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一种盾构用盾尾密封注脂系统及注入方法


技术摘要:
本发明公开了一种盾构用盾尾密封注脂系统及注入方法,系统包括注脂泵、储脂腔、多点泵装置和二位二通阀;注脂泵与储脂腔连通,注脂泵与多点泵装置连接并为多点泵装置供应密封脂;注脂泵、储脂腔以及多点泵装置的连接管道通过一个三通连接;三通与多点泵装置之间设置二  全部
背景技术:
盾构机密封主要有主轴承密封、铰接密封和盾尾密封,确保盾构机外部与隧道内 隔离,保证施工安全。盾尾密封失效可导致隧道外水、泥渗漏进隧道,严重时会导致重大安 全事故,盾尾密封的正常运行至关重要。 盾尾密封是在盾尾圆环钢板内部焊接三或四排盾尾刷,盾尾刷末端压紧管片外表 面,盾尾、盾尾刷和管片外表面之间形成二或三个环形腔室,环形腔室内充满密封脂。当盾 构向前推进时,管片不动,盾尾刷随盾构向前推进在管片外表面上滑动,密封脂会有损失, 滞留在管片外表面上。密封脂正常的损耗量约0.8~1.2kg/m2(以管片外表面的面积为标 准)。此时气动注脂泵会向环形腔室上的各个注脂点依次注入密封脂来补偿密封脂的损失, 确保环形腔室填充饱满。 由于盾尾密封注脂点较多,选用的气动注脂泵单冲程注脂量较大(一个冲程注脂 量一般为125ml,最高达到175ml),导致盾尾密封注脂系统中单个注脂点注脂的间隔时间长 (有时达到5~8min或盾构掘进150~200mm)。但随着盾构向前推进环形腔室各个位置的密 封脂是一直在损失的,这就造成密封脂注入不及时,有时会造成盾尾密封失效,产生安全事 故。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种盾构用盾尾密封注脂系统及注 入方法,用以解决盾尾密封容易失效的问题。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的: 一种盾构用盾尾密封注脂系统,包括注脂泵、储脂腔、多点泵装置和二位二通阀; 注脂泵与储脂腔连通,注脂泵与多点泵装置连接并为多点泵装置供应密封脂;注 脂泵、储脂腔以及多点泵装置的连接管道通过一个三通连接;三通与多点泵装置之间设置 二位二通阀; 多点泵装置的每个柱塞泵都有一根独立管路(柱塞泵注脂管路)到对应注脂点。多 点泵装置的每个柱塞泵出口的高压密封脂经过对应管路注入到盾构密封腔内。 作为优选方式,注脂泵为气动注脂泵。 作为优选方式,气动注脂泵安装在盾构台车区域。 作为优选方式,注脂点注入管路上设置气动开关(气动开关阀)。 作为优选方式,注入管路上设置截止阀和压力传感器。 作为优选方式,每个柱塞泵注脂管路上设置一个单向阀。 作为优选方式,盾尾、盾尾刷、管片之间形成密封腔。 作为优选方式,每道密封腔内均匀布置多个注脂点。 3 CN 111608669 A 说 明 书 2/7 页 作为优选方式,设置三道密封腔,每道密封腔设置10个注脂点。 作为优选方式,多点泵装置包括电机、减速机、旋转轴、旋转叶片、凸轮盘、储物桶 以及安装注脂结构; 减速机与电机相连通过电机驱动,旋转轴设置在安装注脂结构内并由减速机驱 动,旋转叶片设置在旋转轴上;凸轮盘与旋转轴固定,凸轮盘上设置滑槽,滑槽的作用是使 得柱塞泵的活动部件作往复运动; 储物桶上设置进脂孔,密封脂通过进脂孔进入储物桶中;储物桶设置在安装注脂 结构的上方,安装注脂结构的壁上设置若干柱塞泵安装孔,储物桶与安装注脂结构之间具 有流脂通道,流脂通道一侧连向储物桶内,流脂通道的另一侧与柱塞泵的第一进脂口连通。 一种盾构用盾尾密封脂注入方法,它采用以上所述的系统,具体包括手动注入模 式和全自动注入模式。 手动注入模式流程如下: 当需要个别注脂点注入或多个注脂点同时注入时,将注脂点相应的气动开关打 开,然后启动气动注脂泵,经注脂管路、储脂腔对相应注脂点注脂。 全自动注入模式流程如下: 气动注脂泵为多点泵装置供密封脂。当盾构向前推进时,启动多点泵装置。根据盾 构推进速度和设计的密封脂损耗量,自动控制多点泵的变频电机旋转速度,进而控制柱塞 泵的密封脂注入量在所设定范围内。由于柱塞泵的单冲程注脂量很小(约5~10ml),可以有 效提高盾尾密封注脂频率。 本发明的有益效果是:当需要个别注脂点单独注脂或多个注脂点同时注脂时采用 手动注入模式,通过气动注脂泵注密封脂。当盾构掘进时,通过增加一套多点泵装置,采用 全自动注入模式。各个注脂点的注入频率高,注入量基本相同,能及时填充损耗的密封脂, 确保了盾尾密封安全。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用 的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作 是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根 据这些附图获得其他相关的附图。 图1是盾尾结构示意图; 图2是本发明盾尾密封注脂系统示意图; 图3是图2中Z部分的结构示意图; 图4是本发明多点泵装置结构示意图; 图5是本发明柱塞泵结构示意图; 图中,1-盾尾,2-盾尾刷,3-密封腔,4-管片,5-储脂腔,6-气动开关,7-压力传感 器,8-截止阀,9-盾构主机区域,10-盾构台车区域,11-气动注脂泵,12-二位二通阀,13-多 点泵装置,14-柱塞泵,15-变频电机,16-单向阀,17-减速机,18-旋转轴,19-凸轮盘,20-滤 网,21-旋转叶片,22-储脂空间A,23-滑动板,24-储气空间,25-安全气阀,26-连接螺栓,27- 盖板,28-超声波传感器,29-进气口,30-桶壁,31-进脂孔,32-活动部件,33-第一进脂口, 4 CN 111608669 A 说 明 书 3/7 页 34-储脂空间B,35-圆柱体,36-第一通道,37-第二通道,38-第三通道,39-第二进脂口,40- 移动部件,41-第一弹簧,42-第一固定部件,43-第二固定部件,44-调节部件,45-第四通道, 46-球体,47-第二弹簧,48-空心部件,49-第三固定部件,50-第五通道,51-第六通道,52-出 脂口,53-第四固定部件,54-第五固定部件。
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