CN108374670B - 一种用于盾构机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于盾构机的控制装置，该装置包括装置主体，在装置主体的右侧设置有座体，在座体上设置有控制口、在座体的中间部位设置有介质入口，装置主体的两侧分别设置有第一出口、第二出口，介质入口通过控制口分别与第一出口、第二出口连通，在装置主体中设置有圆柱形空腔，在空腔内设置有可与装置主体滑动配合的柱塞，在柱塞的左侧设置有弹簧腔，在柱塞上开设有多条通路，在装置主体左侧设置有多个流量控制装置，流量控制装置用于控制各通路的介质流量，柱塞的右侧端部设置为燕尾形；在中间通路内设置有节流元件；本发明提供了一种结构紧凑、调节精确、泄露量小的控制装置，用于盾构机的液压控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置，更具体地说是涉及一种用于盾构机的控制装置。
背景技术
控制装置是盾构机械液压系统中的重要元件，用于控制盾构机械液压系统中各流路的流量。为了给各流通提供介质，现有的技术中，通常采用一个进口多个出口的流量调整装置，而通过该种流量调整装置的调节，为各流道提供的流量均为相同的，不能满足到不同流道不同流量的需要，不能现实各个流道流量的精确控制；为了给不同流道提供不同流量，现有技术中通常会在每个流道中采用单独的流量调整装置，但是这个方式又会造成流量调整装置过于复杂。
在如图3所示的现有技术中，柱塞2＇右侧端部的引导部5１＇与座体5＇之间存在较小的间隙ｐ，当柱塞动作的初始阶段，从引导部与座体之间的间隙中存在层流式的泄露路径，随着柱塞动作的进一步进行，泄露路径逐渐变小，直至柱塞完全打开时，泄露路径完全消失，由于在柱塞动作初期泄露路径的存在影响了现有的流量调整装置对于流量的精确控制。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构紧凑、调节精确、泄露量小的流量调整装置，用于盾构机等机械液压系统。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
一种用于盾构机的控制装置，该装置包括装置主体，在装置主体的右侧设置有座体，在座体上设置有控制口、在座体的中间部位设置有介质入口，装置主体的两侧分别设置有第一出口、第二出口，介质入口通过控制口分别与第一出口、第二出口连通，在装置主体中设置有圆柱形空腔，在空腔内设置有可与装置主体滑动配合的柱塞，在柱塞的左侧设置有弹簧腔，在柱塞上开设有多条通路，包括：中间通路、第一通路、第二通路，其中，中间通路连通介质入口和弹簧腔，第一通路连通第一出口和弹簧腔，第二通路连通第二出口和弹簧腔，在装置主体左侧设置有多个流量调整装置，流量调整装置包括设置在装置主体外部的活塞控制装置和伸入装置主体的圆柱形空腔内的芯轴，其中，第一芯轴用于控制第一通路的介质流量，第二芯轴用于控制第二通路的介质流量，第一芯轴和第二芯轴的端部分别设置为锥形；柱塞的右侧设置有第一锥面，在控制口上设置有第二锥面，柱塞上的第一锥面和控制口上的第二锥面配合密封，柱塞的右侧端部设置为燕尾形；在中间通路内设置有节流元件；在弹簧腔内设置有复位弹簧，复位弹簧的一端与装置主体抵接，另一端与柱塞抵接。
进一步地，芯轴的动作状态包括浮动状态和制动状态。
进一步地，在活塞控制装置上连接一个三位四通阀，活塞控制装置由三位四通阀进行控制动作，当三位四通阀处于中位时，芯轴处于浮动装置；当三位四通阀处于左位或者右位时，芯轴处于制动状态。
进一步地，在芯轴与装置主体的配合处设置有密封圈。
进一步地，装置主体上设置有容纳所述密封圈的凹槽。
进一步地，该流量调整机构可以设置大于等于两个的出口，出口均布在装置主体上，并在柱塞上设置与出口数量相应的连通弹簧腔与出口的通路，在装置主体左侧设置与出口数量相应的流量调整装置。
本发明的有益效果如下：
1.通过在柱塞上设置多个用于弹簧腔与各出口的通路，以及设置相应的用于控制各通路的流量调整机构，根据各出口具体的需要，通过柱塞的动作以及对各流量调整机构芯轴开度的控制，可以满足不同液压流路中不同的流量需要，达到精确的控制各出口流量的要求。
2.将柱塞的端部设置为燕尾形，可以使柱塞端面的介质压力更向柱塞的中间集中，从而减小柱塞端部的边缘处，即柱塞端部的引导部与座体之间存在较小的间隙处的压力分布，进而达到在柱塞动作的初始阶段减小间隙处介质泄露的效果，实现流量更精准的控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明柱塞密封时柱塞与座体的配合示意图。
图3是现有技术中柱塞密封时柱塞与座体的配合示意图。
图中的附图标记分别为：装置主体1、座体2、控制口3、介质入口4、第一出口11、第二出口21、柱塞5、中间通路6、弹簧腔7、第一通路12、第二通路22、流量调整装置13、流量调整装置23、第一活塞控制装置14、第一芯轴15、第二活塞控制装置24、第二芯轴25、第一锥面9、凹槽10、第二锥面31、复位弹簧32、节流元件33；座体2＇、柱塞5＇、引导部51＇，间隙ｐ。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种用于盾构机的控制装置，该装置包括装置主体1，在装置主体1的右侧设置有座体2，在座体2上设置有控制口3、在座体2的中间部位设置有介质入口4，装置主体1的上下两侧分别设置有第一出口11、第二出口21，介质入口4通过控制口3分别与第一出口11、第二出口21连通在装置主体1中设置有圆柱形空腔，在圆柱形空腔内设置有可与装置主体1滑动配合的柱塞5，在柱塞5的左侧，即与介质进口相反的一侧，设置有弹簧腔7，在柱塞5上开设有多条通路，包括：中间通路6、第一通路12、第二通路22，其中，中间通路6连通介质入口4和弹簧腔7，第一通路12连通第一出口11和弹簧腔7，第二通路22连通第二出口21和弹簧腔7；柱塞的右侧设置有第一锥面9，在控制口上设置有第二锥面31，柱塞上的第一锥面9和控制口上的第二锥面31配合密封，柱塞5上的第一锥面9和控制口3上的第二锥面31配合密封；在中间通路6内设置有节流元件。
在装置主体1左侧设置有多个流量调整装置，流量调整装置包括设置在装置主体1外部的活塞控制装置和伸入装置主体1的圆柱形空腔内的芯轴，其中，第一芯轴15用于控制第一通路12的介质流量，第二芯轴25用于控制第二通路22的介质流量，第一芯轴15和第二芯轴25的端部均设置为锥形；芯轴的动作状态可包括浮动状态和制动状态，具体的可在每个活塞控制装置上均连接有一个三位四通阀（未示出），活塞控制装置由三位四通阀进行控制动作，当三位四通阀处于中位时，芯轴处于浮动装置；当三位四通阀处于左位或者右位时，芯轴处于制动状态，芯轴随着活塞控制装置的动作产生向左或者向右的位移，进而控制第一通路12和/或第二通路22的介质流量。
柱塞的右侧端部设置有凹槽10，将柱塞的端部设置为燕尾形，可以使柱塞端面的介质压力更向柱塞的中间集中，从而减小柱塞端部的边缘处，即柱塞端部的引导部与座体之间存在较小的间隙处的压力分布，进而达到在柱塞动作的初始阶段减小间隙处介质泄露的效果，实现流量更精准的控制。
在装置主体1左侧设置有多个流量调整装置，流量调整装置包括设置在装置主体1外部的活塞控制装置和伸入装置主体1的圆柱形空腔内的芯轴，其中，第一芯轴15用于控制第一通路12的介质流量，第二芯轴25用于控制第二通路22的介质流量，第一芯轴15和第二芯轴25的端部均设置为锥形；芯轴的动作状态可包括浮动状态和制动状态，具体的可在活塞控制装置上连接一个三位四通阀，活塞控制装置由三位四通阀进行控制动作，当三位四通阀处于中位时，芯轴处于浮动装置；当三位四通阀处于左位或者右位时，芯轴处于制动状态，芯轴随着活塞控制装置的动作产生向左或者向右的位移，进而控制第一通路12和/或第二通路22的介质流量。
在弹簧腔7内设置有复位弹簧32，复位弹簧32的一端与装置主体1抵接，另一端与柱塞5抵接。
为了避免芯轴与装置主体之间介质泄露，在芯轴与装置主体的配合处设置有密封圈（附图未示出），可以将密封圈设置为多个O型圈的组合，并在装置主体上设置有容纳所述密封圈的凹槽。
具体的工作过程，初始状态下，由于柱塞5上复位弹簧32的载荷，柱塞5上的第一锥面9始终与控制口3上的第二锥面31抵接，各流量调整装置的芯轴也均抵接至相应的通路上端，阀门处于关闭状态；当介质入口4产生介质流量时，当介质的压力大于复位弹簧32的负载时，柱塞5随着介质压力的逐渐增大，柱塞5向左移动，柱塞5的配合部9与节流口3之间的开度逐渐增大，此时，与活塞控制装置连接的三位四通阀处于中位，各芯轴也均处于浮动状态，由于活塞控制装置中弹簧的弹力，各芯轴能够保持与柱塞抵接，并能够跟随柱塞5一起移动，此时，各出口的介质流通量均为相同的；根据各液压流路对流量控制的需要，可以调整相应的活塞控制装置对应的三位四通阀的位置，使相应的三位四通阀处于左位或者右位，进而调整相应的芯轴相对于柱塞的轴向位置，控制各流道的开度，以满足不同液压流路中不同的流量需要，达到精确的控制各出口流量的要求。
具体的该流量调整机构的出口设置为大于等于两个的，如两个，四个等，出口均布在装置主体上，并在柱塞上设置与出口数量相应的连通弹簧腔与出口的通路，在装置主体左侧设置与出口数量相应的流量调整装置。
本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于盾构机的控制装置，该装置包括装置主体，在装置主体的下部设置有座体，在座体上设置有控制口、在座体的中间部位设置有介质入口，装置主体的底部两侧与座体之间分别设置有第一出口、第二出口，介质入口通过控制口分别与第一出口、第二出口连通，在装置主体中设置有圆柱形空腔，在空腔内设置有可与装置主体滑动配合的柱塞，在柱塞的上部设置有弹簧腔，在柱塞上开设有多条通路，包括：中间通路、第一通路、第二通路，其中，中间通路连通介质入口和弹簧腔，第一通路连通第一出口和弹簧腔，第二通路连通第二出口和弹簧腔，在装置主体的顶部设置有多个流量调整装置，流量调整装置包括设置在装置主体外部的活塞控制装置和伸入装置主体的圆柱形空腔内的芯轴，其中，第一芯轴用于控制第一通路的介质流量，第二芯轴用于控制第二通路的介质流量，第一芯轴和第二芯轴的端部分别设置为锥形；柱塞的右侧设置有第一锥面，在控制口上设置有第二锥面，柱塞上的第一锥面和控制口上的第二锥面配合密封，柱塞的下端端部设置为燕尾形；在中间通路内设置有节流元件；在弹簧腔内设置有复位弹簧，复位弹簧的一端与装置主体抵接，另一端与柱塞抵接。
2.根据权利要求1所述的控制装置，芯轴的动作状态包括浮动状态和制动状态。
3.根据权利要求2所述的控制装置，在活塞控制装置上连接一个三位四通阀，活塞控制装置由三位四通阀进行控制动作，当三位四通阀处于中位时，芯轴处于浮动装置；当三位四通阀处于左位或者右位时，芯轴处于制动状态。
4.根据权利要求1所述的控制装置，在芯轴与装置主体的配合处设置有密封圈。
5.根据权利要求4所述的控制装置，装置主体上设置有容纳所述密封圈的凹槽。
6.根据权利要求1所述的控制装置，该流量调整装置可以设置大于等于两个的出口，出口均布在装置主体上，并在柱塞上设置与出口数量相应的连通弹簧腔与出口的通路，在装置主体左侧设置与出口数量相应的流量调整装置。
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