掘进机主驱动密封压力控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种掘进机主驱动密封压力控制系统及其控制方法。掘进机的主驱动密封结构具有密封流道和冷却流道，主驱动密封压力控制系统包括密封油压力控制子系统和冷却循环子系统，密封油压力控制子系统用于控制密封流道内油压，冷却循环子系统用于冷却冷却流道。密封油压力控制子系统包括：第一动力装置、第一控制装置、第一储存装置、第一检测显示装置和第二检测显示装置，第一动力装置用于驱动密封油脂在密封流道和第一储存装置之间流动，第一控制装置用于控制流向密封流道的压力和流量，第一、第二检测显示装置分别用于检测流入或流出密封流道的密封油脂压力、温度和流量。根据本发明专利技术的系统，可提高主驱动密封结构的有效性及安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及掘进机
，尤其是涉及一种掘进机主驱动密封压力控制系统及其控制方法。
技术介绍
隧道掘进机施工是城市地铁隧道、过江河公路隧道、过江输水或输气管道施工的主要作业方法，作为隧道掘进机核心部件之一的主驱动，在为刀盘的旋转提供扭矩的同时，还承受着推进系统的全部推力。良好的密封系统是保障主轴承性能和安全使用寿命的前提，如果在施工过程中，主轴承的密封出现问题，将造成主轴承润滑油泄漏或泥水及渣土等进入主轴承或齿轮箱，给盾构施工带来不可估量的损失。隧道施工的盾构掘进机是通过刀盘的回转运动，依靠其上的刀具对土体进行切削来开挖隧道。刀盘和驱动单元之间具有相对运动，驱动单元是固定不动的，二者之间设置了多道密封。隧道通常位于地面以下十几米、甚至几十米深处，开挖面存在非常大的土压。如果主驱动密封系统压力不稳定，导致在带有压力润滑油情况下，密封圈与开挖面处之间的压差波动过大，在隧道掘进机工作过程中，开挖土仓内带有一定压力的泥水和砂石易粘附到密封圈上，导致密封圈加剧磨损、温度升高过快，甚至泥土会通过主驱动密封深入到主驱动箱内直接造成主轴承或齿轮的破坏。此时，即使在隧道内及时更换或维修，也会延长施工工期、增加施工成本和工程风险，严重影响隧道施工。因此，可靠稳定的密封压力控制对隧道掘进机施工来讲，扮演着极其重要的角色。现有的主驱动密封结构一般为三道密封环，密封环之间充满油脂，且三道密封环的磨损基本相同。但实际上起到主密封作用的是与外部连通的第一道密封环，一旦该密封环损坏，第二道和第三道密封环也会很快损坏，导致密封失效，只能拆机更换密封环。现有的密封环之间，油脂的压力是通过多处注油孔不断注入一定压力油来维持的。根据实际使用情况来看，每道密封环前后的压力会逐渐增大且不可控，即第三道高于第二道、第二道高于第一道，第一道则高于外部压力(P3＞P2＞P1)。由于密封环只能承受一定的背压，随着外部压力增加，需要增加密封环数量达到第n道，且油液温度在得到有效控制后，才能达到密封效果。然而，这种方法将导致第n道密封环承受的压力超出密封环自身的背压极限，造成密封环密封失效。而一旦失效，对主驱动内部的主轴承和齿轮将会造成更大的破坏。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术旨在提供一种掘进机主驱动密封压力控制系统，以针对掘进机的主驱动密封结构进行检测、冷却和控制。本专利技术旨在还提供一种掘进机主驱动密封压力控制系统的控制方法。根据本专利技术的掘进机主驱动密封压力控制系统，掘进机的主驱动密封结构具有可填充密封油脂的密封流道，所述主驱动密封结构还具有可填充冷却液且用于对所述密封流道进行冷却的冷却流道，主驱动密封压力控制系统包括密封油压力控制子系统和冷却循环子系统，所述密封油压力控制子系统适于与所述密封流道相连以控制所述密封流道内密封油脂的压力，所述冷却循环子系统适于与所述冷却流道相连以向所述冷却流道提供冷却液以降低密封油脂的温度，其中，所述密封油压力控制子系统包括：第一动力装置、第一控制装置、第一储存装置、第一检测显示装置和第二检测显示装置，所述第一动力装置用于驱动密封油脂在所述密封流道和所述第一储存装置之间流动，所述第一控制装置用于控制从所述第一储存装置流向所述密封流道的密封油脂的压力和流量，所述第一检测显示装置用于检测流入所述密封流道的密封油脂的压力、温度和流量的变化，所述第二检测显示装置用于检测从所述密封流道流出的密封油脂的压力、温度和流量的变化。根据本专利技术实施例的掘进机主驱动密封压力控制系统，通过设置密封油压力控制子系统，有利于减少主驱动密封结构的密封环的磨损，延长密封环的使用寿命，降低施工成本，同时还可以承受较大的外部压力，增强主驱动密封的承压性能，提高密封的安全性。通过设置冷却循环子系统以向主驱动密封结构的冷却流道提供冷却液，从而有效控制密封流道内的密封油脂的油温，使密封油脂达到较好的密封效果。两个子系统相互独立设置，相互间干扰少，同时也能简化结构，利于调控。在一些实施例中，所述密封油压力控制子系统还包括：第一冷却装置，所述第一冷却装置用于对从所述密封流道流出的密封油脂进行冷却。可选地，所述第一动力装置包括泵和电机，所述第一控制装置包括压力控制阀和流量控制阀。可选地，所述第一检测显示装置和所述第二检测显示装置分别包括：压力传感器、温度传感器、流量计和压力表。可选地，所述第一冷却装置包括油冷机。在一些实施例中，所述主驱动密封结构包括第1道密封环至第n道密封环，所述密封流道包括(n+1)道密封油腔，所述第1道密封环的朝向所述主驱动密封结构的外部的一侧限定出第1道密封油腔，所述第1道密封环与第2道密封环之间限定出第2道密封油腔，依次类推，第(n-1)道密封环与第n道密封环之间限定出第n道密封油腔，所述第n道密封环的朝向所述主驱动密封结构内侧的一侧限定出第(n+1)道密封油腔，从所述第2道密封油腔至所述第n道密封油腔均为中间密封油腔，对应的所述密封油压力控制子系统中，所述第一控制装置用于至少控制分别流向每道所述中间密封油腔的密封油脂的压力和流量，所述第一检测显示装置用于至少检测流入每道所述中间密封油腔的密封油脂的压力、温度和流量的变化，所述第二检测显示装置用于至少检测从每道所述中间密封油腔流出的密封油脂的压力、温度和流量的变化。在一些实施例中，所述冷却循环子系统包括：第二动力装置、第二冷却装置、第二储存装置、第二控制装置、第三检测显示装置和第四检测显示装置，所述第二动力装置用于驱动冷却液在所述冷却流道和所述第二储存装置之间流动，所述第二冷却装置用于对从所述冷却流道流出的冷却液进行冷却，所述第三检测显示装置用于检测流入所述冷却流道的冷却液的压力、温度和流量的变化，所述第四检测显示装置用于检测从所述冷却流道流出的冷却液的压力、温度和流量的变化，所述第二控制装置用于控制从所述第二储存装置流向所述冷却流道的冷却液的压力和流量。可选地，所述第二冷却装置包括水冷机。可选地，所述第二动力装置包括泵和电机，所述第二控制装置包括压力控制阀和流量控制阀，所述第三检测显示装置和所述第四检测显示装置分别包括：压力传感器、温度传感器、流量计和压力表。根据本专利技术的一种用于控制上述的掘进机主驱动密封压力控制系统的控制方法，包括如下步骤：当所述第一检测显示装置或所述第二检测显示装置检测到的油压与第一设定压力值的差值大于第一预设压力差时，所述第一控制装置动作以降低所述密封流道的油压；当检测到的油压与第一设定压力值的差值小于等于第一预设压力差时，所述第一控制装置不动作；当所述第三检测显示装置或所述第四检测显示装置检测到的温度与设定温度值的差值大于预设温度差时，所述第二控制装置动作以对所述冷却流道进行冷却；当检测到的温度与设定温度值的差值小于等于预设温度差时，所述第二控制装置不动作。根据本专利技术的另一种用于控制上述的掘进机主驱动密封压力控制系统的控制方法，包括如下步骤：从所述第1道密封油腔的油压P1到所述第(n+1)道密封油腔的油压Pn+1，所述第一控制装置控制(n+1)道密封油腔的油压依次递减，以满足关系式：P1＞P2＞P3…＞Pn＞Pn+1，且满足P1—P2＝P2—P3＝…﹦Pn—Pn+1；设定P1—P2＝△P，当检测出△P大于或者小于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掘进机主驱动密封压力控制系统，掘进机的主驱动密封结构具有可填充密封油脂的密封流道，所述主驱动密封结构还具有可填充冷却液且用于对所述密封流道进行冷却的冷却流道，其特征在于，主驱动密封压力控制系统包括密封油压力控制子系统和冷却循环子系统，所述密封油压力控制子系统适于与所述密封流道相连以控制所述密封流道内密封油脂的压力，所述冷却循环子系统适于与所述冷却流道相连以向所述冷却流道提供冷却液以降低密封油脂的温度，其中，所述密封油压力控制子系统包括：第一动力装置、第一控制装置、第一储存装置、第一检测显示装置和第二检测显示装置，所述第一动力装置用于驱动密封油脂在所述密封流道和所述第一储存装置之间流动，所述第一控制装置用于控制从所述第一储存装置流向所述密封流道的密封油脂的压力和流量，所述第一检测显示装置用于检测流入所述密封流道的密封油脂的压力、温度和流量的变化，所述第二检测显示装置用于检测从所述密封流道流出的密封油脂的压力、温度和流量的变化。

【技术特征摘要】
1.一种掘进机主驱动密封压力控制系统，掘进机的主驱动密封结构具有可填充密封油脂的密封流道，所述主驱动密封结构还具有可填充冷却液且用于对所述密封流道进行冷却的冷却流道，其特征在于，主驱动密封压力控制系统包括密封油压力控制子系统和冷却循环子系统，所述密封油压力控制子系统适于与所述密封流道相连以控制所述密封流道内密封油脂的压力，所述冷却循环子系统适于与所述冷却流道相连以向所述冷却流道提供冷却液以降低密封油脂的温度，其中，所述密封油压力控制子系统包括：第一动力装置、第一控制装置、第一储存装置、第一检测显示装置和第二检测显示装置，所述第一动力装置用于驱动密封油脂在所述密封流道和所述第一储存装置之间流动，所述第一控制装置用于控制从所述第一储存装置流向所述密封流道的密封油脂的压力和流量，所述第一检测显示装置用于检测流入所述密封流道的密封油脂的压力、温度和流量的变化，所述第二检测显示装置用于检测从所述密封流道流出的密封油脂的压力、温度和流量的变化。2.根据权利要求1所述的掘进机主驱动密封压力控制系统，其特征在于，所述密封油压力控制子系统还包括：第一冷却装置，所述第一冷却装置用于对从所述密封流道流出的密封油脂进行冷却。3.根据权利要求1所述的掘进机主驱动密封压力控制系统，其特征在于，所述第一动力装置包括泵和电机，所述第一控制装置包括压力控制阀和流量控制阀。4.根据权利要求1所述的掘进机主驱动密封压力控制系统，其特征在于，所述第一检测显示装置和所述第二检测显示装置分别包括：压力传感器、温度传感器、流量计和压力表。5.根据权利要求2所述的掘进机主驱动密封压力控制系统，其特征在于，所述第一冷却装置包括油冷机。6.根据权利要求1-5中任一项所述的掘进机主驱动密封压力控制系统，其特征在于，所述主驱动密封结构包括第1道密封环至第n道密封环，所述密封流道包括(n+1)道密封油腔，所述第1道密封环的朝向所述主驱动密封结构的外部的一侧限定出第1道密封油腔，所述第1道密封环与第2道密封环之间限定出第2道密封油腔，依次类推，第(n-1)道密封环与第n道密封环之间限定出第n道密封油腔，所述第n道密封环的朝向所述主驱动密封结构内侧的一侧限定出第(n+1)道密封油腔，从所述第2道密封油腔至所述第n道密封油腔均为中间密封油腔，对应的所述密封油压力控制子系统中，所述第一控制装置用于至少控制分别流向每道所述中间密封油腔的密封油脂的压力和流量，所述第一检测显示装置用于至少检测流入每道所述中间密封油腔的密封油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，郑大桥，何其平，彭正阳，罗建利，徐震，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43