本實(shí)用新型涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可自動(dòng)切換的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)目前已在國(guó)內(nèi)外地鐵市場(chǎng)、輸水隧洞、電力隧道、綜合管廊等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水供水是盾構(gòu)機(jī)自身散熱及實(shí)現(xiàn)正常掘進(jìn)施工的必備條件。本實(shí)用新型本著布置簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高的原則，能滿(mǎn)足多種工況下盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水供給，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)切換的功能，具有符合現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工的全機(jī)械化和自動(dòng)化控制的目標(biāo)。

目前，國(guó)內(nèi)盾構(gòu)施工外循環(huán)水系統(tǒng)布置均為簡(jiǎn)便，大多為手動(dòng)控制，且功能較為欠缺，工況類(lèi)型單一，設(shè)備利用率低下。一般情況下均為一臺(tái)增壓水泵供一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水，當(dāng)其中一臺(tái)增壓泵故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致所供應(yīng)外循環(huán)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)法正常工作，對(duì)增壓泵及管路故障的應(yīng)對(duì)機(jī)制較差。

結(jié)合上述傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水裝置的優(yōu)劣勢(shì)，發(fā)明了一種具有自動(dòng)化控制程度高，適應(yīng)多種工況類(lèi)型和適用性廣的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水自動(dòng)切換裝置。該裝置對(duì)增壓水泵故障的應(yīng)對(duì)機(jī)制和措施齊全，自動(dòng)化控制程度高，在其中一臺(tái)增壓水泵故障時(shí)可由前述四種工況中的任何一種啟動(dòng)工作，確保不會(huì)因增壓泵故障而影響盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種可自動(dòng)切換的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置，通過(guò)布置三通連接管路及電磁閥可實(shí)現(xiàn)每臺(tái)增壓水泵單獨(dú)供水、單獨(dú)交叉供水及單臺(tái)增壓泵同時(shí)供應(yīng)兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)，并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)正在工作的兩臺(tái)增壓水泵其中一臺(tái)故障無(wú)法工作時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到一臺(tái)增壓泵同時(shí)供應(yīng)兩路外循環(huán)水的模式，確保正在掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免引起盾構(gòu)機(jī)設(shè)備損壞。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種可自動(dòng)切換的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置，包括外循環(huán)水池、第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)及第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)，第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)通過(guò)第一外循環(huán)回水管及第一外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池連接，第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)通過(guò)第二外循環(huán)進(jìn)水管及第二外循環(huán)回水管與外循環(huán)水池連接；所述第一外循環(huán)進(jìn)水管上，沿水流方向依次設(shè)有第一手動(dòng)蝶閥、第一Y型過(guò)濾器、第一減震接頭、第一外循環(huán)水泵、第一壓力控制器、第一電磁閥及第二電磁閥, 所述第二外循環(huán)進(jìn)水管上，沿水流方向依次設(shè)有第二手動(dòng)蝶閥、第二Y型過(guò)濾器、第二減震接頭、第二外循環(huán)水泵、第二壓力控制器、第三電磁閥及第四電磁閥；還包括用于連接第一外循環(huán)進(jìn)水管與第二外循環(huán)進(jìn)水管的連接管，連接管的一端連接于第一電磁閥與第二電磁閥之間，另一端連接于第三電磁閥與第四電磁閥之間，在連接管上設(shè)有第五電磁閥；還包括第一分支管及第二分支管，第一分支管用于連接第一外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池，第二分支管用于連接第二外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池，第一分支管的一端連接于第一外循環(huán)水泵與第一壓力控制器之間，另一端與外循環(huán)水池連接，第二分支管的一端連接于第二外循環(huán)水泵與第二壓力控制器之間，另一端與外循環(huán)水池連接，在第一分支管及第二分支管上分別設(shè)有第一彈簧安全閥及第二彈簧安全閥。

優(yōu)選的，還包括控制器，所述第一手動(dòng)蝶閥、第一Y型過(guò)濾器、第一減震接頭、第一外循環(huán)水泵、第一壓力控制器、第一電磁閥、第二電磁閥、第二手動(dòng)蝶閥、第二Y型過(guò)濾器、第二減震接頭、第二外循環(huán)水泵、第二壓力控制器、第三電磁閥、第四電磁閥及第五電磁閥均與控制器連接。

優(yōu)選的，所述控制器為PLC控制器。

優(yōu)選的，所述第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)及第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)上均設(shè)有內(nèi)外循環(huán)水熱交換區(qū)。

本實(shí)用新型提供一種可自動(dòng)切換的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置，布置簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能滿(mǎn)足多種工況下盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水供給，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)切換的功能，具有符合現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工的全機(jī)械化和自動(dòng)化控制的目標(biāo)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，一種可自動(dòng)切換的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置，包括外循環(huán)水池、第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)及第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)，第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)通過(guò)第一外循環(huán)回水管及第一外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池連接，第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)通過(guò)第二外循環(huán)進(jìn)水管及第二外循環(huán)回水管與外循環(huán)水池連接；所述第一外循環(huán)進(jìn)水管上，沿水流方向依次設(shè)有第一手動(dòng)蝶閥J、第一Y型過(guò)濾器K、第一減震接頭L、第一外循環(huán)水泵M、第一壓力控制器P、第一電磁閥N及第二電磁閥O, 所述第二外循環(huán)進(jìn)水管上，沿水流方向依次設(shè)有第二手動(dòng)蝶閥A、第二Y型過(guò)濾器B、第二減震接頭C、第二外循環(huán)水泵D、第二壓力控制器H、第三電磁閥E及第四電磁閥F；還包括用于連接第一外循環(huán)進(jìn)水管與第二外循環(huán)進(jìn)水管的連接管，連接管的一端連接于第一電磁閥N與第二電磁閥O之間，另一端連接于第三電磁閥E與第四電磁閥F之間，在連接管上設(shè)有第五電磁閥G；還包括第一分支管及第二分支管，第一分支管用于連接第一外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池，第二分支管用于連接第二外循環(huán)進(jìn)水管與外循環(huán)水池，第一分支管的一端連接于第一外循環(huán)水泵M與第一壓力控制器P之間，另一端與外循環(huán)水池連接，第二分支管的一端連接于第二外循環(huán)水泵D與第二壓力控制器H之間，另一端與外循環(huán)水池連接，在第一分支管及第二分支管上分別設(shè)有第一彈簧安全閥Q及第二彈簧安全閥I。

優(yōu)選的，還包括控制器，所述第一手動(dòng)蝶閥J、第一Y型過(guò)濾器K、第一減震接頭L、第一外循環(huán)水泵M、第一壓力控制器P、第一電磁閥N、第二電磁閥O、第二手動(dòng)蝶閥A、第二Y型過(guò)濾器B、第二減震接頭C、第二外循環(huán)水泵D、第二壓力控制器H、第三電磁閥E、第四電磁閥F及第五電磁閥G均與控制器連接。

優(yōu)選的，所述控制器為PLC控制器。

優(yōu)選的，所述第一盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)及第二盾構(gòu)機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)上均設(shè)有內(nèi)外循環(huán)水熱交換區(qū)。

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置工作時(shí)，當(dāng)供水壓力超過(guò)限定值時(shí)部分水通過(guò)彈簧安全閥Q、I回流至循環(huán)水池中以起到減壓作用。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)一段距離需要延伸外循環(huán)水管時(shí)，關(guān)閉延伸管道中設(shè)置的閥門(mén)后，壓力控制器（P、H）啟動(dòng)工作，增壓泵自動(dòng)關(guān)閉，待延伸管道接好后開(kāi)啟閥門(mén)后增壓泵自動(dòng)啟動(dòng)工作。

所述盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置電氣控制系統(tǒng)由7個(gè)中間繼電器KA，2個(gè)交流接觸器KM，2個(gè)熱繼電器FR，9個(gè)指示燈L，2個(gè)電接點(diǎn)壓力表PG（上限位為常閉點(diǎn)，下限位為常開(kāi)點(diǎn)），2個(gè)旋鈕開(kāi)關(guān)S，2個(gè)啟動(dòng)、停止按鈕SB連接而成。盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置控制系統(tǒng)主要通過(guò)控制各電氣元件及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)裝置在各工況下的自動(dòng)快速切換。

通過(guò)旋鈕開(kāi)關(guān)S和按鈕開(kāi)關(guān)SB的選擇可以實(shí)現(xiàn)以下四種工況：

工況一：增壓泵D通過(guò)管道1-7-9-5的順序單獨(dú)給第二盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水，增壓泵M通過(guò)管道2-8-10-6的順序單獨(dú)給第一盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水，兩臺(tái)水泵獨(dú)立工作互不干涉；

工況二：增壓泵D通過(guò)管道1-7-9-10-6的順序單獨(dú)給第一盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水或者1-8增壓泵M通過(guò)管道2-8-10-9-5的順序單獨(dú)給第二盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水，即在兩臺(tái)增壓泵不同時(shí)工作的情況下可實(shí)現(xiàn)交叉供水；

工況三：增壓泵D通過(guò)管道1-7-9-5、1-7-9-10-6的順序同時(shí)給第一、第二盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水或者增壓泵（M通過(guò)管道）2-8-10-6、2-8-10-9-5同時(shí)給第一、第二盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水，即可實(shí)現(xiàn)任意一臺(tái)增壓泵可同時(shí)供兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水；

工況四：在工況一的工作條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若其中任意一臺(tái)增壓水泵（D、M）斷電，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到工況三工作。

盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水裝置布置系統(tǒng)主要由循環(huán)水池預(yù)留管道安裝手動(dòng)蝶閥，主要起維修或檢修外循環(huán)水系統(tǒng)時(shí)切斷增壓水泵供水源的作用，Y型過(guò)濾器主要起過(guò)濾作用，防止循環(huán)水中雜質(zhì)進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)系統(tǒng)中。減震接頭安裝在增壓水泵供水端，防止因增壓泵啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生共振損壞Y型過(guò)濾器及蝶閥的接頭，起減震防爆管作用。增壓水泵為盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水供水的心臟，是外循環(huán)水的動(dòng)力來(lái)源，為確保增壓水泵出水壓力符合管道承壓要求，因此在節(jié)點(diǎn)8和節(jié)點(diǎn)7處分別接三通安裝彈簧安全閥，確保管道壓力正常。在節(jié)點(diǎn)7和節(jié)點(diǎn)8后端分別安裝壓力控制器和電磁閥，與節(jié)點(diǎn)9與節(jié)點(diǎn)10之間的電磁閥及其他兩套電磁閥共同工作，起供水方向及供水管路自動(dòng)切換的作用。盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水分別通過(guò)2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)外循環(huán)水熱交換器后返流至循環(huán)水池冷卻裝置后流入循環(huán)水池中。

考慮到盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)需要延伸隧道內(nèi)外循環(huán)水管，因此在布置及控制系統(tǒng)中布入壓力控制器。當(dāng)某臺(tái)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水管需要延伸時(shí)，關(guān)閉延伸管中定距設(shè)置的閥門(mén)中的最末端的，當(dāng)增壓泵供水壓力超過(guò)壓力控制器限值后，增壓泵自動(dòng)停止工作，當(dāng)延伸水管恢復(fù)，壓力消除后增壓泵自動(dòng)啟動(dòng)工作，避免了安裝延伸水管時(shí)需安排專(zhuān)人關(guān)閉、啟動(dòng)增壓水泵的繁瑣流程。

結(jié)合上述傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)供水裝置的優(yōu)劣勢(shì)，提供了一種具有自動(dòng)化控制程度高，適應(yīng)多種工況類(lèi)型和適用性廣的盾構(gòu)機(jī)外循環(huán)水自動(dòng)切換裝置。該裝置對(duì)增壓水泵故障的應(yīng)對(duì)機(jī)制和措施齊全，自動(dòng)化控制程度高，在其中一臺(tái)增壓水泵故障時(shí)可由前述四種工況中的任何一種啟動(dòng)工作，確保不會(huì)因增壓泵故障而影響盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)。

上述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。