盾构机盾尾刷密封性能试验方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构机盾尾刷密封性能试验方法。该试验装置包括安装架、内筒体和外筒体，内筒体和外筒体均可拆安装在安装架上，内筒体同轴套设在外筒体中，外筒体的内壁与内筒体的外壁之间为用于装配待测盾尾刷组件的环形间隙；还包括用于密封环形间隙的上端口的上密封件和用于密封环形间隙的下端口的下密封件，以及用于注入试验用介质的注入孔。通过将待测盾尾刷组件设在环形间隙中，模拟盾构机盾尾刷的工况条件，试验不同种类的油脂对盾尾刷密封性能的影响。对盾尾刷进行试验测得的数据应用到新设备的研发中，可优化盾尾刷的设计，增强盾尾刷在工作中的可靠性和耐用性，合理降低设备的成本。

Test device and test method for sealing performance of shield machine tail brush

The invention discloses a test device and a test method for the sealing performance of shield machine tail brush. The test device includes a mounting frame, the inner cylinder body and the outer cylinder, the inner cylinder body and the outer cylinder can be removed on the mounting bracket, the inner cylinder body is sheathed on the coaxial outer cylinder, for fitting the measured annular gap shield tail brush assembly is arranged between the outer wall of the inner wall of the inner cylinder and the outer cylinder. The port; also includes for port sealing ring gap on the seal and the sealing ring gap for the seals, as well as for the injection hole medium test. The influence of different kinds of grease on the sealing performance of the shield tail brush is tested by simulating the working condition of the shield tail brush of the shield machine. The test data of the shield tail brush is applied to the development of the new equipment, which can optimize the design of the shield tail brush, enhance the reliability and durability of the shield tail brush in the work, and reduce the cost of the equipment reasonably.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构机尾盾上的盾尾刷
，特别涉及一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置及试验方法。
技术介绍
盾构机的盾尾刷安装在盾构机尾盾盾体的后端和管片之间，作用是防止地下水、沙土、注浆从管片与盾体的缝隙间进入。盾构机尾盾内部焊接有三道密封刷，该密封刷即盾尾刷，盾尾刷在管片与尾盾之间隔出密封油腔，掘进时在密封油腔内注入密封油脂，防止水、泥沙进入盾构机内部。在尾盾上还有注浆孔，用于管片的同步注浆，填充管片离开尾盾后与地层之间的空隙，若盾尾刷损坏导致渗漏，会影响前方开挖仓的泥水平衡、污染盾构管片拼装工作区域、给管片拼装造成不便、增加密封油脂消耗量，严重时将影响盾构机的正常掘进，导致地面沉降难以控制。以下几个因素会影响盾构机盾尾刷的密封性能：一是不同类型、不同尺寸的盾尾刷的密封性能有区别；二是盾尾刷的安装方式和盾尾刷在管片与尾盾盾体之间的压缩量会影响盾尾刷密封性能及使用寿命；三是密封油腔内加入的不同类型的油脂会影响盾尾刷的耐水压能力；四是盾尾刷受到的泥水的压力会影响其密封性能。对盾尾刷进行试验，试验测得的数据应用到新设备的研发以及反馈到盾尾刷的工作环境中，可优化盾尾刷的设计，增强盾尾刷工作的可靠性和耐用性，合理降低设备的成本。目前，还没有一种能够基于上述因素对盾尾刷进行试验的试验装置。基于上述原因，有必要提供一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置及试验方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置及试验方法，该试验装置能够模拟盾构机盾尾刷的工况条件，并对盾构机盾尾刷的密封性能进行试验。本专利技术另一个要解决的技术问题是提供一种盾构机盾尾刷密封性能试验方法来测试盾构机盾尾刷的密封性能。针对本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置这一技术主题来说，采用的一个技术方案是：提供一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置，包括：安装架、内筒体和外筒体，该内筒体和外筒体均可拆安装在该安装架上，该内筒体同轴套设在该外筒体中，该外筒体的内壁与该内筒体的外壁之间为用于装配待测盾尾刷组件的环形间隙；用于密封该环形间隙的上端口的上密封件和用于密封该环形间隙的下端口的下密封件，该上密封件和下密封件将该环形间隙封闭成密封腔；该待测盾尾刷组件将该密封腔分割成至少两个相互隔离的腔体，该腔体的外周壁上均开设有与外界连通的用于向相应的腔体内注入试验用介质的注入孔。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该待测盾尾刷组件在该环形间隙中隔出的腔体的外周壁上还开设有至少一个安装接口，该安装接口上连接有手动球阀、压力表和/或压力传感器。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该上密封件为端盖，该内筒体的上端位于该外筒体的上端上方，该端盖盖设在该内筒体的上端，该端盖的盖周壁的下端面与该外筒体的上端面密封连接，该密封腔的外周壁由该外筒体和该端盖的盖周壁组成。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该下密封件包括密封垫圈及压紧件，该安装架设置有支撑座，该密封垫圈设置在该外筒体和该内筒体的下端面与该支撑座的上表面之间，该外筒体和内筒体的下端与该支撑座之间通过该压紧件连接。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该待测盾尾刷组件包括三个盾尾刷，该密封腔由该三个盾尾刷隔出的腔体为四个，包括最上端的一个泥水腔体和该泥水腔体以下的三个油脂腔体；该注入孔包括该油脂腔体的外周壁上开设的油脂注入孔和该泥水腔体的外周壁上开设的泥水注入孔，其中，每个该油脂腔体的外周壁上沿周向均匀布设三个该油脂注入孔。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该泥水腔体的外周壁上还开设有用于连接溢流阀的溢流阀接口。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该安装架上设置有穿过该内筒体的内腔的用于将该端盖顶起或向下拉的液压油缸，该液压油缸的缸筒的后座可拆连接在该安装架上，该液压油缸的活塞杆的顶端可拆连接在该端盖上。在本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置的另一个实施例中，该液压油缸为三个，垂直均布在该内筒体的内腔中。本专利技术还提供了一种盾构机盾尾刷密封性能试验方法，包括如下步骤：第一步，将三个高度为H1的待测盾尾刷等间距焊接在该外筒体的内壁上，用起重机将该端盖吊起，将该外筒体的上端与该端盖的盖周壁的下端连接并紧固，该液压油缸的活塞杆的顶端固定连接在该端盖上；第二步，将起吊中的该外筒体的下端口套设在该内筒体的上端，通过该液压油缸将该端盖、与该端盖相连接的外筒体以及焊接在该外筒体的内壁上的待测盾尾刷向下拉，直到该外筒体的下端面与该密封垫圈的上表面接触，该外筒体的下端紧固在该安装架上，该密封腔中由该三个待测盾尾刷隔出四个腔体，包括最上端的一个泥水腔体和该泥水腔体以下的三个油脂腔体，再将该内筒体的上端面紧固连接在该端盖上；第三步，三个该油脂腔体分别通过对应的安装接口连接用于测量对应的油脂腔体中油脂压力大小的压力表和用于观测对应的油脂腔体中是否有油脂及泥水的手动球阀，该泥水腔体通过对应的安装接口连接用于测量该泥水腔体中泥水压力大小的压力表和用于观测该泥水腔体中是否有油脂的手动球阀，并在该溢流阀接口上连接溢流阀；第四步，分别通过与三个该油脂腔体相对应的油脂注入孔连接油泵，并向对应的油脂腔体中注入油脂，三个该油脂腔体中注入的油脂的压力达到0.2兆帕即停止泵送，通过该泥水注入孔向该泥水腔体中注入泥水，当该泥水腔体中泥水的压力达到0.2兆帕时停止注入；该泥水腔体中的泥水以及三个该油脂腔体中的油脂保压12个小时；第五步，依次将与三个该油脂腔体所对应的手动球阀打开，检测对应的油脂腔体中是否充满油脂以及是否存在由该泥水腔体中渗透过来的泥水；打开与该泥水腔体对应的手动球阀检测该泥水腔体中是否存在由油脂腔体中渗透过来的油脂；第六步，拆卸该外筒体，测量并记录该盾尾刷在试验后的剩余高度H2，计算并记录该盾尾刷的形变量L，其中L＝H1-H2。在本专利技术一种盾构机盾尾刷密封性能试验方法的另一个实施例中，该第六步中拆卸该外筒体的步骤具体为：首先，将三个该油脂腔体对应连接的油泵和对应安装的压力表、手动球阀，该泥水腔体安装的压力表、手动球阀和溢流阀拆除；其次，将该盖周壁的下端与该外筒体的上端之间的连接，以及该内筒体的下端与该安装架之间的连接一并拆除，该液压油缸的活塞杆伸出将该端盖连同该内筒体一起顶起，拆开该液压油缸的活塞杆顶端与该端盖之间的连接，用起重机吊起该端盖和内筒体，该端盖连同该内筒体一并从该安装架移开；最后，将该外筒体的下端与该安装架之间的连接拆除，用起重机将该外筒体连同该外筒体上的盾尾刷一起吊起从该安装架移开。通过上述方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术盾构机盾尾刷密封性能试验装置包括安装架、内筒体和外筒体，内筒体和外筒体均可拆安装在安装架上，内筒体同轴套设在外筒体中，外筒体的内壁与内筒体的外壁之间为用于装配待测盾尾刷组件的环形间隙；还包括用于密封环形间隙的上端口的上密封件和用于密封环形间隙的下端口的下密封件；待测盾尾刷组件将环形间隙分割成至少两个相互隔离的腔体，腔体均在腔壁上开设有与外界连通的用于向相应的腔体内注入试验用介质的注入孔。通过将待测盾尾刷组件设在环形间隙中，隔离出用于注入油脂的油脂腔体和用于注入泥水的泥水腔体，模拟盾构机盾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，包括：安装架、内筒体和外筒体，所述内筒体和外筒体均可拆安装在所述安装架上，所述内筒体同轴套设在所述外筒体中，所述外筒体的内壁与所述内筒体的外壁之间为用于装配待测盾尾刷组件的环形间隙；用于密封所述环形间隙的上端口的上密封件和用于密封所述环形间隙的下端口的下密封件，所述上密封件和下密封件将所述环形间隙封闭成密封腔；所述待测盾尾刷组件将所述密封腔分割成至少两个相互隔离的腔体，所述腔体的外周壁上均开设有与外界连通的用于向相应的腔体内注入试验用介质的注入孔。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，包括：安装架、内筒体和外筒体，所述内筒体和外筒体均可拆安装在所述安装架上，所述内筒体同轴套设在所述外筒体中，所述外筒体的内壁与所述内筒体的外壁之间为用于装配待测盾尾刷组件的环形间隙；用于密封所述环形间隙的上端口的上密封件和用于密封所述环形间隙的下端口的下密封件，所述上密封件和下密封件将所述环形间隙封闭成密封腔；所述待测盾尾刷组件将所述密封腔分割成至少两个相互隔离的腔体，所述腔体的外周壁上均开设有与外界连通的用于向相应的腔体内注入试验用介质的注入孔。2.根据权利要求1所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述待测盾尾刷组件在所述环形间隙中隔出的腔体的外周壁上还开设有至少一个安装接口，所述安装接口上连接有手动球阀、压力表和/或压力传感器。3.根据权利要求2所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述上密封件为端盖，所述内筒体的上端位于所述外筒体的上端上方，所述端盖盖设在所述内筒体的上端，所述端盖的盖周壁的下端面与所述外筒体的上端面密封连接，所述密封腔的外周壁由所述外筒体和所述端盖的盖周壁组成。4.根据权利要求3所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述下密封件包括密封垫圈及压紧件，所述安装架设置有支撑座，所述密封垫圈设置在所述外筒体和所述内筒体的下端面与所述支撑座的上表面之间，所述外筒体和内筒体的下端与所述支撑座之间通过所述压紧件连接。5.根据权利要求4所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述待测盾尾刷组件包括三个盾尾刷，所述密封腔由所述三个盾尾刷隔出的腔体为四个，包括最上端的一个泥水腔体和所述泥水腔体以下的三个油脂腔体；所述注入孔包括所述油脂腔体的外周壁上开设的油脂注入孔和所述泥水腔体的外周壁上开设的泥水注入孔，其中，每个所述油脂腔体的外周壁上沿周向均匀布设三个所述油脂注入孔。6.根据权利要求5所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述泥水腔体的外周壁上还开设有用于连接溢流阀的溢流阀接口。7.根据权利要求6所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述安装架上设置有穿过所述内筒体的内腔的用于将所述端盖顶起或向下拉的液压油缸，所述液压油缸的缸筒的后座可拆连接在所述安装架上，所述液压油缸的活塞杆的顶端可拆连接在所述端盖上。8.根据权利要求7所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置，其特征在于，所述液压油缸为三个，垂直均布在所述内筒体的内腔中。9.一种盾构机盾尾刷密封性能试验方法，通过权利要求7或8所述的盾构机盾尾刷密封性能试验装置进行试验，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晶，杨爱军，苏志学，石小伟，杨兴亚，刘晓瑞，张杰，赵石，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41