一種用于沖洗盾構(gòu)機刀盤的清洗裝置及其密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道工程機械，特別涉及一種用于沖洗盾構(gòu)機刀盤的清洗裝置及其密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]泥餅是盾構(gòu)機的刀盤切削下來的細小粘土顆粒、碎肩在刀盤上和土艙內(nèi)重新聚集而成的半固結(jié)和固結(jié)狀的塊狀體。當(dāng)?shù)侗P結(jié)泥餅后，渣土流動通道容易被泥餅堵塞，進而造成盾構(gòu)機推進速度降低、推力增大、土體改良效果變差、刀盤軸承溫度增長過快等現(xiàn)象，繼而可能引起地面變形增大甚至出現(xiàn)地面坍塌事故，嚴重影響盾構(gòu)施工安全。泥餅問題已成為影響盾構(gòu)施工安全和效率的重要危害因素，國內(nèi)外學(xué)者和施工用戶均在實踐中不斷探尋解決“泥餅”問題的途徑。
[0003]目前解決泥餅問題主要從泥餅預(yù)防和泥餅破除兩方面著手。泥餅預(yù)防措施一般包括盾構(gòu)機設(shè)計和施工方面，例如加大刀盤開口率、注入土體改良劑、增設(shè)攪拌裝置、設(shè)定合適的盾構(gòu)掘進參數(shù)、定期開倉檢查等。泥餅破除則是在出現(xiàn)結(jié)泥餅問題(一般固結(jié)在刀盤上)后采取的處理措施，目前主要是常壓或帶壓進倉進行人工破除，但無論是常壓進艙還是帶壓進倉均存在著較大的施工風(fēng)險，尤其是在地質(zhì)穩(wěn)定性較差地段進倉清除泥餅，往往需要進行復(fù)雜的地質(zhì)加固，不僅成本高，而且周期長。由于地質(zhì)條件很難精確預(yù)測，泥餅的防止和破除目前仍沒有一種高效的技術(shù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為如何對活動部件進行密封，并且密封效果可調(diào)。
[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種密封裝置，其包括:外殼；以及設(shè)置在外殼內(nèi)的且具有撓性或彈性的密封件，密封件內(nèi)設(shè)置有的通道，其中，在外殼和密封件之間形成流體壓力室，向流體壓力室內(nèi)注入流體能使得通道的橫截面積具有減小的趨勢。
[0006]在一個具體的實施例中，密封件為筒形，流體壓力室繞密封件的軸線而環(huán)繞密封件的外周壁。
[0007]在一個具體的實施例中，外殼包括筒體以及均設(shè)置在筒體內(nèi)且相互分隔開來的第一限位部和第二限位部，
[0008]密封件設(shè)置在筒體內(nèi)，且兩端分別抵接于第一限位部和第二限位部。
[0009]在一個具體的實施例中，第一限位部為從筒體徑向向內(nèi)凸出的凸環(huán)。
[0010]在一個具體的實施例中，外殼還包括設(shè)置在筒體一端的、與筒體同軸的且緊壓向筒體的壓蓋，
[0011]第二限位部為壓蓋伸入到筒體內(nèi)的凸環(huán)。
[0012]在一個具體的實施例中，壓蓋與筒體之間采用螺栓連接。
[0013]在一個具體的實施例中，流體壓力室由筒體的內(nèi)周壁凹陷形成凹槽的內(nèi)壁與密封件的外周壁圍合而成。
[0014]在一個具體的實施例中，密封件由多個同軸設(shè)置的且依次層疊的多個密封環(huán)組成。
[0015]在一個具體的實施例中，凹槽包括與密封件同軸的且與密封環(huán)一一對齊的多條環(huán)形槽，環(huán)形槽的寬度小于密封環(huán)的寬度。
[0016]在一個具體的實施例中，凹槽還包括徑向延伸的且連通各條環(huán)形槽的條槽。
[0017]本發(fā)明還提出了一種用于沖洗盾構(gòu)機刀盤的清洗裝置，其包括如上的密封裝置。
[0018]密封件的通道內(nèi)被插入活動部件后，向流體注入孔內(nèi)注入流體，流體進入到流體壓力室，密封件的通道收縮，直至密封件與活動部件之間形成密封。可以通過設(shè)置流體壓力室內(nèi)的流體壓力來調(diào)節(jié)密封件與活動部件之間的密封程度，這就能在密封件與活動部件形成密封的前提下，活動部件沿軸向的抽插所受到的阻力或相對于密封件的旋轉(zhuǎn)所受到的阻力能盡可能小。
【附圖說明】
[0019]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中:
[0020]圖1為本發(fā)明的一種實施方式中的密封裝置的全剖示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的一種實施方式中的清洗裝置的全剖示意圖；
[0022]圖3為圖2中的清洗裝置的使用狀態(tài)示意圖；
[0023]圖4為圖2中的清洗裝置的使用狀態(tài)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明的一種實施方式中的清洗管的局部剖視圖；
[0025]圖6為圖5中的清洗管的拆解示意圖。
[0026]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0028]圖1顯示了本發(fā)明的一種實施方式中的密封裝置50。該密封裝置50包括外殼75和密封件52。外殼75內(nèi)設(shè)置有空腔，密封件52設(shè)置在該空腔內(nèi)。密封件52具有撓性或彈性。密封件52可以是橡膠元件。該密封件52內(nèi)設(shè)置有貫穿密封件52的通道。該通道可以是直通道。外殼75與密封件52圍合出密閉的腔室，該腔室即為流體壓力室53。外殼75上可以設(shè)置接通該流體壓力室53的通孔，該通孔供流體通過，該通孔即為流體注入孔56。向該腔室內(nèi)注入壓力流體，流體壓力室53膨脹，以使得密封件52中的通道的截面具有縮小的趨勢。注入的流體優(yōu)選為液體，更優(yōu)選為水。
[0029]密封件52的通道內(nèi)被插入活動部件后，向流體注入孔56內(nèi)注入流體，流體進入到流體壓力室53，密封件52的通道收縮，直至密封件52與活動部件之間形成密封?？梢酝ㄟ^設(shè)置流體壓力室53內(nèi)的流體壓力來調(diào)節(jié)密封件52與活動部件之間的密封程度，這就能在密封件52與活動部件形成密封的前提下，活動部件沿軸向的抽插所受到的阻力或相對于密封件52的旋轉(zhuǎn)所受到的阻力能盡可能小。
[0030]下面以密封裝置50應(yīng)用在沖洗盾構(gòu)機刀盤的清洗裝置I進行具體說明。
[0031]如圖2所示，清洗裝置I通常安裝在盾構(gòu)機的土倉隔板2上。該清洗裝置I包括球窩座10，設(shè)置在球窩座10內(nèi)的球芯20，密封裝置50以及清洗管40(相當(dāng)于上述活動部件)。球芯20內(nèi)設(shè)置有通道21。通道21為直通道。密封裝置50通過管道30與球芯20的通道21相接通。密封裝置50的外殼75構(gòu)造為筒狀結(jié)構(gòu)。管道30的兩端分別連接球芯20和外殼75。管道30、通道21和外殼75同軸設(shè)置。密封裝置50的流體壓力室53處于低壓或無壓狀態(tài)下，清洗管40的一端能插入到密封裝置50的密封件52的通孔內(nèi)。在盾構(gòu)機中，土倉隔板2靠近刀盤的一側(cè)為盾構(gòu)機的土倉。這樣，清洗管40可以依次穿過密封裝置50、管道和球芯而進入到土倉中。
[0032]清洗管40構(gòu)造為管狀結(jié)構(gòu)。清洗管40包括前端以及與前端相對的末端。將球窩座10安裝到土倉隔板2的球窩座安裝孔內(nèi)后，清洗管40的前端可以從盾構(gòu)機的土倉隔板2的一側(cè)伸入土倉隔板2的另一側(cè)。清洗管40的末端用于接通清洗液供給裝置80。清洗液供給裝置80用于向清洗管40內(nèi)注入清洗液，以使得清洗液以射流的形式從清洗管40的前端噴出。清洗液供給裝置80可以是水栗。清洗液可以是水，也可以加入表面活性劑的水溶液。清洗管40的前端可以是縮口，這樣清洗液從清洗管40的前端噴射的速度能更大。當(dāng)清洗管40伸入到土倉內(nèi)后，向刀盤噴射高壓射流沖刷刀盤以清除堵塞刀盤上固結(jié)的泥餅。另外，在清洗管40沖洗泥餅之前，還可以利用清洗管40對刀盤的預(yù)定區(qū)域進行探測，以判斷刀盤上是否凝結(jié)有泥餅。例如，清洗管40按預(yù)設(shè)角度向刀盤方向伸入，根據(jù)盾構(gòu)機的設(shè)計參數(shù)可知，清洗管40能伸入到某個預(yù)設(shè)深度及其以上則無泥餅，反之則有泥餅，這樣就無需打開土倉來觀察刀盤上是否有泥餅，能提升施工人員的安全。
[0033]清洗管40插入到密封裝置50內(nèi)后，向流體壓力室53中注入壓力流體，密封件52內(nèi)的通道變窄，最終使得密封件52的內(nèi)壁緊貼在清洗管40上，這樣，密封件52與清洗管40之間無間隙，密封