本技術(shù)涉及保壓系統(tǒng)切換，特別地，涉及一種保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，另外，還特別涉及一種采用上述保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置的盾構(gòu)機。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)機由于施工速度快、安全性好、地面沉降小等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、地鐵等工程中。在盾構(gòu)施工過程中，保持掌子面的穩(wěn)定是維持施工安全的關(guān)鍵因素，如掌子面出現(xiàn)失穩(wěn)可能導(dǎo)致地面沉降、建筑物破壞、施工人員傷亡等嚴重后果。而利用保壓控制系統(tǒng)維持掌子面穩(wěn)定是目前盾構(gòu)法施工中常用的方法，保壓系統(tǒng)作為盾構(gòu)機的核心系統(tǒng)之一，用于調(diào)節(jié)盾構(gòu)機氣墊倉的壓力，其穩(wěn)定性直接影響施工安全及質(zhì)量。由于保壓系統(tǒng)失效可能導(dǎo)致嚴重安全事故，故而目前盾構(gòu)機上常采用兩套保壓控制系統(tǒng)，一套維持氣墊倉壓力穩(wěn)定，另外一套進行備用，全程由施工人員來監(jiān)控氣墊倉壓力，當(dāng)工作中的保壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致壓力波動失穩(wěn)時，由人工來進行切換，可能出現(xiàn)由于人員疏忽或緊急情況出現(xiàn)無法及時處理的問題。而且，由于備用保壓系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，無法監(jiān)控其設(shè)定壓力，可能出現(xiàn)兩套保壓系統(tǒng)設(shè)定壓力不一致的情況，緊急切換時還需人工臨時校準(zhǔn)設(shè)定壓力，無法滿足應(yīng)急要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型提供了一種保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置及采用其的盾構(gòu)機，以解決現(xiàn)有盾構(gòu)機的兩套保壓系統(tǒng)無法實現(xiàn)自動安全切換的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第一氣動球閥、第二氣動球閥和控制器，所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第一氣動球閥、第二氣動球閥均與控制器電性連接，所述第一壓力傳感器用于檢測氣倉的壓力，所述第二壓力傳感器用于檢測第一套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的w口設(shè)定壓力，所述第三壓力傳感器用于檢測第二套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的w口設(shè)定壓力，所述第一氣動球閥設(shè)置在第一套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源處，所述第二氣動球閥設(shè)置在第二套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源處，所述控制器用于根據(jù)所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器的檢測結(jié)果控制所述第一氣動球閥或第二氣動球閥開啟。

3、進一步地，還包括與控制器電性連接的第四壓力傳感器和第五壓力傳感器，所述第四壓力傳感器用于檢測第一套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的x口氣倉變送壓力，所述第五壓力傳感器用于檢測第二套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的x口氣倉變送壓力。

4、進一步地，還包括與控制器電性連接的第六壓力傳感器和第七壓力傳感器，所述第六壓力傳感器用于檢測第一套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的y口輸出壓力，所述第七壓力傳感器用于檢測第二套保壓系統(tǒng)的氣動控制器的y口輸出壓力。

5、進一步地，還包括與控制器電性連接的第八壓力傳感器和第九壓力傳感器，所述第八壓力傳感器用于檢測第一套保壓系統(tǒng)中氣動控制器和壓力變送器的氣源壓力，所述第九壓力傳感器用于檢測第二套保壓系統(tǒng)中氣動控制器和壓力變送器的氣源壓力。

6、進一步地，還包括與控制器電性連接并設(shè)置在第一氣動球閥出口處的第十壓力傳感器，用于檢測第一套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源壓力。

7、進一步地，還包括與控制器電性連接并設(shè)置在第二氣動球閥出口處的第十一壓力傳感器，用于檢測第二套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源壓力。

8、進一步地，還包括與第一氣動球閥并聯(lián)設(shè)置的第一手動球閥。

9、進一步地，還包括與第二氣動球閥并聯(lián)設(shè)置的第二手動球閥。

10、進一步地，還包括與控制器電性連接的第一人為調(diào)節(jié)檢測元件和第二人為調(diào)節(jié)檢測元件，用于分別檢測是否存在人為調(diào)節(jié)第一套保壓系統(tǒng)和第二套保壓系統(tǒng)的氣動控制器。

11、另外，本實用新型還提供一種盾構(gòu)機，采用如上所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置。

12、本實用新型具有以下效果：

13、本實用新型的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，通過在兩套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源處分別設(shè)置氣動球閥，由氣動球閥控制每套保壓系統(tǒng)的氣壓調(diào)節(jié)功能是否啟用，并通過壓力傳感器分別對氣倉內(nèi)的壓力、兩套保壓系統(tǒng)中氣動控制器的設(shè)定壓力進行監(jiān)測比對，可以根據(jù)壓力監(jiān)測比對結(jié)果自動判斷當(dāng)前運行保壓系統(tǒng)的氣壓調(diào)節(jié)功能是否故障和兩套保安系統(tǒng)的設(shè)定壓力是否一致，只有在判定當(dāng)前運行保壓系統(tǒng)的氣壓調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)故障且兩個保壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力一致時，才控制當(dāng)前運行保壓系統(tǒng)對應(yīng)的氣動球閥關(guān)閉、備用保壓系統(tǒng)對應(yīng)的氣動球閥開啟，從而從當(dāng)前運行的保壓系統(tǒng)切換至備用保壓系統(tǒng)，實現(xiàn)了兩套保壓系統(tǒng)的自動切換控制，防止出現(xiàn)倉壓異常未及時切換的情況，保證了保壓系統(tǒng)運行的安全性，還可以防止保壓系統(tǒng)自動切換時造成氣倉壓力大幅波動。

14、另外，本實用新型的盾構(gòu)機同樣具有上述優(yōu)點。

15、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

技術(shù)特征：

1.一種保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，包括第一壓力傳感器(1)、第二壓力傳感器(2)、第三壓力傳感器(3)、第一氣動球閥(4)、第二氣動球閥(5)和控制器，所述第一壓力傳感器(1)、第二壓力傳感器(2)、第三壓力傳感器(3)、第一氣動球閥(4)、第二氣動球閥(5)均與控制器電性連接，所述第一壓力傳感器(1)用于檢測氣倉(101)的壓力，所述第二壓力傳感器(2)用于檢測第一套保壓系統(tǒng)(100)的氣動控制器(300)的w口設(shè)定壓力，所述第三壓力傳感器(3)用于檢測第二套保壓系統(tǒng)(200)的氣動控制器(300)的w口設(shè)定壓力，所述第一氣動球閥(4)設(shè)置在第一套保壓系統(tǒng)(100)的調(diào)節(jié)閥氣源處，所述第二氣動球閥(5)設(shè)置在第二套保壓系統(tǒng)(200)的調(diào)節(jié)閥氣源處，所述控制器用于根據(jù)所述第一壓力傳感器(1)、第二壓力傳感器(2)和第三壓力傳感器(3)的檢測結(jié)果控制所述第一氣動球閥(4)或第二氣動球閥(5)開啟。

2.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接的第四壓力傳感器(6)和第五壓力傳感器(7)，所述第四壓力傳感器(6)用于檢測第一套保壓系統(tǒng)(100)的氣動控制器(300)的x口氣倉變送壓力，所述第五壓力傳感器(7)用于檢測第二套保壓系統(tǒng)(200)的氣動控制器(300)的x口氣倉變送壓力。

3.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接的第六壓力傳感器(8)和第七壓力傳感器(9)，所述第六壓力傳感器(8)用于檢測第一套保壓系統(tǒng)(100)的氣動控制器(300)的y口輸出壓力，所述第七壓力傳感器(9)用于檢測第二套保壓系統(tǒng)(200)的氣動控制器(300)的y口輸出壓力。

4.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接的第八壓力傳感器(10)和第九壓力傳感器(11)，所述第八壓力傳感器(10)用于檢測第一套保壓系統(tǒng)(100)中氣動控制器(300)和壓力變送器(400)的氣源壓力，所述第九壓力傳感器(11)用于檢測第二套保壓系統(tǒng)(200)中氣動控制器(300)和壓力變送器(400)的氣源壓力。

5.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接并設(shè)置在第一氣動球閥(4)出口處的第十壓力傳感器(12)，用于檢測第一套保壓系統(tǒng)(100)的調(diào)節(jié)閥氣源壓力。

6.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接并設(shè)置在第二氣動球閥(5)出口處的第十一壓力傳感器(13)，用于檢測第二套保壓系統(tǒng)(200)的調(diào)節(jié)閥氣源壓力。

7.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與第一氣動球閥(4)并聯(lián)設(shè)置的第一手動球閥(14)。

8.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與第二氣動球閥(5)并聯(lián)設(shè)置的第二手動球閥(15)。

9.如權(quán)利要求1所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置，其特征在于，還包括與控制器電性連接的第一人為調(diào)節(jié)檢測元件(16)和第二人為調(diào)節(jié)檢測元件(17)，用于分別檢測是否存在人為調(diào)節(jié)第一套保壓系統(tǒng)(100)和第二套保壓系統(tǒng)(200)的氣動控制器(300)。

10.一種盾構(gòu)機，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～9任一項所述的保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種保壓系統(tǒng)自動安全切換裝置及采用其的盾構(gòu)機，其通過在兩套保壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣源處分別設(shè)置氣動球閥，并通過壓力傳感器分別對氣倉內(nèi)的壓力、兩套保壓系統(tǒng)中氣動控制器的設(shè)定壓力進行監(jiān)測比對，當(dāng)判定當(dāng)前運行保壓系統(tǒng)的氣壓調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)故障且兩個保壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力一致時，才控制當(dāng)前運行保壓系統(tǒng)對應(yīng)的氣動球閥關(guān)閉、備用保壓系統(tǒng)對應(yīng)的氣動球閥開啟，從而從當(dāng)前運行的保壓系統(tǒng)切換至備用保壓系統(tǒng)，實現(xiàn)了兩套保壓系統(tǒng)的自動切換控制，防止出現(xiàn)倉壓異常未及時切換的情況，保證了保壓系統(tǒng)運行的安全性，還可以防止保壓系統(tǒng)自動切換時造成氣倉壓力大幅波動。

技術(shù)研發(fā)人員：劉樂,劉偉,袁佳瑩,趙明,肖前龍,秦邦江,方小龍
受保護的技術(shù)使用者：中國鐵建重工集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240327
技術(shù)公布日：2025/1/2