УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ ОСМОТРЕ ПРИЗАБОЙНОЙ КАМЕРЫ МАШИНЫ ДЛЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ, И МАШИНА ДЛЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2020 года по МПК E21D9/06 E21C35/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области прокладки тоннелей, и, в частности, оно относится к уплотнительному устройству, применяемому при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, и к содержащей такое устройство машине для щитовой проходки.

Уровень техники

В родственных технологиях в процессе проходки тоннелей машиной для щитовой проходки (например, проходческой машиной с компенсацией давления горных пород, машиной для щитовой проходки с гидротранспортом породы, многорежимной машиной для щитовой проходки и т. п.) применяют подаваемый под определенным давлением глинистый раствор или отбитую породу, которые заполняют ее призабойную камеру, чтобы уравновешивать давление грунта на рабочую поверхность, при этом режущий диск машины для щитовой проходки также целиком «погружается» в глинистый раствор или отбитую породу в призабойной камере. В процессе щитовой проходки необходимо регулярно проверять режущий диска и режущий инструмент на предмет износа и фактическое состояние отбитой породы в призабойной камере, но поскольку внутренняя часть призабойной камеры представляет собой заполненное глинистым раствором или отбитой породой, закрытое темное пространство, персонал не может попасть в нее напрямую. Современные способы проверки в основном заключаются в том, что сначала понижают уровень глинистого раствора или отбитой породы в призабойной камере до линии центра или ниже, вплоть до того, что отбитую породу необходимо полностью удалить из камеры, чтобы оставить пространство, необходимое персоналу для передвижения внутри камеры и проверки оборудования; потом в призабойную камеру подают соответствующий сжатый воздух, при этом сжатый воздух обеспечивает герметичность от подземной воды на рабочей поверхности и предотвращает просачивание, и, наконец, рабочие выполняют фактическую проверку камеры под давлением. Однако такие способы проверки характеризуются не только большими расходами, но и большим риском безопасности, в частности в условиях большой глубины залегания и пластов с высоким давлением воды, и как из отечественного, так и из зарубежного опыта уже известно много несчастных случае, связанных с работой в призабойной камере.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в решении по меньшей мере одной из технических задача, существующих в предшествующем уровне техники. Следовательно, одной из задач настоящего изобретения является предоставление уплотнительного устройства, применяемого при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, при этом указанное уплотнительное устройство обладает хорошим уплотнительным эффектом.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление машины для щитовой проходки, содержащей вышеуказанное смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки.

Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно первому аспекту настоящего изобретения содержит: корпус уплотнительного устройства, при этом в указанном корпусе уплотнительного устройства предусмотрены установочное отверстие, выполненное в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства, и уплотнительная полость, выполненная по периферии относительно указанного установочного отверстия; первый уплотнительный элемент, выполненный кольцевой формы, при этом указанный первый уплотнительный элемент установлен в указанной уплотнительной полости; и вращающийся опорный элемент, при этом указанный вращающийся опорный элемент с возможностью вращения установлен в указанной уплотнительной полости в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства; указанный вращающийся опорный элемент расположен между указанным корпусом уплотнительного устройства и указанным первым уплотнительным элементом; между указанным вращающимся опорным элементом и указанным первым уплотнительным элементом предусмотрена заполняемая жидкостью полость, предназначенная для заполнения жидкостью.

В уплотнительном устройстве, применяемом при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно настоящему изобретению за счет наличия заполняемой жидкостью полости жидкость, заполняющая заполняемую жидкостью полость, может оказывать давление на первый уплотнительный элемент, чтобы между первым уплотнительным элементом и элементом, установленным в установочном отверстии, обеспечивались более плотное уплотнение и хороший уплотнительный эффект. Кроме того, за счет наличия выполненного с возможностью вращения вращающегося опорного элемента вращающийся опорный элемент может совместно вращаться с установленным в установочном отверстии элементом, и уменьшается прикладываемое к этому элементу усилие, а момент сопротивления вращению небольшой.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения между указанным корпусом уплотнительного устройства и указанным вращающимся опорным элементом предусмотрен по меньшей мере один подшипник качения.

При необходимости подшипников качения два, и указанные два подшипника качения установлены с промежутком в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства.

Кроме того, одна сторона указанной уплотнительной полости, удаленной от центра указанного корпуса уплотнительного устройства, открытая, при этом на указанной стороне указанной уплотнительной полости установлена концевая пластина, при этом указанная концевая пластина пребывает в соприкосновении с наружным кольцом соответствующего указанного подшипника качения и указанная концевая пластина прикреплена к указанному корпусу уплотнительного устройства.

Кроме того, между внутренней стенкой указанной уплотнительной полости и указанным вращающимся опорным элементом предусмотрен по меньшей мере один второй уплотнительный элемент.

Кроме того, указанное уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, дополнительно содержит третий уплотнительный элемент, при этом указанный третий уплотнительный элемент установлен на одной стороне указанного подшипника качения, удаленной от указанной заполняемой жидкостью полости.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанная заполняемая жидкостью полость содержит несколько проходящих вдоль окружности пазов, при этом указанные несколько проходящих вдоль окружности пазов выполнены во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента и выполнены с промежутками в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства, при этом каждый из указанных проходящих вдоль окружности пазов проходит в направлении вдоль окружности указанного корпуса уплотнительного устройства; и по меньшей мере один паз для сообщения, при этом указанный паз для сообщения выполнен во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента и предназначен для сообщения указанных нескольких проходящих вдоль окружности пазов.

Кроме того, в указанном вращающемся опорном элементе выполнен кольцеобразный паз, проходящий в направлении вдоль окружности внешней кольцевой стенки вращающегося опорного элемента, и канал для сообщения, предназначенный для сообщения указанного кольцеобразного паза с указанным пазом для сообщения; при этом в указанном корпусе уплотнительного устройства предусмотрены отверстие для впуска жидкости и отверстие для снижения давления, выполненные с промежутком в направлении вдоль окружности корпуса уплотнительного устройства, при этом указанное отверстие для впуска жидкости и указанное отверстие для снижения давления выполнены напротив указанного кольцеобразного паза.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента выполнен приемный паз, предназначенный для размещения указанного первого уплотнительного элемента, при этом одна сторона указанного приемного паза, удаленная от центра указанного корпуса уплотнительного устройства, открытая; при этом на указанной стороне указанного приемного паза предусмотрен опорный фланец, предназначенный для прижимания указанного первого уплотнительного элемента, и указанный опорный фланец прикреплен к указанному вращающемуся опорному элементу.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента выполнен приемный паз, предназначенный для размещения указанного первого уплотнительного элемента, при этом на обоих концах указанного первого уплотнительного элемента выполнены проходящие наружу выступы, при этом во внутренней стенке указанного приемного паза выполнены установочные пазы, предназначенные для размещения указанных выступов.

Машина для щитовой проходки согласно второму аспекту настоящего изобретения содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вышеуказанному первому аспекту настоящего изобретения.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения указанная машина для щитовой проходки представляет собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, или машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, или многорежимную машину для щитовой проходки.

Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения рассмотрены в представленной ниже части описания, становятся понятны из нижеприведенного описания или выясняются путем осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеуказанные и/или дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными, и их легко понять, из описания вариантов осуществления в сочетании с представленными ниже прилагаемыми графическими материалами, на которых:

фиг. 1 — схематическое изображение уплотнительного устройства, применяемого при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 — схематическое изображение уплотнительного устройства, применяемого при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно еще одним вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 — схематическое изображение уплотнительного устройства, применяемого при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в состоянии применения;

фиг. 4 — схематическое изображение операции промывки перед применением уплотнительного устройства, применяемого при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Ссылочные позиции в прилагаемых графических материалах:

100 — уплотнительное устройство;

101 — корпус уплотнительного устройства; 111 — установочное отверстие; 112 — уплотнительная полость;

113 — отверстие для впуска жидкости; 114 — отверстие для снижения давления;

102 — первый уплотнительный элемент; 103 — вращающийся опорный элемент; 131 — проходящий вдоль окружности паз; 132 — паз для сообщения;

133 — кольцеобразный паз; 134 — канал для сообщения; 104 — подшипник качения;

105 — второй уплотнительный элемент; 106 — третий уплотнительный элемент;

107 — обратный клапан; 108 — шаровой клапан; 109 — редукционный клапан;

201 — устройство видеосъемки; 901 — промывочная трубка.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже подробно описаны варианты осуществления изобретения, при этом варианты осуществления изображены в прилагаемых графических материалах, при этом по всему описанию одинаковыми или подобными номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые или подобные элементы или элементы, имеющие одинаковые или подобные функции. Нижеприведенные варианты осуществления, описанные со ссылками на прилагаемые графические материалы, являются примерами, применяемыми исключительно для объяснения настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.

Следует понимать, что по всему описанию направление или пространственное распределение, указанные с применением терминов «центральный», «продольный», «поперечный», «длина», «ширина», «толщина», «верхний», «нижний», «передний»», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутри», «снаружи», «осевое направление», «радиальное направление», «направление вдоль окружности» и т. п., представляют собой направление или пространственное распределение, указанные согласно прилагаемым графическим материалам, приведенные только для удобства и просты описания настоящего изобретения и не указывающие или означающие то, что указываемые устройство или элементы обязательно должны быть направлены определенным образом, а также компоноваться или применяться в определенном направлении, поэтому их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.

Кроме того, термины «первый» и «второй» применяются только в целях описания, и их не следует рассматривать как указывающие или намекающие на относительную значимость или предполагаемое количество технических признаков, которое следует указать. Таким образом, признаки, ограниченные наличием слов «первый» и «второй», могут прямо или косвенно означать один или более указанных признаков. По всему описанию, если не указано иное, термин «несколько» означает два или более двух.

Следует отметить, что по всему описанию, если только точно не определено и установлено иное, термины «установить», «сопрягать» и «соединять» необходимо понимать в широком смысле, например, может быть жесткое соединение, а также может быть соединение с возможностью отсоединения или соединение как одно целое; может быть непосредственное соединение, а также может быть опосредованное, непрямое соединение; и может быть сообщение внутри двух элементов. Конкретный смысл вышеуказанных терминов в настоящем изобретении будет понятен специалистам в данной области техники в конкретных случаях.

Ниже со ссылками на фиг. 1—4 описано уплотнительное устройство 100, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Уплотнительное устройство 100 подходит для совместного применения с другими устройствами, применяемыми при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки (например, с устройством 201 видеосъемки, вращающими устройствами, предназначенными для управления движениями устройства 201 видеосъемки, и т.п.), для осуществления проверки на предмет износа режущего диска и режущего инструмента, фактического состояния отбитой породы в призабойной камере машины для щитовой проходки и т.п., как показано на фиг. 3. Естественно, уплотнительное устройство 100 может также совместно применяться с промывочным устройством, чтобы перед осмотром выполнять промывку смотрового канала и предотвращать закупоривание смотрового канала твердыми осколками, как показано на фиг. 4. При этом уплотнительное устройство 100 может эффективно обеспечивать давление в призабойной камере машины для щитовой проходки и во время промывки может предотвращать попадание по промывочному устройству глинистой воды и т.п. в призабойной камере машины для щитовой проходки в помещение для операторов, и, таким образом, можно предотвратить попадание рабочих в призабойную камеру машины для щитовой проходки под давлением для проведения работ, когда призабойная камера машины для щитовой проходки находится под давлением, что повышает безопасность промывки во время работы под давлением.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, уплотнительное устройство 100, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления первого аспекта настоящего изобретения содержит корпус 101 уплотнительного устройства, первый уплотнительный элемент 102, выполненный кольцевой формы, и вращающийся опорный элемент 103.

В частности, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в корпусе 101 уплотнительного устройства предусмотрены установочное отверстие 111, выполненное в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства (например, на фиг. 1 и фиг. 2 это направление влево и вправо), и уплотнительная полость 112, выполненная по периферии относительно установочного отверстия 111. Установочное отверстие 111 подходит для установки приводного стержня вращающего устройства (как показано на фиг. 3) или промывочной трубки 901 промывочного устройства (как показано на фиг. 4). Первый уплотнительный элемент 102 установлен в полости 112 под уплотнение. Вращающийся опорный элемент 103 представляет собой полый кольцевидный элемент, при этом вращающийся опорный элемент 103 в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства с возможностью вращения установлен в уплотнительной полости 112; в то же время вращающийся опорный элемент 103 может вращаться относительно центральной оси корпуса; вращающийся опорный элемент 103 расположен между корпусом 101 уплотнительного устройства и первым уплотнительным элементом 102, при этом первый уплотнительный элемент 102 может быть установленным на внутренней кольцевой поверхности вращающегося опорного элемента 103. При этом корпус 101 уплотнительного устройства, первый уплотнительный элемент 102 и вращающийся опорный элемент 103 предпочтительно установлены соосно.

При установке приводного стержня в установочное отверстие 111 и вращении приводного стержня приводной стержень может приводить сопряженное с ним устройство 201 видеосъемки во вращение, чтобы лучше проверять ситуацию в призабойной камере машины для щитовой проходки, при этом вращающийся опорный элемент 103 может синхронно вращаться с приводным стержнем, поскольку между вращающимся опорным элементом 103 и приводным стержнем установлен первый уплотнительный элемент 102; обеспечивается совместное вращение вращающегося опорного элемента 103 и приводного стержня относительно корпуса 101 уплотнительного устройства; у приводного стержня уменьшается сопротивление вращению, и приводной стержень свободно вращается; кроме того, поскольку первый уплотнительный элемент 102 может уплотнять зазор между приводным стержнем и вращающимся опорным элементом 103, может эффективно предотвращаться прохождение отбитой породы и т. п. из призабойной камеры машины для щитовой проходки через зазор между приводным стержнем и вращающимся опорным элементом 103, и обеспечивается давление в призабойной камере машины для щитовой проходки.

Поскольку призабойную камеру машины для щитовой проходки постоянно заполняет глинистый раствор или пластичная отбитая порода, и смотровое отверстие, выполненное в перегородке, постоянно закупоривается твердыми осколками, то перед осмотром в уплотнительное устройство 100 сначала можно установить промывочную трубку 901 для выполнения промывки смотрового канала. Затем после промывки промывочную трубку 901 вынимают и устанавливают вращающее устройство, устройство 201 видеосъемки и т.п. для осуществления осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки.

Между вращающимся опорным элементом 103 и первым уплотнительным элементом 102 предусмотрена заполняемая жидкостью полость, предназначенная для заполнения жидкостью, при этом заполняемая жидкостью полость представляет собой часть уплотнительной полости 112; когда в заполняемую жидкостью полость подается под давлением жидкость, то жидкость заставляет заполняемую жидкостью полость расширяться и давить на первый уплотнительный элемент 102, чтобы между первым уплотнительным элементом 102 и устанавливаемым в установочное отверстие 111 снаружи элементом (например, приводным стержнем, промывочной трубкой 901 и т.п.) обеспечивалось более плотное уплотнение. При необходимости жидкость представляет собой воду, однако этим изобретение не ограничивается. Естественно, на основании давления в призабойной камере машины для щитовой проходки может также применяться подходящее избыточное давление, чтобы первый уплотнительный элемент 102 мог плотно охватывать приводной стержень, промывочную трубку 901 и т.п.

При необходимости первый уплотнительный элемент 102 предпочтительно представляет собой упругий элемент, однако этим изобретение не ограничивается.

В уплотнительном устройстве 100, применяемом при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения за счет наличия заполняемой жидкостью полости жидкость, заполняющая заполняемую жидкостью полость, может оказывать давление на первый уплотнительный элемент 102, чтобы между первым уплотнительным элементом 102 и установленным в установочном отверстии 111 элементе обеспечивалось более плотное уплотнение и хороший уплотнительный эффект. Кроме того, за счет наличия выполненного с возможностью вращения вращающегося опорного элемента 103 вращающийся опорный элемент 103 может совместно вращаться с установленным в установочном отверстии 111 элементе, и уменьшается прикладываемое к этому элементу усилие, а момент сопротивления вращению небольшой.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, между корпусом 101 уплотнительного устройства и вращающимся опорным элементом 103 предусмотрен по меньшей мере один подшипник 104 качения. В частности, наружное кольцо подшипника 104 качения плотно прижато к внутренней кольцевой стенке уплотнительного кольца, а внутреннее кольцо подшипника 104 качения установлено на внешней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103 и синхронно вращается с вращающимся опорным элементом 103. Следовательно, за счет наличия подшипника 104 качения могут эффективно уменьшаться потери на трение между корпусом 101 уплотнительного устройства и вращающимся опорным элементом 103, и вращающийся опорный элемент 103 вращается свободно.

При необходимости, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, предусмотрено два подшипника 104 качения, и два подшипника 104 качения установлены с промежутком в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства; в то же время продольное сечение вращающегося опорного элемента 103 в целом крестообразное, вращающийся опорный элемент 103 представляет собой вращающуюся конструкцию, и внутренние кольца двух подшипников 104 качения плотно прилегают к заплечикам с двух сторон вращающегося опорного элемента 103.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, одна сторона уплотнительной полости 112, удаленная от центра корпуса 101 уплотнительного устройства (например, на фиг. 1 и фиг. 2 это правая сторона) открытая, при этом на вышеуказанной стороне уплотнительной полости 112 установлена концевая пластина, при этом концевая пластина пребывает в соприкосновении с наружным кольцом соответствующего подшипника 104 качения и концевая пластина прикреплена к корпусу 101 уплотнительного устройства; в то же время концевая пластина относительно корпуса 101 уплотнительного устройства прикреплена без возможности движения. Следовательно, становится удобной установка подшипников 104 качения, вращающегося опорного элемента 103 и т.п.: после размещения подшипника 104 качения, вращающегося опорного элемента 103 и т.п. в уплотнительной полости 112 концевую пластину можно соединить с корпусом 101 уплотнительного устройства посредством резьбовых крепежных элементов, например болтов и т.п., и установка становится удобной и надежной.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, заполняемая жидкостью полость содержит несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 и по меньшей мере один паз 132 для сообщения, при этом несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 выполнены во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103, и несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 выполнены с промежутками в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства, при этом несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 равномерно распределены с промежутками предпочтительно в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства; каждый проходящий вдоль окружности паз 131 проходит в направлении вдоль окружности корпуса 101 уплотнительного устройства, например каждый проходящий вдоль окружности паз 131 может в целом представлять собой кольцевой паз, проходящий в направлении вдоль окружности корпуса 101 уплотнительного устройства. Паз 132 для сообщения выполнен во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103, и паз 132 для сообщения предназначен для сообщения нескольких проходящих вдоль окружности пазов 131. При необходимости паз 132 для сообщения проходит в продольном направлении вращающегося опорного элемента 103. Следовательно, за счет наличия нескольких проходящих вдоль окружности пазов 131 и сообщающегося паза 132 жидкость в сообщающемся пазу 132 может проходить в несколько проходящих вдоль окружности пазов 131, и вследствие этого жидкость в нескольких проходящих вдоль окружности пазах 131 может в основном равномерно применяться в первом уплотнительном элементе 102, так что первый уплотнительный элемент 102 и установленный в установочном отверстии 111 элемент (например, приводной стержень, промывочная трубка 901 и т.п.) равномерно соприкасаются в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства, и, таким образом, дополнительно обеспечивается непроницаемость уплотнительного устройства 100.

При этом первый уплотнительный элемент 102 может содержать несколько уплотнительных элементов, последовательно установленных в осевом направлении корпуса 101 уплотнительного устройства, как показано на фиг. 1 и фиг. 2; при этом несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 могут точно соответствовать нескольким уплотнительным элементам. Естественно, первый уплотнительный элемент 102 также может быть выполнен в виде единого элемента, при этом первый уплотнительный элемент 102 получен путем интегрированных обработки и изготовления.

Кроме того, как представлено на фиг. 1 и фиг. 2, во вращающемся опорном элементе 103 выполнены кольцеобразный паз 133, проходящий в направлении вдоль окружности внешней кольцевой стенки вращающегося опорного элемента 103, и канал 134 для сообщения, предназначенный для сообщения кольцеобразного паза 133 с пазом 132 для сообщения, при этом кольцеобразный паз 133 может быть образован направленным внутрь углублением во внешней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103, и канал 134 для сообщения предпочтительно проходит в радиальном направлении вращающегося опорного элемента 103, что облегчает обработку и изготовление, а также снижает себестоимость обработки. В корпусе 101 уплотнительного устройства предусмотрены отверстие 113 для впуска жидкости и отверстие 114 для снижения давления, выполненные с промежутком в направлении вдоль окружности корпуса 101 уплотнительного устройства, при этом отверстие 113 для впуска жидкости и отверстие 114 для снижения давления выполнены напротив кольцеобразного паза 133. Следовательно, за счет наличия отверстия 113 для впуска жидкости и отверстия 114 для снижения давления жидкость, подаваемая снаружи, например вода и т.п., может через отверстие для впуска попадать после последовательного протекания по кольцеобразному пазу 133, каналу 134 для сообщения и пазу 132 для сообщения в несколько проходящих вдоль окружности пазов 131, чтобы первый уплотнительный элемент 102 прижимался к элементу в установочном отверстии 111; и когда давление в заполняемой жидкостью полости слишком высокое, то можно открыть клапан, сообщающийся с отверстием 114 для снижения давления, и выпустить жидкость в заполняемой жидкостью полости, чтобы снизить давление. Отверстие 113 для впуска жидкости, кольцеобразный паз 133, канал 134 для сообщения, паз 132 для сообщения, несколько проходящих вдоль окружности пазов 131 и отверстие 114 для снижения давления совместно образуют путь движения заполняющей жидкости.

Кроме того, снаружи отверстия 113 для впуска жидкости, в направлении выше по потоку предусмотрены последовательно сообщающиеся обратный клапан 107, шаровой клапан 108 и редукционный клапан 109. При этом обратный клапан 107, шаровой клапан 108 и редукционный клапан 109 могут быть последовательно герметично соединены посредством линии трубок.

Кольцеобразный паз 133 посредством канала 134 для сообщения взаимно сообщается с пазом 132 для сообщения и с сообщающимися с ним несколькими проходящими вдоль окружности пазами 131 для образования замкнутого пространства, при этом замкнутое пространство обеспечивают герметичное отделение друг от друга расположенных с двух сторон вращающегося опорного элемента 103 подшипников 104 качения. Как представлено на фиг. 1 и фиг. 2, между внутренней стенкой уплотнительной полости 112 и вращающимся опорным элементом 103 предусмотрен по меньшей мере один второй уплотнительный элемент 105, при этом второй уплотнительный элемент 105 предназначен для уплотнения зазора между корпусом 101 уплотнительного устройства и вращающимся опорным элементом 103. Например, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, на каждой из двух сторон в осевом направлении кольцеобразного паза 133 предусмотрен один второй уплотнительный элемент 105, чтобы разделять путь движения заполняющей жидкости и подшипники 104 качения, расположенные с двух сторон относительно него. Следовательно, за счет наличия вторых уплотнительных элементов 105 можно дополнительно повысить герметичность уплотнительного устройства 100. Разумеется, количество, конкретный порядок расположения и т.п. в отношении второго уплотнительного элемента 105 могут конкретно определяться в соответствии с фактическими требованиями, чтобы лучше удовлетворять фактическим требованиям.

Кроме того, уплотнительное устройство 100, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, дополнительно содержит третий уплотнительный элемент 106, при этом третий уплотнительный элемент 106 установлен на одной стороне подшипника 104 качения, удаленной от заполняемой жидкостью полости. В частности, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, между левой боковой стенкой уплотнительной полости 112 и левым концом вращающегося опорного элемента 103, а также между внутренней кольцевой стенкой концевой пластины и правым концом вращающегося опорного элемента 103 соответственно предусмотрено по одному третьему уплотнительному элементу 106, чтобы изолировать подшипники 104 качения от окружающей внешней среды, и обеспечивается нормальная работа подшипников 104 качения.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103 выполнен приемный паз, предназначенный для размещения первого уплотнительного элемента 102, при этом приемный паз может быть образован направленным наружу углублением во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103; одна сторона приемного паза, удаленная от центра корпуса 101 уплотнительного устройства (например, на фиг. 1 это правая сторона), открытая, чтобы было удобно устанавливать первый уплотнительный элемент 102, при этом на вышеуказанной стороне приемного паза предусмотрен опорный фланец, предназначенный для прижимания первого уплотнительного элемента 102; в то же время начальную степень прижимания первого уплотнительного элемента 102 можно получить посредством регулирования прижимного усилия со стороны опорного фланца. Опорный фланец прикреплен к вращающемуся опорному элементу 103: например, опорный фланец можно соединить с вращающимся опорным элементом 103 посредством резьбовых крепежных элементов, например, болтов и т. п. Заполняемая жидкостью полость выполнена во внутренней стенке приемного паза.

Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 2, во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103 выполнен приемный паз, предназначенный для размещения первого уплотнительного элемента 102, при этом приемный паз может быть образован направленным наружу углублением во внутренней кольцевой стенке вращающегося опорного элемента 103; на обоих концах первого уплотнительного элемента 102 выполнены проходящие наружу выступы, при этом во внутренней стенке приемного паза выполнены установочные пазы, предназначенные для размещения выступов. Следовательно, за счет наличия выступов первый уплотнительный элемент 102 можно надежно установить во вращающемся опорном элементе 103, и он не будет легко выскакивать, и дополнительно обеспечивается равномерность усилий, воспринимаемых первым уплотнительным элементом 102. В то же время первый уплотнительный элемент 102 предпочтительно выполнен в виде единого элемента.

Кроме того, как показано на фиг. 2, одна сторона приемного паза, удаленная от центра корпуса 101 уплотнительного устройства (например, на фиг. 1 это правая сторона), открытая, чтобы было удобно устанавливать первый уплотнительный элемент 102, при этом на вышеуказанной стороне приемного паза предусмотрен опорный фланец, предназначенный для прижимания первого уплотнительного элемента 102; в то же время начальную степень прижимания первого уплотнительного элемента 102 можно получить посредством регулирования прижимного усилия опорного фланца. Опорный фланец прикреплен к вращающемуся опорному элементу 103: например, опорный фланец можно соединить с вращающимся опорным элементом 103 посредством резьбовых крепежных элементов, например болтов и т. п. Заполняемая жидкостью полость выполнена во внутренней стенке приемного паза. Предназначенные для размещения выступов установочные пазы ограничены опорным фланцем и вращающимся опорным элементом 103.

Уплотнительное устройство 100, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения характеризуется простотой конструкции, удобством в применении, хорошей герметичностью и возможностью регулирования в присоединенном состоянии.

Машина для щитовой проходки (на фигурах не показана) согласно вариантам осуществления второго аспекта настоящего изобретения содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно вариантам осуществления вышеуказанного первого аспекта настоящего изобретения. При необходимости машина для щитовой проходки может представлять собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, многорежимную машину для щитовой проходки и т.п. При этом машина для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород может применяться при работе со слоями лесса, машина для щитовой проходки с гидротранспортом породы может применяться при работе с пластами глинистой воды, а многорежимная машина для щитовой проходки может переключаться между несколькими режимами, например, переключаться между режимом работы со слоями лесса и режимом работы с пластами глинистой воды.

Машина для щитовой проходки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения за счет наличия вышеуказанного смотрового устройства, предназначенного для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, может эффективно обеспечивать безопасность в процессе щитовой проходки.

Описанное с применением терминов «вариант осуществления», «определенные варианты осуществления», «схематические варианты осуществления», «примеры», «конкретные примеры», «некоторые примеры» и т.п. по всему описанию означает, что конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности, описанные посредством указанных вариантов или примеров осуществления, включены по меньшей мере в один вариант или пример осуществления настоящего изобретения. По всему описанию формулировка «схематические» в отношении вышеуказанных терминов необязательно подразумевает одинаковые варианты или примеры осуществления. Кроме того, описанные конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности могут соответственно сочетаться в любом одном или нескольких вариантах или примерах осуществления.

Несмотря на то, что были показаны и описаны варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понято то, что без отклонения от идеи и сути настоящего изобретения в эти варианты осуществления можно внести разнообразные изменения, коррективы, замены и модификации, при этом объем настоящего изобретения ограничен формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к области прокладки тоннелей. Согласно настоящему изобретению раскрывается уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, и машина для щитовой проходки, при этом устройство содержит: корпус уплотнительного устройства, первый уплотнительный элемент, выполненный кольцевой формы, и вращающийся опорный элемент. В корпусе уплотнительного устройства предусмотрены установочное отверстие, выполненное в осевом направлении корпуса уплотнительного устройства, и уплотнительная полость, выполненная по периферии относительно установочного отверстия. Первый уплотнительный элемент установлен в уплотнительной полости, вращающийся опорный элемент с возможностью вращения установлен в уплотнительной полости в осевом направлении корпуса уплотнительного устройства, при этом вращающийся опорный элемент расположен между корпусом уплотнительного устройства и первым уплотнительным элементом. Между вращающимся опорным элементом и первым уплотнительным элементом предусмотрена заполняемая жидкостью полость, предназначенная для заполнения жидкостью. В уплотнительном устройстве, применяемом при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, согласно настоящему изобретению за счет наличия заполняемой жидкостью полости жидкость, заполняющая заполняемую жидкостью полость, может оказывать давление на первый уплотнительный элемент, чтобы между первым уплотнительным элементом и элементом, установленным в установочном отверстии, обеспечивались более плотное уплотнение и хороший уплотнительный эффект. Кроме того, за счет наличия вращающегося опорного элемента вращающийся опорный элемент может совместно вращаться с установленным в установочном отверстии элементом, и уменьшается прикладываемое к этому элементу усилие, а момент сопротивления вращению небольшой. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, отличающееся тем, что содержит:

корпус уплотнительного устройства, при этом в указанном корпусе уплотнительного устройства предусмотрены установочное отверстие, выполненное в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства, и уплотнительная полость, выполненная по периферии относительно указанного установочного отверстия;

первый уплотнительный элемент, выполненный кольцевой формы, при этом указанный первый уплотнительный элемент установлен в указанной уплотнительной полости; и

вращающийся опорный элемент, при этом указанный вращающийся опорный элемент с возможностью вращения установлен в указанной уплотнительной полости в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства; указанный вращающийся опорный элемент расположен между указанным корпусом уплотнительного устройства и указанным первым уплотнительным элементом; между указанным вращающимся опорным элементом и указанным первым уплотнительным элементом предусмотрена заполняемая жидкостью полость, предназначенная для заполнения жидкостью.

2. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 1, отличающееся тем, что между указанным корпусом уплотнительного устройства и указанным вращающимся опорным элементом предусмотрен по меньшей мере один подшипник качения.

3. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 2, отличающееся тем, что подшипников качения два, и указанные два подшипника качения установлены с промежутком в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства.

4. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 3, отличающееся тем, что одна сторона указанной уплотнительной полости, удаленная от центра указанного корпуса уплотнительного устройства, открытая, при этом на указанной стороне указанной уплотнительной полости установлена концевая пластина, при этом указанная концевая пластина пребывает в соприкосновении с наружным кольцом соответствующего указанного подшипника качения и указанная концевая пластина прикреплена к указанному корпусу уплотнительного устройства.

5. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 2, отличающееся тем, что между внутренней стенкой указанной уплотнительной полости и указанным вращающимся опорным элементом предусмотрен по меньшей мере один второй уплотнительный элемент.

6. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий уплотнительный элемент, при этом указанный третий уплотнительный элемент установлен на одной стороне указанного подшипника качения, удаленной от указанной заполняемой жидкостью полости.

7. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что указанная заполняемая жидкостью полость содержит:

несколько проходящих вдоль окружности пазов, при этом указанные несколько проходящих вдоль окружности пазов выполнены во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента и выполнены с промежутками в осевом направлении указанного корпуса уплотнительного устройства; при этом каждый из указанных проходящих вдоль окружности пазов проходит в направлении вдоль окружности указанного корпуса уплотнительного устройства; и

по меньшей мере один паз для сообщения, при этом указанный паз для сообщения выполнен во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента и предназначен для сообщения указанных нескольких проходящих вдоль окружности пазов.

8. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 7, отличающееся тем, что в указанном вращающемся опорном элементе выполнены кольцеобразный паз, проходящий в направлении вдоль окружности внешней кольцевой стенки вращающегося опорного элемента, и канал для сообщения, предназначенный для сообщения указанного кольцеобразного паза с указанным пазом для сообщения;

в указанном корпусе уплотнительного устройства предусмотрены отверстие для впуска жидкости и отверстие для снижения давления, выполненные с промежутком в направлении вдоль окружности корпуса уплотнительного устройства, при этом указанное отверстие для впуска жидкости и указанное отверстие для снижения давления выполнены напротив указанного кольцеобразного паза.

9. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 1, отличающееся тем, что во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента выполнен приемный паз, предназначенный для размещения указанного первого уплотнительного элемента, при этом одна сторона указанного приемного паза, удаленная от центра указанного корпуса уплотнительного устройства, открытая; при этом на указанной стороне указанного приемного паза предусмотрен опорный фланец, предназначенный для прижимания указанного первого уплотнительного элемента, и указанный опорный фланец прикреплен к указанному вращающемуся опорному элементу.

10. Уплотнительное устройство, применяемое при осмотре призабойной камеры машины для щитовой проходки, по п. 1, отличающееся тем, что во внутренней кольцевой стенке указанного вращающегося опорного элемента выполнен приемный паз, предназначенный для размещения указанного первого уплотнительного элемента, при этом на обоих концах указанного первого уплотнительного элемента выполнены проходящие наружу выступы, при этом во внутренней стенке указанного приемного паза выполнены установочные пазы, предназначенные для размещения указанных выступов.

11. Машина для щитовой проходки, отличающаяся тем, что содержит смотровое устройство, предназначенное для осмотра призабойной камеры машины для щитовой проходки, по любому из пп. 1-10.

12. Машина для щитовой проходки по п. 11, отличающаяся тем, что указанная машина для щитовой проходки представляет собой машину для щитовой проходки с компенсацией давления горных пород, или машину для щитовой проходки с гидротранспортом породы, или многорежимную машину для щитовой проходки.