一种新型盾构机土仓密封装置的制作方法

本发明涉及一种密封装置，尤其涉及一种新型盾构机土仓密封装置。

背景技术：

盾构机的刀盘在切削时，通常会辅以泡沫或者膨润土等介质以改良切削环境，因此在盾构机的刀盘和盾体之间通常会安装有传输介质的中央回转节，中央回转节安装在与刀盘连接的土仓密封装置中，土仓密封装置由土仓中往外伸出，要兼顾刀盘动力的传输、土仓的密封和介质的输送等作用，然而盾构机这种大型的设备刀盘和盾构机盾体之间的同轴度由于制造和装配的关系往往会存在较大的误差，现有的土仓密封装置过渡轴和过渡轴外的密封装置有的就是固定的结构，两者安装精度要求高，土仓密封装置的密封结构需要根据两者同轴度的不同随时调整，同时刀盘和盾体不同轴也会对相对土仓密封装置的造成不利的径向力，密封的寿命较低，可靠性差。

现有的土仓密封装置虽然有通过浮动环与过渡轴密封弥补刀盘和盾体同轴度不同的误差，但是浮动环的体积较大、重量较重，在浮动环套设在过渡轴外表密封时会因为重力作用垂挂在过渡轴外周，影响土仓密封效果，甚至可能造成浮动环和过渡轴的异常接触磨损。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有浮动式的土仓密封浮动环的重量较重，会造成浮动环和过渡轴的异常接触磨损，容易造成土仓密封失效，本发明提供了一种新型盾构机土仓密封装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型盾构机土仓密封装置，在土仓右侧的盾体右端面上开设有第一安装槽，所述第一安装槽的槽底开设有与土仓接通的安装孔，所述土仓密封装置包括连接轴，所述连接轴穿设在所述安装孔中，所述土仓密封装置还包括密封环和固定环，所述密封环和固定环由左至右依次排列置于第一安装槽内并套设在所述连接轴上；所述固定环固定设置在盾体上；所述密封环的左侧面与所述第一安装槽的槽底密封连接，所述密封环的内壁和所述连接轴的外壁密封连接；所述密封环和所述第一安装槽间隙配合，所述密封环可在所述第一安装槽内沿径向移动。

进一步地：所述固定环的数量为二个以上，所述固定环沿轴向由左至右依次排列并套设在所述连接轴上，在所述固定环的右端面上设置有第二安装槽，所述密封环安装在所述第二安装槽中；位于第二安装槽中的密封环左侧面与对应的第二安装槽的槽底密封连接，位于第二安装槽中的密封环的内壁和所述连接轴的外壁密封连接；所述密封环和所述第二安装槽间隙配合，所述密封环可在对应的第二安装槽内沿径向移动。

进一步地：在所述密封环的右侧面上设有止转槽，所述止转槽的形状为狭长形，所述止转槽的长度方向沿径向设置；所述固定环的左侧面上固定设置有止转销，所述止转销伸入其左侧相邻密封环的止转槽内并能限制所述密封环转动，所述密封环可沿所述止转槽的长度方向运动。

进一步地：所述密封环包括骨架和密封圈；所述骨架为环形，其右侧面上开设有止转槽；所述密封圈安装在所述骨架的内孔壁上，所述密封圈上设置有位于密封圈的内孔壁处的第一唇口和位于密封圈的左侧面处的第二唇口，所述第一唇口和所述连接轴的外壁接触并保持密封，所述第二唇口和对应的第一安装槽或者第二安装槽的槽底接触并保持密封。

进一步地：在所述密封环的右方设置有防尘盖，所述防尘盖套设在连接轴上并和所述固定环固定连接，所述防尘盖的左端面上固定设置有止转销，所述止转销伸入其左侧相邻密封环的止转槽内并能限制所述密封环转动，所述密封环可沿所述止转槽的长度方向运动；所述防尘盖的内孔壁上设置有防尘圈，所述防尘圈的唇口和所述连接轴的外壁接触并保持密封。

进一步地：在两个相邻所述固定环之间、盾体与最左侧固定环之间和防尘盖与最右侧固定环之间均设置有辅助密封圈。

进一步地：所述固定环中设置有注脂油道；所述注脂油道一端连通盾构机的注脂管，另一端连通对应密封环左侧相邻第一安装槽的内腔或左侧相邻第二安装槽的内腔。

进一步地：所述土仓密封装置还包括安装环，所述安装环固定安装在土仓右侧的盾体中并套设在所述连接轴上，所述第一安装槽设置在所述连接轴的右端面上，所述安装孔设置在所述第一安装槽的槽底并且将安装环的左端面和第一安装槽的槽底接通。

进一步地：所述连接轴的左端和盾构机的刀盘固定连接，所述连接轴的右端和中央回转节固定连接。

进一步地：所述连接轴为管状结构，在所述连接轴的内腔中设置有若干根将刀盘处的接口和中央回转节处的接口相互对应连通的软管。

本发明的有益效果是，本发明一种新型盾构机土仓密封装置通过浮动式的密封环来密封土仓，密封环是由质量较轻的骨架和密封圈构成，密封环浮动灵活且对中性较好，密封环和过渡轴配合密封时密封圈的唇口受压均匀，密封环和过渡轴外壁不会接触或异常磨损，土仓密封寿命延长且可靠性大大提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种新型盾构机土仓密封装置的结构示意图；

图2是图1中a局部放大图；

图3是密封环的结构主视图；

图4是密封环的结构左视图；

图5是安装环在盾体中的结构示意图。

图中1、盾体，2、第一安装槽，3、安装孔，4、连接轴，5、固定环，6、密封环，7、刀盘，8、第二安装槽，9、止转槽，10、止转销，11、骨架，12、密封圈，13、第一唇口，14、第二唇口，15、防尘盖，16、防尘圈，17、辅助密封圈，18、注脂油道，19、安装环，20、中央回转节，21、软管，22、接口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1和图2所示，本发明提供了一种新型盾构机土仓密封装置，在土仓右侧的盾体1右端面上开设有第一安装槽2，所述第一安装槽2的槽底开设有与土仓接通的安装孔3，所述土仓密封装置包括连接轴4，所述连接轴4穿设在所述安装孔3中，所述土仓密封装置还包括密封环6和固定环5，所述密封环6和固定环5由左至右依次排列置于第一安装槽2内并套设在所述连接轴4上；所述固定环5固定设置在盾体1上；所述密封环6的左侧面与所述第一安装槽2的槽底密封连接，所述密封环6的内壁和所述连接轴4的外壁密封连接；所述密封环6和所述第一安装槽2间隙配合，所述密封环6可在所述第一安装槽2内沿径向移动。

在盾构机工作时刀盘7转动进行切削掘进，刀盘7带动连接轴4转动，当连接轴4存在一定的饶度变形或者出现上下晃动时，或者当刀盘7的转动中心和第一安装槽2的中心不同心时，密封环6套设在连接轴4的外周随着连接轴4的转动而沿径向移动以便跟随连接轴4的外表位置并且保持密封状态，密封环6和第一安装槽2之间有一定的间隙，密封环6就在此间隙内跟随连接轴4调整位置。

密封环6不会随着连接轴4转动，连接轴4和密封环6之间是旋转动密封，因为密封环6会随着连接轴4调整位置，因此这样的旋转动密封是可靠的，所述密封环6的左侧面与所述第一安装槽2的槽底之间的相对运动的速度和距离均较小，属于半静密封，这样的半静密封的效果同样也是可靠的。

所述固定环5的数量为二个以上，所述固定环5沿轴向由左至右依次排列并套设在所述连接轴4上，在所述固定环5的右端面上设置有第二安装槽8，所述密封环6安装在所述第二安装槽8中；位于第二安装槽8中的密封环6左侧面与对应的第二安装槽8的槽底密封连接，位于第二安装槽8中的密封环6的内壁和所述连接轴4的外壁密封连接；所述密封环6和所述第二安装槽8间隙配合，所述密封环6可在对应的第二安装槽8内沿径向移动。

多个固定环5沿轴向依次串联，形成多道密封屏障，当土仓中渣土突破左侧的密封环6的密封部位泄漏到右侧时，可以由右侧的密封环6来进行密封，并且多个固定环5的密封原理基本相同，但都是彼此独立的结构，都是可以随着连接轴4调整位置，保证了密封的可靠。这种结构密封可靠性高，密封寿命长，适合盾构机的严苛工况。

如图4所示，在所述密封环6的右侧面上设有止转槽9，所述止转槽9的形状为狭长形，所述止转槽9的长度方向沿径向设置；所述固定环5的左侧面上固定设置有止转销10，所述止转销10伸入其左侧相邻密封环6的止转槽9内并能限制所述密封环6转动，所述密封环6可沿所述止转槽9的长度方向运动。

止转槽9长度方向沿径向设置，止转销10伸入在止转槽9中，密封环6获得了在沿止转槽9长度方向的自由度，可以在此方向上移动以调整其位置，并且可以在调整位置时限制其转动方向的自由度，防止密封环6随着连接轴4的转动而转动。

如图3所示，所述密封环6包括骨架11和密封圈12；所述骨架11为环形，其右侧面上开设有止转槽9；所述密封圈12安装在所述骨架11的内孔壁上，所述密封圈12上设置有位于密封圈12的内孔壁处的第一唇口13和位于密封圈12的左侧面处的第二唇口14，所述第一唇口13和所述连接轴4的外壁接触并保持密封，所述第二唇口14和对应的第一安装槽2或者第二安装槽8的槽底接触并保持密封。

密封环6是由环形的骨架11和密封圈12组合而成，这种结构的密封环6结构简单并且质量较轻，在套设在连接轴4上时不会因为自身重力过大造成密封环6吊挂在连接轴4上，一方面保证了密封的效果和稳定可靠，另一方面避免了彼此间异常接触，防止密封环6和连接轴4的咬合最终导致盾构机故障。

在所述密封环6的右方设置有防尘盖15，所述防尘盖15套设在连接轴4上并和所述固定环5固定连接，所述防尘盖15的左端面上固定设置有止转销10，所述止转销10伸入其左侧相邻密封环6的止转槽9内并能限制所述密封环6转动，所述密封环6可沿所述止转槽9的长度方向运动；所述防尘盖15的内孔壁上设置有防尘圈16，所述防尘圈16的唇口和所述连接轴4的外壁接触并保持密封。

防尘盖15设置在密封环6的右侧，一方面对密封环6起到了轴向限位的作用，另一方面对左侧的密封环6起到了辅助密封的作用，进一步增强了土仓密封的可靠性，同时也有一定外界防尘作用，防止外界污染物进入到密封环6中破坏密封环6的密封状态，避免了渣土外漏的情况。

在两个相邻所述固定环5之间、盾体1与最左侧固定环5之间和防尘盖15与最右侧固定环5之间均设置有辅助密封圈17，当左侧的密封环6左侧面与第一安装槽2的槽底密封连接失效时，渣土进入到密封环6和第一安装槽2或第二安装槽8之间，辅助密封圈17会密封住外漏的渣土，渣土由右侧的密封环6的第一唇口13和第二唇口14进行密封，以此就会提高多道密封屏障的可靠性。

所述固定环5中设置有注脂油道18；所述注脂油道18一端连通盾构机的注脂管，另一端连通对应密封环6左侧相邻第一安装槽2的内腔或左侧相邻第二安装槽8的内腔。

注脂油道18注入到密封环6的右侧，对密封环6的第一唇口13和第二唇口14进行润滑，延长了密封的寿命，同时盾构机的注脂具有一定的压力，这种压力作用于第一唇口13和第二唇口14的背面，也对渣土起到辅助密封的作用，这种第一唇口13和第二唇口14的背压存在进一步提高了渣土密封的可靠性。

如图5所示，所述土仓密封装置还包括安装环19，所述安装环19固定安装在土仓右侧的盾体1中并套设在所述连接轴4上，所述第一安装槽2设置在所述连接轴4的右端面上，所述安装孔3设置在所述第一安装槽2的槽底并且将安装环19的左端面和第一安装槽2的槽底接通。

将第一安装槽2和安装孔3设置在安装环19上，安装环19和盾体1是分体式的结构，在进行第一安装槽2和安装孔3加工时，只需要将安装环19进行加工，再将安装环19安装到盾体1上，这样可以降低加工难度，保证了加工的质量。

所述连接轴4的左端和盾构机的刀盘7固定连接，所述连接轴4的右端和中央回转节20固定连接。所述连接轴4为管状结构，在所述连接轴4的内腔中设置有若干根将刀盘7处的接口22和中央回转节20处的接口22相互对应连通的软管21。

软管21连接刀盘7和中央回转节20，当到刀盘7和中央回转节20上的接口22位置存在位置误差时，可以通过软管21连接简单地进行纠正，这样既减轻了连接轴4质量，又降低了连接轴4的加工难度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。