本發(fā)明涉及盾構(gòu)掘進(jìn)施工，具體涉及一種機(jī)械式螺旋軸密封裝置。

背景技術(shù)：

1、土壓平衡盾構(gòu)機(jī)采用軸式或帶式螺旋輸送機(jī)，從帶壓的土倉(cāng)底部進(jìn)行取渣，并轉(zhuǎn)運(yùn)至皮帶機(jī)?？墒?，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在穿越富水地層時(shí)，渣土改良不佳導(dǎo)致止水性下降，大量泥水和渣土從螺旋輸送機(jī)出渣口噴涌而出。渣土噴涌不僅污染土壓平衡盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部施工環(huán)境，而且可能造成土倉(cāng)壓力大范圍下降，造成地面沉降。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，一方面大范圍采用渣土改良、雙閘門、螺旋輸送機(jī)伸縮功能、保壓泵等技術(shù)，在應(yīng)對(duì)噴涌時(shí)效果欠佳；另一方面小范圍采用雙螺旋輸送機(jī)、u型密封螺機(jī)槽、防噴涌筒等延長(zhǎng)出渣路徑的技術(shù)，通過新增裝置，可減緩或降低噴涌的強(qiáng)度，但針對(duì)水壓較大的噴涌，效果有限。例如專利cn204783040u防噴涌雙螺旋輸送機(jī)，一級(jí)螺旋機(jī)和二級(jí)螺旋機(jī)采用串聯(lián)的方式增加螺旋軸的節(jié)距，但需要新增加一級(jí)螺旋機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在面對(duì)大埋深的富水地層時(shí)，防噴涌效果有限。專利cn110541716b可渣水分離的u型密閉螺機(jī)防噴涌系統(tǒng)及防噴涌方法，在出渣口新增密封箱，由大直徑的筒節(jié)出渣轉(zhuǎn)為小直徑的泥水管路出渣，縮小了出渣粒徑。專利cn212173542u一種真空析水式防噴涌螺旋輸送機(jī)及盾構(gòu)機(jī)新增真空筒節(jié)，遇到地層富水時(shí)，真空析水機(jī)構(gòu)只是分流了部分水量，且渣土?xí)氯鏊?，分流有限，并且大部分混合渣土和水，還是會(huì)從后部出渣口噴出。專利cn221196160u一種彈性穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥及螺機(jī)防噴涌系統(tǒng)，雖然提出了彈性穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥，但是彈性穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥是設(shè)置在泥漿管道上，解決的是螺旋輸送機(jī)發(fā)生噴涌后的應(yīng)急排水問題，泥漿管道和后部出渣口分別在螺旋輸送機(jī)尾部，相互獨(dú)立，排水時(shí)必須關(guān)閉后部出渣口的閘門，此時(shí)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)停止掘進(jìn)，螺旋輸送機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)和出渣，影響施工。

3、因此，針對(duì)軸式螺旋輸送機(jī)在富水地層的施工，設(shè)計(jì)一種螺旋軸可有效密封的防噴涌螺旋輸送機(jī)很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械式螺旋軸密封裝置，能夠有效應(yīng)對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水地層施工中渣土噴涌的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種機(jī)械式螺旋軸密封裝置，包括：

3、光軸，設(shè)置在螺旋軸中間段的光滑軸段；

4、筒體，套在所述光軸外部，所述筒體與光軸之間構(gòu)成出渣通道；

5、封閉件，設(shè)在所述筒體內(nèi)部，可沿所述筒體徑向展開，封閉所述出渣通道；

6、閘門，可移動(dòng)地穿入出所述筒體使封閉件收展。

7、進(jìn)一步地，所述筒體通過前法蘭銜接前節(jié)筒，通過后法蘭銜接后節(jié)筒，所述封閉件的前后面在前法蘭和后法蘭連接處，在連接螺栓的作用下被壓緊；或者，所述封閉件的前后面嵌入筒體并通過螺栓固定在筒體上，或者，所述封閉件的前后面粘貼在筒體內(nèi)壁上并通過螺栓固定在筒體上。

8、進(jìn)一步地，所述筒體采用整體結(jié)構(gòu)或者分半結(jié)構(gòu)。

9、進(jìn)一步地，所述封閉件采用高強(qiáng)度、防磨損性能佳、能變形的材質(zhì)制成，如膠袋、氣囊等。所述封閉件的形狀可以是圓柱形、方柱形等。

10、進(jìn)一步地，所述封閉件采用整體結(jié)構(gòu)或者分半結(jié)構(gòu)。筒體和封閉件的結(jié)構(gòu)可以有多種組合，包括：筒體采用整體結(jié)構(gòu)，封閉件采用整體結(jié)構(gòu)；筒體采用整體結(jié)構(gòu)，封閉件采用分半結(jié)構(gòu)；封閉件采用分半結(jié)構(gòu)，筒體采用分半結(jié)構(gòu)；筒體采用分半結(jié)構(gòu)，封閉件采用整體結(jié)構(gòu)。

11、進(jìn)一步地，所述閘門選擇高強(qiáng)度的材質(zhì)制成，具有一定厚度，能抵抗高壓噴涌。

12、進(jìn)一步地，所述閘門為對(duì)稱兩組，每組所述閘門連接有推動(dòng)閘門移動(dòng)的推動(dòng)裝置。

13、進(jìn)一步地，所述推動(dòng)裝置包括螺桿、螺紋套和旋轉(zhuǎn)輪，所述螺桿與閘門固定，所述螺紋套與螺桿形成螺旋運(yùn)動(dòng)副，所述旋轉(zhuǎn)輪與螺紋套固定。旋轉(zhuǎn)輪可采用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪，也可采用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪。

14、或者，所述推動(dòng)裝置包括橫板和兩組油缸，所述橫板與閘門固定，所述油缸分別設(shè)在橫板兩側(cè)，所述油缸活塞桿末端與橫板固定。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，選取螺旋軸中間段不焊接螺旋葉片作為光滑軸段，渣土在光滑軸段不受螺旋升角的影響，可在光滑軸段被動(dòng)擠壓，形成土塞效應(yīng)，起到一定阻隔涌水的作用。

17、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，可關(guān)閉閘門，封閉出渣通道，達(dá)到完全阻隔涌水的目的，不僅能夠有效應(yīng)對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水地層施工中渣土噴涌污染土壓平衡盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部施工環(huán)境的問題，而且保證土倉(cāng)壓力穩(wěn)定，進(jìn)而保證設(shè)備掘進(jìn)安全。

18、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，閘門可停在任意位置，故可根據(jù)需要定量選擇出渣通道的開度，動(dòng)態(tài)調(diào)整出渣通道的大小，進(jìn)而調(diào)控出渣粒徑，控制土倉(cāng)壓力。

19、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，出渣通道的位置在螺旋軸上，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整出渣通道的大小完成出渣，后部出渣口不用關(guān)閉，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)也不用停止掘進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)施工的持續(xù)進(jìn)行。

20、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，刀盤開挖的土倉(cāng)處于充壓狀態(tài)，在渣土經(jīng)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)減壓后，變成常壓輸送，相比螺旋軸上連續(xù)的螺旋葉片，本發(fā)明間隔式的螺旋葉片能夠起到逐級(jí)降壓的作用。

21、在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，閘門抗沖壓性能強(qiáng)，可應(yīng)對(duì)高壓噴涌，并與封閉件結(jié)合，形成強(qiáng)密封結(jié)構(gòu)。

22、本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，若筒體和封閉件均采用分半結(jié)構(gòu)，易更換封閉件。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述筒體通過前法蘭銜接前節(jié)筒，通過后法蘭銜接后節(jié)筒，所述封閉件的前后面在前法蘭和后法蘭連接處，在連接螺栓的作用下被壓緊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述封閉件的前后面嵌入筒體并通過螺栓固定在筒體上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述封閉件的前后面粘貼在筒體內(nèi)壁上并通過螺栓固定在筒體上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述筒體采用整體結(jié)構(gòu)，或者分半結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述封閉件采用膠袋或氣囊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述封閉件采用整體結(jié)構(gòu)或者分半結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述閘門為對(duì)稱兩組，每組所述閘門連接有推動(dòng)閘門移動(dòng)的推動(dòng)裝置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述推動(dòng)裝置包括螺桿、螺紋套和旋轉(zhuǎn)輪，所述螺桿端部與閘門固定，所述螺紋套與螺桿形成螺旋運(yùn)動(dòng)副，所述旋轉(zhuǎn)輪與螺紋套固定。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械式螺旋軸密封裝置，其特征在于：所述推動(dòng)裝置包括橫板和兩組油缸，所述橫板與閘門固定，所述油缸分別設(shè)在橫板兩側(cè)，所述油缸活塞桿末端與橫板固定。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種機(jī)械式螺旋軸密封裝置，涉及盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)領(lǐng)域，包括光軸，設(shè)置在螺旋軸中間段的光滑軸段；筒體，套在光軸外部，筒體與光軸之間構(gòu)成出渣通道；封閉件，設(shè)在筒體內(nèi)部，可沿筒體徑向展開，封閉出渣通道；閘門，可移動(dòng)地穿入出筒體使封閉件收展。在本發(fā)明的機(jī)械式螺旋軸密封裝置中，光軸段不焊接螺旋葉片，渣土在光軸段不受螺旋升角的影響，可在光軸段被動(dòng)擠壓，形成土塞效應(yīng)，起到一定阻隔涌水的作用；必要時(shí)可關(guān)閉閘門，封閉出渣通道，達(dá)到完全阻隔涌水的目的，不僅能夠有效應(yīng)對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水地層施工中渣土噴涌污染土壓平衡盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部施工環(huán)境的問題，而且保證土倉(cāng)壓力穩(wěn)定，進(jìn)而保證設(shè)備掘進(jìn)安全。

技術(shù)研發(fā)人員：劉佼,吳堅(jiān),黃雷,鐘偉斌,苗雙平,翁凱,魏海濱,宋少勇,李東杰,李紀(jì)弟,薛炎彬,齊一帆,郭一凡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州華東地下工程智能裝備研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2