带自动补偿的盾构机主驱动密封及主驱动密封结构的制作方法

本发明涉及一种盾构机主驱动密封，尤其涉及一种带自动补偿的盾构机主驱动密封及主驱动密封结构。

背景技术：

盾构机是由主驱动驱动刀盘旋转来切割岩土的，切割下来的岩土在土仓内搅拌均匀后由盾构机排渣系统运输到盾体内，再经辅助系统运到地面。所以土仓与盾体内需要由隔板分开，主驱动安装在地仓与盾体间的隔板上，由于主驱动是由固定部件和旋转部件组成，主驱动密封就是安装在主驱动的固定部件和旋转部件之间，用于隔离渣土的，防止渣土进入主驱动而损坏主驱动内部的旋转部件。

目前，在盾构机上所用的密封均属是常规密封，在磨损后没有主动补偿性能，所以盾构机每次使用前均要检查该密封，并视情况更换。若遇到长距离掘进时，经常因密封磨损造成主驱动损坏，使主驱动带病作业，严重时会直接造成主驱动损坏而不能正常工作。遇到这种情况则需停机，在隧道内更换主驱动，这样不仅所需工作量巨大，并且由于拆除主驱动过程中，土仓会与盾体内直接连通，易造成掘进掌子面坍塌的危险。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种带自动补偿的盾构机主驱动密封及主驱动密封结构，能够实现主密封在密封唇磨损后自动补偿磨损量，保证主驱动的绝对密封性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带自动补偿的盾构机主驱动密封，包括密封件主体、遇水自膨胀补偿体和弹性体，所述密封件主体为环形体，具有相对的内端面和外端面，以及内侧面和外侧面；所述密封件主体的外端面上且靠近其内侧面设有环形的沟槽，该环形的沟槽至该密封件主体的内侧面部分形成密封唇；所述弹性体置于所述沟槽底部，所述遇水自膨胀补偿体嵌设于所述密封件主体的内端面和外侧面交界的部分内。

作为本发明的进一步改进，所述密封件主体为耐磨的橡胶材料制成，所述遇水自膨胀补偿体为遇水膨胀的橡胶材料制成，所述弹性体为弹性材质制成。

本发明还提供一种盾构机主驱动密封结构，包括位于外侧的主驱动固定部件和位于内部的主驱动旋转部件，该主驱动固定部件和主驱动旋转部件之间设有主驱动密封，所述主驱动密封为上述的盾构机主驱动密封。

作为本发明的进一步改进，所述主驱动固定部件和主驱动旋转部件之间依次设有三道主驱动密封：第一主驱动密封、第二主驱动密封和第三主驱动密封，三道主驱动密封的密封唇分别抵紧于所述主驱动旋转部件，且相临主驱动密封之间设有间隔环，以及位于最外侧的第一主驱动密封外设有密封压环并靠近盾构机的土仓侧；所述第一主驱动密封和第二主驱动密封的密封唇唇口朝向盾构机的土仓侧，所述第三主驱动密封的密封唇唇口朝向盾构机的盾体内侧。

作为本发明的进一步改进，所述第一主驱动密封和第二主驱动密封之间设有油脂腔。

本发明的有益效果是：

1、可实现主密封在密封唇磨损后自动补偿磨损量的功能，能够自动恢复其密封性能；

2、本发明密封安装尺寸与主驱动密封安装尺寸相同，可直接互换；

3、结构简单，自动补偿，不需人为干预，也不需增加额外设备，操作方便；

4、本发明所用密封材料均属常用材料，很容易获得，经济实用价值高。

附图说明

图1为本发明所述主驱动密封的立体结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图；

图3为本发明所述主驱动密封的使用状态图。

结合附图，作以下说明：

1——密封件主体；2——遇水自膨胀补偿体；

3——弹性体；4——沟槽；

5——密封唇；11——主驱动固定部件；

12——主驱动旋转部件；13——第一主驱动密封；

14——第二主驱动密封；15——第三主驱动密封；

16——间隔环；17——密封压环；

18——土仓侧；19——盾体内侧；

20——油脂腔。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

参阅图1-3，为本发明所述的一种盾构机主驱动密封结构，包括位于外侧的主驱动固定部件11和位于内部的主驱动旋转部件12，该主驱动固定部件和主驱动旋转部件之间依次设有三道主驱动密封：第一主驱动密封13、第二主驱动密封14和第三主驱动密封15。三道主驱动密封的密封唇分别抵紧于主驱动旋转部件，且相临主驱动密封之间设有间隔环16，以及位于最外侧的第一主驱动密封外设有密封压环17并靠近盾构机的土仓侧18；第一主驱动密封和第二主驱动密封的密封唇朝向盾构机的土仓侧18，第三主驱动密封的密封唇朝向盾构机的盾体内侧19。第一主驱动密封13和第二主驱动密封14之间设有油脂腔20。

其中，三道主驱动密封分别包括密封件主体1、遇水自膨胀补偿体2和弹性体3。密封件主体1为环形体，具有相对的内端面和外端面，以及内侧面和外侧面；密封件主体1的外端面上且靠近其内侧面设有环形的沟槽4，该环形的沟槽4至该密封件主体1的内侧面部分形成密封唇5；弹性体3置于沟槽4底部，遇水自膨胀补偿体2嵌设述密封件主体1的内端面和外侧面交界的部分内。密封件主体1为耐磨的橡胶材料制成，遇水自膨胀补偿体2为遇水膨胀的橡胶材料制成，弹性体3为弹性材质制成。

本发明利用遇水自膨胀橡胶的性能，在密封唇磨损后来进行补偿密封的。一般来讲盾构机的掘进隧道都有一定的长度，在掘进过程中主驱动密封损坏后是很难更换的。正常工作时主驱动密封也会磨损，从而降低密封效果，甚至会有渣土进入主驱动内部导致主驱动损坏。参阅图3，本发明在主驱动上是由三道主驱动密封，两道主驱动密封的密封唇唇口向土仓侧，阻当渣土，一道主驱动密封的密封唇唇口向主驱动侧，阻挡减速器内润滑泄漏。三道主驱动密封均用间隔环隔开，在盾构机工作时第一主驱动密封和第二主驱动密封之间连续不断地加注油脂，油脂会通过第一主驱动密封排向土仓，而第二主驱动密封会将油脂密封住，阻止油脂进入主驱动侧。由于工况不确定因素，第一主驱动密封的密封唇唇口会有超预期磨损现象，这时第一主驱动密封的密封效果会变差，会有少许渣土与水的混合物进入油脂腔，并与遇水自膨胀补偿体2接触，遇水自膨胀补偿体2会自动膨胀挤压主驱动密封唇唇口与主驱动旋转件密封环贴紧，恢复其密封性能，达到主驱动密封自动补偿的效果，从而防止渣土进入主驱动导致主驱动内部零件损坏。

由此可见，本发明由密封件主体、遇水自膨胀补偿体和弹性体三个零件组合在一起组成自动补偿的盾构机主驱动密封。当主驱动密封磨损时，由于少许渣土与水的混合物进入油脂腔，并与遇水自膨胀补偿体接触，遇水自膨胀补偿体会自动膨胀挤压主驱动密封的密封唇唇口与主驱动旋转件密封环贴紧，恢复其密封性能，达到主密封自动补偿的效果，从而防止渣土进入主驱动导致主驱动内部零件损坏。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带自动补偿的盾构机主驱动密封，包括密封件主体、遇水自膨胀补偿体和弹性体，密封件主体为环形体；密封件主体的外端面上且靠近其内侧面设有环形的沟槽，环形的沟槽至密封件主体的内侧面部分形成密封唇；弹性体置于沟槽底部，遇水自膨胀补偿体嵌设于密封件主体的内端面和外侧面交界的部分内。本发明由三个零件组合在一起组成自动补偿的盾构机主驱动密封，当主驱动密封磨损时，由于少许渣土与水的混合物进入油脂腔，并与遇水自膨胀补偿体接触，遇水自膨胀补偿体会自动膨胀挤压主驱动密封的密封唇唇口与主驱动旋转件密封环贴紧，恢复其密封性能，达到主密封自动补偿的效果，从而防止渣土进入主驱动导致主驱动内部零件损坏。

技术研发人员：苏延奇;徐昊朗;丁少华
受保护的技术使用者：江苏凯宫隧道机械有限公司
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.01.11