CN207049619U - 一种全气动压力补偿控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种全气动压力补偿控制系统，包括压缩气源、第一压力补偿阀、第三压力补偿阀、第一压力空间、第四压力空间、压力排气阀、第二压力补偿阀、消音器连接、第二压力空间连接、第三压力空间。本实用新型的优点：能够有效提高系统承压能力，解决隧道施工高承压密封系统能力不足的问题，对各道密封腔进行压力补偿，以满足压力大于6bar的正面支撑压力要求。

Description

一种全气动压力补偿控制系统

技术领域

本实用新型涉及气动控制方案，特别是指一种全气动压力补偿控制系统。

背景技术

当前国内市场盾构机及TBM等隧道掘进机的数量不断增多，而随着市场的发展，隧道承压的水土压力不断提高，主驱动密封的承压能力需要越来高，单纯的依靠单道密封来满足承压设计已经远远无法满足，组合式密封在一定的压力范围内能够使用，但面对正面压力高达6bar的设计时，组合式密封必将在最后部那道密封承压能力不足。

实用新型内容

本实用新型提出一种全气动压力补偿控制系统，解决了现有技术中主驱动密封承压能力不足的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种全气动压力补偿控制系统，包括压缩气源，所述的压缩气源分别与第一压力补偿阀、第三压力补偿阀连接，第一压力补偿阀与第一压力空间连接，第一压力空间与第四压力空间连接，第三压力补偿阀分别与第四压力空间、第三压力空间、压力排气阀和第二压力补偿阀连接，压力排气阀与消音器连接，第二压力补偿阀分别与第四压力空间和第二压力空间连接，第一压力补偿阀的“+”端与第四压力空间连接，第一压力补偿阀的“-”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀的“+”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀的“-”端与第二压力空间连接，第三压力补偿阀的“+”端与第一压力空间连接，第三压力补偿阀的“-”端与第三压力空间连接，压力排气阀的“+”端与第一压力空间连接，压力排气阀的“-”端与第三压力空间连接。

所述的第一压力补偿阀与第一压力空间之间、第二压力补偿阀与第二压力空间之间、第三压力补偿阀与第三压力空间之间均设有消音节流阀，第一压力空间与第四压力空间之间、第二压力补偿阀与第四压力空间之间、第三压力补偿阀与第四压力空间之间均设有单向截止阀。

所述的第一压力空间为罐体一，第二压力空间为罐体二，第三压力空间为罐体三，第四压力空间为压力反馈罐，罐体一、罐体二、罐体三和压力反馈罐上均设有安全阀。

所述的第一压力空间为罐体一，罐体一为齿轮油罐，齿轮油罐与P2腔连接，第二压力空间为P3腔，第三压力空间为P4腔，第四压力空间为气垫仓，P4腔设在第四唇形密封与密闭驱动箱体之间，P3腔设在第三唇形密封与第四唇形密封之间，P2腔设在第二唇形密封与第三唇形密封之间，P1腔设在第一唇形密封与第二唇形密封之间，P0腔为迷宫密封腔。

本实用新型的优点：能够有效提高系统承压能力，解决隧道施工高承压密封系统能力不足的问题，对各道密封腔进行压力补偿，以满足压力大于6bar的正面支撑压力要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1结构图。

图2为实施例2结构图。

图中：1-压缩气源，2-第二压力补偿阀，3-第一压力补偿阀，4-消音器，5-罐体一，6-单向截止阀，7-压力排气阀，8-第三压力补偿阀，9-消音节流阀，10-安全阀，11-罐体二，12-罐体三，13-压力反馈罐，14-刀盘，15-泥水仓，16-气垫仓，17-P0腔，18-P1腔，19-P2腔，20-P3腔，21-P4腔，22-泥水压力。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种全气动压力补偿控制系统，包括压缩气源1，所述的压缩气源1分别与第一压力补偿阀3、第三压力补偿阀8连接，第一压力补偿阀3与第一压力空间连接，第一压力空间与第四压力空间连接，第三压力补偿阀8分别与第四压力空间、第三压力空间、压力排气阀7和第二压力补偿阀2连接，压力排气阀7与消音器4连接，第二压力补偿阀2分别与第四压力空间和第二压力空间连接，第一压力补偿阀3的“+”端与第四压力空间连接，第一压力补偿阀3的“-”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀2的“+”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀2的“-”端与第二压力空间连接，第三压力补偿阀8的“+”端与第一压力空间连接，第三压力补偿阀8的“-”端与第三压力空间连接，压力排气阀7的“+”端与第一压力空间连接，压力排气阀7的“-”端与第三压力空间连接。

所述的第一压力补偿阀3与第一压力空间之间、第二压力补偿阀2与第二压力空间之间、第三压力补偿阀8与第三压力空间之间均设有消音节流阀9，第一压力空间与第四压力空间之间、第二压力补偿阀2与第四压力空间之间、第三压力补偿阀与第四压力空间之间均设有单向截止阀6。

所述的第一压力空间为罐体一5，第二压力空间为罐体二11，第三压力空间为罐体三12，第四压力空间为压力反馈罐13，罐体一5、罐体二11、罐体三12和压力反馈罐13上均设有安全阀10。

本实施例主要由压力反馈罐、压力罐、压力补偿阀、消音节流阀、压力排气阀、消音器、压缩气源、安全阀、相应仪表和传感器组成，其中压力补偿阀用以两罐体压差控制，消音节流阀用以压力动态平衡控制，压力排气阀用以关键罐体的压力保护控制，防止超压现象。

压力补偿阀的特性带有“+”和“-”两个信号端，第一压力补偿阀信号端取值于压力反馈罐和罐体一，通过第一压力补偿阀维持两罐体间压力差，消音节流阀进行消音节流，保证压力控制动态平衡，气源来自于主气路压缩空气气源。第二压力补偿阀信号端取值于罐体二和罐体一，通过第二压力补偿阀维持两罐体间压力差，消音节流阀进行消音节流，保证压力控制动态平衡，气源来自于罐体三压缩空气。第三压力补偿阀信号端取值于罐体三和罐体一，通过第三压力补偿阀维持两罐体间压力差，消音节流阀进行消音节流，保证压力控制动态平衡，气源来自于主气路压缩空气。而为了防止关键罐体三的超压现象，设有压力排气阀，压力排气阀信号端取值于罐体三和罐体一，通过压力排气阀维持两罐体间压力差，防止罐体超压，气源来自于罐体三压缩空气。通过设置第一压力补偿阀、第二压力补偿阀、第三压力补偿阀和压力排气阀的压差值，压力反馈罐的压力出现变化时，相应罐体压力会通过压力补偿阀和消音节流阀进行动态平衡调整，保证每个罐体的压力能够按照设计值进行维持压力。而压力排气阀又能够在系统超压的情况下进行动态保护，维持系统的稳定性。

实施例2

如图2所示，一种全气动压力补偿控制系统，包括压缩气源1，所述的压缩气源1分别与第一压力补偿阀3、第三压力补偿阀8连接，第一压力补偿阀3与第一压力空间连接，第一压力空间与第四压力空间连接，第三压力补偿阀8分别与第四压力空间、第三压力空间、压力排气阀7和第二压力补偿阀2连接，压力排气阀7与消音器4连接，第二压力补偿阀2分别与第四压力空间和第二压力空间连接，第一压力补偿阀3的“+”端与第四压力空间连接，第一压力补偿阀3的“-”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀2的“+”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀2的“-”端与第二压力空间连接，第三压力补偿阀8的“+”端与第一压力空间连接，第三压力补偿阀8的“-”端与第三压力空间连接，压力排气阀7的“+”端与第一压力空间连接，压力排气阀7的“-”端与第三压力空间连接。

所述的第一压力补偿阀3与第一压力空间之间、第二压力补偿阀2与第二压力空间之间、第三压力补偿阀8与第三压力空间之间均设有消音节流阀9，第一压力空间与第四压力空间之间、第二压力补偿阀2与第四压力空间之间、第三压力补偿阀与第四压力空间之间均设有单向截止阀6。

所述的第一压力空间为罐体一5，罐体一5为齿轮油罐，齿轮油罐与P2腔19连接，第二压力空间为P3腔20，第三压力空间为P4腔21，第四压力空间为气垫仓16，P4腔21设在第四唇形密封与密闭驱动箱体之间，P3腔20设在第三唇形密封与第四唇形密封之间，P2腔19设在第二唇形密封与第三唇形密封之间，P1腔18设在第一唇形密封与第二唇形密封之间，P0腔17为迷宫密封腔。

本实施例主要由刀盘14、泥水仓15、气垫仓16、多组组合密封及密封腔、压力补偿阀、压缩气源、气罐及相应阀门组成、第一道的P0腔17由迷宫密封腔组成，并注入油脂来阻挡外界的渣土进入驱动箱体的内部，第二道的P1腔18由第一唇形密封和第二唇形密封组成并注入油脂来阻挡渣土及润滑密封，第三道的P2腔19由第二唇形密封和第三唇形密封组成并加入油品润滑，第四道的P3腔由第三唇形密封和第四唇形密封组成并在特定情况下加入油品，第五道的P4腔由第四唇形密封和密闭驱动箱体组成。

P2腔19的压力补偿由第一压力补偿阀3来控制，第一压力补偿阀3的“﹢”端测量气垫仓16压力，第一压力补偿阀3的“-”端测量P2腔19压力。P3腔20的压力补偿由第二压力补偿阀2来控制，第二压力补偿阀2的“﹢”端测量P2腔19压力，第二压力补偿阀2的“-”端测量P3腔20压力。P4腔21的压力补偿由第三压力补偿阀8和压力排放阀7来控制，第三压力补偿阀8的“﹢”端测量P2腔19压力，第三压力补偿阀8的“-”端测量P4腔21压力，压力排放阀7的“﹢”端测量P2腔19压力，压力排放阀7的“-”端测量P4腔21压力，压力排放阀7和第三压力补偿阀8存在压差关系，来防止P4腔21压力过高现象发生。

系统的变量是泥水仓15的正面支撑的泥水压力22，因正面支撑的压力引起气垫仓压力的变化，随着泥水仓压力的升高，密封承受压力升高，当超过单道密封自身承受两端压差情况下，系统就会自动对密封两端压力进行补偿，维持单道密封两端的压力差在自身承压能力最佳工况范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全气动压力补偿控制系统，包括压缩气源（1），其特征在于：所述的压缩气源（1）分别与第一压力补偿阀（3）、第三压力补偿阀（8）连接，第一压力补偿阀（3）与第一压力空间连接，第一压力空间与第四压力空间连接，第三压力补偿阀（8）分别与第四压力空间、第三压力空间、压力排气阀（7）和第二压力补偿阀（2）连接，压力排气阀（7）与消音器（4）连接，第二压力补偿阀（2）分别与第四压力空间和第二压力空间连接，第一压力补偿阀（3）的“+”端与第四压力空间连接，第一压力补偿阀（3）的“-”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀（2）的“+”端与第一压力空间连接，第二压力补偿阀（2）的“-”端与第二压力空间连接，第三压力补偿阀（8）的“+”端与第一压力空间连接，第三压力补偿阀（8）的“-”端与第三压力空间连接，压力排气阀（7）的“+”端与第一压力空间连接，压力排气阀（7）的“-”端与第三压力空间连接。

2.根据权利要求1所述的全气动压力补偿控制系统，其特征在于：所述的第一压力补偿阀（3）与第一压力空间之间、第二压力补偿阀（2）与第二压力空间之间、第三压力补偿阀（8）与第三压力空间之间均设有消音节流阀（9），第一压力空间与第四压力空间之间、第二压力补偿阀（2）与第四压力空间之间、第三压力补偿阀（8）与第四压力空间之间均设有单向截止阀（6）。

3.根据权利要求1所述的全气动压力补偿控制系统，其特征在于：所述的第一压力空间为罐体一（5），第二压力空间为罐体二（11），第三压力空间为罐体三（12），第四压力空间为压力反馈罐（13），罐体一（5）、罐体二（11）、罐体三（12）和压力反馈罐（13）上均设有安全阀（10）。

4.根据权利要求1所述的全气动压力补偿控制系统，其特征在于：所述的第一压力空间为罐体一（5），罐体一（5）为齿轮油罐，齿轮油罐与P2腔（19）连接，第二压力空间为P3腔（20），第三压力空间为P4腔（21），第四压力空间为气垫仓（16），P4腔（21）设在第四唇形密封与密闭驱动箱体之间，P3腔（20）设在第三唇形密封与第四唇形密封之间，P2腔（19）设在第二唇形密封与第三唇形密封之间，P1腔（18）设在第一唇形密封与第二唇形密封之间，P0腔（17）为迷宫密封腔。