[发明专利]搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统及稳压方法

说明书

本发明公开了一种搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统及稳压方法，解决了现有技术中高压水射流系统压力不稳定的问题。本发明包括水箱和蓄能器，水箱通过第一高压管路与蓄能器相连接，所述第一高压管路上设有至少一个稳压机构，蓄能器上设有压力变送器，压力变送器与上位机的输入端相连接，稳压机构与上位机的输出端相连接。本发明的压力变送器会实时地将蓄能器的压力值传输到上位机，上位机通过稳压机构调节蓄能器内的压力值，进行稳压；即通过控制进入蓄能器水量的多少，控制蓄能器内部压力，这种稳压方式简单易行，便于控制，安全系数高。

技术领域

本发明涉及高压水开挖隧道技术领域，特别是指一种搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统及稳压方法。

背景技术

高压水射流切割是一种将水加压到超高的压力，使水获得压力能，再从细小的喷口喷射而出，将压力能转化为动能，从而形成高速射流，高压水射流切割正是利用这种高速射流的动能对物体造成破坏而完成切割。

高压水射流辅助破岩就是将高压水切割与传统的TBM机械破岩相结合进行破岩的一种形式。虽然水射流切割也发展的较为成熟并且广泛应用，但是利用高压水射流进行隧道开挖时的岩石切割还处于起步阶段，尤其是高压水辅助破岩系统在TBM上受空间和散热等多方面的限制，导致高压水的压力波动较大而影响喷嘴的出水速度，进而影响破岩效率。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统及稳压方法，解决了现有技术中高压水射流系统压力不稳定的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统，包括水箱和蓄能器，水箱通过第一高压管路与蓄能器相连接，所述第一高压管路上设有至少一个稳压机构，蓄能器上设有压力变送器，压力变送器与上位机的输入端相连接，稳压机构与上位机的输出端相连接。

所述水箱通过三个并联的第一高压管路与蓄能器相连接，其中一个第一高压管路上设有稳压机构、另外两个第一高压管路上设有动力机构。

所述稳压机构包括串联在其中一个第一高压管路上的高压泵和安全阀，高压泵上连接有变频电机，变频电机与上位机相连接。

所述动力机构包括高压泵和安全阀，高压泵和安全阀串联在另外两个第一高压管路上，高压泵上连接有定频电机，定频电机与上位机相连接。

所述水箱的出水端设有过滤器，过滤器串联在第一高压管路上。

所述蓄能器通过第二高压管路连通至刀盘，第二高压管路上设有旋转接头。

一种搭载于TBM上的高压水射流系统的稳压系统的稳压方法，包括如下步骤：

S1：在高压水射流系统启动之前，设置好高压水射流系统的目标运行压力；

S2：启动系统后，高压水射流系统在设定好的压力下运行，水从水箱流经过滤器进入第一高压管路，第一高压管路中的水在高压泵作用下进入蓄能器；

S3：在高压水射流系统运行过程中，压力变送器会实时地将蓄能器的压力值传输到上位机，上位机通过稳压机构调节蓄能器内的压力值，进行稳压；

S4：然后具有稳定压力的水再从蓄能器的另一端通过第二高压管路流出，通过旋转接头后从安装在刀盘上的喷嘴喷出，进行高压水射流破岩。

在步骤S3中上位机通过稳压机构调节蓄能器内压力值的过程中包括如下步骤：

S3.1：当压力变送器检测到蓄能器内的压力值低于设定值时，压力变送器将信号传递给上位机，上位机自动调节变频电机使其转速增大，增大变频电机对应的高压水泵的输出流量，进而使蓄能器的压力提高到设定值；