CN105332712A - 一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件，泥浆供给阀、泥浆排出阀、旁通阀分别通过工作控制阀组与液压源连通，所述液压源连通有液压蓄能装置，所述液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与所述泥浆供给阀执行元件、所述泥浆排出阀执行元件、所述旁通阀执行元件连通。本发明可在工作阀组失控时，將开挖面环流系统泥水循环转换为机内旁通泥水循环，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故。

Description

一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置

技术领域

本发明涉及一种盾构机的应急装置，尤其涉及一种泥水盾构机环流系统应急液压装置。

背景技术

盾构机：是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机分类：主要有土压平衡式盾构机和泥水平衡式盾构机。

土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出的土量进行调节。

泥水平衡式盾构机出土方式是通过环流系统进行泥水循环，经过泥浆泵及管道元件將地面泥水站的新浆液输送到掌子面，与切削土体混合搅拌后送至泥水分离系统进行处理。与土压平衡式盾构机相比，泥水平衡式盾构机具有效率高、安全可靠性好、地面扰动少、机械自动化程度高、设备造价高等特点。广泛适用于地质条件差、地下水位高、地表沉降控制精度高、施工作业环境污染少的跨江越海地下轨道交通建设。如南京扬子江隧道、纬七路长江隧道、上海崇明隧道，开挖直接达到15m。对于重点、难点、大型工程隧道项目，泥水平衡式盾构机越来越受到各个项目参建方的重视。

目前，城市地下轨道交通建设快速发展，隧道施工的安全性是项目各阶段参建方重点考虑的因素。当采用泥水平衡式盾构机作为隧道施工设备时，出土方面具有连续稳定的优势，对地表沉降控制精确，自动化程度高，机械设备复杂，但在施工过程中也发现一些问题，影响隧道施工质量。泥水平衡式盾构机及后配套整体长度大、要实现集中控制需要现场总线控制。分站与主站距离较远，控制线缆布置较长，由于施工过程中各工种交叉作业较多，人为因素的干扰，隧道施工环境差，对集中控制系统的硬件影响因素较多，不能满足自动控制设备的基本要求，以至于无法正常工作。如控制线缆被拉断，输入输出设备及各控制器的损坏，潮湿环境下硬件的绝缘电阻不符合参数设定要求。

如图1所示，现有技术的泥水盾构机环流系统，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件1、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件3、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件2，所述泥浆供给阀1、所述泥浆排出阀3、所述旁通阀2分别通过工作控制阀组4与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件2关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件2打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3关闭。

当控制系统因故障停止运行时，其他系统，尤其是环流系统中留有循环的泥水，由于流体泵的突然停止，管道内的泥水由于惯性继续循环，操作人员无法通过操作屏进行参数控制，使得管道内的压力发生变化（由于液位差，进浆流量大、出浆流量小），使管道元件及泥水舱压力过大，即使减压设备进行压力释放，排气过滤设备也可能发生堵塞；气体管路可能回流，损坏空气控制系统；由于泥水舱压力波动，可能影响地面沉降；严重时会发生重大机械事故，造成人员的伤亡、经济的损失。同时，由于泥水存留在管道内容易堵塞管道，为下次开机循环带来极大困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，该应急液压装置可在工作阀组失控时，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止管道内的压力发生变化，防止管道元件及泥水舱压力过大，防止排气过滤设备发生堵塞，防止损坏空气控制系统，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故，防止造成人员的伤亡，避免经济的损失，避免由于泥水存留在管道内造成管道堵塞，为下次开机循环创造有利条件。

为了解决上述技术问题，本发明的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件，所述泥浆供给阀、所述泥浆排出阀、所述旁通阀分别通过工作控制阀组与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭，所述液压源连通有液压蓄能装置，所述液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与所述泥浆供给阀执行元件、所述泥浆排出阀执行元件、所述旁通阀执行元件连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，同时，所述应急控制阀组控制所述液压源向所述液压蓄能装置蓄能，当突然断电时，应急控制阀组利用所述液压蓄能装置先控制所述旁通阀打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭。

所述液压蓄能装置包括蓄能器、压差开关、截止阀，所述蓄能器的进出油口分别连通单向阀的出油口、所述应急控制阀组液压输入侧的进油口、所述截止阀的一个端口，所述压差开关设置在所述蓄能器的进出油口，所述单向阀的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组液压输入侧的出油口。

所述蓄能器的容量是50L，所述蓄能器的预充压力是4Mpa，所述压差开关的打开压力为11Mpa，所述压差开关的关闭压力为9.5Mpa。

所述应急控制阀组液压输出侧有两个进油口和两个出油口，一个所述出油口连通所述旁通阀执行元件油缸的有杆腔，一个所述进油口连通所述旁通阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述出油口连通两个单向阀的进油口，一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述进油口连通两个单向阀的出油口，一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的有杆腔，另一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的有杆腔。

所述应急控制阀组包括截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点，所述截止阀的一个端口是所述应急控制阀组液压输入侧的进油口，所述截止阀的另一个端口连通所述换向阀的进油口，所述换向阀的出油口分别连通一个所述单向阀的进油口和所述压力控制阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个出油口，所述压力控制阀的出油口连通另一个所述单向阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个出油口，所述压力检测点与所述压力控制阀的控制进油端口连通，所述压力控制阀的控制泄油端口与所述液压源的回路连通，一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个进油口，另一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个进油口，两个所述液控单向阀、的进油口相并联形成所述应急控制阀组液压输入侧的出油口，一个所述液控单向阀的先导端口连通所述换向阀的出油口，另一个所述液控单向阀的先导端口连通所述压力控制阀的出油口。

所述截止阀是手动截止阀或常闭型电动截止阀或手动电动型常闭截止阀。

所述换向阀为手动二位四通换向阀或手动二位二通换向阀，或者，所述换向阀为电动二位四通换向阀或电动二位二通换向阀。

所述截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点集中地设置在阀组单元上，所述截止阀设置在所述阀组单元的左侧面，所述换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀设置在所述阀组单元的顶面，所述换向阀、压力控制阀依次左右居中相邻，一个所述液控单向阀位于所述换向阀的左侧，另一个所述液控单向阀位于所述压力控制阀的右侧，两个所述单向阀、设置在所述阀组单元的后面，两个所述单向阀、依次左右居中相邻，所述应急控制阀组液压输出侧的两个进油口和两个出油口、所述压力检测点设置在所述阀组单元的前面，所述压力检测点左右居中偏上，所述两个进油口和两个出油口上下居中呈“一”字形横向排列，一个所述出油口位于所述压力检测点的左侧，一个所述进油口位于一个所述出油口的左侧，另一个所述出油口位于所述压力检测点的右侧，另一个所述进油口位于另一个所述出油口的右侧，所述阀组单元安装在操作室附近通道口。

所述工作控制阀组的液压输入侧有两个进出油口，所述工作控制阀组的液压输出侧有两个进出油口，所述工作控制阀组包括从液压输出侧至液压输入侧依次串联的单向调速阀组、液控单向阀组、电磁换向阀。

所述单向调速阀组包括两个调节阀和两个单向阀，其中，一个所述调节阀和一个所述单向阀并联形成一个进出油通道，另一个所述调节阀和另一个所述单向阀并联形成另一个进出油通道，所述液控单向阀组包括两个液控单向阀，其中，一个所述液控单向阀形成一个进出油通道，另一个所述液控单向阀形成另一个进出油通道，一个所述液控单向阀的先导端口与另一个进出油通道连通，另一个所述液控单向阀的先导端口与一个进出油通道连通，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀。

本发明泥水盾构机环流系统的应急液压装置与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本技术方案由于采用了所述液压源连通有液压蓄能装置，所述液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与所述泥浆供给阀执行元件、所述泥浆排出阀执行元件、所述旁通阀执行元件连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，同时，所述应急控制阀组控制所述液压源向所述液压蓄能装置蓄能，当突然断电时，应急控制阀组利用所述液压蓄能装置先控制所述旁通阀打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭的技术手段，所以，可在工作阀组失控时，将泥水盾构机环流系统管道内的泥水排出，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止管道内的压力发生变化，防止管道元件及泥水舱压力过大，防止排气过滤设备发生堵塞，防止损坏空气控制系统，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故，防止造成人员的伤亡，避免经济的损失，避免由于泥水存留在管道内造成管道堵塞，为下次开机循环创造有利条件。

2、本技术方案由于采用了所述液压蓄能装置包括蓄能器、压差开关、截止阀，所述蓄能器的进出油口分别连通单向阀的出油口、所述应急控制阀组液压输入侧的进油口、所述截止阀的一个端口，所述压差开关设置在所述蓄能器的进出油口，所述单向阀的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组液压输入侧的出油口的技术手段，所以，结构简单，运行可靠。

3、本技术方案由于采用了所述蓄能器的容量是50L，所述蓄能器的预充压力是4Mpa，所述压差开关的打开压力为11Mpa，所述压差开关的关闭压力为9.5Mpa的技术手段，所以，可在确保系统正常运行。

4、本技术方案由于采用了所述应急控制阀组液压输出侧有两个进油口和两个出油口，一个所述出油口连通所述旁通阀执行元件油缸的有杆腔，一个所述进油口连通所述旁通阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述出油口连通两个单向阀的进油口，一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述进油口连通两个单向阀的出油口，一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的有杆腔，另一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的有杆腔的技术手段，所以，为下面的改进提供了有利的条件。

5、本技术方案由于采用了所述应急控制阀组包括截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点，所述截止阀的一个端口是所述应急控制阀组液压输入侧的进油口，所述截止阀的另一个端口连通所述换向阀的进油口，所述换向阀的出油口分别连通一个所述单向阀的进油口和所述压力控制阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个出油口，所述压力控制阀的出油口连通另一个所述单向阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个出油口，所述压力检测点与所述压力控制阀的控制进油端口连通，所述压力控制阀的控制泄油端口与所述液压源的回路连通，一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个进油口，另一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个进油口，两个所述液控单向阀的进油口相并联形成所述应急控制阀组液压输入侧的出油口，一个所述液控单向阀的先导端口连通所述换向阀的出油口，另一个所述液控单向阀的先导端口连通所述压力控制阀的出油口的技术手段，所以，可确保应急控制阀组稳定地工作。

6、本技术方案由于采用了所述截止阀是手动截止阀或常闭型电动截止阀或手动电动型常闭截止阀的技术手段，所以，可以根据客户的需求生产出多种泥水盾构机环流系统的应急液压装置。

7、本技术方案由于采用了所述换向阀为手动二位四通换向阀或手动二位二通换向阀，或者，所述换向阀为电动二位四通换向阀或电动二位二通换向阀的技术手段，所以，可根据实际情况生产出多种泥水盾构机环流系统的应急液压装置。

8、本技术方案由于采用了所述截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点集中地设置在阀组单元上，所述截止阀设置在所述阀组单元的左侧面，所述换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀设置在所述阀组单元的顶面，所述换向阀、压力控制阀依次左右居中相邻，一个所述液控单向阀位于所述换向阀的左侧，另一个所述液控单向阀位于所述压力控制阀的右侧，两个所述单向阀、设置在所述阀组单元的后面，两个所述单向阀、依次左右居中相邻，所述应急控制阀组液压输出侧的两个进油口和两个出油口、所述压力检测点设置在所述阀组单元的前面，所述压力检测点左右居中偏上，所述两个进油口和两个出油口上下居中呈“一”字形横向排列，一个所述出油口位于所述压力检测点的左侧，一个所述进油口位于一个所述出油口的左侧，另一个所述出油口位于所述压力检测点的右侧，另一个所述进油口位于另一个所述出油口的右侧，所述阀组单元安装在操作室附近通道口的技术手段，所以，结构紧凑，有利于安装，方便员工应急操作。

9、本技术方案由于采用了所述工作控制阀组的液压输入侧有两个进出油口，所述工作控制阀组的液压输出侧有两个进出油口，所述工作控制阀组包括从液压输出侧至液压输入侧依次串联的单向调速阀组、液控单向阀组、电磁换向阀的技术手段，所以，可根据实际情况对泥浆供给阀执行元件、泥浆排出阀执行元件、旁通阀执行元件进行控制。

10、本技术方案由于采用了所述单向调速阀组包括两个调节阀和两个单向阀，其中，一个所述调节阀和一个所述单向阀并联形成一个进出油通道，另一个所述调节阀和另一个所述单向阀并联形成另一个进出油通道，所述液控单向阀组包括两个液控单向阀，其中，一个所述液控单向阀形成一个进出油通道，另一个所述液控单向阀形成另一个进出油通道，一个所述液控单向阀的先导端口与另一个进出油通道连通，另一个所述液控单向阀的先导端口与一个进出油通道连通，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀的技术手段，所以，结构简单，可实现模块化生产，进而大大降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明泥水盾构机环流系统的应急液压装置作进一步的详细描述。

图1为现有技术中的泥水盾构机环流系统的连接结构示意图。

图2为本发明泥水盾构机环流系统的应急液压装置的连接结构示意图。

图3为图2中应急控制阀组的连接结构示意图。

图4为图3中各种阀门分布的主视结构示意图。

图5为图3中各种阀门分布的左视结构示意图。

图6为图3中各种阀门分布的俯视结构示意图。

图7为图2中工作控制阀组的连接结构示意图。

附件标记说明如下。

1~泥浆供给阀执行元件；

2~旁通阀执行元件；

3~泥浆排出阀执行元件；

4~工作控制阀组；

4-1~单向调速阀组；

4-1-1~调节阀；

4-1-2~单向阀；

4-2~液控单向阀组；

4-2-1~液控单向阀；

4-3~电磁换向阀；

4-3-1~三位四通电磁换向阀；

5~油泵；

6~单向阀；

7~液压蓄能装置；

7-1~蓄能器；

7-2~压差开关；

7-3~截止阀；

8~单向阀；

9~应急控制阀组；

9-1~截止阀；

9-2~换向阀；

9-3~压力控制阀；

9-4~液控单向阀；

9-5~单向阀；

9-6~单向阀；

9-7~液控单向阀；

9-8~压力检测点；

9-9~阀组单元；

1A~进油口；

1B~出油口；

2A~出油口；

2B~进油口。

具体实施方式

如图2至图7所示，本实施方式提供的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件1、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件3、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件2，所述泥浆供给阀1、所述泥浆排出阀3、所述旁通阀2分别通过工作控制阀组4与液压源连通，所述液压源包括油泵5，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件2关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件2打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3关闭，所述液压源连通有液压蓄能装置7，所述液压蓄能装置7通过应急控制阀组9分别与所述泥浆供给阀执行元件1、所述泥浆排出阀执行元件3、所述旁通阀执行元件2连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环流动，再控制所述旁通阀执行元件2关闭，同时，所述应急控制阀组9控制所述液压源向所述液压蓄能装置7蓄能，当突然断电时，应急控制阀组9利用所述液压蓄能装置7先控制所述旁通阀2打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3关闭。作为一种优选，所述工作控制阀组通过PLC控制器控制。

本实施方式由于采用了所述液压源连通有液压蓄能装置，所述液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与所述泥浆供给阀执行元件、所述泥浆排出阀执行元件、所述旁通阀执行元件连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，同时，所述应急控制阀组控制所述液压源向所述液压蓄能装置蓄能，当突然断电时，应急控制阀组利用所述液压蓄能装置先控制所述旁通阀打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭的技术手段，所以，可在工作阀组失控时，将泥水盾构机环流系统管道内的泥水排出，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止管道内的压力发生变化，防止管道元件及泥水舱压力过大，防止排气过滤设备发生堵塞，防止损坏空气控制系统，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故，防止造成人员的伤亡，避免经济的损失，避免由于泥水存留在管道内造成管道堵塞，为下次开机循环创造有利条件。

作为本实施方式的第一步改进，如图2所示，所述液压蓄能装置7包括蓄能器7-1、压差开关7-2、截止阀7-3，所述蓄能器7-1的进出油口分别连通单向阀8的出油口、所述应急控制阀组9液压输入侧的进油口、所述截止阀7-3的一个端口，所述压差开关7-2设置在所述蓄能器7-1的进出油口，所述单向阀8的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀7-3的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组9液压输入侧的出油口。

本实施方式由于采用了所述液压蓄能装置包括蓄能器、压差开关、截止阀，所述蓄能器的进出油口分别连通单向阀的出油口、所述应急控制阀组液压输入侧的进油口、所述截止阀的一个端口，所述压差开关设置在所述蓄能器的进出油口，所述单向阀的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组液压输入侧的出油口的技术手段，所以，结构简单，运行可靠。

作为本实施方式的第二步改进，如图2所示，所述蓄能器7-1的容量是50L，所述蓄能器7-1的预充压力是4Mpa，所述压差开关7-2的打开压力为11Mpa，所述压差开关7-2的关闭压力为9.5Mpa。当液压系统高于11Mpa时，压差开关打开，蓄能器7-1处于蓄能状态，当液压系统低于9.5Mpa时，压差开关关闭，蓄能器7-1处于非蓄能状态。

本实施方式由于采用了所述蓄能器的容量是50L，所述蓄能器的预充压力是4Mpa，所述压差开关的打开压力为11Mpa，所述压差开关的关闭压力为9.5Mpa的技术手段，所以，可在确保系统正常运行。

作为本实施方式的第三步改进，如图2所示，所述应急控制阀组9液压输出侧有两个进油口1A、2B和两个出油口1B、2A，一个所述出油口1B连通所述旁通阀执行元件2油缸的有杆腔，一个所述进油口1A连通所述旁通阀执行元件2油缸的无杆腔，另一个所述出油口2A连通两个单向阀6的进油口，一个所述单向阀6的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件1油缸的无杆腔，另一个所述单向阀6的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件3油缸的无杆腔，另一个所述进油口2B连通两个单向阀6的出油口，一个所述单向阀6的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件1油缸的有杆腔，另一个所述单向阀6的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件3油缸的有杆腔。

本实施方式由于采用了所述应急控制阀组液压输出侧有两个进油口和两个出油口，一个所述出油口连通所述旁通阀执行元件油缸的有杆腔，一个所述进油口连通所述旁通阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述出油口连通两个单向阀的进油口，一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述进油口连通两个单向阀的出油口，一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的有杆腔，另一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的有杆腔的技术手段，所以，为下面的改进提供了有利的条件。

作为本实施方式的第四步改进，如图3所示，所述应急控制阀组9包括截止阀9-1、换向阀9-2、压力控制阀9-3、两个液控单向阀9-4、9-7、两个单向阀9-5、9-6、压力检测点9-8，所述截止阀9-1的一个端口是所述应急控制阀组9液压输入侧的进油口，所述截止阀9-1的另一个端口连通所述换向阀9-2的进油口，所述换向阀9-2的出油口分别连通一个所述单向阀9-5的进油口和所述压力控制阀9-3的进油口，该单向阀9-5的出油口是所述应急控制阀组9液压输出侧的一个出油口1B，所述压力控制阀9-3的出油口连通另一个所述单向阀9-6的进油口，该单向阀9-6的出油口是所述应急控制阀组9液压输出侧的另一个出油口2A，所述压力检测点9-8与所述压力控制阀9-3的控制进油端口连通，所述压力控制阀9-3的控制泄油端口与所述液压源的回路连通，一个所述液控单向阀9-4的出油口是所述应急控制阀组9液压输出侧的一个进油口1A，另一个所述液控单向阀9-7的出油口是所述应急控制阀组9液压输出侧的另一个进油口2B，两个所述液控单向阀9-4、9-7的进油口相并联形成所述应急控制阀组9液压输入侧的出油口，一个所述液控单向阀9-4的先导端口连通所述换向阀9-2的出油口，另一个所述液控单向阀9-4的先导端口连通所述压力控制阀9-3的出油口。

本实施方式由于采用了所述应急控制阀组包括截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点，所述截止阀的一个端口是所述应急控制阀组液压输入侧的进油口，所述截止阀的另一个端口连通所述换向阀的进油口，所述换向阀的出油口分别连通一个所述单向阀的进油口和所述压力控制阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个出油口，所述压力控制阀的出油口连通另一个所述单向阀的进油口，该单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个出油口，所述压力检测点与所述压力控制阀的控制进油端口连通，所述压力控制阀的控制泄油端口与所述液压源的回路连通，一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的一个进油口，另一个所述液控单向阀的出油口是所述应急控制阀组液压输出侧的另一个进油口，两个所述液控单向阀、的进油口相并联形成所述应急控制阀组液压输入侧的出油口，一个所述液控单向阀的先导端口连通所述换向阀的出油口，另一个所述液控单向阀的先导端口连通所述压力控制阀的出油口的技术手段，所以，可确保应急控制阀组稳定地工作。

作为本实施方式的第五步改进，如图3所示，所述截止阀9-1是手动截止阀，当然，也可以是，所述截止阀9-1是常闭型电动截止阀，所述常闭型电动截止阀可通过PLC控制器控制，还可以是，所述截止阀9-1是手动电动型常闭截止阀，所述手动电动型常闭截止阀可通过PLC控制器控制。

本实施方式由于采用了所述截止阀是手动截止阀或常闭型电动截止阀或手动电动型常闭截止阀的技术手段，所以，可以根据客户的需求生产出多种泥水盾构机环流系统的应急液压装置。

作为本实施方式的第六步改进，如图3所示，所述换向阀9-2为手动二位四通换向阀，当然，也可以是，所述换向阀9-2为手动二位二通换向阀，也可以是，所述换向阀9-2为电动二位四通换向阀，所述电动二位四通换向阀可通过PLC控制器控制，也可以是，所述换向阀9-2为电动二位二通换向阀，所述电动二位二通换向阀可通过PLC控制器控制。

本实施方式由于采用了所述换向阀为手动二位四通换向阀或手动二位二通换向阀，或者，所述换向阀为电动二位四通换向阀或电动二位二通换向阀的技术手段，所以，可根据实际情况生产出多种泥水盾构机环流系统的应急液压装置。

作为本实施方式的第七步改进，如图4至图6所示，所述截止阀9-1、换向阀9-2、压力控制阀9-3、两个液控单向阀9-4、9-7、两个单向阀9-5、9-6、压力检测点9-8集中地设置在阀组单元9-9上，所述截止阀9-1设置在所述阀组单元9-9的左侧面，所述换向阀9-2、压力控制阀9-3、两个液控单向阀9-4设置在所述阀组单元9-9的顶面，所述换向阀9-2、压力控制阀9-3依次左右居中相邻，一个所述液控单向阀9-4位于所述换向阀9-2的左侧，另一个所述液控单向阀9-7位于所述压力控制阀9-3的右侧，两个所述单向阀9-5、9-6设置在所述阀组单元9-9的后面，两个所述单向阀9-5、9-6依次左右居中相邻，所述应急控制阀组9液压输出侧的两个进油口1A、2B和两个出油口1B、2A、所述压力检测点9-8设置在所述阀组单元9-9的前面，所述压力检测点9-8左右居中偏上，所述两个进油口1A、2B和两个出油口1B、2A上下居中呈“一”字形横向排列，一个所述出油口1B位于所述压力检测点9-8的左侧，一个所述进油口1A位于一个所述出油口1B的左侧，另一个所述出油口2A位于所述压力检测点9-8的右侧，另一个所述进油口2B位于另一个所述出油口2A的右侧，所述阀组单元9-9安装在操作室附近通道口。

本实施方式由于采用了所述截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点集中地设置在阀组单元上，所述截止阀设置在所述阀组单元的左侧面，所述换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀设置在所述阀组单元的顶面，所述换向阀、压力控制阀依次左右居中相邻，一个所述液控单向阀位于所述换向阀的左侧，另一个所述液控单向阀位于所述压力控制阀的右侧，两个所述单向阀、设置在所述阀组单元的后面，两个所述单向阀、依次左右居中相邻，所述应急控制阀组液压输出侧的两个进油口和两个出油口、所述压力检测点设置在所述阀组单元的前面，所述压力检测点左右居中偏上，所述两个进油口和两个出油口上下居中呈“一”字形横向排列，一个所述出油口位于所述压力检测点的左侧，一个所述进油口位于一个所述出油口的左侧，另一个所述出油口位于所述压力检测点的右侧，另一个所述进油口位于另一个所述出油口的右侧，所述阀组单元安装在操作室附近通道口的技术手段，所以，结构紧凑，有利于安装，方便员工应急操作。

作为本实施方式的第八步改进，如图2和图7所示，所述工作控制阀组4的液压输入侧有两个进出油口，所述工作控制阀组4的液压输出侧有两个进出油口，所述工作控制阀组4包括从液压输出侧至液压输入侧依次串联的单向调速阀组4-1、液控单向阀组4-2、电磁换向阀4-3。

本实施方式由于采用了所述工作控制阀组的液压输入侧有两个进出油口，所述工作控制阀组的液压输出侧有两个进出油口，所述工作控制阀组包括从液压输出侧至液压输入侧依次串联的单向调速阀组、液控单向阀组、电磁换向阀的技术手段，所以，可根据实际情况对泥浆供给阀执行元件、泥浆排出阀执行元件、旁通阀执行元件进行控制。

作为本实施方式的第八步改进，如图2和图7所示，所述单向调速阀组4-1包括两个调节阀4-1-1和两个单向阀4-1-2，其中，一个所述调节阀4-1-1和一个所述单向阀4-1-2并联形成一个进出油通道，另一个所述调节阀4-1-1和另一个所述单向阀4-1-2并联形成另一个进出油通道，所述液控单向阀组4-2包括两个液控单向阀4-2-1，其中，一个所述液控单向阀4-2-1形成一个进出油通道，另一个所述液控单向阀4-2-1形成另一个进出油通道，一个所述液控单向阀4-2-1的先导端口与另一个进出油通道连通，另一个所述液控单向阀4-2-1的先导端口与一个进出油通道连通，所述电磁换向阀4-3为三位四通电磁换向阀4-3-1。

本实施方式由于采用了所述单向调速阀组包括两个调节阀和两个单向阀，其中，一个所述调节阀和一个所述单向阀并联形成一个进出油通道，另一个所述调节阀和另一个所述单向阀并联形成另一个进出油通道，所述液控单向阀组包括两个液控单向阀，其中，一个所述液控单向阀形成一个进出油通道，另一个所述液控单向阀形成另一个进出油通道，一个所述液控单向阀的先导端口与另一个进出油通道连通，另一个所述液控单向阀的先导端口与一个进出油通道连通，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀的技术手段，所以，结构简单，可实现模块化生产，进而大大降低生产成本。

本实施方式泥水盾构机环流系统的应急液压装置的工作原理是，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组4利用所述液压源控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3打开，控制所述旁通阀执行元件2关闭，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环流动，此时，截止阀9-1处于关闭状态，压差开关7-2处于打开状态（此时系统压力大于11Mpa），所述液压源向所述液压蓄能装置7蓄能，当突然断电时，通过开启截止阀9-1（手动或PLC控制）、换向阀9-2（手动或PLC控制）、应急控制阀组9利用所述液压蓄能装置7先控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3关闭，控制所述旁通阀2打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆从机内旁路管道流出。使掌子面压力波动稳定，降低紧急情况下，因环流系统安全事故所造成的危害。

Claims (10)

1.一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件(1)、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件(3)、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件(2)，所述泥浆供给阀(1)、所述泥浆排出阀(3)、所述旁通阀(2)分别通过工作控制阀组(4)与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件(2)打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭，其特征在于：所述液压源连通有液压蓄能装置(7)，所述液压蓄能装置(7)通过应急控制阀组(9)分别与所述泥浆供给阀执行元件(1)、所述泥浆排出阀执行元件(3)、所述旁通阀执行元件(2)连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，同时，所述应急控制阀组(9)控制所述液压源向所述液压蓄能装置(7)蓄能，当突然断电时，应急控制阀组(9)利用所述液压蓄能装置(7)先控制所述旁通阀(2)打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道流循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述液压蓄能装置(7)包括蓄能器(7-1)、压差开关(7-2)、截止阀(7-3)，所述蓄能器(7-1)的进出油口分别连通单向阀(8)的出油口、所述应急控制阀组(9)液压输入侧的进油口、所述截止阀(7-3)的一个端口，所述压差开关(7-2)设置在所述蓄能器(7-1)的进出油口，所述单向阀(8)的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀(7-3)的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组(9)液压输入侧的出油口。

3.根据权利要求2所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述蓄能器(7-1)的容量是50L，所述蓄能器(7-1)的预充压力是4Mpa，所述压差开关(7-2)的打开压力为11Mpa，所述压差开关(7-2)的关闭压力为9.5Mpa。

4.根据权利要求2所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述应急控制阀组(9)液压输出侧有两个进油口(1A、2B)和两个出油口（1B、2A），一个所述出油口（1B）连通所述旁通阀执行元件(2)油缸的有杆腔，一个所述进油口（1A）连通所述旁通阀执行元件(2)油缸的无杆腔，另一个所述出油口（2A）连通两个单向阀(6)的进油口，一个所述单向阀(6)的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件(1)油缸的无杆腔，另一个所述单向阀(6)的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件(3)油缸的无杆腔，另一个所述进油口(2B)连通两个单向阀(6)的出油口，一个所述单向阀(6)的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件(1)油缸的有杆腔，另一个所述单向阀(6)的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件(3)油缸的有杆腔。

5.根据权利要求4所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述应急控制阀组(9)包括截止阀(9-1)、换向阀(9-2)、压力控制阀(9-3)、两个液控单向阀(9-4、9-7)、两个单向阀(9-5、9-6)、压力检测点(9-8)，所述截止阀(9-1)的一个端口是所述应急控制阀组(9)液压输入侧的进油口，所述截止阀(9-1)的另一个端口连通所述换向阀(9-2)的进油口，所述换向阀(9-2)的出油口分别连通一个所述单向阀(9-5)的进油口和所述压力控制阀(9-3)的进油口，该单向阀(9-5)的出油口是所述应急控制阀组(9)液压输出侧的一个出油口（1B），所述压力控制阀(9-3)的出油口连通另一个所述单向阀(9-6)的进油口，该单向阀(9-6)的出油口是所述应急控制阀组(9)液压输出侧的另一个出油口（2A），所述压力检测点(9-8)与所述压力控制阀(9-3)的控制进油端口连通，所述压力控制阀(9-3)的控制泄油端口与所述液压源的回路连通，一个所述液控单向阀(9-4)的出油口是所述应急控制阀组(9)液压输出侧的一个进油口（1A），另一个所述液控单向阀(9-7)的出油口是所述应急控制阀组(9)液压输出侧的另一个进油口(2B)，两个所述液控单向阀(9-4、9-7)的进油口相并联形成所述应急控制阀组(9)液压输入侧的出油口，一个所述液控单向阀(9-4)的先导端口连通所述换向阀(9-2)的出油口，另一个所述液控单向阀(9-4)的先导端口连通所述压力控制阀(9-3)的出油口。

6.根据权利要求5所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述截止阀(9-1)是常闭手动截止阀或常闭型电动截止阀或手动电动型常闭截止阀。

7.根据权利要求5所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述换向阀(9-2)为手动二位四通换向阀或手动二位二通换向阀，或者，所述换向阀(9-2)为电动二位四通换向阀或电动二位二通换向阀。

8.根据权利要求5所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述截止阀(9-1)、换向阀(9-2)、压力控制阀(9-3)、两个液控单向阀(9-4、9-7)、两个单向阀(9-5、9-6)、压力检测点(9-8)集中地设置在阀组单元(9-9)上，所述截止阀(9-1)设置在所述阀组单元(9-9)的左侧面，所述换向阀(9-2)、压力控制阀(9-3)、两个液控单向阀(9-4)设置在所述阀组单元(9-9)的顶面，所述换向阀(9-2)、压力控制阀(9-3)依次左右居中相邻，一个所述液控单向阀(9-4)位于所述换向阀(9-2)的左侧，另一个所述液控单向阀(9-7)位于所述压力控制阀(9-3)的右侧，两个所述单向阀(9-5、9-6)设置在所述阀组单元(9-9)的后面，两个所述单向阀(9-5、9-6)依次左右居中相邻，所述应急控制阀组(9)液压输出侧的两个进油口(1A、2B)和两个出油口（1B、2A）、所述压力检测点(9-8)设置在所述阀组单元(9-9)的前面，所述压力检测点(9-8)左右居中偏上，所述两个进油口(1A、2B)和两个出油口（1B、2A）上下居中呈“一”字形横向排列，一个所述出油口（1B）位于所述压力检测点(9-8)的左侧，一个所述进油口（1A）位于一个所述出油口（1B）的左侧，另一个所述出油口（2A）位于所述压力检测点(9-8)的右侧，另一个所述进油口(2B)位于另一个所述出油口（2A）的右侧，所述阀组单元(9-9)安装在操作室附近通道口。

9.根据权利要求5所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述工作控制阀组(4)的液压输入侧有两个进出油口，所述工作控制阀组(4)的液压输出侧有两个进出油口，所述工作控制阀组(4)包括从液压输出侧至液压输入侧依次串联的单向调速阀组(4-1)、液控单向阀组(4-2)、电磁换向阀(4-3)。

10.根据权利要求9所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述单向调速阀组(4-1)包括两个调节阀(4-1-1)和两个单向阀(4-1-2)，其中，一个所述调节阀(4-1-1)和一个所述单向阀(4-1-2)并联形成一个进出油通道，另一个所述调节阀(4-1-1)和另一个所述单向阀(4-1-2)并联形成另一个进出油通道，所述液控单向阀组(4-2)包括两个液控单向阀(4-2-1)，其中，一个所述液控单向阀(4-2-1)形成一个进出油通道，另一个所述液控单向阀(4-2-1)形成另一个进出油通道，一个所述液控单向阀(4-2-1)的先导端口与另一个进出油通道连通，另一个所述液控单向阀(4-2-1)的先导端口与一个进出油通道连通，所述电磁换向阀(4-3)为三位四通电磁换向阀(4-3-1)。