CN208330906U - 负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盾构施工设备技术领域，特别涉及一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，包括油源和执行机构，所述的油源包含电比例变量泵，及分别与电比例变量泵连接的油箱、电机，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上依次设置有比例溢流阀和泵头安全阀；所述的执行机构包含推进控制阀组和与推进控制阀组连接的若干个执行元件；所述的推进控制阀组包含设置在控制管路上的流量插装阀一、电磁球阀一、比例减压阀、流量插装阀二、电磁球阀二、液控单向阀、电磁换向阀、安全阀和电磁卸荷阀。本实用新型设计科学、合理，节能效果显著，控制元件较少，操作相对简单，成本相对也较低，溢流损失较少，大大节约成本。

Description

负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进 系统

技术领域

本实用新型涉及盾构施工设备技术领域，特别涉及一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统。

背景技术

盾构施工过程中，一般推进系统的液压缸数目较多，考虑到每个液压缸单独控制的复杂性和高昂的成本，一般会将推进液压缸分区控制，即将液压缸分成上下左右四个区，每区有3-7组，每区单独设置有控制机构。这样既达到了盾构调整姿态、纠偏的目的，又可以节省成本、降低控制难度。推进系统有两种工况模式：推进模式和管片拼装模式。推进模式时，盾构机正常掘进，系统压力设定在较高值，推进油缸伸出；管片拼装模式时，盾构机停止掘进，系统压力设定较低，部分推进油缸缩回，管片进行拼装，需要油缸快速伸缩，提高施工效率。目前，推进液压系统压力流量复合控制主要采用恒压变量泵作为泵源，采用比例调速阀与比例溢流阀相结合的压力流量复合控制，结构复杂，成本高。

发明内容

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，设计科学、合理，节能效果显著，且操作简单。

按照本实用新型所提供的设计方案， 一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，包括油源和执行机构，所述的油源包含电比例变量泵，及分别与电比例变量泵连接的油箱、电机，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上依次设置有比例溢流阀和泵头安全阀；所述的执行机构包含推进控制阀组和与推进控制阀组连接的若干个执行元件；所述的推进控制阀组包含设置在控制管路上的流量插装阀一、电磁球阀一、比例减压阀、流量插装阀二、电磁球阀二、液控单向阀、电磁换向阀、安全阀和电磁卸荷阀。

上述的，所述的执行元件采用带内置式位移传感器的液压油缸，推进控制阀组与液压油缸连接的控制管路上设置有压力传感器一。

优选的，电比例变量泵、比例减压阀和压力传感器一均与PLC控制器电连接。

更进一步，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上还设置有过滤器和与PLC控制器电连接的压力传感器二。

上述的，电磁球阀一和电磁球阀二均采用两位两通电磁球阀。

上述的，电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计新颖、合理，采用电比例变量泵和比例减压阀相配合的方式来实现压力流量同步精确控制的目的，整个推进系统的流量供给由电比例变量泵进行调节，比例减压阀的流量在最小稳定流量与额定通流量之间变化，在保证液压缸输入压力的条件下，泵的输出流量可以与盾构机推进系统的需求流量自动匹配，控制元件较少，操作相对简单，成本相对也较低，溢流损失较少，这对于功率大范围变化的盾构推进系统来讲，节能效果显著；相对于单根压力可调的推进系统，虽然同样采用比例减压阀+电比例变量泵的控制方式，但本发明可以实现拼装模式下同组内单根油缸伸缩的独立控制，而单根压力可调的推进系统只能同组油缸一起动作（全伸或全缩），成本比单根压力可调的推进系统要低很多，操作也相对简单，具有较好的市场推广前景。

附图说明：

图1为实施例中系统控制原理示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表油箱，标号2代表电机，标号3代表联轴器和钟型罩，标号4代表电比例变量泵，标号5代表泵头安全阀，标号6代表比例溢流阀，标号7代表压力传感器二，标号8代表过滤器，标号9代表进油块盖板，标号10代表进油块大流量的插装阀一，标号11代表进油两位两通的电磁球阀一，标号12代表叠加块盖板，标号13代表叠加块大流量的插装阀二，标号14代表叠加块两位两通的电磁球阀二，标号15代表液控单向阀，标号16代表压力传感器一，标号17代表带内置式位移传感器的液压油缸，标号18代表电磁卸荷阀、标号19代表安全阀，标号20代表三位四通的电磁换向阀，标号21代表比例减压阀。

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

为了克服现有盾构施工中采用恒压变量泵作为泵源，采用比例调速阀与比例溢流阀相结合的压力流量复合控制，结构复杂，成本高等情形。本实用新型实施例，参见图1所示，一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，包括油源和执行机构，所述的油源包含电比例变量泵，及分别与电比例变量泵连接的油箱、电机，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上依次设置有比例溢流阀和泵头安全阀；所述的执行机构包含推进控制阀组和与推进控制阀组连接的若干个执行元件；所述的推进控制阀组包含设置在控制管路上的流量插装阀一、电磁球阀一、比例减压阀、流量插装阀二、电磁球阀二、液控单向阀、电磁换向阀、安全阀和电磁卸荷阀。设计科学、合理，节能效果显著，且操作简单。

上述的，执行元件采用带内置式位移传感器的液压油缸，推进控制阀组与液压油缸连接的控制管路上设置有压力传感器一。

优选的，电比例变量泵、比例减压阀和压力传感器一均与PLC控制器电连接。电比例变量泵和比例减压阀相配合实现压力流量同步精确控制的目的，整个推进系统的流量供给由电比例变量泵进行调节，比例减压阀的流量在最小稳定流量与额定通流量之间变化，在保证液压缸输入压力的条件下，泵的输出流量可以与盾构机推进系统的需求流量自动匹配。推进系统中采用比例减压阀控制单组推进油缸的压力，压力传感器将负载压力反馈给PLC，通过PID计算后，远程控制泵的输出压力略大于负载压力，达到了节能的目的，延长了元件的使用寿命。采用电比例变量泵，在保证液压缸输入压力的条件下，泵的输出流量仅需略大于与盾构机推进系统的需求流量，可以实现自动匹配，减少溢流损失，实现了节能目的。

更进一步，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上还设置有过滤器和与PLC控制器电连接的压力传感器二。

上述的，电磁球阀一和电磁球阀二均采用两位两通电磁球阀。

上述的，电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀。

本实用新型采用比例减压阀控制单组推进油缸的压力，负载压力反馈给PLC，通过PID计算后，根据负载压力远程控制泵的输出压力，达到了节能的目的，延长了元件的使用寿命。采用电比例变量泵，泵的输出流量可以与盾构机推进系统的需求流量自动匹配，最大限度地减少溢流损失，以实现节能目的。对于功率、流量大范围变化、变负载的盾构推进系统，节能效果明显。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，包括油源和执行机构，其特征在于，所述的油源包含电比例变量泵，及分别与电比例变量泵连接的油箱、电机，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上依次设置有比例溢流阀和泵头安全阀；所述的执行机构包含推进控制阀组和与推进控制阀组连接的若干个执行元件；所述的推进控制阀组包含设置在控制管路上的流量插装阀一、电磁球阀一、比例减压阀、流量插装阀二、电磁球阀二、液控单向阀、电磁换向阀、安全阀和电磁卸荷阀。

2.根据权利要求1所述的负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，其特征在于，所述的执行元件采用带内置式位移传感器的液压油缸，推进控制阀组与液压油缸连接的控制管路上设置有压力传感器一。

3.根据权利要求2所述的负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，其特征在于，电比例变量泵、比例减压阀和压力传感器一均与PLC控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，其特征在于，电比例变量泵与执行机构连接的控制管路上还设置有过滤器和与PLC控制器电连接的压力传感器二。

5.根据权利要求1所述的负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，其特征在于，电磁球阀一和电磁球阀二均采用两位两通电磁球阀。

6.根据权利要求1所述的负载压力闭环反馈和流量自适应的节能型掘进机液压推进系统，其特征在于，电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀。