一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法及设备与流程

本发明涉及盾构施工相关，具体为一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法及设备。

背景技术：

1、盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法；

2、而盾构的盾尾主要用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封，其通过铰接油缸与中盾相连，并装有预紧式铰接密封。

3、铰接密封和盾尾密封装置都是为防止水、土及压注材料从盾尾进入盾构内；而传统盾尾与中盾之间用于填充密封的材料都是单一的橡胶结构，而橡胶在随着使用会发生老化，从而导致其弹性消失，从而对盾尾与中盾之间的密封效果造成影响，为此，本发明提出一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法及设备用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法，所述盾构机盾尾密封自愈合材料包括：

3、丁腈橡胶50-60％；

4、炭黑25-35％；

5、碳纳米2-3％；

6、抗氧化剂4-8％；

7、硫化剂3-6％；

8、纳米级铁粉3-5％；

9、所述盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法包括：

10、原料配比过程，所述原料配比过程中，通过将丁腈橡胶、炭黑、碳纳米、抗氧化剂、硫化剂和纳米级铁粉按比例添加至挤出机之中；

11、原料热熔过程，所述原料热熔过程中，通过挤出机之中的加热模块对原料进行热熔；

12、挤出成型过程，所述挤出成型过程中，通过挤出机将热熔原料挤出成型为截面呈圆形的条状结构，并通过冷却装置对挤出成型材料进行冷却定型成密封胶条。

13、一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，所述盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备用于对上述盾构机盾尾密封自愈合材料进行制备，所述盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备包括挤出机，所述挤出机包括挤出机本体、流道和机头组合构成，所述机头通过流道与挤出机本体相连接，所述流道的外层设置有加热机构，所述加热机构包括：

14、导热内层，所述流道为导热材料铸成，所述导热内层安装在流道的外侧壁上，且导热内层的前后侧壁上均开设有一级螺栓孔；

15、保温外层，所述保温外层与导热内层同轴心设置，且保温外层的前后侧壁上均开设有二级螺栓孔，所述导热内层、保温外层的前后端均为相对齐设置，且导热内层、保温外层的前后端均通过连接环进行连接，所述连接环与导热内层、保温外层的连接方式均为螺栓固定；

16、加热机构，所述加热机构设置在导热内层和保温外层之间的空腔之中，且加热机构等圆周设置有一圈。

17、优选的，所述导热内层的外侧壁上开设有内安装槽，所述保温外层的内侧壁上开设有外安装槽，所述加热机构由内连接座、外连接座和电阻加热丝组合构成，所述电阻加热丝等间距设置有一排，且电阻加热丝呈螺旋状设置，所述内连接座插接安装在内安装槽之中，所述外连接座插接安装在外安装槽之中。

18、优选的，所述电阻加热丝的内外端分别固定连接有内连接板和外连接板，所述内连接座、外连接座、内连接板、外连接板均为绝缘材料铸成，所述电阻加热丝的两端分别连接有正极次级导线、负极次级导线，所述内连接座、外连接座上均开设有走线孔，且内连接座、外连接座的走线孔之中分别布设有正极导线和负极导线，所述正极次级导线与正极导线相连接，所述负极次级导线与负极导线相连接。

19、优选的，所述内连接座、外连接座上均贯穿开设有沉头螺丝孔，所述内连接板、外连接板上均开设有螺纹孔，所述内连接板通过定位螺丝与内连接座相连接，所述外连接板通过定位螺丝与外连接座相连接。

20、优选的，所述导热内层的内侧壁上开设有滚珠槽，所述滚珠槽之中均活动设置有滚珠，所述滚珠在导热内层的内侧壁上设置有多层，且每层等间距设置有一圈，所述导热内层在实际安装时，所有滚珠均与流道的外侧壁相靠合设置，所述保温外层的外侧壁上固定安装有环形齿轮，所述挤出机本体的前侧端设置有安装座，所述安装座上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定安装有传动齿轮，所述传动齿轮与环形齿轮相啮合设置。

21、优选的，所述正极导线、负极导线穿过连接环设置，所述保温外层的外侧壁上安装有第一滑环接线器和第二滑环接线器，所述第一滑环接线器、第二滑环接线器的内圈均与保温外层固定连接，所述第一滑环接线器、第二滑环接线器的外圈均通过支架结构与安装座固定连接，且第一滑环接线器、第二滑环接线器外圈上的接线头分别与电源正负极相连接。

22、优选的，所述流道的外侧壁上一体成型有凸起结构，所述凸起结构，所述导热内层上开设有安装孔，所述安装孔之中安装有敲击组件，所述敲击组件与滚珠错位设置，且敲击组件与凸起结构相对应设置。

23、优选的，所述凸起结构、敲击组件均设置有多层，且同层的凸起结构、敲击组件均等圆周设置有一圈，所述敲击组件由导向座，所述导向座固定在安装孔之中，且导向座的下端面开设有弹簧槽，所述弹簧槽的槽底通过连接弹簧连接有撞击杆。

24、优选的，所述撞击杆的下侧端呈半球形设置，所述凸起结构的截面呈直角三角形，所述驱动电机在运行时，所述撞击杆由凸起结构的斜面底端向斜面的上端运动，所述连接弹簧处于复位状态时，所述撞击杆下侧端与流道外侧壁相靠合，所述凸起结构与导热内层的内侧壁并未接触。

25、优选的，所述密封胶条在实际安装时，所述密封胶条夹持定位在盾尾与中盾之间的密封槽之中。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、1.通过设置由丁腈橡胶、炭黑、碳纳米、抗氧化剂、硫化剂和纳米级铁粉组合构成的的密封胶条，其通过在配料之中添加抗氧化剂和纳米级铁粉，从而通过纳米级铁粉对密封胶条所接触到的氧分子进行吸收，从而避免密封胶条之中的胶体被氧化而产生老化现象；

28、2.并通过在挤出机本体的流道外侧壁设置由导热内层、保温外层和加热机构组合构成的加热机构，并将加热机构设置成由内连接座、外连接座和电阻加热丝组合构成，并将电阻加热丝呈螺旋状设置，从而让电阻加热丝通电时可以产生电磁场，从而让流道之中流动熔融料内的纳米级铁粉向外侧运动，从而让纳米级铁粉主要分布在密封胶条的外侧，从而提高纳米级铁粉对氧气的吸附效果，从而起到对密封胶条形成自修复的目的。

1.一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备方法，其特征在于：所述盾构机盾尾密封自愈合材料包括：

2.一种如权利要求1所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：该盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备包括挤出机，所述挤出机包括挤出机本体(1)、流道(2)和机头(3)组合构成，所述机头(3)通过流道(2)与挤出机本体(1)相连接，所述流道(2)的外层设置有加热机构(4)，所述加热机构(4)包括：

3.根据权利要求2所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述导热内层(5)的外侧壁上开设有内安装槽(15)，所述保温外层(6)的内侧壁上开设有外安装槽(16)，所述加热机构(7)由内连接座(17)、外连接座(18)和电阻加热丝(19)组合构成，所述电阻加热丝(19)等间距设置有一排，且电阻加热丝(19)呈螺旋状设置，所述内连接座(17)插接安装在内安装槽(15)之中，所述外连接座(18)插接安装在外安装槽(16)之中。

4.根据权利要求3所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述电阻加热丝(19)的内外端分别固定连接有内连接板(20)和外连接板(21)，所述内连接座(17)、外连接座(18)、内连接板(20)、外连接板(21)均为绝缘材料铸成，所述电阻加热丝(19)的两端分别连接有正极次级导线(22)、负极次级导线(23)，所述内连接座(17)、外连接座(18)上均开设有走线孔，且内连接座(17)、外连接座(18)的走线孔之中分别布设有正极导线(26)和负极导线(27)，所述正极次级导线(22)与正极导线(26)相连接，所述负极次级导线(23)与负极导线(27)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述内连接座(17)、外连接座(18)上均贯穿开设有沉头螺丝孔(25)，所述内连接板(20)、外连接板(21)上均开设有螺纹孔(24)，所述内连接板(20)通过定位螺丝与内连接座(17)相连接，所述外连接板(21)通过定位螺丝与外连接座(18)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述导热内层(5)的内侧壁上开设有滚珠槽，所述滚珠槽之中均活动设置有滚珠(36)，所述滚珠(36)在导热内层(5)的内侧壁上设置有多层，且每层等间距设置有一圈，所述导热内层(5)在实际安装时，所有滚珠(36)均与流道(2)的外侧壁相靠合设置，所述保温外层(6)的外侧壁上固定安装有环形齿轮(11)，所述挤出机本体(1)的前侧端设置有安装座(12)，所述安装座(12)上安装有驱动电机(13)，所述驱动电机(13)的输出轴上固定安装有传动齿轮(14)，所述传动齿轮(14)与环形齿轮(11)相啮合设置。

7.根据权利要求6所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述正极导线(26)、负极导线(27)穿过连接环(10)设置，所述保温外层(6)的外侧壁上安装有第一滑环接线器和第二滑环接线器，所述第一滑环接线器、第二滑环接线器的内圈均与保温外层(6)固定连接，所述第一滑环接线器、第二滑环接线器的外圈均通过支架结构与安装座(12)固定连接，且第一滑环接线器、第二滑环接线器外圈上的接线头分别与电源正负极相连接。

8.根据权利要求7所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述流道(2)的外侧壁上一体成型有凸起结构(28)，所述凸起结构(28)，所述导热内层(5)上开设有安装孔(29)，所述安装孔(29)之中安装有敲击组件，所述敲击组件与滚珠(36)错位设置，且敲击组件与凸起结构(28)相对应设置，所述凸起结构(28)、敲击组件均设置有多层，且同层的凸起结构(28)、敲击组件均等圆周设置有一圈，所述敲击组件由导向座(30)，所述导向座(30)固定在安装孔(29)之中，且导向座(30)的下端面开设有弹簧槽，所述弹簧槽的槽底通过连接弹簧(31)连接有撞击杆(32)。

9.根据权利要求8所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述撞击杆(32)的下侧端呈半球形设置，所述凸起结构(28)的截面呈直角三角形，所述驱动电机(13)在运行时，所述撞击杆(32)由凸起结构(28)的斜面底端向斜面的上端运动，所述连接弹簧(31)处于复位状态时，所述撞击杆(32)下侧端与流道(2)外侧壁相靠合，所述凸起结构(28)与导热内层(5)的内侧壁并未接触。

10.根据权利要求9所述的一种盾构机盾尾密封自愈合材料制备设备，其特征在于：所述密封胶条(33)在实际安装时，所述密封胶条(33)夹持定位在盾尾与中盾之间的密封槽之中。