[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

摘要

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。

主权项

1.一种全断面隧道掘进机主驱动密封安全状态检测系统，其特征在于：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；所述温度传感器采用红外线温度传感器；其中，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；温度传感器直接检测与唇形密封圈相接触的密封套的温度，通过唇形密封圈与传感器之间密封套的传热速率及热传导的计算来设定最高与最低温度值，密封套的传热速率计算公式为：Q＝‑λAdt/dr＝‑λ2πrLdt/dr，密封套的热传导计算公式为：式中Q为密封套的导热速率，A为密封套与唇形密封圈的导热面积，A＝2πrL，L为导热面积的轴向宽度，dt/dr为温度梯度，λ为密封套的导热系数，r为密封套的平均半径，r＝(r1+r2)/2,r1为唇形密封圈与传感器接触圆面的半径,r2为温度传感器所在圆面的半径，t2为传感器测量温度，t1为唇型密封圈与密封套接触面的温度。