盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法技术方案

本发明专利技术为一种盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法，该冷却系统包括冷却结构，包括导热结构和冷却循环水腔，导热结构的另一侧密封贴合冷却循环水腔，导热结构的另一侧设置能增大导热面积的异形结构，冷却循环水腔能循环冷却水以通过导热结构换热冷却聚氨酯密封结构；热交换器，能与冷却循环水腔连通循环冷却水，热交换器内还循环制冷剂，热交换器用于冷却循环水腔流出的高温水与制冷剂的能量交换；制冷装置，连通热交换器以循环制冷剂。本发明专利技术能够提高冷却水对密封的冷却效率，降低密封工作温度，提高盾构主驱动密封系统可靠性，并且为聚氨酯密封应用于大直径盾构机提供了结构基础，可显著提升挡渣效果，更好地对主驱动进行保护。进行保护。进行保护。

【技术实现步骤摘要】
盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法


[0001]本专利技术涉及盾构机主驱动密封系统
，尤其涉及一种盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法。

技术介绍

[0002]盾构机聚氨酯密封具有高弹性、高耐磨、高承压等优势，可显著提升挡渣效果，提高盾构机主驱动密封系统可靠性。尽管聚氨酯密封在国内使用广泛，但聚氨酯弹性体耐热性能存在明显不足，盾构用聚氨酯密封一般不高于70℃，严重制约聚氨酯密封应用于大直径、高线速度等复杂掘进工况。
[0003]随着隧道工程向大断面、大埋深、长距离的方向发展，对盾构机的可靠性提出了新的挑战。聚氨酯密封相对唇形密封挡渣效果更好，且高耐磨、高承压。掘进过程中，盾构主驱动聚氨酯密封系统发热量较大，而盾构用聚氨酯密封使用温度在70℃以内，因此多采用冷却水对聚氨酯密封进行散热，现有技术中有一种高承压加强型盾构机主驱动密封结构，但是大直径盾构机线速度较高，其密封发热量大，并且洞内施工温度较高，造成盾构机内水温度较高，对聚氨酯密封的冷却难度较大。因此，设计一种聚氨酯密封高效冷却系统很有必要。
[0004]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法，解决现有技术中大直径盾构聚氨酯密封工作温度高、冷却效率低等问题，能够提高冷却水对密封的冷却效率，降低密封工作温度，提高盾构主驱动密封系统可靠性，并且为聚氨酯密封应用于大直径盾构机提供了结构基础，可显著提升挡渣效果，更好地对主驱动进行保护。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的，一种盾构主驱动密封系统的冷却系统，包括：
[0007]设置于盾构主驱动密封系统内的冷却结构，包括导热结构和冷却循环水腔，所述导热结构的一侧能与盾构主驱动密封系统的聚氨酯密封结构顶抵接触，所述导热结构的另一侧密封贴合所述冷却循环水腔，所述导热结构的另一侧设置能增大导热面积的异形结构，所述冷却循环水腔能循环冷却水以通过所述导热结构换热冷却聚氨酯密封结构；
[0008]热交换器，能与所述冷却循环水腔连通循环冷却水，所述热交换器内还循环制冷剂，所述热交换器用于所述冷却循环水腔流出的高温水与制冷剂的能量交换；
[0009]制冷装置，连通所述热交换器以循环制冷剂。
[0010]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述导热结构包括端面导热部，所述端面导热部能与端部的聚氨酯密封结构顶抵。
[0011]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冷却循环水腔包括端部冷却水环槽，所述端面导热部包括导热环板，所述导热环板的一侧能与端部的聚氨酯密封结构顶抵，所述导热
环板的另一侧设置所述异形结构，所述导热环板的另一侧密封贴合所述端部冷却水环槽且所述异形结构位于所述端部冷却水环槽内。
[0012]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述导热结构包括径向导热部，所述径向导热部能与径向的聚氨酯密封结构顶抵。
[0013]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冷却循环水腔包括径向冷却水环槽，所述径向导热部包括导热环，所述导热环的径向内侧能与径向的聚氨酯密封结构顶抵，所述导热环的径向外侧设置所述异形结构，所述导热环的径向外侧密封贴合所述径向冷却水环槽且所述异形结构位于所述径向冷却水环槽内。
[0014]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冷却循环水腔包括端部冷却水环槽、径向冷却水环槽和水管道；所述水管道连通所述端部冷却水环槽和径向冷却水环槽，所述水管道与所述热交换器连通。
[0015]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述异形结构包括多道环形跑道结构。
[0016]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述环形跑道结构的横截面呈梯形或圆弧形设置。
[0017]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述热交换器包括第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通路连通所述冷却循环水腔构成冷却水循环换热回路，所述第二换热通路连通制冷装置构成制冷剂循环换热回路；所述第一换热通路的两端与所述冷却循环水腔连通且其中一端设置水泵，所述水泵用于驱动冷却水循环和控制冷却水流量。
[0018]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述制冷装置包括顺序连通的压缩机、冷凝器、储液器和膨胀阀，所述第二换热通路的出口连通所述压缩机，所述压缩机用于将来自热交换器的高温制冷剂气体压缩转变为高温高压制冷剂气体，所述冷凝器用于将来自压缩机的高温高压制冷剂气体转变为高温高压制冷剂液体，高温高压制冷剂液体流入所述储液器，所述膨胀阀的出口连通所述第二换热通路的入口，所述膨胀阀用于将来自储液器的高温高压制冷剂液体节流降压转变为低温低压制冷剂液体。
[0019]本专利技术的目的还可以这样实现，一种盾构主驱动密封系统的冷却方法，采用前述的盾构主驱动密封系统的冷却系统；该冷却方法包括在盾构主驱动密封系统内设置前述的冷却结构，冷却结构的冷却循环水腔连通热交换器构成冷却水循环换热回路，热交换器连通制冷装置构成制冷剂循环换热回路；启动冷却水循环换热回路、制冷剂循环换热回路循环，自冷却循环水腔流出的高温水与制冷装置提供的制冷剂在热交换器内能量交换。
[0020]由上所述，本专利技术的盾构主驱动密封系统的冷却系统及冷却方法具有如下有益效果：
[0021]本专利技术在盾构主驱动密封系统中增加独立的冷却系统，降低冷却水温度，增大换热温差，提高冷却水对盾构主驱动密封系统的换热效率；通过在导热结构上增大导热面积的异形结构，增加换热面积，提高换热冷却效率；降低密封工作温度，提高密封使用寿命，提高盾构主驱动密封系统的可靠性，并且为聚氨酯密封应用于大直径盾构机提供了结构基础，可显著提升挡渣效果，更好地对主驱动进行保护。
附图说明
[0022]以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。
[0023]其中：
[0024]图1：为本专利技术的盾构主驱动密封系统的冷却系统的示意图。
[0025]图2：为图1中A处放大图。
[0026]图3：为本专利技术的导热环板的半环板的示意图。
[0027]图4：为图3中B处放大图。
[0028]图5：为本专利技术的导热环的半环的示意图。
[0029]图6：为图5中C处放大图。
[0030]图中：
[0031]1、盾构主驱动密封系统；100、异形结构；101、端部冷却水环槽；102、端部的聚氨酯密封结构；103、导热环板；1031、半环板；104、水管道；105、径向冷却水环槽；106、导热环；1061、半环；107、径向的聚氨酯密封结构；108、VD密封圈；109、压环；
[0032]2、压缩机；3、冷凝器；4、热交换器；5、储液器；6、膨胀阀；7、水泵；8、刀盘；9、刀盘主轴；10、本体环件。
具体实施方式
[0033]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。
[0034]在此描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，包括：设置于盾构主驱动密封系统内的冷却结构，包括导热结构和冷却循环水腔，所述导热结构的一侧能与盾构主驱动密封系统的聚氨酯密封结构顶抵接触，所述导热结构的另一侧密封贴合所述冷却循环水腔，所述导热结构的另一侧设置能增大导热面积的异形结构，所述冷却循环水腔能循环冷却水以通过所述导热结构换热冷却聚氨酯密封结构；热交换器，能与所述冷却循环水腔连通循环冷却水，所述热交换器内还循环制冷剂，所述热交换器用于所述冷却循环水腔流出的高温水与制冷剂的能量交换；制冷装置，连通所述热交换器以循环制冷剂。2.如权利要求1所述的盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，所述导热结构包括端面导热部，所述端面导热部能与端部的聚氨酯密封结构顶抵。3.如权利要求2所述的盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，所述冷却循环水腔包括端部冷却水环槽，所述端面导热部包括导热环板，所述导热环板的一侧能与端部的聚氨酯密封结构顶抵，所述导热环板的另一侧设置所述异形结构，所述导热环板的另一侧密封贴合所述端部冷却水环槽且所述异形结构位于所述端部冷却水环槽内。4.如权利要求1所述的盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，所述导热结构包括径向导热部，所述径向导热部能与径向的聚氨酯密封结构顶抵。5.如权利要求4所述的盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，所述冷却循环水腔包括径向冷却水环槽，所述径向导热部包括导热环，所述导热环的径向内侧能与径向的聚氨酯密封结构顶抵，所述导热环的径向外侧设置所述异形结构，所述导热环的径向外侧密封贴合所述径向冷却水环槽且所述异形结构位于所述径向冷却水环槽内。6.如权利要求1所述的盾构主驱动密封系统的冷却系统，其特征在于，所述冷却循环水腔包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志国，王文坤，赵明恩，李佳衡，张新异，焦湘和，余桧鑫，李冯欣，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：