уплотнительный узел роторного проходческого щита

Формула изобретения

Уплотнительный узел роторного проходческого щита, включающий центральное уплотнение, расположенное между ротором и неподвижным валом, закрепленным в центральной части перегородки корпуса щита, и периферийное уплотнение, отличающийся тем, что центральное уплотнение выполнено в виде группы профилированных колец V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами, размещенных в пазах неподвижного вала или ротора с возможностью упругого взаимодействия выступов с неподвижным валом и ротором, а периферийное уплотнение расположено между ротором и перегородкой корпуса щита и выполнено из рядов профилированных колец, состоящих, по крайней мере, из двух элементов, один из которых выполнен с зацепом, расположенным в пазу ротора или перегородки корпуса щита, и с наклонным клиновидным выступом, взаимодействующим с уплотняемой поверхностью, а другой, фиксирующий, - в виде V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами с возможностью упругого взаимодействия выступов со стенками первых элементов и фиксации составного профильного кольца в пазу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области подземного строительства, а именно к проходческим щитам, снабженным роторным рабочим органом, и может быть использовано при строительстве тоннелей.

Известна конструкция роторного проходческого щита, в котором для защиты подшипников и приводных частей ротора используется уплотнительный узел, выполненный в виде профилированных колец из эластичного материала (патент РФ 2002056, по кл. Е 21 D 9/06, от 22.10.90 г.).

Недостатком данного уплотнительного узла является сложность конструкции из-за необходимости наличия крепежных элементов на каждый уплотняемый диаметр профилированных колец - для фиксации не используются собственные упругие свойства эластичного материала профильных колец.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является уплотнительный узел роторного проходческого щита, выполненный в виде профилированных колец из эластичного материала, взаимодействующих с уплотняемой поверхностью и расположенные в пазах между неподвижными и подвижными частями (Европейский патент 0122540, по кл. Е 21 D 9/06, от 14.04.83 г.).

Недостатком уплотнительного узла данной конструкции является относительно низкая эффективность защиты при использовании его на уплотнительных поверхностях больших диаметров, где имеется значительный зазор между подвижными и неподвижными частями проходческого щита, и, кроме того, он не обладает необходимой степенью унификации при использовании в центральных и периферийных уплотнениях роторного проходческого щита.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эксплуатационной надежности уплотнений, а также в повышении степени унификации элементов уплотнительного узла.

Для решения поставленной задачи в уплотнительном узле роторного проходческого щита, включающем центральное уплотнение, расположенное между ротором и неподвижным валом, закрепленным в центральной части перегородки корпуса щита, и периферийное уплотнение, центральное уплотнение выполнено в виде группы профилированных колец V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами, размещенных в пазах неподвижного вала или ротора с возможностью упругого взаимодействия выступов с неподвижным валом и ротором, а периферийное уплотнение расположено между ротором и перегородкой корпуса щита и выполнено из рядов профилированных колец, состоящих, по крайней мере, из двух элементов, один из которых выполнен с зацепом, расположенным в пазу ротора или перегородки корпуса щита, и с наклонным клиновидным выступом, взаимодействующим с уплотняемой поверхностью, а другой, фиксирующий, - в виде V-образного профиля с расходящимися в стороны наружными выступами с возможностью упругого взаимодействия выступов со стенками первых элементов и фиксации составного профильного кольца в пазу.

На фиг. 1 представлен общий вид роторного проходческого щита с уплотнительным узлом; на фиг.2 - выноска А на фиг.1; на фиг.3 - V-образный профиль фиксирующе-уплотняющего элемента; на фиг.4-6 - варианты выполнения составных профилированных колец.

Уплотнительный узел размещен в роторном проходческом щите, включающем корпус 1, щитовые гидроцилиндры 2, ротор 3 с режущим инструментом 4. Корпус 1 снабжен перегородкой 5, расположенной внутри корпуса, на которой размещен поворотный механизм 6 с приводом вращения 7 ротора 3. В центральной части перегородки 5 закреплен неподвижный вал 8 с трубопроводами подачи воды 9 и откачки пульпы 10. Между перегородкой 5 корпуса щита и ротором 3 расположено периферийное уплотнение 11, а между неподвижным валом 8 и ротором 3 - центральное уплотнение 12. Периферийное уплотнение 11 выполнено из рядов профилированных колец, состоящих, по крайней мере, из двух элементов, один выполнен в виде профиля 13 с расположенным в пазу 14 зацепом 15 и наклонным клиновидным выступом 16, взаимодействующим с уплотняемой поверхностью, при этом величина клинообразных выступов 16 больше величины зазора между перегородкой 5 и ротором 3, другой элемент, фиксирующий, - в виде V-образного профиля 17 с расходящимися в стороны наружными выступами 18. Центральное уплотнение 12 представляет собой ряд расположенных в пазах 19 профилированных колец в виде того же V-образного профиля 17 с расходящимися в стороны наружными выступами 18, взаимодействующих с уплотняемой поверхностью.

Уплотнительный узел защищает поворотный механизм 6 с приводами вращения 7 ротора 3 от проникновения грязи, воды и т.п. при разработке грунта режущим инструментом 4, подаче воды по трубопроводу 9, откачке пульпы по трубопроводу 10 и перемещении щита гидроцилиндрами 2. Профилированные кольца периферийного и центрального уплотнений могут размещаться в пазах как на неподвижных, так и на подвижных поверхностях, уплотняя зазоры в радиальном и/или торцевых направлениях.

Сборка уплотнительного узла осуществляется следующим образом.

Элементы периферийного уплотнения 11 устанавливают в пазу 14 и фиксируют V-образным профилем 17 по вариантам, показанным на фиг.4-6, при этом за счет зацепа 15 и упругости выступов 18 обеспечивается фиксация составного профильного кольца в пазу 14. Элементы центрального уплотнения в виде V-образного профиля размещают в пазах 19 и за счет упругости выступов 18 обеспечивают уплотнение зазоров между ротором 3 и неподвижным валом 8.

Такая конструкция уплотнительного узла позволяет повысить эксплуатационную надежность, упростить изготовление, монтаж и улучшить ремонтопригодность роторных проходческих щитов за счет обеспечения защиты зазоров между неподвижными и подвижными частями в широком диапазоне уплотняемых диаметров унифицированными элементами из эластичного материала, например полиуретана, путем подбора необходимой жесткости уплотнений по различным вариантам.