盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備及其測試方法

2023-04-24 15:24:06

專利名稱：盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備及其測試方法
技術領域：
本發明涉及密封油脂的耐水壓性能測試領域，尤其是一種盾構機盾尾密封油脂的
耐水壓性能測試設備及其測試方法。
背景技術：
盾構施工是目前城市軌道交通施工的主要方法，在盾構施工中需要在盾構機的盾尾密封刷之間填充密封油脂，用來防止泥漿和水滲入盾構機殼體內，並減小盾尾密封刷與管片的摩擦，可有效保證施工安全、提高施工效率。因此盾尾密封在盾構施工中起著重要的作用，而盾尾密封的好壞取決於盾尾密封油脂的性能，所以盾尾密封油脂的性能直接影響著施工的質量和安全。衡量一種盾尾密封油脂的性能，一般需要測試以下幾種性能耐水壓性、粘附性、泵送性、穩定性、揮發性和潤滑性等。其中油脂的耐水壓性能尤為重要，它的優劣影響盾構施工的安全問題。因此對盾尾密封油脂的耐水壓性能進行測試，可有效地減少因盾尾密封失效帶來的安全隱患。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、測試結果準確可靠的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備。 本發明還提供了一種本耐水壓性能測試設備的測試方法。 為解決上述技術問題，本發明中盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備的技術方案是一種盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其關鍵在於結構中包括有加壓裝置，加壓裝置藉助高壓管路與承壓筒連接，承壓筒包括上端蓋與底筒，底筒底部壓置有緻密鋼絲網、底筒底部還開設有洩水孔。 優選的，上述加壓裝置包括有螺杆，螺杆一端通過螺母固接於液壓缸的法蘭上，另一端依次設有擋盤、擋環、壓縮彈簧、擋環、螺母。 優選的，上述加壓裝置還可為包括由液壓泵、液壓閥、配套的管路與控制系統組成的加壓迴路。 優選的，上述底筒藉助法蘭與上端蓋連接，法蘭之間設有O型密封圈，上端蓋上部設有壓力表和進水閥。 優選的，上述液壓缸的活塞杆端的法蘭為方形法蘭或圓形法蘭，另一端設有出水
口 、排氣口 ，出水口經高壓軟管與承壓筒連接，排氣口安裝有排氣閥。 優選的，上述高壓管路為橡膠高壓軟管或金屬硬管，排氣閥為高壓排氣閥。 優選的，上述緻密鋼絲網為圓形且由細鋼絲編制而成，緻密鋼絲網的直徑略大於
底筒內徑，且緻密鋼絲網至少為兩層。 本發明中該測試設備的測試方法的步驟是將緻密鋼絲網放置於承壓筒的底部，然後將盾尾密封油脂放入承壓筒，將盾尾密封油脂夯實；向承壓筒中注水，至排氣閥中有水溢出停止；人工擰動加壓裝置的尾部螺母加壓，至壓力表顯示為預定壓力時停止加壓；盾
3尾密封油脂在預定壓力下保持一定時間，觀察洩水孔是否有水溢出。如果洩水孔處沒有水滴，而只有少量的油液滴下，則表明該盾尾密封油脂的耐水壓性能良好。 採用上述技術方案所產生的有益效果在於該耐水壓性能測試設備通過對盾構施工中盾構機盾尾密封油脂的環境進行模擬，能準確地測試出盾尾密封油脂的耐水壓性能，有效的保證施工的安全，且結構簡單；保壓效果好，通過設置的壓縮彈簧能夠使設備保持相對恆定的壓力，可避免通過流體介質加壓易洩露而使壓力下降的現象；本測試方法中通過人工擰動加壓裝置進行加壓，可節省昂貴的動力和控制裝置，且可根據盾構機工況的不同來改變本測試設備的測試參數，比如壓力、保壓時間等，有效保證了模擬測試結果的可靠性，提高盾構機的施工安全性。


圖1是本盾構機盾尾密封油脂的耐水性性能測試設備的示意圖； 其中，1、代表加壓裝置；2、單作用液壓缸；3、排氣閥；4、高壓軟管；5、壓力表；6、
進水閥；7、代表承壓筒；7-1為承壓筒的上端蓋，7-2為承壓筒的底筒；8、緻密鋼絲網；9、螺
母；10、螺栓；11、螺杆；12、加壓裝置的尾部螺母；(13、14)螺母；15、擋盤；16、擋環；17、壓
縮彈簧；18、擋環；19、0型密封圈；20、洩水孔。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 參見附圖l，其為盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，結構中包括有加壓裝置1，加壓裝置1藉助高壓管路4與承壓筒7連接，承壓筒7包括上端蓋7-1與底筒7-2，底筒7-2底部壓置有緻密鋼絲網8，底筒7-2的筒底開設有洩水孔20，該測試設備對盾構施工中盾構機盾尾密封油脂的環境進行模擬，能準確地測試出盾尾密封油脂的耐水壓性能，有效的保證施工的安全，且結構簡單，造價低。 參見附圖l，加壓裝置1包括有螺杆ll，螺杆11 一端通過螺母固接於單作用液壓缸2的法蘭上，另一端依次設有擋盤15、擋環16、壓縮彈簧17、擋環18、螺母12，此處壓縮彈簧優選為圓柱螺旋壓縮彈簧，擋環及擋盤可沿螺杆11滑動，擋盤15和擋環16可固連在一起，也可分開，擋環16以及擋環18上均設有凹槽，壓縮彈簧17套裝於螺杆11上且其兩端定位於擋環的凹槽內。此處加壓裝置也可以通過液壓泵來加壓，在加壓迴路中設置液壓閥，然後在配套安裝上管路與控制系統。 上述底筒7-2與上端蓋7-1通過法蘭連接，法蘭之間設有0型密封圈，用來密封承壓筒的法蘭連接處，底筒7-2底部壓置有緻密鋼絲網8，在底筒底部緻密鋼絲網8的下方均勻設置多個小直徑的洩水孔20， 一般均勻設置5個直徑為3mm的洩水孔既能滿足要求，上端蓋7-l上設有壓力表5和進水閥6，緻密鋼絲網8由細鋼絲編制而成，鋼絲網的直徑略大於底筒7-2內徑，一般可根據需要設置兩層或三層鋼絲網，使用時用機械設備將緻密鋼絲網8壓入承壓筒的底筒。 上述單作用液壓缸2的活塞杆端的法蘭為方形或圓形法蘭，另一端設有出水口、排氣口 ，出水口經高壓軟管4與承壓筒7連接，排氣口連接有排氣閥3，此處高壓管路4優選為橡膠高壓軟管或金屬硬管，排氣閥3為高壓排氣閥。
該測試設備的加壓原理是通過水來完成壓力傳遞，通過擰動加壓裝置的尾部的螺栓將力傳遞給壓縮彈簧，然後壓縮彈簧通過擋環將力傳遞給擋盤，擋盤推動液壓缸的活塞杆，然後通過水來傳遞壓強最終完成加壓與保壓。 該耐水壓性能測試設備測試時首先將足量的密封油脂塗於鋼絲網及鋼絲網間並將其放入承壓筒7的底部，根據需要可以放置兩層或多層鋼絲網，然後將一定量的盾尾密封油脂放入承壓筒7內，密封油脂的加入量根據盾構機的工況或型號大小不同而不同，模擬測試中一般取盾尾密封油脂在承壓筒中的厚度為5cm即可；將密封油脂夯實，排出油脂內部氣泡，保持密封油脂與承壓筒內壁之間的良好密封，他們之間良好的密封很重要，否則會影響測試結果的準確性；然後將承壓筒7的上端蓋和底筒通過法蘭用螺栓連接，利用0型密封圈保證其連接法蘭部位的密封效果，打開排氣閥3和進水閥6，通過進水閥6向承壓筒7中注水，直到排氣閥3中有水溢出為止，在注水過程中儘量使水流緩慢，以保證設備中的氣體全部被排出；關閉排氣閥3和進水閥6，人工擰動加壓裝置的加壓螺栓，對液壓缸2的活塞杆進行緩慢加壓，當壓力表顯示所要求預定壓力時，停止擰動螺栓，然後使盾尾密封油脂在要求壓力下保持一定時間，觀察洩水孔處是否有水溢出，此處試驗預設壓力及保壓時間根據油脂情況及盾構機的情況不同而定，需選取一定的安全係數，從而確定測試時的預定壓力及保壓時間， 一般使承壓筒在3. 5MPa的壓力下保持60分鐘後既可觀察，如果洩水孔處有水滴下，表明該盾尾油脂的耐水壓性能差；如果洩水孔處沒有水滴，或者只有少量的油液滴下，表明該盾尾油脂的耐水壓性能良好。另外在測試前應先檢查承壓筒底部的洩水孔是否堵塞，檢查方法為可先在承壓筒中注入一定量的水，若洩水孔漏水說明沒有被堵塞，承壓筒可以進行耐水壓測試，然後把水倒掉。 對本測試設備的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所述的一般測試設備及測試方法可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施方式中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所述的測試設備的結構及方法，而是要符合與本文所公開的測試設備及測試方法的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
一種盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於結構中包括有加壓裝置(1)，加壓裝置(1)藉助高壓管路(4)與承壓筒(7)連接，承壓筒(7)包括上端蓋(7-1)與底筒(7-2)，底筒(7-2)底部壓置有緻密鋼絲網(8)、且底筒(7-2)底部開設有洩水孔(20)。
2. 根據權利要求1所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於 所述加壓裝置(1)包括有螺杆(11)，螺杆(11) 一端通過螺母固接於液壓缸(2)的法蘭上，另一端依次設有擋盤(15)、擋環(16)、壓縮彈簧(17)、擋環(1S)、螺母(12)。
3. 根據權利要求1所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於 所述加壓裝置包括由液壓泵、液壓閥、配套的管路與控制系統組成的加壓迴路。
4. 根據權利要求1所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於所述底筒(7-2)藉助法蘭與上端蓋(7-1)連接，法蘭之間設有O型密封圈(19)，上端蓋 (7-1)上部設有壓力表(5)和進水閥(6)。
5. 根據權利要求2所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於 所述液壓缸(2)的活塞杆端的法蘭為方形法蘭或圓形法蘭，另一端設有出水口、排氣口，出 水口經高壓軟管(4)與承壓筒(7)連接，排氣口安裝有排氣閥(3)。
6. 根據權利要求5所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備，其特徵在於 所述高壓管(4)為橡膠高壓軟管或金屬硬管，排氣閥(3)為高壓排氣閥。
7. 根據權利要求1所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水性能測試設備，其特徵在於所 述緻密鋼絲網(8)為圓形且由細鋼絲編制而成，緻密鋼絲網的直徑略大於底筒(7-2)內徑， 且緻密鋼絲網(8)至少為兩層。
8. —種如權利要求1所述的盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備的測試方法， 其特徵在於該方法的步驟為將緻密鋼絲網(8)放置於承壓筒(7)底部，然後將盾尾密封油 脂放入承壓筒(7)，將盾尾密封油脂夯實；向承壓筒(7)中注水，至排氣閥(3)中有水溢出 停止；人工擰動加壓裝置(1)的尾部螺母(12)加壓，至壓力表(5)顯示為預定壓力時停止 加壓；盾尾密封油脂在預定壓力下保持一定時間，觀察洩水孔(20)是否有水溢出。
全文摘要
本發明公開了一種盾構機盾尾密封油脂的耐水壓性能測試設備及其測試方法，該測試設備的結構中包括加壓裝置，加壓裝置藉助高壓管路與承壓筒連接，承壓筒包括上端蓋與底筒，底筒底部壓置有緻密鋼絲網、且底部開設有洩水孔。該測試方法步驟為先在承壓筒中放入鋼絲網及密封油脂，然後再注入水，人工擰動加壓裝置進行加壓，使盾尾密封油脂在一定壓力下保持一定時間，觀察洩水孔處是否有水溢出。該測試設備通過對盾構施工中盾構機盾尾密封油脂的環境進行模擬，能準確地測試出盾尾密封油脂的耐水壓性能，結構比較簡單，造價低，該測試方法根據盾構施工中的具體要求選擇測試時的參數，更能有效的保證測試結果的準確性，提高施工的安全性和施工質量。
文檔編號G01M3/26GK101718609SQ200910227988
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月11日 優先權日2009年12月11日
發明者嚴振林, 趙彬, 郭京波 申請人:石家莊鐵道學院