[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

说明书

本发明提出了一种盾构机迷宫背压结构、密封系统及其工作方法，包括迷宫密封腔、密封润滑腔、齿轮油腔和检测腔，所述迷宫密封腔、密封润滑腔、齿轮油腔和检测腔依次设置在主驱动上；所述检测腔后侧设置有迷宫回流通道和径向供液通道，迷宫回路通道与径向供液通道相连通。本发明整体结构设计合理紧凑，通过在主驱动末道密封后增加径向供液通道和迷宫回流通道，迷宫节流效应在末道密封后产生背压，通过背压在末端密封前后实现压力平衡，从而在现有的密封压力控制系统的基础上实现高承压能力。

技术领域

本发明涉及盾构机驱动密封的技术领域，尤其涉及一种盾构机迷宫背压结构、密封系统及其工作方法。

背景技术

盾构机已作为地铁、跨海隧道、地下管廊等施工的主要设备，具有掘进效率高、施工成本低等特点。众所周知，建立支撑压力维持水土压力平衡，是盾构机安全施工的必要前提。掌子面压力失衡将直接引发地面隆起、地面坍塌、房屋倒塌等重大安全隐患，造成重大人身经济安全损失。但近年来，盾构施工埋深越来越大，水压越来越高，对于承受高水压的盾构需求越来越多。而现今市场上的盾构机，其主驱动密封通过三道或四道唇型密封的形式来建立支撑压力，这种密封系统承压一般不超过6bar，为了提高密封承压能力，会进行主驱动箱加压提供背压，从而提高密封系统的承压能力。

在专利申请号为“201821518639.9”、专利名称为“一种盾构机主驱动高压密封系统和一种泥水平衡盾构机”公开了利用压缩空气输入接口的进口用于连接气源，第一正作用气动调节阀中，进口连接压缩空气输入接口的出口……，第一正作用气动调节阀和第一反作用气动调节阀的负压力检测端，均连接油气密封腔，整体实现了气动闭环反馈、随动响应控制，安全可靠，自动化程度高，从根本上提高唇形密封理论承压能力；对于上述技术方案和目前常规的三道或四道唇形密封形式中仍需要主驱动箱承压、减速机承压，同时需要一套精密的控制系统，加工设计成本高，控制系统要求高，而且主驱动箱、减速机承压承压能力有限。

发明内容

针对目前常规的三道或四道唇形密封形式中仍需要主驱动箱承压、减速机承压，同时需要一套精密的控制系统，加工设计成本高，控制系统要求高，而且主驱动箱、减速机承压承压能力有限技术问题，本发明提出一种盾构机迷宫背压结构、密封系统及其工作方法。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种盾构机迷宫背压结构，包括迷宫密封腔、密封润滑腔、齿轮油腔和检测腔，所述迷宫密封腔、密封润滑腔、齿轮油腔和检测腔依次设置在主驱动上；所述检测腔后侧设置有迷宫回流通道和径向供液通道，迷宫回路通道与径向供液通道相连通。

优选地，所述迷宫密封腔与密封润滑腔之间、密封润滑腔与齿轮油腔之间、齿轮油腔与检测腔之间、检测腔与径向供液通道和迷宫回流通道之间均设置有唇形密封。

一种盾构机迷宫密封系统，包括盾构机主驱动箱，所述盾构机主驱动箱通过第一过滤器与液压齿轮油泵相连通，液压齿轮油泵通过比例调速阀块与液压油源相连通，液压齿轮油泵通过齿轮油分配器与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，比例调速阀和压力检测组件与PLC控制器相连接。

优选地，所述液压齿轮油泵与齿轮油分配器之间油路上还依次设置有压力传感器和第二过滤器，压力传感器与PLC控制器相连接。

优选地，所述齿轮油分配器上设置有计数传感器，计数传感器与PLC控制器相连接。

优选地，所述压力检测组件包括压力变送器，压力变送器与PLC控制器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。

一种盾构机迷宫密封系统的工作方法，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；