申请/专利权人：中铁工程装备集团有限公司

申请日：2019-08-16

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN110410374B

主分类号：F15B3/00

分类号：F15B3/00;E21D9/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明提出了一种盾构机推进系统增压装置及其工作方法，包括液压泵组件，液压泵组件通过电磁换向阀与推进油缸相连通，所述液压泵组件分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀和增压组件相连通，第一回路的进口处和第二回路的进口处分别设有第一信号源和第二信号源；所述液压泵组件、第一信号源、第二信号源和增压组件均与PLC控制器相连接，PLC控制器与上位机相连接。本发明通过泵产生的液压油分为两路，一路通过电磁换向阀进入推进油缸，在推进系统正常工作时使用，另外一路通过增压进口调节阀、增压装置后进入推进缸，在主机脱困时使用，增强盾构机推进过程中对地层的适应性，提高推进系统的最大推力，有效降低盾构主机推进过程中的卡机情况。

主权项：1.一种盾构机推进系统增压装置，包括液压泵组件，液压泵组件通过电磁换向阀（11）与推进油缸（12）相连通，其特征在于，所述液压泵组件分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀（11）和增压组件相连通，第一回路的进口处和第二回路的进口处分别设有第一信号源和第二信号源，增压组件与推进油缸（12）相连接；所述液压泵组件、第一信号源、第二信号源和增压组件均与PLC控制器（13）相连接，PLC控制器（13）与上位机（14）相连接；所述增压组件包括增压装置（16），增压装置（16）的输入端通过增压进口调节阀（15）与第二信号源相连通且增压装置（16）的输出端与推进油缸（12）相连通；其工作方法包括如下步骤：S1，当第一信号源和第二信号源同时打开时，PLC控制器（13）收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器（13）发出指令禁止液压泵组件的电机（6）启动；S2，当第一信号源打开、第二信号源关闭时，PLC控制器（13）接收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器（13）发出指令允许电机（6）起动，液压油通过电磁换向阀（11）后进入推进油缸（12）内，盾构机进入正常推进模式；S3，当第一信号源关闭、第二信号源打开时，PLC控制器（13）发出指令允许电机（6）起动，液压油通过增压组件的增压进口调节阀（15）和增压装置（16）后进入到推进油缸（12）内，盾构机进入系统增压模式，同时增压进口调节阀（15）和增压装置（16）上的压力传感器（8）将压力信号反馈至PLC控制器（13），当PLC控制器（13）检测到压力超限后，PLC控制器（13）发出指令停止电机运转，液压泵停止供应液压油。

全文数据：一种盾构机推进系统增压装置及其工作方法技术领域本发明涉及盾构机推进装置的技术领域，尤其涉及一种盾构机推进系统增压装置及其工作方法。背景技术盾构机是一种在城市地铁，电力通讯，引水排洪等隧道施工过程中广泛使用的大型机械设备。推进系统是盾构机的关键动力系统，为整个盾构机沿隧道设计轴线进行掘进开挖提供推力，由于隧道工程的复杂性和开挖过程的不可预见性，特别是遭遇断层破碎带工况下，盾构机在施工过程中容易出现盾体卡住情况，并且目前盾构机在动力推进系统中外加多个油缸进而提高整体盾构机的推进能力，在专利申请号为“CN201810106800”，专利名称为“一种盾构机推进系统”中公开了一种液压控制系统调节多个油缸的进油路径，进而实现不同位置处油缸的推进，但是这种多个油缸的布置形式，在一定程度上限制了盾构机的行进轨迹，后续处理不仅耗费巨大的工程处理成本而且影响项目施工进度。发明内容针对目前盾构机推进系统所能达到的最大推力有限的技术问题，本发明提出一种盾构机推进系统增压装置及其控制方法。为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种盾构机推进系统增压装置，包括液压泵组件，液压泵组件通过电磁换向阀与推进油缸相连通，所述液压泵组件分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀和增压组件相连通，第一回路的进口处和第二回路的进口处分别设有第一信号源和第二信号源，增压组件与推进油缸相连接；所述液压泵组件、第一信号源、第二信号源和增压组件均与PLC控制器相连接，PLC控制器与上位机相连接。优选地，所述液压泵组件包括电机，电机与PLC控制器相连接，电机与液压泵相连接，液压泵与油箱相连通，液压泵分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀和增压组件相连通。优选地，所述液压泵与第一回路和第二回路之间设有一加载块，加载块上设有一压力传感器和压力表。优选地，所述第一信号源和第二信号源均为带信号反馈球阀。优选地，所述增压组件增压装置，增压装置的输入端通过增压进口调节阀与第二信号源相连通且增压装置的输出端与推进油缸相连通。优选地，所述增压装置和增压进口调节阀上均设有压力传感器且增压装置上设有一压力表，压力传感器与PLC控制器相连接。优选地，所述增压装置为一增压器。优选地，盾构机推进系统增压装置的工作方法，包括如下步骤：S1，当第一信号源和第二信号源同时打开时，PLC控制器收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器发出指令禁止电机启动；S2，当第一信号源打开、第二信号源关闭时，PLC控制器接收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器发出指令允许电机起动，液压油通过电磁换向阀后进入推进油缸内，盾构机进入正常推进模式；S3，当第一信号源关闭、第二信号源打开时，PLC控制器发出指令允许电机起动，液压油通过增压进口调节阀和增压装置后进入到推进油缸内，盾构机进入系统增压模式，同时增压进口调节阀和增压装置上的压力传感器将压力信号反馈至PLC控制器，当PLC控制器检测到压力超限后，PLC控制器发出指令切断泵压力。本发明的有益效果：本发明通过液压泵产生的液压油分为两路，各自回路进口设有第一信号源和第二信号源，第一信号源和第二信号源将状态信息反馈给PLC控制器，在推进系统正常工作时使用时，PLC控制器控制液压泵将液压油从一路通过电磁换向阀进入推进油缸；在主机脱困时使用，PLC控制器控制液压泵将液压油从另外一路通过增压进口调节阀、增压装置后进入推进油缸，增强盾构机推进过程中对地层的适应性，提高推进系统的最大推力，有效降低盾构主机推进过程中的卡机情况。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的结构示意图。图中，1为油箱、2为过滤器、3为吸油蝶阀、4为液压泵、5为加载块、6为电机、7为压力表、8为压力传感器、9为单向阀、10为带信号反馈球阀、11为电磁换向阀、12为推进油缸、13为PLC控制器、14为上位机、15为增压进口调节阀、16为增压装置。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1，如图1所示，一种盾构机推进系统增压装置，包括液压泵组件，液压泵组件与PLC控制器相连接，PLC控制器13与上位机14相连接，上位机14的作用，液压泵组件通过电磁换向阀11与推进油缸12相连通，推进油缸的设置数量为多组且多组推进油缸均与电磁换向阀11和增压组件相连通，电磁换向阀11的两个输出端分别与推进油缸12的有杆腔和无杆腔相连接。所述液压泵组件分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀11和增压组件相连通且液压泵组件通过一单向阀9与第一回路和第二回路相连通，第一回路和第二回路并联设置，第一回路的进口处和第二回路的进口处分别设有第一信号源和第二信号源，液压泵组件包括电机6，电机6与PLC控制器13相连接，电机6与液压泵4相连接，电机启动带动液压泵从油箱内吸入油液。液压泵4依次通过吸油蝶阀3和过滤器2与油箱1相连通。液压泵1分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀11和增压组件相连通且液压泵1通过单向阀9与第一回路和第二回路相连通，第一信号源和第二信号源分别设置在各回路的进口处，第一信号源和第二信号源均与PLC控制器相连接，第一信号源和第二信号源均为带信号反馈球阀10，带信号反馈手动球阀是将有源反馈信号开关或者无源反馈信号开关加装在球阀手柄上方，通过手柄开关触动将信号反馈至PLC控制器，带信号反馈球阀分别用于监测各回路通断状态，第一信号源和第二信号源监测回路通断信息反馈给PLC控制器。增压组件与推进油缸12相连通，增压组件包括增压装置16，增压装置16为一增压器，增压装置16的输入端通过增压进口调节阀15与第二信号源相连通且增压装置16的输出端与推进油缸12相连通且增压装置16和增压进口调节阀15上均并联有压力传感器8，压力传感器8用于探测增压装置上的压力或增压进口调节阀处的压力，防止液压油增压压力超限，利用PLC控制器及时切断液压泵的供油，且增压装置16上设有一压力表7，压力传感器8与PLC控制器13相连接。通过液压泵产生的液压油分为两路，各自回路进口设有第一信号源和第二信号源，第一信号源和第二信号源将状态信息反馈给PLC控制器，在推进系统正常工作时使用时，PLC控制器控制液压泵将液压油从一路通过电磁换向阀进入推进油缸；在主机脱困时使用，PLC控制器控制液压泵将液压油从另外一路通过增压进口调节阀、增压装置后进入推进油缸，，增强盾构机推进过程中对地层的适应性，提高推进系统的最大推力，有效降低盾构主机推进过程中的卡机情况。一种盾构机推进系统增压装置的工作方法，包括如下步骤：S1，当第一信号源和第二信号源同时打开时，PLC控制器13收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器13发出指令禁止电机6启动；S2，当第一信号源打开、第二信号源关闭时，PLC控制器13接收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器13发出指令控制电机6启动，液压油通过电磁换向阀11后进入推进油缸12内，盾构机进入正常推进模式；S3，当第一信号源关闭、第二信号源打开时，PLC控制器13发出指令控制电机6起动，液压油通过增压进口调节阀15和增压装置16后进入到推进油缸12内，盾构机进入系统增压模式，同时增压进口调节阀15和增压装置16上的压力传感器8将压力信号反馈至PLC控制器13，当PLC控制器13检测到压力超限后，PLC控制器13发出指令停止电机运转，液压泵停止供应液压油。实施例2，如图1所示，一种盾构机推进系统增压装置及其控制方法，所述液压泵4与第一信号源和第二信号源之间设有一加载块5，加载块的作用就是先让电机泵组空载启动，尽可能减小启动电流，等电机启动起来之后，再进行加载，加载块5上设有一压力传感器8和压力表7，加载块上的压力传感器用于监测加载块上压力情况，提高整体增压系统的安全性。其余结构及工作方法与实施例1相同。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种盾构机推进系统增压装置，包括液压泵组件，液压泵组件通过电磁换向阀（11）与推进油缸（12）相连通，其特征在于，所述液压泵组件分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀（11）和增压组件相连通，第一回路的进口处和第二回路的进口处分别设有第一信号源和第二信号源，增压组件与推进油缸（12）相连接；所述液压泵组件、第一信号源、第二信号源和增压组件均与PLC控制器（13）相连接，PLC控制器（13）与上位机（14）相连接。2.根据权利要求1所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述液压泵组件包括电机（6），电机（6）与PLC控制器（13）相连接，电机（6）与液压泵（4）相连接，液压泵（4）与油箱（1）相连通，液压泵（1）分别通过第一回路和第二回路与电磁换向阀（11）和增压组件相连通。3.根据权利要求2所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述液压泵（4）与第一回路和第二回路之间设有一加载块（5），加载块（5）上设有一压力传感器（8）和压力表（7）。4.根据权利要求1所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述第一信号源和第二信号源均为带信号反馈球阀（10）。5.根据权利要求1所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述增压组件包括增压装置（16），增压装置（16）的输入端通过增压进口调节阀（15）与第二信号源相连通且增压装置（16）的输出端与推进油缸（12）相连通。6.根据权利要求5所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述增压装置（16）和增压进口调节阀（15）上均设有压力传感器（8）且增压装置（16）上设有一压力表（7），压力传感器（8）与PLC控制器（13）相连接。7.根据权利要求6所述的盾构机推进系统增压装置，其特征在于，所述增压装置（16）为一增压器。8.根据权利要求1所述的盾构机推进系统增压装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，当第一信号源和第二信号源同时打开时，PLC控制器（13）收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器（13）发出指令禁止电机（6）启动；S2，当第一信号源打开、第二信号源关闭时，PLC控制器（13）接收到第一信号源和第二信号源的反馈信号后，PLC控制器（13）发出指令允许电机（6）起动，液压油通过电磁换向阀（11）后进入推进油缸（12）内，盾构机进入正常推进模式；S3，当第一信号源关闭、第二信号源打开时，PLC控制器（13）发出指令允许电机（6）起动，液压油通过增压进口调节阀（15）和增压装置（16）后进入到推进油缸（12）内，盾构机进入系统增压模式，同时增压进口调节阀（15）和增压装置（16）上的压力传感器（8）将压力信号反馈至PLC控制器（13），当PLC控制器（13）检测到压力超限后，PLC控制器（13）发出指令停止电机运转，液压泵停止供应液压油。

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