盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置及测试方法

摘要

本发明公开了一种盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置，适用于盾构施工技术领域。包括油脂泵、隔膜压力表和泵送管路，所述泵送管路与油脂泵的出口连接；所述隔膜压力表与泵送管路连通。利用上述测试装置对不同种类的密封油脂的泵送特性进行测试，得到其泵送特性好坏。本发明的有益效果如下：可以实现对不同种类油脂泵送特性的测试，试验方法简便易行，试验结果准确，可以有效地评价不同品牌型号的油脂的泵送特性，为盾构施工选用盾尾密封油脂提供重要参考，确保盾构施工的顺利进行。

说明书

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置及测试方法。

背景技术

在盾构施工中，盾尾密封是盾构机三大密封之一，其主要作用是将地下水、带有较高压力的同步注浆液、泥土等物质挡在盾构机外，以防止泥浆水渗入盾构机体内产生危险。盾尾密封是将盾尾密封刷之间注满盾尾密封油脂，使充满盾尾密封油脂的盾尾密封刷与管片之间紧密接触来实现盾尾的密封，盾尾密封油脂不仅能够有效填充盾尾密封刷与管片之间的间隙，还能有效保护盾尾密封刷，使其耐氧化、抗腐蚀，同时能够减少其与管片之间的磨损，有效地提高施工效率，保证施工安全。因此盾尾密封油脂是盾尾密封的核心组成部分。

盾尾密封油脂的性能指标主要有泵送性、耐水压性、挥发性、稳定性等。其中泵送特性尤为重要，决定着密封油脂能否从盾构机辅助设备中经过输送管路顺利到达盾尾密封处，关系到盾构施工的安全，因此在施工前对不同品牌不同型号的密封油脂进行泵送特性检测来评价其泵送性的优劣，有助于施工方选用优质的密封油脂作为盾尾密封油脂，保证盾尾密封的可靠性，从而减少施工时可能带来的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够方便有效地测试油脂泵送特性好坏的盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置及测试方法，该方法简便易行，试验结果准确，可以有效地评价不同品牌型号的油脂的泵送特性，为盾构施工选用盾尾密封油脂提供重要参考，确保盾构施工的顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置，包括油脂泵、隔膜压力表和泵送管路；所述泵送管路的一端与油脂泵的出口连接，其另一端开口；所述隔膜压力表与泵送管路侧部连通。

所述隔膜压力表的数量为4个以上。

盾尾密封油脂泵送特性反应了油脂采用油脂泵输送时的可输送性，是盾尾密封油脂的重要特性之一，油脂泵送特性值越大，输送时的压力损失越大，可泵送性越差，油脂的流动性也越差。

利用上述盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置进行盾尾密封油脂泵送特性测试的方法，其具体步骤如下：

（1）在油脂泵内注满盾尾密封油脂；

（2）启动油脂泵，使其以20ml /s的速度对泵送管路进行注脂，油脂注入压力小于2.5MPa，直至盾尾密封油脂从泵送管路的管口流出；

（3）当盾尾密封油脂从泵送管路的管口平稳流出时，关闭油脂泵，停止注脂，当泵送管路的管口不再流出油脂时，记录各个隔膜压力表所测得的压力值；

（4）设隔膜压力表的数量为n，其中n为大于等于4的正整数；将隔膜压力表按距离油脂泵由近到远编号分别为A₁、A₂、…A_n，对应各个隔膜压力表的压力值分别为P₁、P₂、…P_n，设隔膜压力表A₁和A₂之间的距离为L₁，隔膜压力表A₂和A₃之间的距离为L₂，依次类推，隔膜压力表A_n和泵送管路管口的距离为L_n，根据泵送特性公式，可得被检测盾尾密封油脂的泵送特性为：                                                ；

（5）重复步骤（2）至步骤（4）6次，得到6个值，然后对所述6个值求平均值，即可得到该种盾尾密封油脂的泵送特性值；

（6）分别对不同种类的盾尾密封油脂进行上述测试，分别得到其对应的泵送特性值；

（7）对不同种类的盾尾密封油脂的泵送特性值进行比较，泵送特性值越小，泵送性越好。

上述油脂泵选用深圳市正飞达机械有限公司生产的型号为NZ2.0SK/220浓油自动润滑油泵。

上述隔膜压力表选用上海自动化仪表四厂Y-M系列隔膜压力表，量程为0-2.5MPa。

上述泵送管路选用内径为6.5mm的液压式高压油管。

本发明的有益效果如下：通过提供一种盾尾密封油脂泵送特性测试装置及测试方法，并给出油脂泵送特性值的计算公式，可以实现对不同种类油脂泵送特性的测试，试验方法简便易行，试验结果准确，可以有效地评价不同品牌型号的油脂的泵送特性，为盾构施工选用盾尾密封油脂提供重要参考，确保盾构施工的顺利进行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置的原理示意图；

其中，1、油脂泵，2、隔膜压力表，3、泵送管路。

具体实施方式

实施例

如图1所示，盾构机盾尾密封油脂泵送特性测试装置，包括油脂泵1、隔膜压力表2和泵送管路3；所述泵送管路3的一端与油脂泵1的出口连接，其另一端开口；所述隔膜压力表2与泵送管路3侧部连通。油脂泵1选用深圳市正飞达机械有限公司生产的型号为NZ2.0SK/220浓油自动润滑油泵。隔膜压力表2选用上海自动化仪表四厂Y-M系列隔膜压力表，量程为0-2.5MPa，其数量为4个。泵送管路3选用内径为6.5mm的液压式高压油管，由耐液体的合成橡胶内胶层、钢丝编织层、耐天候的合成橡胶外胶层组成，其总长为2米，共分四段，每段0.5米。

利用上述测试装置对甲、乙、丙三种油脂进行泵送特性测试，具体过程如下：

首先将甲种油脂注入油脂泵中，连接好泵送管路和隔膜压力表，然后开启油脂泵，对泵送管路进行注脂，油脂注入压力小于2.5MPa。当甲种油脂从泵送管路的管口平稳流出时，关闭油脂泵，停止注脂。观察泵送管路管口油脂的流出状态，当油脂停止流出时，记录四个隔膜压力表的压力值，得到如下实验数据：

油脂种类压力表A₁压力表A₂压力表A₃压力表A₄甲1.0MPa0.74 MPa0.51 MPa0.26 MPa

记录完毕后，按照泵送特性计算公式计算可得甲种油脂的泵送特性值为0.493×10⁶Pa/m。

重复上述步骤6次，得到6个甲种油脂泵送特性值，对其求平均值，并记录。

然后对乙种油脂和丙种油脂分别按照上述步骤进行测试，并记录数据。

最后对甲乙丙三种油脂的泵送特性值进行比较，泵送特征值最小的油脂泵送特性最好。