一种盾构机用土仓密封装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种盾构机用土仓密封装置，包括过渡轴和安装槽，安装槽的槽底设有窗孔，过渡轴穿设于窗孔之中，还包括浮动环和盖板；浮动环套设在过渡轴上并置于安装槽中；盖板盖合并固定在安装槽的槽口处；浮动环具后端面和前端面，浮动环的后端面与安装槽的槽底密封连接；浮动环和过渡轴密封之间保持密封；浮动环的前端面上开设有狭槽，盖板上固定设有止转销，止转销的一端伸入狭槽内，浮动环可沿狭槽的长度方向相对止转销运动；通过设置可以随着过渡轴浮动的浮动环，允许过渡轴的外圆和转动中心之间有较大的同轴度误差，该装置结构巧妙，加工制造成本较低，且密封可靠性高，并且土仓密封装置的寿命较现有的密封装置相比大大提高。
【专利说明】
一种盾构机用土仓密封装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种土仓密封装置，尤其涉及一种盾构机用土仓密封装置。
【背景技术】
[0002]用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
[0003]盾构机的基本工作原理就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。
[0004]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。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了解决刀盘和盾体安装槽的同轴度误差，会影响土仓密封装置的安装和使用寿命的问题，本发明提供了一种盾构机用土仓密封装置来解决上述问题。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种盾构机用土仓密封装置，包括过渡轴和盾体，所述盾体上设有安装槽，所述安装槽的槽底设有窗孔，所述过渡轴穿设于所述窗孔之中，所述土仓密封装置还包括浮动环和盖板;所述浮动环为环形，套设在所述过渡轴上并置于安装槽中，所述浮动环的外圆和安装槽的内孔壁间隙配合;所述盖板为环形，所述盖板盖合并固定在安装槽的槽口处;所述浮动环具有近窗孔的后端面和近盖板的前端面，浮动环的后端面与安装槽的槽底密封连接;所述浮动环的内孔壁上开设有第一密封槽，第一密封槽内设有与过渡轴密封接触的土仓密封圈；所述浮动环的前端面上开设有狭槽，所述狭槽的长度方向为浮动环的径向方向，所述盖板的近安装槽侧的端面上固定设有止转销，所述止转销的一端伸入狭槽内，浮动环可沿狭槽的长度方向相对止转销运动。
[0007]进一步地:所述浮动环的前端面和所述盖板密封连接，所述盖板和安装槽的槽口密封连接。
[0008]进一步地:所述安装槽的槽底设有第二密封槽，第二密封槽的槽内设有与浮动环的后端面密封连接的第二 O形圈;所述盖板的内端面上设有第三密封槽，第三密封槽的槽内设有与浮动环的前端面密封连接的第三O形圈；在所述盖板的内端面上，盖板与安装槽接触的部位处设有第四密封槽，所述第四密封槽内设有与安装槽的槽口密封接触的第四O形圈。
[0009]进一步地:所述浮动环的内孔壁上沿轴向开设有数量为二个以上的第一密封槽，相邻两个第一密封槽之间的内孔壁上设有第一润滑油槽，所述盖板上设有第一润滑油口，盖板和浮动环内设有将第一润滑油槽和第一润滑油口连通的第一润滑油道。
[0010]进一步地:所述土仓密封圈为唇形密封圈，唇形密封圈的承压唇口面对窗孔设置。
[0011]进一步地:所述盖板上设有接通浮动环的外圆与安装槽内孔壁的间隙处的第二润滑油口；所述盖板上设有第二润滑油口，所述盖板和浮动环内设有将浮动环的外壁和第二润滑油口连通的第二润滑油道。
[0012 ]进一步地:所述浮动环的外圆与安装槽内孔壁的间隙至少为单边5mm。
[0013]进一步地:所述过渡轴中设有沿轴向贯穿的介质通道。
[0014]本发明的有益效果是，本发明一种盾构机用土仓密封装置通过设置可以随着过渡轴浮动的浮动环，允许过渡轴的外圆和转动中心之间有较大的同轴度误差，该装置结构巧妙，加工制造成本较低，且密封可靠性高，并且土仓密封装置的寿命较现有的密封装置相比大大提尚O
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016]图1是本发明一种盾构机用土仓密封装置最优实施例的结构示意图；
图2是图1的A处放大图；
图3是区别与图1剖视的一种盾构机用土仓密封装置的结构示意图；
图4是图3的B处放大图；
图5是安装槽的结构示意图；
图6是浮动环和过渡轴安装时的结构示意图；
图7是如图6所示的浮动环的右视图；
图8是唇形密封圈的结构示意图。
[0017]图中1、安装槽，2、过渡轴，3、浮动环，4、盖板，5、第一密封槽，6、唇形密封圈，7、狭槽，8、止转销，9、第一润滑油槽，10、第一润滑油口，11、第二润滑油口，12、第二密封槽，13、第三密封槽，14、第四密封槽，15、介质通道，16、第一润滑油道，17、第二润滑油道，100、盾体，101、刀盘，102、中央回转节。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]如图1至图8所示，本发明提供了一种盾构机用土仓密封装置，包括过渡轴2和盾体100，所述盾体100上设有安装槽1，所述安装槽I的槽底设有窗孔103，所述过渡轴2穿设于所述窗孔103之中，所述土仓密封装置还包括浮动环3和盖板4;所述浮动环3为环形，套设在所述过渡轴2上并置于安装槽I中，所述浮动环3的外圆和安装槽I的内孔壁间隙配合;所述盖板4为环形，所述盖板4盖合并固定在安装槽I的槽口处;所述浮动环3具有近窗孔103的后端面和近盖板4的前端面，浮动环3的后端面与安装槽I的槽底密封连接;所述浮动环3的内孔壁上开设有第一密封槽5，第一密封槽5内设有与过渡轴2密封接触的土仓密封圈；如图6和图7所示，所述浮动环3的前端面上开设有狭槽7，所述狭槽7的长度方向为浮动环3的径向方向，所述盖板4的近安装槽I侧的端面上固定设有止转销8，所述止转销8的一端伸入狭槽7内，浮动环3可沿狭槽7的长度方向相对止转销8运动。
[0023]在盾构机的刀盘101和盾体100安装完成之后需要进行渣土改良设备的安装，同时需要安装土仓密封装置，通过过渡轴2将刀盘101和中央回转节102连接在一起。改良渣土的介质就由中央回转节102通过过渡轴2输送到刀盘1I中去；而刀盘1I的旋转中心和盾体100的安装槽I由于加工制造和装配会存在一定的同轴度误差。本发明这样的结构，通过浮动环3来进行土仓密封，在安装时，过渡轴2和刀盘101固定，过渡轴2的转动中心就和刀盘101的转动中心一致，当过渡轴2的外圆和过渡轴2的转动中心存在一定同轴度误差时浮动环3可以在安装槽I内沿着狭槽7的长度方向而浮动，使得浮动环3能够始终和过渡轴2的外圆保持同心，避免了由于偏心造成的过渡轴2对盾体100或者密封装置接触磨损的情况，并在浮动时浮动环3和安装槽I以及过渡轴2—直保持密封的状态，防止土仓的渣土泄漏到外部，采用这样的结构也减小了加工的难度，刀盘101和安装槽I的同轴度以及过渡轴2的转动中心和过渡轴2的外圆中心都可以允许较大的误差。
[0024]所述浮动环3的前端面和所述盖板4密封连接，所述盖板4和安装槽I的槽口密封连接。
[0025]盖板4和安装槽I的槽口密封连接，一方面可以防止外界的灰尘杂质进入安装槽I之中，另一方面也可以对浮动环3的后端面和安装槽I的槽底之间的密封起到辅助密封的作用，防止渣土由盖板4和安装槽I的结合处泄漏出来。
[0026]所述安装槽I的槽底设有第二密封槽12，第二密封槽12的槽内设有与浮动环3的后端面密封连接的第二 O形圈；所述盖板4的内端面上设有第三密封槽13，第三密封槽13的槽内设有与浮动环3的前端面密封连接的第三O形圈；在所述盖板4的内端面上，盖板4与安装槽I接触的部位处设有第四密封槽14，所述第四密封槽14内设有与安装槽I的槽口密封接触的第四O形圈。
[0027]安装槽I和浮动环3的密封可以看做是静密封，盖板4和浮动环3的密封也可以看成是静密封，盖板4和安装槽I内的密封为静密封，这几处静密封可以选用O形圈，O形圈作静密封时密封可靠并且成本较低，并且密封槽的加工也简单，易于实现。
[0028]同时需要指出的是，第一密封槽5、第二密封槽12、第三密封槽13和第四密封槽14不应只限于上述的安装部位，也可以设置在相互密封的另一个部件上，只要能满足两个部件相互密封的效果即可。
[0029]所述浮动环3的内孔壁上沿轴向开设有数量为二个以上的第一密封槽5，相邻两个第一密封槽5之间的内孔壁上设有第一润滑油槽9，所述盖板4上设有第一润滑油口 10，盖板4和浮动环3内设有将第一润滑油槽9和第一润滑油口 10连通的第一润滑油道16。
[0030]浮动环3和过渡轴2之间的密封为动密封，因此，土仓内的渣土较容易破坏土仓密封圈，从浮动环3和过渡轴2之间泄漏出到外界，采用多道土仓密封圈并且在相邻的土仓密封圈之间设置第一润滑油槽9，通过第一润滑油口 10向第一润滑油口 10中注入润滑油脂，可以给土仓密封圈提供润滑，同时，润滑油脂具有一定的压力，可以在土仓密封圈之间建立辅助的压力油脂密封区，将混入土仓密封圈密封面内的渣土杂质等挤出，大大减小了土仓密封圈的磨损，延长了土仓密封圈的使用寿命，同时提高了浮动环3和过渡轴2动密封的可靠性。
[0031]如图8所示，所述土仓密封圈为唇形密封圈6，唇形密封圈6的承压唇口面对窗孔103设置。
[0032 ] 土仓密封圈使用唇形密封圈6，唇形密封圈6和过渡轴2的外圆接触的密封部位较少，可以阻止渣土等杂质混入密封部位之中，同时，土仓密封圈之间设有的具有压力的润滑油脂可以容易地给唇口施加压力，使得唇形密封圈6的唇口在土仓侧和润滑油脂侧的压力平衡，减少了土仓中的渣土穿过密封部位的趋势，并且具有压力的润滑油脂也可轻易地将混入唇口的密封部位中的渣土杂质挤出，减少了土仓密封圈的磨损，延长了使用寿命。
[0033]所述盖板4上设有接通浮动环3的外圆与安装槽I内孔壁的间隙处的第二润滑油口11;所述盖板4上设有第二润滑油口 11，所述盖板4和浮动环3内设有将浮动环3的外壁和第二润滑油口 11连通的第二润滑油道17。
[0034]通过第二润滑油口11给浮动环3的外圆和安装槽I的内孔壁的间隙处注入润滑油月旨，一方面可以给浮动环3和安装槽I的密封部位之间提供润滑，也可以给浮动环3和盖板4的密封部位之间提供润滑，使得浮动环3在安装槽I内的浮动摩擦力减小，浮动更加自如，减小了密封元件的磨损，另一方面，注入的润滑油脂可以对置于其中的浮动环3—定的支撑作用，使得浮动环3能够更好地与过渡轴2的外圆保持同心。
[0035]所述浮动环3的外圆与安装槽I内孔壁的间隙至少为单边5_。
[0036]根据刀盘101的转动中心、盾体100的安装槽I以及过渡轴2外圆的加工误差，还有各零部件装配等多方面的累积误差，浮动环3和安装槽I的间隙保证至少单边5mm，可以保证浮动环3能够在安装槽I中自由浮动，同时满足密封的需要。
[0037]所述过渡轴2中设有沿轴向贯穿的介质通道15。
[0038]过渡轴2连接刀盘101和中央回转节102，过渡轴2中设有的介质通道15连接中央回转节102的介质通道以及刀盘101的渣土改良口，过渡轴2内的介质通道将中央回转节102中的介质输送到刀盘101中，再由刀盘101分配到各个相关的部位中去，实现渣土改良。
[0039]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。
[0040]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。
【主权项】
1.一种盾构机用土仓密封装置，包括过渡轴(2)和盾体(100)，所述盾体(100)上设有安装槽(I)，所述安装槽(I)的槽底设有窗孔(103)，所述过渡轴(2)穿设于所述窗孔(103)之中，其特征在于:所述土仓密封装置还包括浮动环(3)和盖板(4); 所述浮动环(3)为环形，套设在所述过渡轴(2)上并置于安装槽(I)中，所述浮动环(3)的外圆和安装槽(I)的内孔壁间隙配合； 所述盖板(4)为环形，所述盖板(4)盖合并固定在安装槽(I)的槽口处； 所述浮动环(3)具有近窗孔(103)的后端面和近盖板(4)的前端面，浮动环(3)的后端面与安装槽(I)的槽底密封连接;所述浮动环(3)的内孔壁上开设有第一密封槽(5)，第一密封槽(5)内设有与过渡轴(2)密封接触的土仓密封圈；所述浮动环(3)的前端面上开设有狭槽(7),所述狭槽(7 )的长度方向为浮动环(3 )的径向方向，所述盖板(4 )的近安装槽(I)侧的端面上固定设有止转销(8)，所述止转销(8)的一端伸入狭槽(7)内，浮动环(3)可沿狭槽(7)的长度方向相对止转销(8 )运动。2.如权利要求1所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述浮动环(3)的前端面和所述盖板(4)密封连接，所述盖板(4)和安装槽(I)的槽口密封连接。3.如权利要求2所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述安装槽(I)的槽底设有第二密封槽(12)，第二密封槽(12)的槽内设有与浮动环(3)的后端面密封连接的第二O形圈；所述盖板(4)的内端面上设有第三密封槽(13)，第三密封槽(13 )的槽内设有与浮动环(3)的前端面密封连接的第三O形圈;在所述盖板(4)的内端面上，盖板(4)与安装槽(I)接触的部位处设有第四密封槽(14)，所述第四密封槽(14)内设有与安装槽(I)的槽口密封接触的第四O形圈。4.如权利要求1所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述浮动环(3)的内孔壁上沿轴向开设有数量为二个以上的第一密封槽(5)，相邻两个第一密封槽(5)之间的内孔壁上设有第一润滑油槽(9)，所述盖板(4)上设有第一润滑油口(10)，盖板(4)和浮动环(3)内设有将第一润滑油槽(9)和第一润滑油口(10)连通的第一润滑油道(16)。5.如权利要求4所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述土仓密封圈为唇形密封圈(6)，唇形密封圈(6)的承压唇口面对窗孔(103)设置。6.如权利要求2所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述盖板(4)上设有接通浮动环(3)的外圆与安装槽(I)内孔壁的间隙处的第二润滑油口(11);所述盖板(4)上设有第二润滑油口(11)，所述盖板(4)和浮动环(3)内设有将浮动环(3)的外壁和第二润滑油口( 11)连通的第二润滑油道(17)。7.如权利要求1所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述浮动环(3)的外圆与安装槽(I)内孔壁的间隙至少为单边5mm。8.如权利要求1所述的一种盾构机用土仓密封装置，其特征在于:所述过渡轴(2)中设有沿轴向贯穿的介质通道(15)。
【文档编号】E21D9/08GK106050248SQ201610569513
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】李继锁, 徐回, 严志, 卢海旭, 朱宗会
【申请人】江苏腾旋科技股份有限公司