[发明专利]抗流量饱和的分区控制节能型盾构推进液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及流体压力执行机构，尤其涉及一种抗流量饱和的分区控制节能型盾构推进液压系统。

背景技术

盾构掘进机是一种专用于地下隧道工程施工的现代化高科技掘进装备，具有施工安全、快速、工程质量高、地面扰动小、劳动强度低等许多优点。随着科技发展和社会进步，盾构掘进将逐步取代传统方法。

盾构掘进机的推进系统为盾构前进提供推进力，承担着盾构掘进的核心任务。土质地层及其水土压力的复杂多边形，以及盾构前方存在的种种不可预见因素，对推进系统的输出推力和速度提出了很高的控制要求。同时，盾构掘进也是一种典型的大功率、大负载工况，因此其装机功率巨大。在能耗如此大的系统中，工作效率对系统性能而言是一个非常重要的影响因素。

在传统盾构掘进机中，通常推进系统将沿盾构周向分布的液压缸实施分区，采用液压阀对统一油源进行压力流量调控来实现控制目标。而在实际掘进过程中，由于周向上各个分区所承受的负载不同，油源必须根据最高负载分区来供油，造成其他分区效率低下。最终造成系统整体效率降低，不仅浪费能量、影响设备寿命，而且恶化了施工环境，带来诸多不利因素。CN101408107B公布了一种采用分区控制的节能型盾构推进液压系统，针对统一油源阀控的传统方法，提出了分区控制，各分区单独供油的方法，实现了整体效率的提高。但是对于分区内部各液压缸工作不同步、效率低下的问题，没有提出相应的解决方案。

发明内容

为了克服现有的盾构施工过程中存在的问题兼顾满足盾构施工的要求，本发明的目的在于提供了一种抗流量饱和的分区控制节能型盾构推进液压系统，既可以解决推进力与推进速度的实时联系控制，增加推进系统协调控制的灵活性，同时也解决了推进系统中分区间和分区内液压缸工作效率低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

抗流量饱和的分区控制节能型盾构推进液压系统包括分区油源和并联放置的4个均匀分布分区内液压缸，分区油源包括：电动机、变量泵、变量缸、两位三通比例换向阀、安全阀、两位两通换向阀、比例流量阀、比例溢流阀、进油管、回油管、补偿压力油管和油箱；每个分区内液压缸包括：可变节流口、压力补偿器、单向阀、三位四通换向阀、液压缸；分区油源与其中一个分区内液压缸的连接关系为：电动机与变量泵刚性连接，变量泵的吸油口与油箱连通；变量泵的出油口与变量缸的第二油口、安全阀的进油口、两位两通换向阀的第一油口、比例流量阀的进油口相连，变量缸的第一油口与二位三通比例换向阀的第一油口相连，二位三通比例换向阀的第二油口与油箱相连，二位三通比例换向阀的第三油口与补偿油管相连，安全阀的回油口与油箱相连，两位两通换向阀的第二油口、比例流量阀的回油口、比例溢流阀的进油口、可变节流口的进油口与进油管相连，可变节流口的回油口、压力补偿器的进油口与压力补偿器的无弹簧腔相连，压力补偿器的回油口、单向阀的进油口与三位四通换向阀的第一油口相连，压力补偿器的有弹簧腔、单向阀的回油口与补偿压力管相连，三位四通换向阀的第二油口与液压缸的第一油口相连，三位四通换向阀的第三油口与液压缸的第二油口相连，三位四通换向阀的第四油口与回油管相连，回油管与油箱相连，其它三个分区内液压缸与分区油源的连接关系同上。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1）分区间协调控制，增加系统灵活性。

2）分区内有单独油源，根据区内最高负载液压缸，实时调整分区内油源压力和流量，实现分区压力自适应。同时，区内某一液压缸在外界干扰产生压力或流量变化时，区内其他液压缸将自发进行相应的流量压力调整，使推进系统各液压缸都处于最佳工作状态，减少能量损失。

附图说明

图1是抗流量饱和的分区控制节能型盾构推进液压系统结构示意图；

图2是采用本发明中所述系统的盾构推进液压缸分区示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。