CN111089098A - 一种液压流体压力补偿系统和深竖井掘进机液压流体系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压流体压力补偿系统，应用于深竖井掘进机上，包括：驱动装置、闭式油箱、执行装置、用于隔离保护执行装置的保护装置、用于补偿液压流体压力补偿系统的油液压力的压力补偿装置以及用于检测压力补偿量的检测装置，驱动装置可驱动执行装置运动，闭式油箱与执行装置连接，执行装置运动时会导致闭式油箱容积变化，压力补偿装置与闭式油箱连接，以进行压力补偿。本系统适用于高压泥浆环境，可对由流体环境压力变化、执行件运动以及温度变化等引起的压力变化进行压力补偿，可保证压力补偿装置的灵敏度和补偿效果。本发明还提供了一种深竖井掘进机液压流体系统，其适用于不同介质的压力补偿，可实现对多个系统、大补偿量的压力补偿。

Description

一种液压流体压力补偿系统和深竖井掘进机液压流体系统

技术领域

本发明涉及压力补偿技术领域，更具体地说，涉及一种液压流体压力补偿系统。另外，还涉及一种包括上述液压流体压力补偿系统的深竖井掘进机液压流体系统。

背景技术

现有技术中，深竖井掘进机在使用过程中，随着掘进深度的增加，设备会淹没在泥浆水环境中，使其承受的环境压力增大。通常情况下，应用于深竖井环境装备的液压流体系统进行压力补偿时，一般是通过补偿器感应周围环境压力，并将环境压力传递到液压流体系统中，再进行相应的压力补偿操作，然而，液压流体系统在运行过程中，还会因执行件的运动和环境温度变化而引起容积变化，现有补偿器往往忽略了这些容积变化带来的影响。

此外，液压流体系统一般直接浸没在泥浆环境中，而泥沙附着在补偿器弹性元件表面后，会影响补偿器的灵敏度、精度和补偿量，继而导致液压流体系统的压力补偿效果不佳。

综上所述，如何提供一种可提高压力补偿的灵敏度和补偿效果的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种液压流体压力补偿系统，其应用于深竖井掘进机上，以对掘进机的液压油箱进行压力补偿，本系统适用于高压泥浆环境下使用，可以对由环境压力变化、执行件运动以及温度变化等引起的压力变化进行压力补偿，并且，能有效保证压力补偿装置的灵敏度、准确性以及补偿效果，还可以提高装置使用寿命，降低维修成本。

本发明的另一目的是提供一种包括上述液压流体压力补偿系统的深竖井掘进机液压流体系统，其适用于液压、流体、润滑等系统不同介质的压力补偿，可以实现对多个系统、大补偿量的压力补偿，能够有效通过压力补偿器感应并跟随外界环境压力变化，以避免外界环境压力影响系统正常工作。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液压流体压力补偿系统，应用于深竖井掘进机上，适用于高压泥浆环境，包括：驱动装置、闭式油箱、执行装置、设于所述执行装置外的用于隔离保护所述执行装置的保护装置、用于补偿所述液压流体压力补偿系统的油液压力的压力补偿装置以及用于检测所述压力补偿装置的压力补偿量的检测装置，所述驱动装置与所述执行装置连接，以驱动所述执行装置运动，所述闭式油箱与所述执行装置连接，所述执行装置运动时会导致所述闭式油箱容积变化，所述压力补偿装置与所述闭式油箱连接，以对所述闭式油箱进行压力补偿，所述检测装置设于所述压力补偿装置上，所述保护装置为防腐蚀材料件。

优选的，所述驱动装置为电机，所述执行装置包括用于与所述电机连接的泵组、用于与所述泵组连接的阀组以及用于与所述阀组连接的推进油缸，所述泵组设于所述闭式油箱内，所述阀组设于所述保护装置内。

优选的，所述压力补偿装置包括用于补偿所述电机壳体内的油液压力的电机补偿器和用于补偿所述闭式油箱的油液压力的系统补偿器，所述电机补偿器与所述电机连接，所述系统补偿器与所述闭式油箱连接。

优选的，所述电机补偿器和所述系统补偿器均为橡胶波纹管式补偿器。

优选的，所述电机补偿器和所述系统补偿器均设有水分传感器和行程传感器，所述水分传感器用于实时监测系统水泄露情况，以保障系统运行安全性，所述行程传感器用于实时检测压力补偿量，以保障所述电机补偿器和所述系统补偿器的灵敏度和精度。

优选的，所述闭式油箱和所述保护装置之间设有泵站冷却器，以使所述保护装置内的高温油液经所述泵站冷却器冷却后再回流至所述闭式油箱。

一种深竖井掘进机液压流体系统，包括液压系统、冷却水循环系统、主驱动密封及润滑系统以及变速箱齿轮油系统，所述液压系统为上述任一项所述的液压流体压力补偿系统，所述液压系统用于对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿，所述冷却水循环系统用于对所述深竖井掘进机的水箱进行压力补偿，所述主驱动密封及润滑系统用于对所述深竖井掘进机的油脂筒进行压力补偿，所述变速箱齿轮油系统用于对所述深竖井掘进机的变速箱进行压力补偿。

优选的，所述冷却水循环系统包括所述水箱、用于对所述水箱内的冷却水进行压力补偿的水循环补偿器、设于所述水循环补偿器上的水分传感器和行程传感器、设于所述水箱内的水泵以及与所述水泵连接的待冷却装置；

所述水泵用于输送所述冷却水至所述待冷却装置，以使所述待冷却装置降温冷却，所述水箱和所述待冷却装置之间设有用于冷却升温后的所述冷却水的水冷却器，所述水循环补偿器与所述水箱连接。

优选的，所述主驱动密封及润滑系统包括所述油脂筒、设于所述油脂筒内的油脂泵、与所述油脂泵连接的油脂分配器、设于所述油脂分配器外的用于保护所述油脂分配器的油脂阀箱、用于对所述油脂筒内的油脂进行压力补偿的油脂补偿器以及设于所述油脂补偿器上的水分传感器和行程传感器，所述油脂补偿器与所述油脂筒连接。

优选的，所述变速箱齿轮油系统包括所述变速箱、齿轮油箱、设于所述齿轮油箱内的齿轮油泵、用于连通所述变速箱和所述齿轮油箱的连通通道、用于对所述齿轮油箱内的齿轮油进行压力补偿的齿轮油补偿器以及设于所述齿轮油补偿器上的水分传感器和行程传感器，所述齿轮油补偿器与所述齿轮油箱连接，所述齿轮油箱和所述变速箱之间设有用于冷却升温后的所述齿轮油的齿轮油冷却器。

在使用本发明所提供的液压流体压力补偿系统时，本系统可以应用于深竖井掘进机上，其可对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿，其中，本系统的闭式油箱也即液压油箱。当在深竖井掘进过程中，环境压力升高，压力补偿装置感应到压力变化后，可跟随外界环境压力发生变化，以及时对闭式油箱及系统其它部件进行压力补偿。

并且，在驱动装置的驱动作用下执行装置进行运动，而执行装置运动过程会导致闭式油箱的容积发生变化，容积变化会导致压力变化，此时，压力补偿装置也可以及时进行压力补偿操作，从而确保液压流体压力补偿系统的油液压力保持稳定。而当环境温度发生变化时，其也会导致闭式油箱内油液体积发生变化，压力补偿装置可以感应油液容积变化，以及时进行压力补偿操作。因此，压力补偿装置还可以补偿由于执行装置运动、温度变化等引起的油液容积变化。

因为本系统在压力补偿装置上设置了检测装置，该检测装置可以实时检测压力补偿装置的压力补偿量，从而可以使操作人员清楚压力补偿装置是否发生损坏，如果压力补偿装置使用过程中发生损坏，而导致压力补偿量不准确，则可以及时对受损部件进行更换，这样可以有效确保压力补偿装置的灵敏度和精度，以保证压力补偿效果。

此外，由于液压流体压力补偿系统主要运用于深竖井掘进机上，也即本系统的运用环境十分恶劣，其需要长期处于污泥或腐蚀性液体环境内。为了避免执行装置在运行过程被腐蚀而无法使用，本系统通过在执行装置外设置由防腐蚀材料制作的保护装置，可以有效避免泥沙附着在执行装置表面，而影响补偿器的灵敏度、精度和补偿量，从而使执行装置可以很好的适应泥浆这一复杂环境，最终可有效提高系统各装置的使用寿命。

综上所述，本发明所提供的液压流体压力补偿系统，其可对由环境压力变化、执行件运动以及温度变化等引起的压力变化进行压力补偿，并且，可有效保证压力补偿装置的灵敏度、准确性以及补偿效果，还可以提高装置使用寿命，降低维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的液压流体压力补偿系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的深竖井掘进机液压流体系统的结构示意图；

图3为冷却水循环系统的结构示意图；

图4为主驱动密封及润滑系统的结构示意图；

图5为变速箱齿轮油系统的结构示意图。

图1-5中：

11为液压系统、12为冷却水循环系统、13为主驱动密封及润滑系统、14为变速箱齿轮油系统、201为电机、202为电机补偿器、203为水分传感器、204为行程传感器、205为闭式油箱、206为泵组、207为阀箱、208为阀组、209为推进油缸、210为撑靴油缸、211为油脂系统油缸、212为油脂马达、213为齿轮油马达、214为泵站冷却器、215为系统补偿器、301为水循环补偿器、302为水冷却器、303为水箱、304为水泵、305为主驱动电机冷却器、306为齿轮油冷却器、401为油脂补偿器、402为油脂筒、403为油脂泵、404为油脂阀箱、405为油脂分配器、406为主驱动密封、501为齿轮油补偿器、502为齿轮油泵、503为齿轮油箱、504为连通通道、505为变速箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种液压流体压力补偿系统，其应用于深竖井掘进机上，以对掘进机的液压油箱进行压力补偿，本系统适用于高压泥浆环境下使用，可以对由环境压力变化、执行件运动以及温度变化等引起的压力变化进行压力补偿，并且，能有效保证压力补偿装置的灵敏度、准确性以及补偿效果，还可以提高装置使用寿命，降低维修成本。

本发明的另一核心是提供一种包括上述液压流体压力补偿系统的深竖井掘进机液压流体系统，其适用于液压、流体、润滑等系统不同介质的压力补偿，可以实现对多个系统、大补偿量的压力补偿，能够有效通过压力补偿器感应并跟随外界环境压力变化，以避免外界环境压力影响系统正常工作。

请参考图1至图5，其中，图1为本发明所提供的液压流体压力补偿系统的结构示意图；图2为本发明所提供的深竖井掘进机液压流体系统的结构示意图；图3为冷却水循环系统的结构示意图；图4为主驱动密封及润滑系统的结构示意图；图5为变速箱齿轮油系统的结构示意图。

本具体实施例提供的一种液压流体压力补偿系统，应用于深竖井掘进机上，适用于高压泥浆环境，包括：驱动装置、闭式油箱205、执行装置、设于执行装置外的用于隔离保护执行装置的保护装置、用于补偿液压流体压力补偿系统的油液压力的压力补偿装置以及用于检测压力补偿装置的压力补偿量的检测装置，驱动装置与执行装置连接，以驱动执行装置运动，闭式油箱205与执行装置连接，执行装置运动时会导致闭式油箱205容积变化，压力补偿装置与闭式油箱205连接，以对闭式油箱205进行压力补偿，检测装置设于压力补偿装置上，保护装置为防腐蚀材料件。

需要说明的是，液压流体压力补偿系统除了可以应用在深竖井掘进机上，也可以应用在其它的井下和深海设备上，对其进行液压补偿。另外，此处的闭式油箱205可以是指深竖井掘进机的液压油箱，从而使液压流体压力补偿系统可以对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对驱动装置、闭式油箱205、执行装置、保护装置、压力补偿装置以及检测装置的结构、尺寸、形状、材质、型号、位置等进行确定。

还需要说明的是，在使用本发明所提供的液压流体压力补偿系统时，本系统可以应用于深竖井掘进机上，以对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿。当在深竖井掘进过程中，环境压力升高，压力补偿装置感应到压力变化后，可跟随外界环境压力发生变化，以及时对闭式油箱205及系统其它部件进行压力补偿。

并且，在驱动装置的驱动作用下执行装置进行运动，而执行装置运动过程会导致闭式油箱205的容积发生变化，容积变化会导致压力变化，此时，压力补偿装置也可以及时进行压力补偿操作，从而确保液压流体压力补偿系统的油液压力保持稳定。而当环境温度发生变化时，其也会导致闭式油箱205内油液体积发生变化，压力补偿装置可以感应油液容积变化，以及时进行压力补偿操作。因此，压力补偿装置还可以补偿由于执行装置运动、温度变化等引起的油液容积变化。

因为本系统在压力补偿装置上设置了检测装置，该检测装置可以实时检测压力补偿装置的压力补偿量，从而可以使操作人员清楚压力补偿装置是否发生损坏，如果压力补偿装置使用过程中发生损坏，而导致压力补偿量不准确，则可以及时对受损部件进行更换，这样可以有效确保压力补偿装置的灵敏度和精度，以保证压力补偿效果。

此外，由于液压流体压力补偿系统主要运用于深竖井掘进机上，也即本系统的运用环境十分恶劣，其需要长期处于污泥或腐蚀性液体环境内。为了避免执行装置在运行过程被腐蚀而无法使用，本系统通过在执行装置外设置由防腐蚀材料制作的保护装置和设置闭式油箱205，从而使得执行装置各部件可以很好的被隔离保护，可以有效避免泥沙附着在执行装置表面而影响补偿器的灵敏度、精度和补偿量，继而可以很好的适应泥浆这一复杂环境，最终有效提高了系统各装置的使用寿命。

综上所述，本发明所提供的液压流体压力补偿系统，其可对由环境压力变化、执行件运动以及温度变化等引起的压力变化进行压力补偿，并且，可有效保证压力补偿装置的灵敏度、准确性以及补偿效果，还可以提高装置使用寿命，降低维修成本。

在上述的液压流体压力补偿系统的基础上，优选的，驱动装置为电机201，执行装置包括用于与电机201连接的泵组206、用于与泵组206连接的阀组208以及用于与阀组208连接的推进油缸209，泵组206设于闭式油箱205内，阀组208设于保护装置内。

优选的，压力补偿装置包括用于补偿电机201壳体内的油液压力的电机补偿器202和用于补偿闭式油箱205的油液压力的系统补偿器215，电机补偿器202与电机201连接，系统补偿器215与闭式油箱205连接。

本实施例中，电机补偿器202连接至电机201，从而补偿电机201壳体中的油液压力。因为电机201需要处于高压环境下运行工作，为避免电机201出现压损破坏现象，可以在其壳体内填充油液，以使得当环境压力升高时，电机补偿器202感应到压力变化并跟随外界环境压力发生变化，电机补偿器202容腔变小，继而将油液填充至电机201壳体内，从而实现电机201的压力补偿，有效避免电机201在高压环境下受损。

系统补偿器215连接至闭式油箱205，从而可以有效补偿闭式油箱205及系统其它部件的油液压力。当深竖井掘进机在深竖井环境内进行掘进过程时，随着掘进过程的进行，环境压力升高，系统补偿器215感应到压力变化并跟随外界环境压力发生变化，系统补偿器215容腔变小，继而将油液填充至闭式油箱205内，从而实现闭式油箱205及系统的压力补偿。

需要说明的是，执行装置可以包括泵组206、阀箱207、阀组208、推进油缸209、撑靴油缸210、油脂系统油缸211、油脂马达212、齿轮油马达213等执行件。并且，电机201可驱动这些执行件进行运动，闭式油箱205依次连接泵组206、阀组208以及推进油缸209、撑靴油缸210、油脂系统油缸211、油脂马达212、齿轮油马达213等执行件。当执行件运动时，系统油液容积发生变化，系统补偿器215感应容积变化，实现补偿功能。

例如，当推进油缸209油杆伸出时，会导致大腔进油小腔回油，使得系统所需油液量增加，此时，系统补偿器215感应容积变化，从而向闭式油箱205补油，进而补偿系统油液。而当推进油缸209油杆缩回时，小腔进油大腔回油，使得系统所需油液量减小，系统补偿器215感应容积变化，从而接收回油油液。

另外，当环境温度发生变化时，其也会引起油液体积发生变化。电机补偿器202、系统补偿器215可以感应油液容积变化，实现补偿功能。例如当井下温度升高时，油液体积增加，补偿器感应到系统油液容积变化，其容腔增大，以接收系统中体积增加的油液。

因此，本发明所提供的液压流体压力补偿系统可以补偿由于执行件运动、温度变化引起的油液容积变化，继而有效保证了压力补偿效果。

优选的，电机补偿器202和系统补偿器215均为橡胶波纹管式补偿器。

需要说明的是，补偿器的类型主要包括有活塞式、滚动膜片式、皮囊式及波纹管式，其中，活塞式补偿器结构容易卡滞、各组件摩擦力大、响应不及时；滚动膜片式补偿器结构容易卡滞，不适用于泥浆环境；皮囊式补偿器可靠性较差，不便于监测；传统金属材质波纹管式补偿器，在泥浆环境中易沉积泥沙，且金属材质压缩性较差。

波纹管式补偿器主要是通过利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移，其也可用于降噪减振，波纹补偿器具有良好的压力补偿效果。

此外，将电机补偿器202和系统补偿器215均设置为橡胶波纹管式补偿器，可以使波纹管式补偿器适用于泥浆环境，并且，橡胶材质的波纹管式补偿器相较于金属材质的波纹管式补偿器，其具有更好的压缩性，补偿体积更大，更能满足掘进机等大型装备的补偿量需求。

优选的，电机补偿器202和系统补偿器215均设有水分传感器203和行程传感器204。其中，水分传感器203用于实时监测系统水泄露情况，以提高补偿器在泥浆环境中的安全可靠性，因为从外界渗入水至装置内，将容易影响系统的正常运行。

另外，行程传感器204用于实时检测压力补偿量，以保障电机补偿器和系统补偿器的灵敏度和精度。因为补偿器在泥浆环境下，泥沙会附着在补偿器弹性元件表面，继而影响补偿器的灵敏度、精度和补偿量，通过设置行程传感器，可以实时检测压力补偿量，减少泥浆环境的影响。若补偿器出现损坏，可及时进行更换，以保证压力补偿的精度和效果。

优选的，可以在闭式油箱205和阀箱207底部设置沉水槽，这样即使系统内渗入少量水也不会影响系统性能。

还需要说明的是，系统可以采用真空注油方式进行注油操作，以降低油液气体含量，减少补偿体积。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对电机补偿器202、系统补偿器215、水分传感器203以及行程传感器204的结构、型号、尺寸、位置、材质等进行确定。

在上述的液压流体压力补偿系统的基础上，优选的，闭式油箱205和保护装置之间设有泵站冷却器214，以使保护装置内的高温油液经泵站冷却器214冷却后再回流至闭式油箱205，这样可以避免油液温度过高而影响部件使用寿命，也可以避免油温过高而引起容积变化。通过设置泵站冷却器214，可以使得油液油温稳定，以有效提高系统稳定性。

优选的，保护装置可以设置为阀箱207，阀组208安装于阀箱207内，阀箱207的箱体外壳可以对阀组208形成隔离保护，以免阀组208在高压泥浆环境下受损或腐蚀。并且，阀箱207由防锈防腐蚀件制作而成，其可以有效防止生锈或损坏的发生，以提高装置运行可靠性和使用寿命。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对泵站冷却器214的形状、结构、位置、材质等进行确定。

本发明还提供了一种深竖井掘进机液压流体系统，包括液压系统11、冷却水循环系统12、主驱动密封及润滑系统13以及变速箱齿轮油系统14，液压系统11为上述的液压流体压力补偿系统，液压系统11用于对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿，冷却水循环系统12用于对深竖井掘进机的水箱303进行压力补偿，主驱动密封及润滑系统13用于对深竖井掘进机的油脂筒402进行压力补偿，变速箱齿轮油系统14用于对深竖井掘进机的变速箱505进行压力补偿。另外，深竖井掘进机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要补充说的是，冷却水循环系统12、主驱动密封及润滑系统13以及变速箱齿轮油系统14的补偿方式与上述的液压流体压力补偿系统的补偿方法类似。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对液压系统11、冷却水循环系统12、主驱动密封及润滑系统13以及变速箱齿轮油系统14的结构、尺寸、型号、位置、材质等进行确定。

在上述的深竖井掘进机液压流体系统的基础上，优选的，冷却水循环系统12包括水箱303、用于对水箱303内的冷却水进行压力补偿的水循环补偿器301、设于水循环补偿器301上的水分传感器203和行程传感器204、设于水箱303内的水泵304以及与水泵304连接的待冷却装置；水泵304用于输送冷却水至待冷却装置，以使待冷却装置降温冷却，水箱303和待冷却装置之间设有用于冷却升温后的冷却水的水冷却器302，以避免冷却水温度过高而引起容积变化。水循环补偿器301与水箱303连接，水循环补偿器301在感应到水箱303内的容积或压力变化后，可及时进行压力补偿。

优选的，水循环补偿器301可以设置为橡胶波纹管式补偿器，其可以通过有效伸缩变形，以吸收容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化。并且，其适用于泥浆环境，具有更好的压缩性，补偿体积更大，更能满足掘进机等大型装备的补偿量需求。水循环补偿器301填充介质为水，以实现冷却水循环系统12的补偿。

另外，需要说明的是，此处的水分传感器203和行程传感器204与上述的液压流体压力补偿系统内设置的水分传感器203和行程传感器204功能作用相同，但并不是指同一个。可以在根据水循环补偿器301的实际情况进行传感器的型号、位置等确定。

本实施例中，待冷却装置可以包括有主驱动电机冷却器305、齿轮油冷却器306、泵站冷却器214。冷却水循环系统12结构示意图可参考图3。

优选的，主驱动密封及润滑系统13包括油脂筒402、设于油脂筒402内的油脂泵403、与油脂泵403连接的油脂分配器405、设于油脂分配器405外的用于保护油脂分配器405的油脂阀箱404、用于对油脂筒402内的油脂进行压力补偿的油脂补偿器401以及设于油脂补偿器401上的水分传感器203和行程传感器204，油脂补偿器401与油脂筒402连接。

需要说明的是，主驱动密封及润滑系统13还可以包括用于密封装置的主驱动密封406。主驱动密封及润滑系统13的结构示意图可参考图4。

优选的，油脂补偿器401可以设置为橡胶波纹管式补偿器，其可以通过有效伸缩变形，以吸收容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化。并且，其适用于泥浆环境，具有更好的压缩性，补偿体积更大，更能满足掘进机等大型装备的补偿量需求。油脂补偿器401填充介质为油脂，以实现主驱动密封及润滑系统13的补偿。

优选的，变速箱齿轮油系统14包括变速箱505、齿轮油箱503、设于齿轮油箱503内的齿轮油泵502、用于连通变速箱505和齿轮油箱503的连通通道504、用于对齿轮油箱503内的齿轮油进行压力补偿的齿轮油补偿器501以及设于齿轮油补偿器501上的水分传感器203和行程传感器204，齿轮油补偿器501与齿轮油箱503连接，齿轮油箱503和变速箱505之间设有用于冷却升温后的齿轮油的齿轮油冷却器306。变速箱齿轮油系统14的结构示意图可参考图5。

需要说明的是，齿轮油补偿器501可以设置为橡胶波纹管式补偿器，其可以通过有效伸缩变形，以吸收容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化。并且，其适用于泥浆环境，具有更好的压缩性，补偿体积更大，更能满足掘进机等大型装备的补偿量需求。齿轮油补偿器501填充介质为齿轮油，以实现变速箱齿轮油系统14的补偿。

还需要补充说明的是，本发明所提供的深竖井掘进机液压流体系统适用于液压、流体、润滑等系统不同介质的压力补偿，也适用于泥浆这一复杂应用环境，可以确保补偿的灵敏度和精度，而且也可以补偿由于执行件运动、温度变化引起的油液容积变化。

也即深竖井掘进机液压流体系统可以实现对深竖井掘进机液压系统11、冷却水循环系统12、主驱动密封及润滑系统13、变速箱齿轮油系统14等多个系统、大补偿量的压力补偿。通过压力补偿器感应并跟随外界环境压力变化，避免了外界环境压力影响系统正常工作。并且，深竖井掘进机液压流体系统通过橡胶波纹管式补偿器、箱体外壳保护、传感器等设计，可以有效提高系统在泥浆环境中的安全可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的液压流体压力补偿系统和深竖井掘进机液压流体系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压流体压力补偿系统，应用于深竖井掘进机上，适用于高压泥浆环境，其特征在于，包括：驱动装置、闭式油箱（205）、执行装置、设于所述执行装置外的用于隔离保护所述执行装置的保护装置、用于补偿所述液压流体压力补偿系统的油液压力的压力补偿装置以及用于检测所述压力补偿装置的压力补偿量的检测装置，所述驱动装置与所述执行装置连接，以驱动所述执行装置运动，所述闭式油箱（205）与所述执行装置连接，所述执行装置运动时会导致所述闭式油箱（205）容积变化，所述压力补偿装置与所述闭式油箱（205）连接，以对所述闭式油箱（205）进行压力补偿，所述检测装置设于所述压力补偿装置上，所述保护装置为防腐蚀材料件。

2.根据权利要求1所述的液压流体压力补偿系统，其特征在于，所述驱动装置为电机（201），所述执行装置包括用于与所述电机（201）连接的泵组（206）、用于与所述泵组（206）连接的阀组（208）以及用于与所述阀组（208）连接的推进油缸（209），所述泵组（206）设于所述闭式油箱（205）内，所述阀组（208）设于所述保护装置内。

3.根据权利要求2所述的液压流体压力补偿系统，其特征在于，所述压力补偿装置包括用于补偿所述电机（201）壳体内的油液压力的电机补偿器（202）和用于补偿所述闭式油箱（205）的油液压力的系统补偿器（215），所述电机补偿器（202）与所述电机（201）连接，所述系统补偿器（215）与所述闭式油箱（205）连接。

4.根据权利要求3所述的液压流体压力补偿系统，其特征在于，所述电机补偿器（202）和所述系统补偿器（215）均为橡胶波纹管式补偿器。

5.根据权利要求4所述的液压流体压力补偿系统，其特征在于，所述电机补偿器（202）和所述系统补偿器（215）均设有水分传感器（203）和行程传感器（204），所述水分传感器（203）用于实时监测系统水泄露情况，以保障系统运行安全性，所述行程传感器（204）用于实时检测压力补偿量，以保障所述电机补偿器（202）和所述系统补偿器（215）的灵敏度和精度。

6.根据权利要求1至5任一项所述的液压流体压力补偿系统，其特征在于，所述闭式油箱（205）和所述保护装置之间设有泵站冷却器（214），以使所述保护装置内的高温油液经所述泵站冷却器（214）冷却后再回流至所述闭式油箱（205）。

7.一种深竖井掘进机液压流体系统，包括液压系统（11）、冷却水循环系统（12）、主驱动密封及润滑系统（13）以及变速箱齿轮油系统（14），其特征在于，所述液压系统（11）为上述权利要求1至6任一项所述的液压流体压力补偿系统，所述液压系统（11）用于对深竖井掘进机的液压油箱进行压力补偿，所述冷却水循环系统（12）用于对所述深竖井掘进机的水箱（303）进行压力补偿，所述主驱动密封及润滑系统（13）用于对所述深竖井掘进机的油脂筒（402）进行压力补偿，所述变速箱齿轮油系统（14）用于对所述深竖井掘进机的变速箱（505）进行压力补偿。

8.根据权利要求7所述的深竖井掘进机液压流体系统，其特征在于，所述冷却水循环系统（12）包括所述水箱（303）、用于对所述水箱（303）内的冷却水进行压力补偿的水循环补偿器（301）、设于所述水循环补偿器（301）上的水分传感器（203）和行程传感器（204）、设于所述水箱（303）内的水泵（304）以及与所述水泵（304）连接的待冷却装置；

所述水泵（304）用于输送所述冷却水至所述待冷却装置，以使所述待冷却装置降温冷却，所述水箱（303）和所述待冷却装置之间设有用于冷却升温后的所述冷却水的水冷却器（302），所述水循环补偿器（301）与所述水箱（303）连接。

9.根据权利要求8所述的深竖井掘进机液压流体系统，其特征在于，所述主驱动密封及润滑系统（13）包括所述油脂筒（402）、设于所述油脂筒（402）内的油脂泵（403）、与所述油脂泵（403）连接的油脂分配器（405）、设于所述油脂分配器（405）外的用于保护所述油脂分配器（405）的油脂阀箱（404）、用于对所述油脂筒（402）内的油脂进行压力补偿的油脂补偿器（401）以及设于所述油脂补偿器（401）上的水分传感器（203）和行程传感器（204），所述油脂补偿器（401）与所述油脂筒（402）连接。

10.根据权利要求9所述的深竖井掘进机液压流体系统，其特征在于，所述变速箱齿轮油系统（14）包括所述变速箱（505）、齿轮油箱（503）、设于所述齿轮油箱（503）内的齿轮油泵（502）、用于连通所述变速箱（505）和所述齿轮油箱（503）的连通通道（504）、用于对所述齿轮油箱（503）内的齿轮油进行压力补偿的齿轮油补偿器（501）以及设于所述齿轮油补偿器（501）上的水分传感器（203）和行程传感器（204），所述齿轮油补偿器（501）与所述齿轮油箱（503）连接，所述齿轮油箱（503）和所述变速箱（505）之间设有用于冷却升温后的所述齿轮油的齿轮油冷却器（306）。

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