固结的泥饼。另外，在清洗管40冲洗泥饼之前，还可以利用清洗管40对刀盘的预定区域进行探测，以判断刀盘上是否凝结有泥饼。例如，清洗管40按预设角度向刀盘方向伸入，根据盾构机的设计参数可知，清洗管40能伸入到某个预设深度及其以上则无泥饼，反之则有泥饼，这样就无需打开土仓来观察刀盘上是否有泥饼，能提升施工人员的安全。
[0033]清洗管40插入到密封装置50内后，向流体压力室53中注入压力流体，密封件52内的通道变窄，最终使得密封件52的内壁紧贴在清洗管40上，这样，密封件52与清洗管40之间无间隙，密封