[发明专利]全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统及方法，该系统包括安装在主驱动密封内侧和外侧的两组传感器组、借助于信号线与两组传感器组连接的A/D转换器以及与A/D转换器信号连接的控制器，所述控制器的信号输出端与冷却水控制系统信号输入端连接；该方法包括数据检测转换步骤和对比控制步骤；通过使用PLC与温度传感器结合对主密封内圈和外圈的温度进行检测，并经过与设定值对比后控制冷却水控制系统调节冷却水量，能够在隧道掘进机工作中在线检测主驱动密封的温度，判断主密封的温度是否在设定值之内，并根据预设程序给冷却水系统发出水量控制信号，确保隧道掘进机施工的顺利进行。

技术领域

本发明涉及全断面隧道掘进机安全控制技术领域，尤其是一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统及方法。

背景技术

隧道掘进机施工是在我国城市地铁隧道、过江河公路隧道、过江输水或输气管道施工的主要方法，作为隧道掘进机核心部件之一的主驱动为刀盘的旋转提供扭矩同时，还承受推进系统的全部推力，而密封系统是保证其正常工作的关键，如果密封系统没在安全状态下工作，导致在带有压力润滑油的情况下密封圈与转轴之间的间隙过大，在隧道掘进机工作过程中，土仓内带有一定压力的泥水和砂石就会粘附到密封圈导致密封圈磨损、温度升高，或通过主驱动密封进入主驱动箱损坏主轴承和齿轮。在隧道掘进机施工中，如果唇形密封圈、主轴承和齿轮产生损坏，即使在隧道内及时更换或维修，也将延长施工工期、增加施工成本和工程风险。因此，对隧道掘进机主密封安全状态进行检测和控制，是本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统，可以在线监测密封圈温度，进而控制冷却水供应量，保证密封系统处于安全工作状态，防止密封圈损坏和失效；

本发明还要解决的技术问题是提供一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测方法，通过使用PLC对利用传感器所测得的主密封内圈和外圈温度与设定温度进行比较，并依据预设程序控制冷却水量，进行闭环检测，方式因主密封温度过高而损害密封圈寿命，降低工程风险。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统，包括安装在主驱动密封内侧和外侧的两组传感器组、借助于信号线与两组传感器组连接的A/D转换器以及与A/D转换器信号连接的控制器，所述控制器的信号输出端与冷却水控制系统信号输入端连接。

所述两组传感器组均包括绕主驱动密封的唇形密封圈的轴线均匀布设的多套温度传感器，所述温度传感器用于检测和唇形密封圈相接触的密封套的温度。

所述控制器为PLC模块。

为解决上述技术问题，本发明所采取的另一技术方案是：全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测方法，包括以下步骤：

第一步：通过安装在主密封内侧和外侧的两组温度传感器测量和唇形密封圈想接触的密封套的温度，并通过A/D转换器将温度数据传递给控制器；

第二步：控制器将温度传感器所测得的温度与设定温度进行比对，当传感器所测得的温度大于设定温度，控制器发出指令给冷却水控制系统，增大冷却水流量，直至传感器所测得的温度小于设定温度；当传感器所测得的温度小于设定温度，控制器发出指令给冷却水控制系统，减小冷却水流量；当传感器所测得的温度大于极限温度时，隧道掘进机停机，并加大冷却水量进行冷却，直至传感器所测得的温度小于等于设定温度。