專利名稱：長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種密封結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
中繼間是長距 離頂管中用于分段頂進而設(shè)在管段中間的封閉的環(huán)形小室，頂進施工過程中，中繼間是解決長距離頂管施工頂推力的最有效措施之一。在長距離頂管，特別是在超長距離頂管工程中，須將頂進管道分成若干個頂進區(qū)間，并在每個區(qū)間設(shè)置一個中繼間。結(jié)合圖I與圖2，現(xiàn)有的傳統(tǒng)中繼間由多個均勻分布的頂推油缸I、鋼內(nèi)殼2、鋼外殼3以及均壓環(huán)板4和止水密封圈組成，并利用抱箍5將頂推油缸I固定在鋼內(nèi)殼2上，且止水密封圈為楔形止水密封圈6。實際布設(shè)時,在鋼內(nèi)殼2與鋼外殼3之間布設(shè)兩環(huán)楔形止水密封圈6,且楔形止水密封圈6卡裝在相鄰兩個擋圈7之間或布設(shè)在凹槽內(nèi)，實際使用時楔形止水密封圈6的位置固定且其使得鋼外殼3在其上來回滑動而不會產(chǎn)生滲漏。在短距離頂管施工中，可采用上述傳統(tǒng)的中繼間作為接力，但如遇到長距離、超長距離或頂進土層為中粗砂的情況下，則上述傳統(tǒng)中繼間所用密封圈的止水性能便很難得以保證，主要原因有以下幾個方面第一、楔形止水密封圈6在中繼間工作時產(chǎn)生逆向摩擦，因而不可避免地會出現(xiàn)楔形止水密封圈6翻轉(zhuǎn)并脫離鋼內(nèi)殼2導致止水失效；第二、由于中繼間實際使用過程中楔形止水密封圈6的位置固定，始終處于滑動摩擦狀態(tài)，頂進距離越長則滑動摩擦次數(shù)越多，因而楔形止水密封圈6的磨損程度較大；第三、在頂進土層條件為砂土的情況下進行頂進時，砂土不斷地進入中繼間中鋼內(nèi)殼2與鋼外殼3之間的間隙，并直接與楔形止水密封圈6產(chǎn)生摩擦，這樣以來將極大程度增加楔形止水密封圈6的磨損并造成楔形止水密封圈6失效。在以往實踐過程中發(fā)現(xiàn)，楔形止水密封圈6經(jīng)常因磨損程度過大并從前端擋圈7與鋼外殼3之間空隙處擠出，造成漏水。實際頂進施工過程中，當止水密封圈因磨損程度過大而使得其止水性失效后會帶來以下幾個實際問題第一、中繼間四周的土體將進入中繼間內(nèi)部，造成管道周圍的土體流失，引起地面沉降；第二、頂管用潤滑漿液將進入管內(nèi)，管道外壁不能形成有效的潤滑漿套，沒有有效漿套的保證會造成管道外側(cè)的摩擦阻力直線上升，當頂力超過頂管用管材的許用頂力很有可能導致管材損壞；且管材破損后整個頂管工程也就宣告失敗了。另外，上述傳統(tǒng)的中繼間所用楔形止水密封圈6無法更換，即便可以更換，也是基于設(shè)計之初或?qū)χ欣^間的結(jié)構(gòu)進行相應改變才能實現(xiàn)，如采用可調(diào)節(jié)內(nèi)殼或活動擋圈等。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其設(shè)計合理、加工制作及安裝布設(shè)方便且使用操作簡便、使用效果好，所采用的密封膠圈能在中繼間的內(nèi)外殼體之間進行前后滾動，有效解決了長距離頂管過程中中繼間密封圈的磨損問題。[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由前至后套裝在中繼間的鋼內(nèi)殼與鋼外殼之間的3個密封圈和由前至后套裝在鋼內(nèi)殼外側(cè)的4個擋圈，4個所述擋圈分別為布設(shè)在鋼內(nèi)殼前端的擋圈一、位于擋圈一正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼中前部的擋圈二、位于擋圈二正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼中后部的擋圈三和位于擋圈三正后方的擋圈四；3個所述密封圈的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且3個所述密封圈分別為位于擋圈一與擋圈二之間且能在擋圈一與擋圈二之間進行前后滾動的密封圈一、位于擋圈二與擋圈三之間且能在擋圈二與擋圈三之間進行前后滾動的密封圈二和卡裝在擋圈三與擋圈四之間的密封圈三。上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述密封圈一、密封圈二和密封圈三均為O型密封膠圈。
上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼內(nèi)殼與鋼外殼之間的間隙寬度為15mm±2mm，所述O型密封膠圈的橫截面為圓形且其橫截面直徑為22mm±2mm,所述擋圈一與擋圈二之間的間距為300mm±20mm,擋圈二與擋圈三之間的間距為300mm±20mm,且擋圈三與擋圈四之間的間距為30mm±2mm。上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述擋圈四與鋼內(nèi)殼后端部之間的間距為300mm±20mm。上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼內(nèi)殼的前端部與擋圈一之間的間距為IOmm 20mm。上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述擋圈為焊接固定在鋼內(nèi)殼上的金屬擋圈。上述長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述O型密封膠圈的直徑與鋼內(nèi)殼的直徑之比為O. 82 O. 87。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且加工制作及安裝布設(shè)方便，投入成本低。2、使用操作簡便且使用效果好，采用一個滑動摩擦式密封膠圈和兩個滾動摩擦式密封膠圈相配合使用，實際使用過程中，滾動摩擦式密封膠圈能在中繼間的內(nèi)外殼體之間進行前后滾動，有效避免了滑動摩擦對密封膠圈的損壞，能有效解決長距離頂管過程中中繼間密封圈磨損等實際問題。相比傳統(tǒng)中繼間的密封形式，本實用新型所采用的滾動摩擦式密封膠圈在內(nèi)外殼之間滾動，能有效延長使用時間和頂進距離，最重要的是解決了現(xiàn)有楔形密封膠圈在中繼間工作時因逆向摩擦導致的膠圈翻轉(zhuǎn)后脫離鋼內(nèi)殼形成的漏水問題，增加了使用可靠性，能有效解決長距離頂管過程中的中繼間密封問題。綜上所述，本實用新型設(shè)計合理、加工制作及安裝布設(shè)方便且使用操作簡便、使用效果好，所采用的密封膠圈能在中繼間的內(nèi)外殼體之間進行前后滾動，有效解決了長距離頂管過程中中繼間密封圈的磨損問題。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖I為現(xiàn)有中繼間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有中繼間所采用止水密封圈的布設(shè)位置示意圖。[0020]圖3為本實用新型在頂推油缸處于完全回縮狀態(tài)時的使用狀態(tài)參考圖。圖4為本實用新型在頂推油缸處于完全頂出狀態(tài)時的使用狀態(tài)參考圖。附圖標記說明I-頂推油缸；2-鋼內(nèi)殼；3-鋼外殼；4-均壓環(huán)板；5-抱箍； 6-楔形止水密封圈；7-擋圈；7-1-擋圈一； 7-2-擋圈二；7-3-擋圈三；7-4-擋圈四； 8_1_密封圈一；8-2-密封圈二；8-3-密封圈三；9_前連接件；10-后連接件；11-油缸后安裝板；12-連接板。
具體實施方式
如圖3、圖4所示，本實用新型包括由前至后套裝在中繼間的鋼內(nèi)殼2與鋼外殼3之間的3個密封圈和由前至后套裝在鋼內(nèi)殼2外側(cè)的4個擋圈7，4個所述擋圈7分別為布設(shè)在鋼內(nèi)殼2前端的擋圈一 7-1、位于擋圈一 7-1正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼2中前部的擋圈二 7-2、位于擋圈二 7-2正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼2中后部的擋圈三7-3和位于擋圈三7_3正后方的擋圈四7-4。3個所述密封圈的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且3個所述密封圈分別為位于擋圈一 7-1與擋圈二 7-2之間且能在擋圈一 7-1與擋圈二 7-2之間進行前后滾動的密封圈一8-1、位于擋圈二 7-2與擋圈三7-3之間且能在擋圈二 7-2與擋圈三7_3之間進行前后滾動的密封圈二 8-2和卡裝在擋圈三7-3與擋圈四7-4之間的密封圈三8-3。本實施例中，所述密封圈一 8-1、密封圈二 8-2和密封圈三8-3均為O型密封膠圈。所述O型密封膠圈的直徑與鋼內(nèi)殼2的直徑之比為O. 82 O. 87。本實施例中，所述O型密封膠圈的直徑與鋼內(nèi)殼2的直徑之比為O. 87。實際安裝布設(shè)時，所述O型密封膠圈的橫截面為圓形且其橫截面直徑為22mm± 2mm，所述擋圈一 7-1與擋圈二 7-2之間的間距為300mm土 20mm，擋圈二 7-2與擋圈三7-3之間的間距為300mm±20mm，且擋圈三7-3與擋圈7-4之間的間距為30mm±2mm。所述擋圈四7-4與鋼內(nèi)殼2后端部之間的間距為300mm±20mm。本實施例中，所述O型密封膠圈的橫截面直徑為22mm，所述擋圈一 7-1與擋圈二 7-2之間的間距為300mm，擋圈二 7-2與擋圈三7-3之間的間距為300mm，擋圈三7-3與擋圈四7-4之間的間距為30mm，且所述擋圈
7-4與鋼內(nèi)殼2后端部之間的間距為300mm。本實施例中，所述鋼內(nèi)殼2的前端部與擋圈一 7-1之間的間距為IOmm 20mm。實際加工時，所述擋圈7為焊接固定在鋼內(nèi)殼2上的金屬擋圈，即擋圈一 7-1、擋圈二 7-2、擋圈三7-3和擋圈四7-4均為金屬擋圈。實際使用過程中，在鋼內(nèi)殼2內(nèi)沿圓周方向均勻布設(shè)有多個頂推油缸7，且多個所述頂推油缸7通過油缸后安裝板11和抱箍5固定在鋼內(nèi)殼2上，所述鋼內(nèi)殼2的內(nèi)側(cè)壁上對應設(shè)置有對抱箍5進行固定的連接板12。本實施例中，所述頂推油缸7處于完全回縮狀態(tài)時，油缸后安裝板11與布設(shè)在鋼外殼3前端部的均壓環(huán)板4之間的間距略大于處于完全回縮狀態(tài)時的頂推油缸7前后端部之間的間距。所述均壓環(huán)板4前側(cè)安裝有用于連接頂進管道的前連接件9，且鋼內(nèi)殼2后部安裝有用于連接頂進管道的后連接件10。實際使用過程中，所述密封圈一 8-1隨頂推油缸7的頂推作用由擋圈二 7-2 —側(cè)向擋圈一 7-1 —側(cè)滾動，即所述密封圈一 8-1為滾動摩擦，且其滾動行程為300mm，當頂推油缸7油缸完全頂出時，中繼間停止工作，后方主頂向前頂進，同時鋼內(nèi)殼2向前推進壓縮頂推油缸7回位，且此時密封圈一 8-1由擋圈一 7-1—側(cè)回滾至擋圈二 7-2 —側(cè)；密封圈二8-2隨頂推油缸7的頂推作用由擋圈三7-3 —側(cè)向擋圈二 7-2 —側(cè)滾動，即實際使用過程中密封圈二 8-2為滾動摩擦，且其滾動行程為300mm，密封圈二 8_2的工作原理與密封圈一8-1的工作原理相同；密封圈三8-3卡裝在擋圈三7-3與擋圈四7-4之間，且實際使用過程中所述密封圈三8-3為滑動摩擦。本實施例中，鋼內(nèi)殼2外側(cè)壁和鋼外殼3內(nèi)側(cè)壁之間的間距(即鋼內(nèi)殼2和鋼外殼3之間的間隙寬度) 為15mm，所述O型密封膠圈采用橫截面直徑為Φ22πιπι的橡膠密封圈，邵氏硬度為35 40，橡膠壓縮量為32%，所述O型密封膠圈的直徑與鋼內(nèi)殼2的直徑之比控制在O. 87較為適宜，太松或太緊都可能導致膠圈在殼體上不能同步滾動。中繼間工作時，密封圈三8-3的主要作用是阻擋殼體外的泥沙、雜物等，密封圈一8-1和密封圈二 8-2為滾動摩擦，且當密封圈三8-3失效后，密封圈二 8-2承擔阻擋泥沙、雜物等作用；相應地，當密封圈二 8-2失效后，密封圈一 8-1承擔阻擋泥沙、雜物等作用。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由前至后套裝在中繼間的鋼內(nèi)殼⑵與鋼外殼⑶之間的3個密封圈和由前至后套裝在鋼內(nèi)殼⑵外側(cè)的4個擋圈(7)，4個所述擋圈(7)分別為布設(shè)在鋼內(nèi)殼(2)前端的擋圈ー(7-1)、位于擋圈一(7-1)正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼(2)中前部的擋圈ニ(7-2)、位于擋圈ニ(7-2)正后方且布設(shè)在鋼內(nèi)殼(2)中后部的擋圈三(7-3)和位于擋圈三(7-3)正后方的擋圈四(7-4) ;3個所述密封圈的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且3個所述密封圈分別為位于擋圈ー(7-1)與擋圈ニ(7-2)之間且能在擋圈ー(7-1)與擋圈ニ(7-2)之間進行前后滾動的密封圈ー(8-1)、位于擋圈ニ(7-2)與擋圈三(7-3)之間且能在擋圈ニ(7-2)與擋圈三(7-3)之間進行前后滾動的密封圈ニ(8-2)和卡裝在擋圈三(7-3)與擋圈四(7-4)之間的密封圈三(8-3)。
2.按照權(quán)利要求I所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述密封圈ー(8-1)、密封圈ニ(8-2)和密封圈三(8-3)均為O型密封膠圈。
3.按照權(quán)利要求2所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼內(nèi)殼⑵與鋼外殼⑶之間的間隙寬度為15mm±2mm，所述O型密封膠圈的橫截面為圓形且其橫截面直徑為22mm±2mm,所述擋圈一(7-1)與擋圈ニ(7-2)之間的間距為.300mm±20mm，擋圈ニ(7-2)與擋圈三(7-3)之間的間距為300mm±20mm，且擋圈三(7-3)與擋圈四(7-4)之間的間距為30mm±2mm。
4.按照權(quán)利要求3所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擋圈四(7-4)與鋼內(nèi)殼⑵后端部之間的間距為300mm±20mm。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼內(nèi)殼⑵的前端部與擋圈ー(7-1)之間的間距為IOmm 20mm。
6.按照權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擋圈(7)為焊接固定在鋼內(nèi)殼(2)上的金屬擋圈。
7.按照權(quán)利要求2、3或4所述的長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述O型密封膠圈的直徑與鋼內(nèi)殼(2)的直徑之比為O. 82 O. 87。
專利摘要本實用新型公開了一種長距離頂管中繼間用滾動式密封結(jié)構(gòu)，包括由前至后套裝在中繼間的鋼內(nèi)殼與鋼外殼之間的3個密封圈和由前至后套裝在鋼內(nèi)殼外側(cè)的4個擋圈，4個擋圈分別為布設(shè)在鋼內(nèi)殼前端的擋圈一、位于擋圈一正后方的擋圈二、位于擋圈二正后方的擋圈三和位于擋圈三正后方的擋圈四；3個密封圈分別為能在擋圈一與擋圈二之間進行前后滾動的密封圈一、能在擋圈二與擋圈三之間進行前后滾動的密封圈二和卡裝在擋圈三與擋圈四之間的密封圈三。本實用新型設(shè)計合理、加工制作及安裝布設(shè)方便且使用操作簡便、使用效果好，所采用的密封膠圈能在中繼間的內(nèi)外殼體之間進行前后滾動，有效解決了長距離頂管過程中中繼間密封圈的磨損問題。
文檔編號F16J15/18GK202441886SQ20122002597
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者黨美輝, 關(guān)鵬, 孫剛武, 張懷玉, 李玉清, 段后全, 茍引勞 申請人:中鐵一局集團有限公司