本發(fā)明涉及掘進機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隧道掘進機施工是城市地鐵隧道、過江河公路隧道、過江輸水或輸氣管道施工的主要作業(yè)方法，作為隧道掘進機核心部件之一的主驅(qū)動，在為刀盤的旋轉(zhuǎn)提供扭矩的同時，還承受著推進系統(tǒng)的全部推力。良好的密封系統(tǒng)是保障主軸承性能和安全使用壽命的前提，如果在施工過程中，主軸承的密封出現(xiàn)問題，將造成主軸承潤滑油泄漏或泥水及渣土等進入主軸承或齒輪箱，給盾構(gòu)施工帶來不可估量的損失。

隧道施工的盾構(gòu)掘進機是通過刀盤的回轉(zhuǎn)運動，依靠其上的刀具對土體進行切削來開挖隧道。刀盤和驅(qū)動單元之間具有相對運動，驅(qū)動單元是固定不動的，二者之間設(shè)置了多道密封。隧道通常位于地面以下十幾米、甚至幾十米深處，開挖面存在非常大的土壓。如果主驅(qū)動密封系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，導(dǎo)致在帶有壓力潤滑油情況下，密封圈與開挖面處之間的壓差波動過大，在隧道掘進機工作過程中，開挖土倉內(nèi)帶有一定壓力的泥水和砂石易粘附到密封圈上，導(dǎo)致密封圈加劇磨損、溫度升高過快，甚至泥土會通過主驅(qū)動密封深入到主驅(qū)動箱內(nèi)直接造成主軸承或齒輪的破壞。此時，即使在隧道內(nèi)及時更換或維修，也會延長施工工期、增加施工成本和工程風險，嚴重影響隧道施工。

因此，可靠穩(wěn)定的密封壓力控制對隧道掘進機施工來講，扮演著極其重要的角色。

現(xiàn)有的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)一般為三道密封環(huán)，密封環(huán)之間充滿油脂，且三道密封環(huán)的磨損基本相同。但實際上起到主密封作用的是與外部連通的第一道密封環(huán)，一旦該密封環(huán)損壞，第二道和第三道密封環(huán)也會很快損壞，導(dǎo)致密封失效，只能拆機更換密封環(huán)。

現(xiàn)有的密封環(huán)之間，油脂的壓力是通過多處注油孔不斷注入一定壓力油來維持的。根據(jù)實際使用情況來看，每道密封環(huán)前后的壓力會逐漸增大且不可控，即第三道高于第二道、第二道高于第一道，第一道則高于外部壓力(P3＞P2＞P1)。由于密封環(huán)只能承受一定的背壓，隨著外部壓力增加，需要增加密封環(huán)數(shù)量達到第n道，且油液溫度在得到有效控制后，才能達到密封效果。然而，這種方法將導(dǎo)致第n道密封環(huán)承受的壓力超出密封環(huán)自身的背壓極限，造成密封環(huán)密封失效。而一旦失效，對主驅(qū)動內(nèi)部的主軸承和齒輪將會造成更大的破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明旨在提供一種掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，以針對掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)進行檢測、冷卻和控制。

本發(fā)明旨在還提供一種掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)具有可填充密封油脂的密封流道，所述主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)還具有可填充冷卻液且用于對所述密封流道進行冷卻的冷卻流道，主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)包括密封油壓力控制子系統(tǒng)和冷卻循環(huán)子系統(tǒng)，所述密封油壓力控制子系統(tǒng)適于與所述密封流道相連以控制所述密封流道內(nèi)密封油脂的壓力，所述冷卻循環(huán)子系統(tǒng)適于與所述冷卻流道相連以向所述冷卻流道提供冷卻液以降低密封油脂的溫度，其中，所述密封油壓力控制子系統(tǒng)包括：第一動力裝置、第一控制裝置、第一儲存裝置、第一檢測顯示裝置和第二檢測顯示裝置，所述第一動力裝置用于驅(qū)動密封油脂在所述密封流道和所述第一儲存裝置之間流動，所述第一控制裝置用于控制從所述第一儲存裝置流向所述密封流道的密封油脂的壓力和流量，所述第一檢測顯示裝置用于檢測流入所述密封流道的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化，所述第二檢測顯示裝置用于檢測從所述密封流道流出的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化。

根據(jù)本發(fā)明實施例的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，通過設(shè)置密封油壓力控制子系統(tǒng)，有利于減少主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)的密封環(huán)的磨損，延長密封環(huán)的使用壽命，降低施工成本，同時還可以承受較大的外部壓力，增強主驅(qū)動密封的承壓性能，提高密封的安全性。通過設(shè)置冷卻循環(huán)子系統(tǒng)以向主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)的冷卻流道提供冷卻液，從而有效控制密封流道內(nèi)的密封油脂的油溫，使密封油脂達到較好的密封效果。兩個子系統(tǒng)相互獨立設(shè)置，相互間干擾少，同時也能簡化結(jié)構(gòu)，利于調(diào)控。

在一些實施例中，所述密封油壓力控制子系統(tǒng)還包括：第一冷卻裝置，所述第一冷卻裝置用于對從所述密封流道流出的密封油脂進行冷卻。

可選地，所述第一動力裝置包括泵和電機，所述第一控制裝置包括壓力控制閥和流量控制閥。

可選地，所述第一檢測顯示裝置和所述第二檢測顯示裝置分別包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表。

可選地，所述第一冷卻裝置包括油冷機。

在一些實施例中，所述主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)包括第1道密封環(huán)至第n道密封環(huán)，所述密封流道包括(n+1)道密封油腔，所述第1道密封環(huán)的朝向所述主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)的外部的一側(cè)限定出第1道密封油腔，所述第1道密封環(huán)與第2道密封環(huán)之間限定出第2道密封油腔，依次類推，第(n-1)道密封環(huán)與第n道密封環(huán)之間限定出第n道密封油腔，所述第n道密封環(huán)的朝向所述主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的一側(cè)限定出第(n+1)道密封油腔，從所述第2道密封油腔至所述第n道密封油腔均為中間密封油腔，對應(yīng)的所述密封油壓力控制子系統(tǒng)中，所述第一控制裝置用于至少控制分別流向每道所述中間密封油腔的密封油脂的壓力和流量，所述第一檢測顯示裝置用于至少檢測流入每道所述中間密封油腔的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化，所述第二檢測顯示裝置用于至少檢測從每道所述中間密封油腔流出的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化。

在一些實施例中，所述冷卻循環(huán)子系統(tǒng)包括：第二動力裝置、第二冷卻裝置、第二儲存裝置、第二控制裝置、第三檢測顯示裝置和第四檢測顯示裝置，所述第二動力裝置用于驅(qū)動冷卻液在所述冷卻流道和所述第二儲存裝置之間流動，所述第二冷卻裝置用于對從所述冷卻流道流出的冷卻液進行冷卻，所述第三檢測顯示裝置用于檢測流入所述冷卻流道的冷卻液的壓力、溫度和流量的變化，所述第四檢測顯示裝置用于檢測從所述冷卻流道流出的冷卻液的壓力、溫度和流量的變化，所述第二控制裝置用于控制從所述第二儲存裝置流向所述冷卻流道的冷卻液的壓力和流量。

可選地，所述第二冷卻裝置包括水冷機。

可選地，所述第二動力裝置包括泵和電機，所述第二控制裝置包括壓力控制閥和流量控制閥，所述第三檢測顯示裝置和所述第四檢測顯示裝置分別包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表。

根據(jù)本發(fā)明的一種用于控制上述的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：當所述第一檢測顯示裝置或所述第二檢測顯示裝置檢測到的油壓與第一設(shè)定壓力值的差值大于第一預(yù)設(shè)壓力差時，所述第一控制裝置動作以降低所述密封流道的油壓；當檢測到的油壓與第一設(shè)定壓力值的差值小于等于第一預(yù)設(shè)壓力差時，所述第一控制裝置不動作；當所述第三檢測顯示裝置或所述第四檢測顯示裝置檢測到的溫度與設(shè)定溫度值的差值大于預(yù)設(shè)溫度差時，所述第二控制裝置動作以對所述冷卻流道進行冷卻；當檢測到的溫度與設(shè)定溫度值的差值小于等于預(yù)設(shè)溫度差時，所述第二控制裝置不動作。

根據(jù)本發(fā)明的另一種用于控制上述的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：從所述第1道密封油腔的油壓P₁到所述第(n+1)道密封油腔的油壓P_n+1，所述第一控制裝置控制(n+1)道密封油腔的油壓依次遞減，以滿足關(guān)系式：P₁＞P₂＞P₃…＞P_n＞P_n+1，且滿足P₁—P₂＝P₂—P₃＝…﹦P_n—P_n+1；設(shè)定P₁—P₂＝△P，當檢測出△P大于或者小于第二預(yù)設(shè)壓力差時，所述第一控制裝置動作以使△P逐漸趨于所述第二預(yù)設(shè)壓力差；當檢測出△P等于所述第二預(yù)設(shè)壓力差時，所述第一控制裝置不動作。

根據(jù)本發(fā)明的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的控制方法，可控制每道密封環(huán)的前后壓力差在一個合理的范圍內(nèi)，避免密封環(huán)承受的壓力超出密封環(huán)自身的背壓極限而造成的密封環(huán)密封失效問題。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有多道密封環(huán)的掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的控制方法的一種流程示意圖。

附圖標記：

1-密封油壓力控制子系統(tǒng)，101-第二檢測顯示裝置，102-第一儲存裝置，103-第一動力裝置，104-第一冷卻裝置，105-第一控制裝置，106-第一檢測顯示裝置，

2-冷卻循環(huán)子系統(tǒng)，201-第四檢測顯示裝置，202-第二冷卻裝置，203-第二儲存裝置，204-第二動力裝置，205-第二控制裝置，206-第三檢測顯示裝置，

3-主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)，301-第1道密封環(huán)，302-第2道密封環(huán)，303-第3道密封環(huán)，304-第4道密封環(huán)，30n-第n道密封環(huán)。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，這里，主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)是對掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封壓力進行控制的系統(tǒng)。掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3具有可填充密封油脂的密封流道，主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3還具有可填充冷卻液且用于對密封流道進行冷卻的冷卻流道。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，包括：密封油壓力控制子系統(tǒng)1和冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2，密封油壓力控制子系統(tǒng)1適于與密封流道相連以控制密封流道內(nèi)密封油脂的壓力，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2適于與冷卻流道相連以向冷卻流道提供冷卻液。

可以理解的是，密封油壓力控制子系統(tǒng)1可以將主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的油壓控制在適宜的壓力范圍內(nèi)，從而保證主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封環(huán)承受的壓力不超過密封環(huán)自身的背壓極限，進而保證主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封有效性。同時，也有利于減少密封環(huán)的磨損，延長密封環(huán)的使用壽命，降低施工成本，還可以承受較大的外部壓力，增強主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的承壓性能，提高密封的安全性。

設(shè)置冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2向主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的冷卻流道提供冷卻液，能夠?qū)⒚芊饬鞯纼?nèi)的密封油脂的油液溫度有效控制。顯然，如果密封油脂的溫度過高，密封油脂承受負荷的能力就會下降。因此有效控溫后，密封油脂才能達到較好的密封效果。

將密封油壓力控制子系統(tǒng)1和冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2分開形成相互獨立的子系統(tǒng)，相互間干擾少，同時也能簡化結(jié)構(gòu)，利于調(diào)控。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1可以包括：第一儲存裝置102，第一儲存裝置102用于儲存密封油脂，使密封油壓力控制子系統(tǒng)1與主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封流道之間形成油循環(huán)，且對油循環(huán)具有緩沖作用。第一儲存裝置102可以包括儲油槽，可選地，第一儲存裝置102內(nèi)可設(shè)有過濾器，以對循環(huán)流動的油進行過濾。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1可以包括：第一動力裝置103，第一動力裝置103用于驅(qū)動密封油脂在密封流道和第一儲存裝置102之間流動。可選地，第一動力裝置103包括泵和電機，第一動力裝置103用于為密封油脂提供油壓和循環(huán)的動力。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1可以包括：第一控制裝置105，第一控制裝置105用于控制從第一儲存裝置102流向密封流道的密封油脂的壓力和流量?？蛇x地，第一控制裝置105包括壓力控制閥和流量控制閥，從而第一控制裝置105結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1還包括：第一冷卻裝置104，第一冷卻裝置104用于對從密封流道流出的密封油脂進行冷卻，可避免密封油脂的溫度過高對密封效果產(chǎn)生較大的影響。可選地，第一冷卻裝置104包括油冷機。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1還包括：第一檢測顯示裝置106，第一檢測顯示裝置106用于檢測流入密封流道的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化，從而能夠?qū)崟r檢測到第一控制裝置105排出的密封油脂是否達到預(yù)定的壓力、溫度和流量。在第一檢測顯示裝置106顯示檢測結(jié)果后，可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第一控制裝置105的控制量等，也可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第一冷卻裝置104的冷卻程度。

參照圖1，密封油壓力控制子系統(tǒng)1還包括：第二檢測顯示裝置101，第二檢測顯示裝置101用于檢測從密封流道流出的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化。這樣，能夠?qū)崟r檢測到密封流道排出的密封油脂的壓力、溫度和流量，在第二檢測顯示裝置101顯示檢測結(jié)果后，可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第一控制裝置105的控制量等，也可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第一冷卻裝置104的冷卻程度。

可選地，第一檢測顯示裝置106和第二檢測顯示裝置101分別包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表。

在一些實施例中，如圖1所示，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2包括：第二儲存裝置203，第二儲存裝置203用于儲存冷卻液，使冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2與主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的冷卻流道之間形成冷卻液循環(huán)，且對冷卻液循環(huán)具有緩沖作用。冷卻液可為水，第二儲存裝置203可以包括儲水槽，可選地，第二儲存裝置203內(nèi)可設(shè)有過濾器，以對循環(huán)流動的水進行過濾。

參照圖1，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以包括：第二動力裝置204，第二動力裝置204用于驅(qū)動冷卻液在冷卻流道和第二儲存裝置203之間流動。可選地，第二動力裝置204包括泵和電機，第二動力裝置204用于為冷卻液提供壓力和循環(huán)的動力。

參照圖1，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以包括：第二冷卻裝置202，第二冷卻裝置202用于對從冷卻流道流出的冷卻液進行冷卻，可避免冷卻液溫度過高對冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。可選地，第二冷卻裝置202包括水冷機。

參照圖1，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以包括：第二控制裝置205，第二控制裝置205用于控制從第二儲存裝置203流向冷卻流道的冷卻液的壓力和流量。可選地，第二控制裝置205包括壓力控制閥和流量控制閥，從而第二控制裝置205結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易。

參照圖1，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以包括：第三檢測顯示裝置206，第三檢測顯示裝置206用于檢測流入冷卻流道的冷卻液的壓力、溫度和流量的變化，從而能夠?qū)崟r檢測到第二控制裝置205排出的冷卻液是否達到預(yù)定的壓力、溫度和流量。在第三檢測顯示裝置206顯示檢測結(jié)果后，可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第二控制裝置205的控制量等，也可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第二冷卻裝置202的冷卻程度。

參照圖1，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以包括：第四檢測顯示裝置201，第四檢測顯示裝置201用于檢測從冷卻流道流出的冷卻液的壓力、溫度和流量的變化。這樣，能夠?qū)崟r檢測到冷卻流道排出的冷卻液的壓力、溫度和流量，在第四檢測顯示裝置201顯示檢測結(jié)果后，可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第二控制裝置205的控制量等，也可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第二冷卻裝置202的冷卻程度。

可選地，第三檢測顯示裝置206和第四檢測顯示裝置201分別包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表。

另外，主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)還可以包括報警裝置，當主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，報警裝置可以報警以提醒操作人員及時地排查故障，以便于掘進機的掘進工作順利進行。

下面根據(jù)圖1所示的一個具體實施例，描述該實施例中主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。

該實施例中主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)包括：密封油壓力控制子系統(tǒng)1和冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2，密封油壓力控制子系統(tǒng)1包括：第一動力裝置103、第一控制裝置105、第一檢測顯示裝置106、第二檢測顯示裝置101、第一冷卻裝置104和第一儲存裝置102，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2包括：第二動力裝置204、第二控制裝置205、第三檢測顯示裝置206、第四檢測顯示裝置201、第二冷卻裝置202和第二儲存裝置203。

如圖1所示，該實施例的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)中，根據(jù)油路循環(huán)方向，密封油壓力控制子系統(tǒng)1依次連接順序為：第二檢測顯示裝置101→第一儲存裝置102→第一動力裝置103→第一冷卻裝置104→第一控制裝置105→第一檢測顯示裝置106。第一檢測顯示裝置106和第二檢測顯示裝置101主要有壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表，第一檢測顯示裝置106靠近密封流道的進口安裝，第二檢測顯示裝置101靠近密封流道的出口附近安裝。第一儲存裝置102包括儲油槽，第一動力裝置103包括泵和電機，第一控制裝置105包括壓力控制閥和流量控制閥，第一冷卻裝置104包括油冷機。

如圖1所示，該實施例的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)中，根據(jù)水循環(huán)方向，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2依次連接順序為第四檢測顯示裝置201→第二冷卻裝置202→第二儲存裝置203→第二動力裝置204→第二控制裝置205→第三檢測顯示裝置206。第三檢測顯示裝置206和第四檢測顯示裝置201主要有壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和壓力表，第三檢測顯示裝置206靠近冷卻流道的進口安裝，第四檢測顯示裝置201靠近冷卻流道的出口附近安裝。第二儲存裝置203包括儲水槽，第二動力裝置204包括泵和電機，第二控制裝置205包括壓力控制閥和流量控制閥，第二冷卻裝置202包括水冷機。

在該實施例中，密封油壓力控制子系統(tǒng)1是對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封油脂的壓力進行檢測和控制的系統(tǒng)，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2主要是通過控制冷卻液的流量對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封油脂的溫度進行冷卻和調(diào)節(jié)。

下面參照圖1描述掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的一種控制方法，該控制方法可用于控制掘進機主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的密封油壓力控制子系統(tǒng)1，也可控制冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2。

掘進機的運行時間分成多個運行周期，在每個運行周期內(nèi)該控制方法包括如下步驟：

當?shù)谝粰z測顯示裝置106或第二檢測顯示裝置101檢測到的油壓與第一設(shè)定壓力值的差值大于第一預(yù)設(shè)壓力差時，第一控制裝置105動作以降低密封流道的油壓；

當?shù)谝粰z測顯示裝置106或第二檢測顯示裝置101檢測到的油壓與第一設(shè)定壓力值的差值小于等于第一預(yù)設(shè)壓力差時，第一控制裝置不動作，保證油壓穩(wěn)定。

當?shù)谌龣z測顯示裝置206或第四檢測顯示裝置201檢測到的溫度與設(shè)定溫度值的差值大于預(yù)設(shè)溫度差時，第二控制裝置205動作以對冷卻流道進行冷卻；

當?shù)谌龣z測顯示裝置206或第四檢測顯示裝置201檢測到的溫度與設(shè)定溫度值的差值小于等于預(yù)設(shè)溫度差時，第二控制裝置205不動作，以保持密封油脂溫度正常。

這樣一來，密封流道內(nèi)油壓可不會超過第一設(shè)定壓力值和第一預(yù)設(shè)壓力差的和值，密封流道內(nèi)油溫不會超過設(shè)定溫度值和預(yù)設(shè)溫度差的和值。

在本發(fā)明提及的掘進機中，有的掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3會采用如圖2所示的多道密封結(jié)構(gòu)。可以理解，掘進機中刀盤是轉(zhuǎn)動的，驅(qū)動單元是固定不動的，刀盤與驅(qū)動單元之間具有相對運動。刀盤和驅(qū)動單元之間設(shè)置由多道密封環(huán)組成的多道密封結(jié)構(gòu)，可加強密封效果。相應(yīng)的，主驅(qū)動

密封壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對應(yīng)這種多道密封結(jié)構(gòu)要有適應(yīng)性變化。

如圖2所示，主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3包括第1道密封環(huán)301至第n道密封環(huán)30n，密封流道包括(n+1)道密封油腔，第1道密封環(huán)301的朝向主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的外部的一側(cè)限定出第1道密封油腔①，第1道密封環(huán)301與第2道密封環(huán)302之間限定出第2道密封油腔②，依次類推，第(n-1)道密封環(huán)與第n道密封環(huán)30n之間限定出第n道密封油腔第n道密封環(huán)30n的朝向主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的內(nèi)部的一側(cè)限定出第(n+1)道密封油腔從第2道密封油腔②至第n道密封油腔均為中間密封油腔。

對應(yīng)的密封油壓力控制子系統(tǒng)1中，第一控制裝置105用于控制分別流向每道中間密封油腔的密封油脂的壓力和流量，第一檢測顯示裝置106用于至少檢測流入每道中間密封油腔的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化，第二檢測顯示裝置101用于至少檢測從每道中間密封油腔流出的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化。

可選地，第一控制裝置105也可以用于控制流向第1道密封油腔①和第(n+1)道密封油腔的密封油脂的油量?？蛇x地，第一檢測顯示裝置106和第二檢測顯示裝置101也可以用于檢測流入流出第1道密封油腔①和第(n+1)道密封油腔的密封油脂的壓力、溫度和流量的變化。

其中，第一控制裝置105可以控制流向每一道中間密封油腔的密封油脂的油壓和流量。當?shù)谝粰z測顯示裝置106顯示某一個密封油腔的壓力、溫度和流量后，可以根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整第一控制裝置105的控制量等，使得該密封油腔的油壓和油量得到調(diào)整。當?shù)诙z測顯示裝置101顯示某一個密封油腔的壓力、溫度和流量后，也可以根據(jù)該檢測結(jié)果調(diào)整第一控制裝置105的控制量等，使得該密封油腔的油壓、油量得到調(diào)整。

可選地，在這樣多道密封的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3中，冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2可以對每道密封油腔進行冷卻控溫。例如，冷卻流道可包括多道冷卻腔，多道冷卻腔與多道密封油腔一一對應(yīng)設(shè)置。這樣，當控制某一冷卻腔的流量時，就能控制對應(yīng)該冷卻腔的密封油腔的油溫。

針對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3具有多道密封油腔的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制方法中，可具有用于控制密封油壓力控制子系統(tǒng)1的部分，也可具有用于控制冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2的部分。這種控制系統(tǒng)至少具有兩種控制方法。

第一種控制方法如圖3所示，掘進機的運行時間分成多個運行周期，在每個運行周期內(nèi)，包括如下步驟：

當?shù)谝粰z測顯示裝置106或第二檢測顯示裝置101檢測到第i個密封油腔的壓力P_i與設(shè)定壓力P的差值(P_i-P)大于預(yù)設(shè)值△Ps時，第一控制裝置105控制流向第i個密封油腔的油液壓力，對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的第i個密封油腔的進口注油，其中，第i個密封油腔至少可為中間密封油腔中的任一個；

當?shù)谝粰z測顯示裝置106或第二檢測顯示裝置101檢測到第i個密封油腔的壓力P_i與設(shè)定壓力P的差值(P_i-P)小于等于預(yù)設(shè)值△Ps時，第一控制裝置105不動作，保持油液壓力穩(wěn)定。

當?shù)谌龣z測顯示裝置206或第四檢測顯示裝置201檢測到第i個密封油腔的溫度T_i與設(shè)定溫度T的差值(T_i-T)大于預(yù)設(shè)值△Ts時，第二控制裝置205控制流向?qū)?yīng)第i個密封油腔的冷卻腔的冷卻液流量，對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的第i個密封油腔進行冷卻；

當?shù)谌龣z測顯示裝置206或第四檢測顯示裝置201檢測到第i個密封油腔的溫度T_i與設(shè)定溫度T的差值(T_i-T)小于等于預(yù)設(shè)值△Ts時，第二控制裝置205不動作，保持油液溫度正常。

針對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3具有多道密封油腔的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的另一種控制方法包括如下步驟：

從第1道密封油腔①的油壓P₁到第(n+1)道密封油腔的油壓P_n+1，第一控制裝置105控制(n+1)道密封油腔的油壓依次遞減，以滿足關(guān)系式：P₁＞P₂＞P₃…＞P_n＞P_n+1，且滿足P₁—P₂＝P₂—P₃＝…﹦P_n—P_n+1；

設(shè)定P₁—P₂＝△P，當檢測出△P大于或者小于第二預(yù)設(shè)壓力差時，第一控制裝置動作以使△P逐漸趨于第二預(yù)設(shè)壓力差；當檢測出△P等于第二預(yù)設(shè)壓力差時，第一控制裝置105不動作。

可以理解的是，掘進機的主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3若采用多道密封結(jié)構(gòu)，每道密封環(huán)承受的壓力有限，即在密封環(huán)的前、后腔的壓力差值有最大值△Pmax。如果密封環(huán)的前、后腔的壓力差超過△Pmax，密封環(huán)的密封性能失效。因此，為保證每道密封性能穩(wěn)定可靠，必須控制密封環(huán)的前后腔壓力差值△P小于密封環(huán)承受的壓力極限值△Pmax，而且△P的變化在一定的誤差范圍內(nèi)。

另外，由于由第1道密封環(huán)301、第2道密封環(huán)302、第3道密封環(huán)303、第4道密封環(huán)304、…第i道密封環(huán)…第n道密封環(huán)30n依次由外向內(nèi)設(shè)置，第1道密封油腔①與外部連通，第1道密封油腔①具有與外部相同的壓力P₁，第(n+1)道密封油腔與內(nèi)部連通，第(n+1)道密封油腔具有與內(nèi)部相同的壓力P_n+1。其余第2道密封油腔②、第3道密封油腔③、第4道密封油腔④…第n道密封油腔均為中間密封油腔，中間密封油腔的壓力可以由第一控制裝置105分別控制。第一控制裝置105可以將從各中間密封油腔的壓力分別控制至P₂、P₃、P₄…P_i…P_n，且P₁＞P₂＞P₃＞P₄…＞P_i…＞P_n。為保證每道密封環(huán)結(jié)構(gòu)的壓力差穩(wěn)定，可以控制中間密封油腔的壓力能夠滿足條件：P₁—P₂＝P₂—P₃＝P₃—P₄…﹦P_i—P_i+1…﹦P_n—P_n+1﹦△P，且△P﹤△Pmax。

通過第一檢測顯示裝置106和第二檢測顯示裝置101及第一控制裝置105對中間密封流道的壓力差△P與設(shè)定值△Ps進行比較，當△P＞△Ps時，第一控制裝置105分別控制中間密封油腔的壓力增大，并對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封流道注油，使△P減小并逐漸接近△Ps；當△P＜△Ps時，第一控制裝置105控制中間密封油腔的壓力減小，并對主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3的密封油腔注油，使△P增大并逐漸接近△Ps。通過此方法可控制每道密封環(huán)的前后壓力差在一個合理的范圍內(nèi)，避免密封環(huán)承受的壓力超出密封環(huán)自身的背壓極限而造成的密封環(huán)密封失效問題。

采用多道密封油壓力控制方法，使主驅(qū)動密封可承受實際需要的較大外部壓力，從而有效避免現(xiàn)有主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3控制的缺陷。

可以理解的是，在上述實施例中主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其控制方法可進行適應(yīng)性的調(diào)整，具體如下：

(1)本技術(shù)方案的主驅(qū)動密封壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，不僅只包括上述文字介紹說明的裝置，且能在實際需要的情況下，還可增設(shè)擴展裝置及其輔助配套設(shè)施。

(2)不管主驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)3采用何種方式，只要是為了達到主驅(qū)動密封承受外部較大的壓力，采用與本技術(shù)方案的多道密封油壓力控制方法相同或相近的方法，還可擴展到第n道密封，直至最后一道密封可承受較小的背壓，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

(3)本技術(shù)方案的控制方法是對控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效控制，除此之外，只要與實現(xiàn)主驅(qū)動密封承受較大外部壓力之本發(fā)明目的相近的控制方法均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

(4)密封壓力控制系統(tǒng)中，密封油壓力控制子系統(tǒng)1和冷卻循環(huán)子系統(tǒng)2的裝置連接順序不受本發(fā)明上述文字所述的連接順序的約束，只要能實現(xiàn)本發(fā)明之目的的裝置連接順序均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“實施例”、“示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。