CN110067567A - 一种盾构机油脂润滑注脂系统及盾构机油脂润滑注脂方法 - Google Patents

Abstract

一种盾构机油脂润滑注脂系统及盾构机油脂润滑注脂方法，包括油脂泵总成、管路A、管路B、管路C、第一油脂罐、第二油脂罐；所述油脂泵总成具有第一控制阀，所述油脂泵总成、管路A、管路C、第一油脂罐依次连通；所述管路C设有第二控制阀；所述管路B和第二油脂罐、管路A依次连通；所述管路B上设有第三控制阀；所述第一油脂罐内设有第一低液位传感器和第一高液位传感器；所述第二油脂罐内设有第二低液位传感器和第二高液位传感器；一下位机分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二低液位传感器、第二高液位传感器、一上位机相连。本发明能实现自动启动或停止往第一油脂罐和第二油脂罐注脂。

Description

一种盾构机油脂润滑注脂系统及盾构机油脂润滑注脂方法

技术领域

本发明涉及一种盾构机技术领域，特别涉及一种盾构机油脂润滑注脂系统，以及盾构机油脂润滑注脂方法。

背景技术

盾构机常用于地铁隧道、海底隧道、公路隧道等的掘进，是一种自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降和在地下开挖时不影响地面交通的隧洞施工机械。

目前盾构机对在砂浆罐中砂浆搅拌电机的搅拌轴的润滑装置只配有高低位报警的功能，当该油脂罐内油脂低位或高位时，触发液位传感器，在主控室产生高位或者低位报警，然后由人员操作油脂泵阀组的打开或者关闭，如果操作人员未及时打开或者关闭油脂泵阀组，会导致砂浆搅拌电机轴承润滑不够或者油脂注入过多被损坏，其次管路上未配备报警装置，当管路堵塞油脂不能正常注入时也不能及时发现；再次注脂系统不能自动循环启停，搅拌系统启动4小时后自动停止搅拌，搅拌停止后需人为再次启动搅拌，若操作人员未及时发现会造成砂浆在搅拌罐内凝结。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种盾构机油脂润滑注脂系统。

本发明的第二个目的在于提出一种盾构机油脂润滑注脂方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种盾构机油脂润滑注脂系统，包括油脂泵总成、管路A、管路B、管路C、第一油脂罐、第二油脂罐；所述油脂泵总成具有第一控制阀，所述油脂泵总成、管路A、管路C、第一油脂罐依次连通；所述管路C设有第二控制阀；所述管路B和第二油脂罐连通，且该管路B连接到管路A；所述管路B上设有第三控制阀；所述第一油脂罐内壁的上部和下部分别设有第一低液位传感器和第一高液位传感器；所述第二油脂罐内壁的上部和下部分别设有第二低液位传感器和第二高液位传感器；一下位机分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二低液位传感器和第二高液位传感器连接，用于接收第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二低液位传感器和第二高液位传感器的液位信号及控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的开启/关闭；一上位机与下位机相连，该上位机接收下位机所反馈的信号，发出报警或/和对下位机发出控制指令。

基于上述设计，当第一油脂罐和第二油脂罐的液位低或者液位高时，能实现自动启动或停止注脂泵总成往第一油脂罐和第二油脂罐注脂。

另外，根据本发明上述实施例提出的一种盾构机油脂润滑注脂系统，还可以具有如下附加的技术特征：

还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于管路A上，所述第二压力传感器设于管路B上，且所述第三控制阀位于第二压力传感器的前方，所述下位机分别与第一压力传感器和第二压力传感器连接，用于接收第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号并上报给上位机，所述上位机依据压力信号发出报警或/和对下位机发出控制指令。基于此设计，当第一压力传感器和/或第二压力传感器异常报警，可以及时停止注脂泵总成报警，避免造成管路堵塞不能及时发现。

还包括注脂搅拌电机、管路D、第三压力传感器和第二压力表，所述注脂搅拌电机的搅拌轴设于第二油脂罐内，用于驱动第二油脂罐内的油脂输送到管路D中；所述管路D一端连接于第二油脂罐的底部，另一端与一砂浆搅拌电机连接；所述第三压力传感器和第二压力表均设于管路D上；所述下位机还分别与注脂搅拌电机、第三压力传感器、砂浆搅拌电机连接，用于接收第三压力传感器的压力信号，并控制注脂搅拌电机和砂浆搅拌电机的开启/关闭，上位机接收下位机所反馈的压力信号，发出报警或/和对下位机发出控制指令。基于此设计，可以对砂浆搅拌电机的搅拌轴自动润滑且无限循环，当砂浆搅拌电机的搅拌取消，注脂搅拌电机能自动停止输送油脂到砂浆搅拌电机中。

所述管路B和管路C上分别设有一用于手动控制油路通断的手动球阀，当第二控制阀、第三控制阀出现故障时，用于手动控制管路B和管路C的通断。

所述管路B上设有第一压力表，用于显示管路B中的油压。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种盾构机油脂润滑注脂方法，利用如上述盾构机油脂润滑注脂系统进行作业，包括注脂步骤：

盾构机掘进过程中，下位机实时接收第一油脂罐的第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二油脂罐的第二低液位传感器和第二高液位传感器所反馈的液位信号，以及第一压力传感器和第二压力传感器所反馈的压力信号，并上报至上位机；其中，注脂步骤包括以下情况1：

当第一油脂罐和第二油脂罐均处于低液位，上位机报警并显示第一油脂罐低液位报警、第二油脂罐低液位，打开第二控制阀；

若第一压力传感器压力正常，则打开第一控制阀，然后执行步骤（1）或（2）；若第一压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第一控制阀，检查管路A和管路C；

（1）下位机优先打开第二控制阀，执行第一油脂罐的注脂，当下位机接收到第一高液位传感器所反馈的液位达到高位的信号时，关闭第二控制阀；若第二压力传感器压力正常，打开第三控制阀，接着油脂通过管路B，往第二油脂罐中注脂；当下位机接收到第二高液位传感器所反馈的液位达到高位的信号时，并关闭第一控制阀和第三控制阀；

（2）若第二压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第三控制阀，油脂正常注入第一油脂罐中，同时检查管路B。

基于上述设计，当第一油脂罐和第二油脂罐均处于低液位或者高液位时，能实现自动启动或停止注脂泵总成往第一油脂罐和第二油脂罐注脂，且油脂优先注入第一油脂罐中。

附图说明

图1为本发明一种盾构机油脂润滑注脂系统的结构示意图；

图2为本发明一种盾构机油脂润滑注脂系统的控制原理方框图；

图3为本发明中油脂润滑的控制原理方框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种盾构机油脂润滑注脂系统，包括油脂泵总成1、管路A、管路B、管路C、第一油脂罐2、第二油脂罐3、第一压力传感器4、第二压力传感器5、注脂搅拌电机6、管路D、第三压力传感器7、第二压力表8；第一油脂罐2用于盾体内刀盘、主驱动及螺旋输送机的润滑。所述油脂泵总成1具有第一控制阀11，该实施例第一控制阀采用空气注入电磁阀，所述油脂泵总成1、管路A、管路C、第一油脂罐2依次连通；所述管路C设有第二控制阀12；所述管路B和第二油脂罐3连通，且该管路B连接到管路A；所述管路B上设有第三控制阀13和第一压力表9；第一压力表9用于显示管路B中的油压。本实施例中前述的第二控制阀12及第三控制阀13均采用电磁阀进行控制，所述管路B和管路C上分别设有一用于手动控制油路通断的手动球阀10，当第二控制阀12、第三控制阀13出现故障时，用于手动控制管路B和管路C的通断。所述第一油脂罐2内壁的上部和下部分别设有第一低液位传感器21和第一高液位传感器22，用于检测第一油脂罐2中的低液位和高液位。所述第二油脂罐3内壁的上部和下部分别设有第二低液位传感器31和第二高液位传感器32，用于检测第二油脂罐3中的低液位和高液位。

请再参阅图1和图2，一下位机14，通常为可编程逻辑控制器（PLC单片机），分别与第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13、第一低液位传感器21、第一高液位传感器22、第二低液位传感器31和第二高液位传感器32连接，用于接收第一低液位传感器21、第一高液位传感器22、第二低液位传感器31和第二高液位传感器32的液位信号及控制第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13的开启/关闭；一上位机15与下位机14相连，该上位机15（通常为带屏幕及键盘的计算机，该上位机15还包括声光报警装置）接收下位机14所反馈的信号，发出报警或/和对下位机14发出控制指令。当第一油脂罐2和第二油脂罐3的液位低或者液位高时，能实现自动启动或停止油脂泵总成1往第一油脂罐2和第二油脂罐3注脂。所述第一压力传感器4设于管路A上，所述第二压力传感器5设于管路B上，且所述第三控制阀13位于第二压力传感器5的前方，所述下位机14分别与第一压力传感器4和第二压力传感器5连接，用于接收第一压力传感器4和第二压力传感器5的压力信号并上报给上位机15，所述上位机15依据压力信号发出报警或/和对下位机14发出控制指令。当第一压力传感器4和/或第二压力传感器5异常报警，可以及时停止油脂泵总成1，报警，避免造成管路堵塞不能及时发现。

请再参阅图1和图3，所述注脂搅拌电机6的搅拌轴设于第二油脂罐3内，用于驱动第二油脂罐3内的油脂输送到管路D中；所述管路D一端连接于第二油脂罐3的底部，另一端与一砂浆搅拌电机16连接；所述第三压力传感器7和第二压力表8均设于管路D上；所述下位机14还分别与注脂搅拌电机6、第三压力传感器7、砂浆搅拌电机16连接，用于接收第三压力传感器7的压力信号，并控制注脂搅拌电机6和砂浆搅拌电机16的开启/关闭，上位机15接收下位机14所反馈的压力信号，发出报警或/和对下位机14发出控制指令。基于此设计，可以对砂浆搅拌电机16的搅拌轴自动润滑且无限循环，当砂浆搅拌电机16的搅拌取消，注脂搅拌电机6能自动停止输送油脂到砂浆搅拌电机16中。

请再参阅图1和图2，一种盾构机油脂润滑注脂方法，包括注脂步骤和润滑步骤：

盾构机掘进过程中，下位机14实时接收第一油脂罐2的第一低液位传感器21、第一高液位传感器22和第二油脂罐3的第二低液位传感器31和第二高液位传感器32的液位信号，以及第一压力传感器4和第二压力传感器5的压力信号，并上报至上位机15；其中，注脂步骤包括以下三种情况：

情况1：

当第一低液位传感器21检测到第一油脂罐2处于低液位，而第二油脂罐3的液位正常时，上位机15报警并显示第一油脂罐2低液位，同时对下位机14发出控制指令，下位机14控制打开第二控制阀12；

A：若第一压力传感器4压力正常，则打开第一控制阀11，管路A和管路C接通，油脂泵总成1往第一油脂罐2中注脂，直至下位机14接收到第一高液位传感器22反馈的液位达到高位的信号时，关闭第一控制阀11和第二控制阀12；

B：若第一压力传感器4压力异常，上位机15报警，同时下位机14关闭第一控制阀11，检查管路A和管路C；

情况2：

当第二低液位传感器31检测到第二油脂罐3处于低液位，而第一油脂罐2的液位正常时，上位机15报警并显示第二油脂罐3低液位，同时对下位机14发出控制指令，下位机14控制打开第三控制阀13；

C：若第二压力传感器5压力正常，则打开第一控制阀11，管路A和管路B接通，油脂泵总成1往第二油脂罐3中注脂，直至下位机14接收到第二高液位传感器32反馈的液位达到高位的信号时，关闭第一控制阀11和第三控制阀13；

D：若第二压力传感器5或第一压力传感器4压力异常，上位机15报警，同时下位机14关闭第一控制阀11，检查管路A和管路B；

情况3：

当第一油脂罐2和第二油脂罐3均处于低液位，上位机15报警并显示第一油脂罐2低液位报警、第二油脂罐3低液位，应满足盾体第一油脂罐2优先注脂，打开第二控制阀12；

若第一压力传感器4压力正常，则打开第一控制阀11，然后执行步骤（1）或（2）；若第一压力传感器4压力异常，上位机15报警，同时下位机14关闭第一控制阀11，检查管路A和管路C；

（1）下位机14优先打开第二控制阀12，执行第一油脂罐2的注脂，当下位机14接收到第一高液位传感器22所反馈的液位达到高位的信号时，关闭第二控制阀12；

此时若第二压力传感器5压力正常，打开第三控制阀13；接着油脂通过管路B，往第二油脂罐3中注脂；当下位机14接收到第二高液位传感器32所反馈的液位达到高位的信号时，并关闭第一控制阀11和第三控制阀13；

（2）若第二压力传感器5压力异常，上位机15报警，同时下位机14停止第三控制阀13，油脂正常注入第一油脂罐2中，同时检查管路B。

请再参阅图1和图3，所述润滑步骤具体操作方法如下：

砂浆罐在搅拌过程中，第二油脂罐3内的油脂通过管路D输送到砂浆搅拌电机16的搅拌轴中对其进行润滑，下位机14实时接收第三压力传感器7所反馈的压力信号，并上报至上位机15；

当第三压力传感器7的压力正常时，第二油脂罐3内的油脂对砂浆搅拌电机16的搅拌轴进行注脂润滑，且润滑时间为10-60min/h，砂浆搅拌电机16正常搅拌；

当第三压力传感器7的压力异常时，上位机15报警，下位机14控制注脂搅拌电机6停止工作，检查管路D，当砂浆搅拌电机16在一小时内润滑时间少于10min时搅拌自动停止，并由上位机15发出报警。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种盾构机油脂润滑注脂系统，其特征在于：包括油脂泵总成、管路A、管路B、管路C、第一油脂罐、第二油脂罐；

所述油脂泵总成具有第一控制阀，所述油脂泵总成、管路A、管路C、第一油脂罐依次连通；所述管路C设有第二控制阀；

所述管路B和第二油脂罐连通，且该管路B连接到管路A；所述管路B上设有第三控制阀；

所述第一油脂罐内壁的上部和下部分别设有第一低液位传感器和第一高液位传感器；所述第二油脂罐内壁的上部和下部分别设有第二低液位传感器和第二高液位传感器；

一下位机分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二低液位传感器和第二高液位传感器连接，用于接收第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二低液位传感器和第二高液位传感器的液位信号及控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的开启/关闭；一上位机与下位机相连，该上位机接收下位机所反馈的信号，发出报警或/和对下位机发出控制指令。

2.如权利要求1所述的一种盾构机油脂润滑注脂系统，其特征在于：还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于管路A上，所述第二压力传感器设于管路B上，且所述第三控制阀位于第二压力传感器的前方，所述下位机分别与第一压力传感器和第二压力传感器连接，用于接收第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号并上报给上位机，所述上位机依据压力信号发出报警或/和对下位机发出控制指令。

3.如权利要求1所述的一种盾构机油脂润滑注脂系统，其特征在于：还包括注脂搅拌电机、管路D、第三压力传感器和第二压力表，

所述注脂搅拌电机的搅拌轴设于第二油脂罐内，用于驱动第二油脂罐内的油脂输送到管路D中；所述管路D一端连接于第二油脂罐的底部，另一端与一砂浆搅拌电机连接；所述第三压力传感器和第二压力表均设于管路D上；

所述下位机还分别与注脂搅拌电机、第三压力传感器、砂浆搅拌电机连接，用于接收第三压力传感器的压力信号，并控制注脂搅拌电机和砂浆搅拌电机的开启/关闭，上位机接收下位机所反馈的压力信号，发出报警或/和对下位机发出控制指令。

4.如权利要求1所述的一种盾构机油脂润滑注脂系统，其特征在于：所述管路B和管路C上分别设有一用于手动控制油路通断的手动球阀。

5.如权利要求1所述的一种盾构机油脂润滑注脂系统，其特征在于：所述管路B上设有第一压力表。

6.一种盾构机油脂润滑注脂方法，其特征在于：利用如权利要求1-6所述的盾构机油脂润滑注脂系统进行作业，包括注脂步骤：

盾构机掘进过程中，下位机实时接收第一油脂罐的第一低液位传感器、第一高液位传感器、第二油脂罐的第二低液位传感器和第二高液位传感器所反馈的液位信号，以及第一压力传感器和第二压力传感器所反馈的压力信号，并上报至上位机；其中，注脂步骤包括以下情况1：

当第一油脂罐和第二油脂罐均处于低液位，上位机报警并显示第一油脂罐低液位报警、第二油脂罐低液位，打开第二控制阀；

若第一压力传感器压力正常，则打开第一控制阀，然后执行步骤（1）或（2）；若第一压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第一控制阀，检查管路A和管路C；

下位机优先打开第二控制阀，执行第一油脂罐的注脂，当下位机接收到第一高液位传感器所反馈的液位达到高位的信号时，关闭第二控制阀；

若第二压力传感器压力正常，打开第三控制阀，接着油脂通过管路B，往第二油脂罐中注脂；当下位机接收到第二高液位传感器所反馈的液位达到高位的信号时，并关闭第一控制阀和第三控制阀；

（2）若第二压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第三控制阀，油脂正常注入第一油脂罐中，同时检查管路B。

7.如权利要求6所述的盾构机油脂润滑注脂方法，其特征在于：注脂步骤还包括以下情况2：

当第一低液位传感器检测到第一油脂罐处于低液位，而第二油脂罐的液位正常时，上位机报警并显示第一油脂罐低液位，同时对下位机发出控制指令，下位机控制打开第二控制阀；

A：若第一压力传感器压力正常，则打开第一控制阀，管路A和管路C接通，油脂泵总成往第一油脂罐中注脂，直至下位机接收到第一高液位传感器反馈的液位达到高位的信号时，关闭第一控制阀和第二控制阀；

B：若第一压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第一控制阀，检查管路A和管路C。

8.如权利要求6所述的一种盾构机油脂润滑注脂方法，其特征在于：注脂步骤包括以下情况3：

当第二低液位传感器检测到第二油脂罐处于低液位，而第一油脂罐的液位正常时，上位机报警并显示第二油脂罐低液位，同时对下位机发出控制指令，下位机控制打开第三控制阀；

C：若第二压力传感器或第一压力传感器压力正常，则打开第一控制阀，管路A和管路B接通，油脂泵总成往第二油脂罐中注脂，直至下位机接收到第二高液位传感器反馈的液位达到高位的信号时，关闭第一控制阀和第三控制阀；

D：若第二压力传感器压力异常，上位机报警，同时下位机停止第一控制阀，检查管路A和管路B。

9.如权利要求7所述的盾构机油脂润滑注脂方法，其特征在于：还包括润滑步骤：

第二油脂罐内的油脂通过管路D输送到砂浆搅拌电机的搅拌轴中对其进行润滑，下位机实时接收第三压力传感器所反馈的压力信号，并上报至上位机；

当第三压力传感器的压力正常时，第二油脂罐内的油脂对砂浆搅拌电机的搅拌轴进行注脂润滑，且润滑时间为10-60min/h，砂浆搅拌电机正常搅拌；

当第三压力传感器的压力异常时，上位机报警，下位机控制注脂搅拌电机停止工作，检查管路D，当砂浆搅拌电机在一小时内润滑时间少于10min时搅拌自动停止，并由上位机发出报警。