[发明专利]一种超大直径盾构多模式推进系统及控制方法

说明书

本发明提出了一种超大直径盾构多模式推进系统及控制方法，用以解决现有盾构推进系统姿态控制精度不高，响应慢，能耗高，姿态调整功能及纠偏能力较弱的问题。本发明的油箱通过加油阀块与总换向阀组相连接，总换向阀组分别与至少两个有杆腔管路和无杆腔管路相连接，有杆腔管路分别与至少两个油缸的有杆腔相连接，无杆腔管路与进油阀块相连接，进油阀块分别与至少两个推进叠加块相连接，推进叠加块通过插装阀或自由分区阀分别与至少两个油缸的无杆腔相连接。本发明可实现默认分区模式、自由分区模式、慢速推进模式三种模式，可针对不同的掘进工况选择不同的控制模式，便于盾构机在复杂地层的调向和纠偏，减低能耗，减低施工风险，提高施工效率。

技术领域

本发明涉及地下工程施工装置的技术领域，尤其涉及一种超大直径盾构多模式推进系统及控制方法。

背景技术

推进系统是盾构机的重要组成部分，推进系统不仅要按照预定轨迹完成隧道掘进任务，而且还要能够根据施地层不同的土质及水土压力的变化，时时对推进速度和压力进行调节，使盾构机在掘进过程中引起的地表沉降控制在要求范围。现有的盾构推进系统也能够满足正常的掘进需求，但是在分区控制模式下，姿态控制精度不高，响应慢，能耗高；在曲线掘进的过程中姿态调整功能及纠偏能力较弱。

申请号为201910757360.9的一种盾构机推进系统增压装置及其工作方法，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；此装置仅仅是提高了系统推力，工作模式单一，功耗大，而且不能实现多模式推进，对不同工况和地层的适用性能差。

发明内容

针对现有盾构推进系统在分区控制模式下，姿态控制精度不高，响应慢，能耗高；在曲线掘进的过程中姿态调整功能及纠偏能力较弱的技术问题，本发明提出一种超大直径盾构多模式推进系统及控制方法，采用多个比例阀实现多模式推进控制，推进油缸可实现自由分组单独控制。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种超大直径盾构多模式推进系统，包括油箱，所述油箱通过加油阀块与总换向阀组相连接，总换向阀组分别与至少两个有杆腔管路和无杆腔管路相连接，有杆腔管路分别与至少两个油缸的有杆腔相连接，无杆腔管路与进油阀块相连接，进油阀块分别与至少两个推进叠加块相连接，推进叠加块通过插装阀或自由分区阀分别与至少两个油缸的无杆腔相连接。通过插装阀或自由分区阀可以分别实现默认分区模式和自由分区模式的切换，同时通过总换向阀组可以带动多个油缸组同时伸出或缩回，且可以分别控制每组中的单个油缸运动。

所述总换向阀组包括主电磁换向阀，主电磁换向阀分别与大腔进油阀、大腔回油阀、小腔回油阀、小腔进油阀和PLC控制器相连接，加油阀块分别与主电磁换向阀、大腔进油阀和小腔进油阀相连接，大腔进油阀和大腔回油阀均与无杆腔管路相连接，小腔回油阀、小腔进油阀均与有杆腔管路相连接；所述大腔回油阀和小腔回油阀均与回油管路相连接，回油管路与油箱相连接。主电磁换向阀通过PLC控制器可以控制不同的油阀开启，从而实现控制将油液输送至无杆腔管路或有杆腔管路，控制油缸的伸出或缩回。

所述总换向阀组内还设有备用阀组，备用阀组包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，第一电磁换向阀与第一回油阀相连接，第二电磁换向阀与第二回油阀相连接，第一回油阀与有杆腔管路相连接，第二回油阀与无杆腔回路相连接，第一回油阀和第二回油阀均与回油管路相连接。备用阀组连通无杆腔管路或有杆腔管路与油箱，从而可以将油缸内的油液回流至油箱，以防主电磁换向阀失效油缸不能实现收回。