[实用新型]一种铰接密封装置及其盾构机

说明书

本实用新型公开了一种铰接密封装置及其盾构机，能克服现有铰接密封装置的不足，提高了铰接密封装置的使用寿命。本实用新型包括铰接密封机构，所述铰接密封机构设置在前盾和中盾之间；所述前盾和中盾铰接，且前盾和中盾的铰接处设有冲洗机构。本实用新型中铰接密封机构设置在前盾和中盾之间，可以将前盾和中盾有效地与外界相隔绝，避免渣土进入盾构机；冲洗机构的设立可以自动冲洗前盾和中盾铰接处的积渣，提高了铰接密封机构的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于盾构设备施工技术领域，具体涉及一种铰接密封装置及其盾构机。

背景技术

近年来，随着经济社会的快速发展及城市化水平的不断提高，城市配套中的地铁、给排水、电力、通讯和综合管廊等地下隧道工程的建设如火如荼。盾构机以其安全性、经济性和高效率的施工特点，被广泛应用于国内外的隧道开挖项目施工中。目前城市中心区现有建筑物的密集程度越来越高，为了避让施工隧道周边的密集建筑物，小半径曲线转弯隧道越来越多。

作为小转弯半径盾构施工的关键技术之一，铰接系统在盾构机小转弯隧道施工时起着重要作用。按铰接形式的不同，盾构机通常分为主动铰接和被动铰接两种形式，其中主动铰接因其在较好控制主机姿态、处理小转弯半径时盾尾柔性密封可靠性较好的结构特点，得到了广泛的应用。作为主动铰接系统的关键部件之一，铰接密封隔绝了隧道周围地层的土砂、泥浆、地下水等，保证了盾体内部的密封性，为隧道内的人员提供安全的作业环境。

目前的主动铰接式盾构机中，使用较多的铰接密封形式为双指型铰接密封。此种铰接密封形式有如下缺点：（1）密封安装面的加工精度要求高、难度大，一旦安装面的加工出现超差，很容易出现铰接密封泄漏等严重后果；（2）双指型密封与密封环的接触面为平面，盾构机在小转弯半径隧道施工时，密封的压缩变化量较大，导致密封寿命降低；（3）密封材料的耐磨性能不好，尤其是在长距离小曲线施工时，铰接密封需要频繁使用，导致密封磨损，给隧道施工带来安全隐患。

中国专利中公开了一种铰接密封装置及具有该铰接密封装置的盾构机（公开号：CN207715151U，授权公告日：20180810），专利中两道铰接密封分别由馒头型铰接密封环和紧急气囊、馒头型铰接密封环和压板组成。此种形式的铰接密封虽然能解决小转弯半径隧道施工时铰接密封压缩变化量大的问题，但球形铰接的球面结构加工难度大，密封圈的安装和固定方式较为复杂；且盾构姿态调整方式过于灵活，控制难度大；更重要的是，当盾构机遇到水平后退的姿态控制时，铰接密封的压缩变化量依然很大，导致密封寿命下降甚至损坏。

实用新型内容

针对现有主动铰接式的密封压缩变化量大、使用寿命低的问题，本实用新型提出了一种铰接密封装置及其盾构机，能克服现有铰接密封装置的不足，在小转弯半径隧道施工和盾构机水平后退等姿态控制时，铰接密封的压缩量均可保持不变，保证了铰接密封的可靠性，为盾构施工提供安全保障。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种铰接密封装置，包括铰接密封机构，所述铰接密封机构设置在前盾和中盾之间；所述前盾和中盾铰接，且前盾和中盾的铰接处设有冲洗机构。

所述铰接密封机构包括沿前盾的中轴线方向依次设置的第一铰接密封件、第二铰接密封件和第三铰接密封件，第一铰接密封件、第二铰接密封件和第三铰接密封件通过压紧机构设置在前盾内，且第一铰接密封件、第二铰接密封件和中盾形成了第一密封腔，第二铰接密封件、第三铰接密封件和中盾形成了第二密封腔。

所述压紧机构包括第二压块，第二压块设置在第一铰接密封件和第二铰接密封件之间，且第一铰接密封件的前部设有第一压块，第二铰接密封件的后部设有第三压块；所述第三铰接密封件上设有第四压块；所述第一铰接密封件和第二铰接密封件均为VD型橡胶密封件。

所述冲洗机构包括喷头，喷头设置在中盾上，且喷头与水箱连接。