一种用于盾构机的止浆密封装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及盾构机密封技术领域，特别涉及一种用于盾构机的止浆密封装置及其使用方法。


背景技术：

2.盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。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。
3.目前，盾构机在掘进过程中，管片静止不动，盾体连续移动，因此盾尾和已装管片间之间存在间隙，当管片安装完成后，在隧道壁与盾构机壳之间会灌注砂浆，以补偿岩层松动带来的地表沉降问题，当盾尾滑动时，为了防止外部污水和泥浆进入盾构内，必须对盾尾和管片间进行密封处理，即使用盾尾密封刷，现有盾尾密封刷结构简单，基本都是各层保护板及钢丝刷一层层叠加、焊接固定，该种结构决定了盾尾密封刷在制备加工时通过工装和挤压设备挤压，然后焊接。
4.现有的盾构机在工作过程中，通过盾尾密封刷对盾尾和管片之间进行密封处理，盾尾密封刷通过焊接安装在盾尾上，当使用时导致其磨损严重需要进行更换时，需要对其进行反复焊接及割除，过程中易致盾尾处变形，影响管片拼装质量，且使用寿命短，密封效果不理想，易漏浆，并且在盾构机运输、转运过程中，盾尾刷无临时保护装置，可能会与周围装置发生摩擦导致损坏而影响施工，这无疑会增加施工成本，影响施工进度，因此，我们提出一种用于盾构机的止浆密封装置及其使用方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种用于盾构机的止浆密封装置及其使用方法，可以有效解决背景技术中现有的盾构机在工作过程中，通过盾尾密封刷对盾尾和管片之间进行密封处理，盾尾密封刷通过焊接安装在盾尾上，当使用时导致其磨损严重需要进行更换时，需要对其进行反复焊接及割除，过程中易致盾尾处变形，影响管片拼装质量，且使用寿命短，密封效果不理想，易漏浆，并且在盾构机运输、转运过程中，盾尾刷无临时保护装置，可能会与周围装置发生摩擦导致损坏而影响施工，这无疑会增加施工成本，影响施工进度的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于盾构机的止浆密封装置，包括盾尾以及设置在盾尾一端上的刀盘，所述盾尾内壁远离刀盘一侧设置有密封机构，所述密封机构一侧设有防护机构，所述防护机构设于所述刀盘与盾尾之间；
7.所述密封机构包括焊接在盾尾内壁上的固定座、设置在固定座上的第一密封刷与第二密封刷、以及设置在固定座内侧的油脂注入部件，所述第一密封刷以及第二密封刷分
别有若干个，且每个所述第二密封刷设于相邻两个第一密封刷之间，与第一密封刷交错贴合设置，所述第一密封刷与第二密封刷通过安装部件设置在固定座上；
8.所述安装部件包括设置在固定座上的第一定位槽和第二定位槽、设置在每个所述第一密封刷以及第二密封刷侧面上的凹陷、设置在固定座内壁上的插槽、设置于插槽内部的定位板、以及设置在定位板上的铆钉，所述第一定位槽以及第二定位槽分别于第一密封刷以及第二密封刷相适配，所述插槽位置与凹陷位置相对应，所述定位板尺寸与插槽以及凹陷尺寸相适配，所述插槽内壁上开设有与铆钉相匹配的定位孔；
9.所述油脂注入部件包括设置在固定座内侧的环形注油槽、焊接在固定座上的混合箱、以及固定设置在混合箱底部的注油管，所述混合箱有若干个，且若干个所述混合箱环形阵列在固定座上，每个所述混合箱与环形注油槽之间均通过竖管连通，每个所述混合箱内侧均设有混合单元，所述注油管远离混合箱一端为三通管结构，且三个管口分别与相邻两个所述第一密封刷以及设置在相邻两个所述第一密封刷之间的第二密封刷内侧连通；
10.所述混合单元包括活动设置在混合箱内壁上的转杆、一端与转杆外壁固定连接的叶片、以及焊接在叶片另一端上的配重块，所述叶片有若干组，且若干组所述叶片环形阵列于转杆外周面上；
11.所述防护机构包括焊接在盾尾内壁上的环形支架、设置在环形支架一侧的驱动装置、设置在驱动装置远离环形支架一端上的环座、设置在环座内壁上的第一止浆板与第二止浆板、以及一端与第一止浆板侧面固定连接的防护板，所述第一止浆板与第二止浆板分别有若干个，且若干个所述第一止浆板与第二止浆板交错设置，所述防护板为弧形结构，且若干个所述防护板围合成圆形结构，所述第一止浆板以及第二止浆板内侧分别设置有第一应急密封部件以及第二应急密封部件，且所述第一应急密封部件与第二应急密封部件结构相同；
12.所述第一应急密封部件包括设置在第一止浆板内侧的腔室、固定设置在腔室内壁上的橡胶带、以及固定设置在橡胶带远离第一止浆板一侧面上的耐磨板，所述腔室内壁两侧分别开设有进气口以及出气口，所述橡胶带与腔室内壁之间设置有充气室。
13.优选地，所述盾尾外壁上固定连接有吊耳，所述盾尾外周面远离刀盘一侧边缘位置上安装有第三止浆板。
14.优选地，所述盾尾内壁远离刀盘一侧开设有储浆室，所述盾尾内侧安装有输送泵，所述输送泵的输出管固定连接有输送管一端，所述输送管另一端与储浆室内部连通。
15.优选地，所述油脂注入部件还包括输送单元，所述输送单元包括安装在盾尾内侧的油脂泵以及一端与油脂泵连通的油脂管道，所述油脂管道另一端与环形注油槽内部连通。
16.优选地，所述第一密封刷与第二密封刷结构相同，均由两个挡板以及设置在两个挡板之间的钢丝刷组成，且两个所述挡板为折线形结构，靠近固定座外侧的挡板上开设有注油孔，所述注油管管口与注油孔连通，所述竖管与注油管上分别安装有第一单向阀以及第二单向阀。
17.优选地，所述混合箱侧面上开设有颜料注入孔，所述颜料注入孔内部设置有密封塞。
18.优选地，所述防护机构还包括调节部件，所述调节部件用于调节所述第一止浆板
位置，所述调节部件包括设置在环座内侧的安装槽以及安装在安装槽内部的电动推杆，所述电动推杆的输出端与第一止浆板侧面固定连接。
19.优选地，所述第一止浆板两端边缘位置上设置有凸起，所述第二止浆板两端边缘位置上设置有与凸起相适配的凹槽。
20.优选地，所述第一应急密封部件与第二应急密封部件还包括进气单元，所述进气单元包括设置在环座内侧的环形气孔、设置在环座内侧的输气管以及出气管，所述输气管一端与环形气孔内部连通，另一端与腔室的进气口连通，所述出气管一端与腔室的出气口连通，另一端贯穿环座外周面与外部连通，所述输气管以及出气管上分别安装有第三单向阀以及第四单向阀，所述环形气孔侧壁上开设有气体注入孔，所述盾尾内部安装有气泵，所述气泵的出气管上固定连接有软管一端，所述软管另一端与气体注入孔连通；
21.一种用于盾构机的止浆密封装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
22.s1、第一密封刷与第二密封刷安装，通过固定座上的第一定位槽与第二定位槽对第一密封刷与第二密封刷初步定位，将定位板插接在固定座插槽内部，使其与第一密封刷以及第二密封刷上设置的凹陷卡合，将铆钉穿过定位板使其插接在定位孔内部，通过焊枪将铆钉焊接在定位板上；
23.s2、第一密封刷与第二密封刷防护，通过电动推杆的输出端推动第一止浆板向环座中心移动，使得若干个第一止浆板端部贴合，使得若干个防护板围合成圆形结构，通过驱动装置的输出端推动环座向远离刀盘一侧移动，使得防护板对第一密封刷与第二密封刷进行防护；
24.s3、盾尾安装，将盾尾与盾构机其他机构运输至施工隧道内后进行安装，通过驱动装置的输出端使得环座向靠近刀盘一侧移动，解除对第一密封刷与第二密封刷的防护，通过设置在盾构机内的管片安装机对管片进行拼接，通过第一密封刷与第二密封刷对管片外壁与盾尾内壁之间的间隙进行密封；
25.s4、密封油脂注入，打开密封塞，通过混合箱颜料注入孔向其内部注入颜料，每个混合箱内部的颜料颜色不同，且对每个混合箱根据颜料的颜色进行编号，通过油脂泵与油脂管道配合将密封油脂输送至固定座环形注油槽内部，打开第一单向阀，使得密封油脂通过竖管进入混合箱内部，密封油脂在高压作用下对叶片施加作用力，配合配重块使得叶片不断转动，使得密封油脂与颜料充分混合，混合完成后，打开第二单向阀，密封油脂通过注油管进入第一密封刷以及第二密封刷内部，提高第一密封刷与第二密封刷的密封性能；
26.s5、应急密封，通过电动推杆的输出端带动第一止浆板移动，并与环座内壁贴合，此时第一止浆板与第二止浆板卡合，且内壁与管片外壁贴合，起到应急密封作用，通过气泵与软管配合将气体输送至环座环形气孔内侧，打开第三单向阀，使得气体通过输气管进入充气室内部，充气室内部高压，使得橡胶带膨胀，挤压耐磨板与管片外壁紧密贴合，进一步密封。
27.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
28.1.本发明中，通过的密封机构，通过第一密封刷与第二密封刷交错贴合设置，提高了密封效果，通过设置的安装部件，通过设置在固定座上的第一定位槽与第二定位槽，便于对第一密封刷与第二密封刷进行初步定位，通过设置的定位板、铆钉、插槽、凹陷配合，便于对第一密封刷以及第二密封刷进行安装，当需要对第一密封刷以及第二密封刷进行拆卸
时，通过切割铆钉与定位板，即可将其拆卸下来，定位板可更换，盾体在第一密封刷以及第二密封刷拆卸时不会受到损坏，提高了盾尾的使用寿命，密封效果较好，不易出现漏浆；
29.2.本发明中，通过设置的油脂注入部件，通过输送单元向每个混合箱内部注入密封油脂，通过混合箱颜料注入孔向其内部注入颜料，且每个混合箱内的颜料颜色不同，并根据颜料颜色对混合箱进行编号，通过混合箱内的混合单元对密封油脂与颜料充分混合，混合完成后，通过注油管将密封油脂输送至第一密封刷以及第二密封刷内侧，提高了密封装置的密封性能，且当出现漏浆状况时，能够根据浆液颜色定位出损坏的第一密封刷或第二密封刷的位置，提高了检修效率；
30.3.本发明中，通过设置的防护机构，通过设置的电动推杆的输出端推动第一止浆板向环座中心移动，使得若干个第一止浆板端部贴合，使得若干个防护板围合成圆形结构，通过驱动装置的输出端推动环座向远离刀盘一侧移动，使得防护板对第一密封刷与第二密封刷进行防护，避免盾尾在搬运过程中，第一密封刷与第二密封刷受到外力作用导致损坏，降低了施工成本，保证了施工进度正常进行；
31.4.本发明中，通过设置的第一应急密封部件以及第二应急密封部件，通过电动推杆的输出端带动第一止浆板移动，并与环座内壁贴合，第一止浆板与第二止浆板卡合，且内壁与管片外壁贴合，起到应急密封作用，通过气泵与软管配合将气体输送至环座环形气孔内侧，打开第三单向阀，使得气体通过输气管进入充气室内部，充气室内部高压，使得橡胶带膨胀，挤压耐磨板与管片外壁紧密贴合，进一步密封，提高了第一止浆板与第二止浆板的密封性能。
附图说明
32.图1为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置整体立体结构示意图；
33.图2为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置的俯视结构示意图；
34.图3为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图2中a-a处剖面结构示意图；
35.图4为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图3中b处放大结构示意图；
36.图5为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置密封机构平面结构示意图；
37.图6为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图5中c-c处剖面结构示意图；
38.图7为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图6中d处放大图结构示意图；
39.图8、图10均为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置密封机构安装部件立体结构示意图；
40.图9为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图8中e处放大结构示意图；
41.图11为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置密封机构安装图10中f处放大结构示意图；
42.图12为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图3中g处放大结构示意图；
43.图13为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置防护机构剖面结构示意图；
44.图14为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置图13中h处放大结构示意图；
45.图15为本发明一种用于盾构机的止浆密封装置防护机构防护板防护时平面结构示意图。
46.图中：1、盾尾；2、刀盘；3、固定座；4、第一密封刷；5、第二密封刷；6、凹陷；7、定位
板；8、铆钉；9、混合箱；10、注油管；11、竖管；12、转杆；13、叶片；14、配重块；15、环形支架；16、驱动装置；17、环座；18、第一止浆板；19、第二止浆板；20、防护板；21、腔室；22、橡胶带；23、耐磨板；24、充气室；25、第三止浆板；26、输送泵；27、油脂泵；28、油脂管道；29、挡板；30、钢丝刷；31、第一单向阀；32、第二单向阀；33、电动推杆；34、凸起；35、输气管；36、出气管；37、气泵；38、软管。
具体实施方式
47.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.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“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通。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。
50.请参照图1—15所示，本发明为一种用于盾构机的止浆密封装置，包括盾尾1以及设置在盾尾1一端上的刀盘2，盾尾1内壁远离刀盘2一侧设置有密封机构，密封机构一侧设有防护机构，防护机构设于刀盘2与盾尾1之间；
51.其中，盾尾1外壁上固定连接有吊耳，盾尾1外周面远离刀盘2一侧边缘位置上安装有第三止浆板25，第三止浆板25对盾尾1外壁与隧道侧壁之间的间隙进行密封；
52.其中，盾尾1内壁远离刀盘2一侧开设有储浆室，盾尾1内侧安装有输送泵26，输送泵26的输出管固定连接有输送管一端，输送管另一端与储浆室内部连通；
53.密封机构包括焊接在盾尾1内壁上的固定座3、设置在固定座3上的第一密封刷4与第二密封刷5、以及设置在固定座3内侧的油脂注入部件，第一密封刷4以及第二密封刷5分别有若干个，且每个第二密封刷5设于相邻两个第一密封刷4之间，与第一密封刷4交错贴合设置，第一密封刷4与第二密封刷5通过安装部件设置在固定座3上；
54.其中，第一密封刷4与第二密封刷5结构相同，均由两个挡板29以及设置在两个挡板29之间的钢丝刷30组成，且两个挡板29为折线形结构，靠近固定座3外侧的挡板29上开设有注油孔，注油管10管口与注油孔连通，竖管11与注油管10上分别安装有第一单向阀31以及第二单向阀32，第一单向阀31与第二单向阀32用于控制密封油脂流量，避免密封油脂回流；
55.安装部件包括设置在固定座3上的第一定位槽和第二定位槽、设置在每个第一密封刷4以及第二密封刷5侧面上的凹陷6、设置在固定座3内壁上的插槽、设置于插槽内部的定位板7、以及设置在定位板7上的铆钉8，第一定位槽以及第二定位槽分别于第一密封刷4以及第二密封刷5相适配，插槽位置与凹陷6位置相对应，定位板7尺寸与插槽以及凹陷6尺
寸相适配，插槽内壁上开设有与铆钉8相匹配的定位孔；
56.油脂注入部件包括设置在固定座3内侧的环形注油槽、焊接在固定座3上的混合箱9、以及固定设置在混合箱9底部的注油管10，混合箱9有若干个，且若干个混合箱9环形阵列在固定座3上，每个混合箱9与环形注油槽之间均通过竖管11连通，每个混合箱9内侧均设有混合单元，注油管10远离混合箱9一端为三通管结构，且三个管口分别与相邻两个第一密封刷4以及设置在相邻两个第一密封刷4之间的第二密封刷5内侧连通；
57.其中，油脂注入部件还包括输送单元，输送单元包括安装在盾尾1内侧的油脂泵27以及一端与油脂泵27连通的油脂管道28，油脂管道28另一端与环形注油槽内部连通，通过油脂泵27与油脂管道28配合将密封油脂注入环形注油槽内部；
58.混合单元包括活动设置在混合箱9内壁上的转杆12、一端与转杆12外壁固定连接的叶片13、以及焊接在叶片13另一端上的配重块14，叶片13有若干组，且若干组叶片13环形阵列于转杆12外周面上；
59.防护机构包括焊接在盾尾1内壁上的环形支架15、设置在环形支架15一侧的驱动装置16、设置在驱动装置16远离环形支架15一端上的环座17、设置在环座17内壁上的第一止浆板18与第二止浆板19、以及一端与第一止浆板18侧面固定连接的防护板20，第一止浆板18与第二止浆板19分别有若干个，且若干个第一止浆板18与第二止浆板19交错设置，防护板20为弧形结构，且若干个防护板20围合成圆形结构，第一止浆板18以及第二止浆板19内侧分别设置有第一应急密封部件以及第二应急密封部件，且第一应急密封部件与第二应急密封部件结构相同；
60.其中，防护机构还包括调节部件，调节部件用于调节第一止浆板18位置，调节部件包括设置在环座17内侧的安装槽以及安装在安装槽内部的电动推杆33，电动推杆33的输出端与第一止浆板18侧面固定连接；
61.第一应急密封部件包括设置在第一止浆板18内侧的腔室21、固定设置在腔室21内壁上的橡胶带22、以及固定设置在橡胶带22远离第一止浆板18一侧面上的耐磨板23，腔室21内壁两侧分别开设有进气口以及出气口，橡胶带22与腔室21内壁之间设置有充气室24；
62.其中，第一应急密封部件与第二应急密封部件还包括进气单元，进气单元包括设置在环座17内侧的环形气孔、设置在环座17内侧的输气管35以及出气管36，输气管35一端与环形气孔内部连通，另一端与腔室21的进气口连通，出气管36一端与腔室21的出气口连通，另一端贯穿环座17外周面与外部连通，输气管35以及出气管36上分别安装有第三单向阀以及第四单向阀，环形气孔侧壁上开设有气体注入孔，盾尾1内部安装有气泵37，气泵37的出气管上固定连接有软管38一端，软管38另一端与气体注入孔连通，腔室21的进气口与出气口处均固定设置有密封垫，避免漏气。
63.其中，混合箱9侧面上开设有颜料注入孔，颜料注入孔内部设置有密封塞。
64.其中，第一止浆板18两端边缘位置上设置有凸起34，第二止浆板19两端边缘位置上设置有与凸起34相适配的凹槽，通过凸起34与凹槽配合，提高了第一止浆板18与第二止浆板19连接处的密封性。
65.一种用于盾构机的止浆密封装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
66.s1、第一密封刷4与第二密封刷5安装，通过固定座3上的第一定位槽与第二定位槽对第一密封刷4与第二密封刷5初步定位，将定位板7插接在固定座3插槽内部，使其与第一
密封刷4以及第二密封刷5上设置的凹陷6卡合，将铆钉8穿过定位板7使其插接在定位孔内部，通过焊枪将铆钉8焊接在定位板7上；
67.s2、第一密封刷4与第二密封刷5防护，通过电动推杆33的输出端推动第一止浆板18向环座17中心移动，使得若干个第一止浆板18端部贴合，使得若干个防护板20围合成圆形结构，通过驱动装置16的输出端推动环座17向远离刀盘2一侧移动，使得防护板20对第一密封刷4与第二密封刷5进行防护；
68.s3、盾尾1安装，将盾尾1与盾构机其他机构运输至施工隧道内后进行安装，通过驱动装置16的输出端使得环座17向靠近刀盘2一侧移动，解除对第一密封刷4与第二密封刷5的防护，通过设置在盾构机内的管片安装机对管片进行拼接，通过第一密封刷4与第二密封刷5对管片外壁与盾尾1内壁之间的间隙进行密封；
69.s4、密封油脂注入，打开密封塞，通过混合箱9颜料注入孔向其内部注入颜料，每个混合箱9内部的颜料颜色不同，且对每个混合箱9根据颜料的颜色进行编号，通过油脂泵27与油脂管道28配合将密封油脂输送至固定座3环形注油槽内部，打开第一单向阀31，使得密封油脂通过竖管11进入混合箱9内部，密封油脂在高压作用下对叶片13施加作用力，配合配重块14使得叶片13不断转动，使得密封油脂与颜料充分混合，混合完成后，打开第二单向阀32，密封油脂通过注油管10进入第一密封刷4以及第二密封刷5内部，提高第一密封刷4与第二密封刷5的密封性能；
70.s5、应急密封，通过电动推杆33的输出端带动第一止浆板18移动，并与环座17内壁贴合，此时第一止浆板18与第二止浆板19卡合，且内壁与管片外壁贴合，起到应急密封作用，通过气泵37与软管38配合将气体输送至环座17环形气孔内侧，打开第三单向阀，使得气体通过输气管35进入充气室24内部，充气室24内部高压，使得橡胶带22膨胀，挤压耐磨板23与管片外壁紧密贴合，进一步密封。
71.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。