[发明专利]一种盾构机迷宫背压结构、密封系统及其工作方法

权利要求书

1.一种盾构机迷宫背压结构，包括迷宫密封腔（1）、密封润滑腔（2）、齿轮油腔（3）和检测腔（4），其特征在于，所述迷宫密封腔（1）、密封润滑腔（2）、齿轮油腔（3）和检测腔（4）依次设置在主驱动上；所述检测腔（4）后侧设置有迷宫回流通道（6）和径向供液通道（5），迷宫回流通道（6）与径向供液通道（5）相连通。

2.根据权利要求1所述的盾构机迷宫背压结构，其特征在于，所述迷宫密封腔（1）与密封润滑腔（2）之间、密封润滑腔（2）与齿轮油腔（3）之间、齿轮油腔（3）与检测腔（4）之间、检测腔（4）与径向供液通道（5）和迷宫回流通道（6）之间均设置有唇形密封。

3.一种盾构机迷宫密封系统，包括盾构机主驱动箱（7），其特征在于，所述盾构机主驱动箱（7）通过第一过滤器（8）与液压齿轮油泵（9）相连通，液压齿轮油泵（9）通过比例调速阀（10）与液压油源相连通，液压齿轮油泵（9）通过齿轮油分配器（14）与权利要求1中的盾构机迷宫背压结构相连通，盾构机迷宫背压结构上安装有压力检测组件，比例调速阀（10）和压力检测组件与PLC控制器（11）相连接。

4.根据权利要求3所述的盾构机迷宫密封系统，其特征在于，所述液压齿轮油泵（9）与齿轮油分配器（14）之间油路上还依次设置有压力传感器（12）和第二过滤器（13），压力传感器（12）与PLC控制器（11）相连接。

5.根据权利要求3或4所述的盾构机迷宫密封系统，其特征在于，所述齿轮油分配器（14）上设置有计数传感器（15），计数传感器（15）与PLC控制器（11）相连接。

6.根据权利要求3所述的盾构机迷宫密封系统，其特征在于，所述压力检测组件包括压力变送器（16），压力变送器（16）与PLC控制器（11）相连接且盾构机迷宫背压结构的上部、中部和下部均安装有压力变送器（16）。

7.根据权利要求3所述的盾构机迷宫密封系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在盾构机正常掘进机过程中，通过相应的压力变送器（16）分别监测水土压力、迷宫密封腔内压力、密封润滑腔内压力、齿轮油腔内压力和检测腔内压力；

S2、当水土压力小于6bar时，利用主驱动上的4道唇形密封满足承压需求；

S3、当水土压力大于6bar时，通过气压向检测腔（4）内压入齿轮油进行保压，保证齿轮油腔（3）与检测腔（4）之间的压差小于4bar；

S4、根据步骤S3，通过液压齿轮油泵（9）向迷宫回流通道（6）内输送齿轮油，齿轮油在迷宫回流通道（6）内循环对检测腔（4）后部末道密封产生背压，通过压力变送器（16）对检测腔（4）后部末道密封的背压实时监测，保证背压大于检测腔压力在0.5bar~1bar之间；

S5、根据步骤S4，当水土压力升高时，检测腔压力增大，PLC控制器（11）控制比例调速阀（10）增大液压齿轮油泵（9）转速，液压齿轮油泵（9）增大迷宫回流通道（6）内循环油量，迷宫回流通道（6）内齿轮油循环对检测腔后部末道密封产生的背压增大，实现背压的闭环控制；

S6、根据步骤S4或步骤S5，当水土压力降低时，检测腔压力降低，PLC控制器（11）控制比例调速阀（10）降低液压齿轮油泵（9）转速，减少迷宫回流通道内循环油量，迷宫回流通道（6）内齿轮油循环对检测腔后部末道密封产生的背压降低。