專利名稱：一種壓力速度混合控制的盾構推進液壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及流體壓力執(zhí)行機構，尤其是涉及一種壓力速度混合控制的 盾構推進液壓系統(tǒng)。
背景技術：
盾構推進系統(tǒng)是盾構掘進機的重要組成部分，承擔著整個盾構掘進機的推 進任務。推進系統(tǒng)不僅能夠實現(xiàn)推動盾構向前運動的功能，而且要完成盾構的 曲線行進、糾偏以及姿態(tài)控制等相關復雜任務。推進系統(tǒng)能夠適應不同施工地 層土質以及水土壓力的變化，輸出合適的推進壓力和推進速度與盾構前部密封 艙土壓力、刀盤轉速及排渣速度等參數(shù)相匹配，共同實現(xiàn)安全、快速、高效掘 進。
采用電液比例閥可以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力和速度參數(shù)的實時連續(xù)可調。壓力 控制模式下可以通過調節(jié)推進系統(tǒng)各分組壓力從而實現(xiàn)盾構掘進的姿態(tài)控制， 速度控制模式下與螺旋輸送機轉速控制相配合從而達到開挖與排土平衡控制， 維持開挖面的穩(wěn)定面，能更好地滿足盾構掘進對推進控制的要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種壓力速度混合控制的盾構推進液壓系統(tǒng)， 采用比例閥可以實現(xiàn)推進液壓系統(tǒng)壓力和速度參數(shù)的實時連續(xù)可調，以滿足不 同地質環(huán)境下推進系統(tǒng)的工作需要。
本實用新型所采用的技術方案是-
本實用新型包括三位四通換向閥、第一個二位三通換向闊、第二個二位 三通換向閥、比例減壓閥、比例調速閥、第一單向閥、插裝閥、第三個二位三 通換向閥、第二單向閥、溢流閥、壓力傳感器、內(nèi)置位移傳感器的液壓缸；三 位四通換向閥的進油口P1與主進油路相連，回油口T1與主回油路相連，出油 口 Al和Bl分別與第一個二位三通換向閥進油口 P2和內(nèi)置位移傳感器的液壓 缸有桿腔及第二單向閥出油口 B9相連；第一個二位三通換向閥出油口 A2和B2 分別與第二個二位三通換向閥進油口 P3和插裝閥進油口 A7相連；第二個二位 三通換向閥出油口 A3和B3分別與比例調速閥進油口 P5和比例減壓閥進油口 P4相連；比例調速閥出油口 T5和比例減壓閥出油口 T4與第一單向閥進油口 A6相連；第一單向閥出油口B6與插裝閥出油口B7、第三個二位三通換向閥出油口 A8、溢流閥進油口 P10和壓力傳感器均和內(nèi)置位移傳感器的液壓缸無桿腔相連；插裝閥控制油口K7與第三個二位三通換向閥進油口P8相連；第三個二位三通換向閥出油口 B8與插裝閥進油口 A7相連；溢流閥出油口 T10與第二單向閥進油口 A9相連。
本實用新型具有的有益效果是
1) 采用比例調速閥控制推進液壓缸的速度，使推進速度精確可控，易于配
合螺旋輸送機實現(xiàn)土壓平衡控制；
2) 采用比例減壓閥控制推進液壓缸輸出力的大小，易于實現(xiàn)盾構姿態(tài)協(xié)調控制；
3) 采用插裝閥組控制液壓缸的動作與可靠鎖緊，增加了系統(tǒng)的靈活性；
4) 采用主油路上的一個方向閥配合各液壓缸的插裝閥組實現(xiàn)每個推進液壓缸前進與回退，大大減少了推進多缸系統(tǒng)中電磁方向閥的數(shù)量，提高了系統(tǒng)的電氣可靠性。
附圖是本實用新型中壓力速度混合控制的盾構推進液壓系統(tǒng)單缸控制原理圖。
圖中1.三位四通換向閥，2、 3、 8. 二位三通換向閥，4.比例減壓閥，5.比例調速閥，6、 9.單向閥，7.插裝閥，10.溢流閥，11.壓力傳感器，12.內(nèi)置位移傳感器的液壓缸。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
如附圖所示，本實用新型包括三位四通換向閥l、第一個二位三通換向閥
2、第二個二位三通換向閥3、比例減壓閥4、比例調速閥5、第一單向閥6、插裝閥7、第三個二位三通換向閥8、第二單向閥9、溢流閥IO、壓力傳感器ll、內(nèi)置位移傳感器的液壓缸12;三位四通換向閥1的進油口 Pl與主進油路相連，回油口 Tl與主回油路相連，出油口 Al和B1分別與第一個二位三通換向閥2進油口 P2和內(nèi)置位移傳感器的液壓缸12有桿腔及第二單向閥9出油口 B9相連；第一個二位三通換向閥2出油口 A2和B2分別與第二個二位三通換向閥3進油口 P3和插裝閥7進油口 A7相連；第二個二位三通換向閥3出油口 A3和B3分別與比例調速閥5進油口 P5和比例減壓閥4進油口 P4相連；比例調速閥5出油口 T5和比例減壓閥4出油口 T4與第一單向閥6進油口 A6相連；第一單向閥6出油口B6與插裝閥7出油口B7、第三個二位三通換向閥8出油口 A8、溢流閥IO進油口 P10和壓力傳感器11均和內(nèi)置位移傳感器的液壓缸12無桿腔相連；插裝閥7控制油口K7與第三個二位三通換向閥8進油口P8相連；第三個二位三通換向閥8出油口 B8與插裝閥7進油口 A7相連；溢流閥10出油口 T10與第二單向閥9進油口 A9相連。本實用新型的工作原理如下
如附圖所示，盾構向前推進時，三位四通換向閥1左邊電磁鐵通電，主油路壓力油經(jīng)三位四通換向閥1的P1 口進入，Al 口流出至二位三通換向閥2的進油口 P2以及推進系統(tǒng)其它組液壓缸控制閥。
當二位三通換向閥2電磁鐵通電時，工作在左位，壓力油經(jīng)P2 口、 A2 口流至P3 口 。
當二位三通換向閥3電磁鐵斷電時，P3 口的壓力油經(jīng)二位三通換向閥3的B3 口、比例減壓閥4、單向閥6迸入內(nèi)置位移傳感器的液壓缸12無桿腔，推動液壓缸活塞桿伸出，盾構在壓力控制模式下向前推進。此時，二位三通換向閥8電磁鐵斷電，插裝閥7因其控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8左位與液壓缸無桿腔高壓油連通，處于關閉狀態(tài)。
當二位三通換向閥3電磁鐵通電時，P3 口的壓力油經(jīng)二位三通換向閥A3口、比例調速閥5、單向閥6進入內(nèi)置位移傳感器的液壓缸12無桿腔，推動液壓缸活塞桿伸出，盾構在速度控制模式下向前推進。此時，二位三通換向閥8電磁鐵斷電，插裝閥7因其控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8左位與液壓缸無桿腔高壓油連通，處于關閉狀態(tài)。
在推進壓力或速度控制模式下，通過壓力傳感器11以及內(nèi)置于液壓缸12的位移傳感器可以實時監(jiān)測盾構推進壓力和速度，將電信號反饋給控制系統(tǒng)從而輸出合適的信號控制比例閥。
液壓缸12的有桿腔通過管路與三位四通換向閥1的油口 Bl相連，盾構向前推進時，液壓缸12的有桿腔的液壓油經(jīng)三位四通換向閥1的油口 Bl、 Tl連接主回油路回到油箱。
在盾構推進過程中，當負載突然變大，導致液壓缸12無桿腔壓力突然升高時，溢流閥10打開。與此同時，液壓缸12無桿腔中的高壓油流至單向閥6的出油口B6被截止。最終，液壓缸12無桿腔中的高壓油經(jīng)溢流閥10、單向閥9、三位四通換向閥1到主回油路流入油箱，實現(xiàn)了突變負載工況下對元件的保護功能。
當二位三通換向閥2電磁鐵斷電時，工作在右位，壓力油經(jīng)P2口、 B2口流至A7口，若二位三通換向閥8電磁鐵斷電，插裝閥7控制油口K7經(jīng)二位三通換向閥8左位與液壓缸無桿腔連通，A7 口的液壓油將閥芯推開，來自主油路的液壓油經(jīng)插裝閥7進入液壓缸12無桿腔，液壓缸12實現(xiàn)空載快進動作；若二位三通換向閥8電磁鐵通電，插裝閥7控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8右位與插裝閥7進油口 A7連通，A7 口的液壓油將流到插裝閥芯頂部，由于閥芯上下面積差，閥芯處于關閉狀態(tài)，此時液壓缸12不動作，而出自三位四通換向閥1的Al油口的壓力油全部流至推進系統(tǒng)其它組液壓缸控制閥中，從而實現(xiàn)了推進液壓缸的單組快進控制，滿足了單缸調試等實際工況的需要。
在盾構管片拼裝作業(yè)時，推進液壓缸回退，此時三位四通換向閥1右邊電磁鐵通電，主油路壓力油經(jīng)三位四通換向閥1的P1 口進入，Bl 口流出至液壓缸12及推進系統(tǒng)其它組液壓缸有桿腔。
液壓缸12無桿腔液壓油流至插裝閥7的B7 口和單向閥6的出油口 B6，單向閥6反向截止。若二位三通換向閥8電磁鐵通電，且二位三通電磁換向閥2電磁鐵斷電，插裝閥7控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8右位與插裝閥7進油口A7連通，再經(jīng)二位三通換向閥2、三位四通換向閥1與主回油路連接到回到油箱，閥芯開啟，液壓缸12無桿腔液壓油經(jīng)插裝閥7、 二位三通換向閥2、三位四通換向閥l與主回油路連接回到油箱，此時液壓缸12回退；若二位三通換向閥8電磁鐵斷電，插裝閥7控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8左位與液壓缸無桿腔連通，無桿腔液壓油將流到插裝閥芯頂部，由于閥芯上下面積差，閥芯處于關閉狀態(tài)，此時液壓缸12不動作，而出自三位四通換向閥1的B1油口的壓力油全部流至推進系統(tǒng)其它組液壓缸控制閥中，從而實現(xiàn)了推進液壓缸的分組回退控制，滿足了管片拼裝等實際工況的需要。
當盾構暫停推進時，為了保持開挖面的穩(wěn)定，要求推進系統(tǒng)能夠保壓。此時，三位四通換向閥l所有電磁鐵斷電，工作在中位，主油路壓力油經(jīng)P1口流進、Tl 口流出回到油箱，使系統(tǒng)卸荷。二位三通換向閥8電磁鐵斷電，插裝閥7控制油口 K7經(jīng)二位三通換向閥8左位與液壓缸12無桿腔連通，無桿腔液壓油具有一定的壓力，將作用到插裝閥芯頂部，由于閥芯上下面積差，閥芯關閉。在單向闊6和插裝閥7的共同作用下，液壓缸12無桿腔液壓油實現(xiàn)可靠保壓。
權利要求1、一種壓力速度混合控制的盾構推進液壓系統(tǒng)，其特征在于包括三位四通換向閥(1)、第一個二位三通換向閥(2)、第二個二位三通換向閥(3)、比例減壓閥(4)、比例調速閥(5)、第一單向閥(6)、插裝閥(7)、第三個二位三通換向閥(8)、第二單向閥(9)、溢流閥(10)、壓力傳感器(11)、內(nèi)置位移傳感器的液壓缸(12)；三位四通換向閥(1)的進油口P1與主進油路相連，回油口T1與主回油路相連，出油口A1和B1分別與第一個二位三通換向閥(2)進油口P2和內(nèi)置位移傳感器的液壓缸(12)有桿腔及第二單向閥(9)出油口B9相連；第一個二位三通換向閥(2)出油口A2和B2分別與第二個二位三通換向閥(3)進油口P3和插裝閥(7)進油口A7相連；第二個二位三通換向閥(3)出油口A3和B3分別與比例調速閥(5)進油口P5和比例減壓閥(4)進油口P4相連；比例調速閥(5)出油口T5和比例減壓閥(4)出油口T4與第一單向閥(6)進油口A6相連；第一單向閥(6)出油口B6與插裝閥(7)出油口B7、第三個二位三通換向閥(8)出油口A8、溢流閥(10)進油口P10和壓力傳感器(11)均和內(nèi)置位移傳感器的液壓缸(12)無桿腔相連；插裝閥(7)控制油口K7與第三個二位三通換向閥(8)進油口P8相連；第三個二位三通換向閥(8)出油口B8與插裝閥(7)進油口A7相連；溢流閥(10)出油口T10與第二單向閥(9)進油口A9相連。
專利摘要本實用新型公開了一種壓力速度混合控制的盾構推進液壓系統(tǒng)。包括三位四通換向閥、三個二位三通換向閥、比例減壓閥、比例調速閥、二個單向閥、插裝閥、溢流閥、壓力傳感器、液壓缸。推進系統(tǒng)采用比例調速閥控制速度，采用比例減壓閥控制壓力，壓力和速度控制模式根據(jù)實際需要可以實時切換，滿足盾構土壓平衡和姿態(tài)控制的要求。通過二位三通換向閥控制插裝閥口開閉，可以實現(xiàn)液壓缸快進、快退與可靠鎖緊工況，增加了系統(tǒng)靈活性。采用壓力速度混合控制的盾構推進液壓控制系統(tǒng)能夠適應復雜地質環(huán)境掘進工況，適合于各種地質條件下盾構掘進裝備推進運動控制。
文檔編號E21D9/093GK201428459SQ20092012123
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權日2009年6月1日
發(fā)明者虎 施, 慧 汪, 龔國芳 申請人:浙江大學