CN220336894U - 气压控制器及盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气压控制器及盾构机，用于调节气舱的压力值，气舱上布设进气阀和排气阀，包括用于控制进气阀和排气阀的启闭的主控机构、用于设定气舱的预设压力值的压力设定机构及用于显示气舱的预设压力值和/或实际压力值的显示机构，主控机构上开设有第一气路槽，压力设定机构上开设有用于通入预设压力值的气流的第二气路槽，第一气路槽分别与第二气路槽及气舱连通，第一气路槽上布设有通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差触发进气阀或排气阀的启闭的触发组件；本实用新型的气压控制器及盾构机其结构巧妙，能通过纯机械结构控制进气阀或排气阀的启闭，不易受电磁干扰，可靠性高，能降低能耗。

Description

气压控制器及盾构机

技术领域

本实用新型涉及盾构施工技术领域，特别地，涉及一种气压控制器。此外，本实用新型还涉及一种包括上述气压控制器的盾构机。

背景技术

在盾构施工领域，盾构机的开挖面的压力控制是关于施工安全和进度的极为重要的一环。通过控制进排气阀的启闭来调节气舱内的压力值，从而调节开挖面的压力，其核心的控制元件是气压控制器。

现有的气舱控制器如中国专利CN213759107U公开的一种氧舱舱压控制系统，通过压力传感器监测氧舱的舱压来调节进气阀和排气阀流量，从而控制氧舱压力，该系统控制方式为电控，需要将压力信号与电信号进行相互转化，系统易受到电磁干扰，导致氧舱的舱压不稳定，且能耗较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气压控制器，以解决现有的气舱控制器易受到电磁干扰，导致气舱的舱压不稳定，且能耗较大的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种气压控制器，用于调节气舱的压力值，所述气舱上布设有用于向所述气舱通入气体的进气阀和用于将所述气舱内的气体排出的排气阀，包括用于控制所述进气阀和所述排气阀的启闭的主控机构、用于设定所述气舱的预设压力值的压力设定机构及用于显示所述气舱的预设压力值和/或实际压力值的显示机构，所述主控机构上开设有第一气路槽，所述压力设定机构上开设有用于通入预设压力值的气流的第二气路槽，所述第一气路槽分别与所述第二气路槽及所述气舱连通，所述第一气路槽上布设有通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差触发所述进气阀或所述排气阀的启闭的触发组件。

进一步地，所述主控机构包括开设有第一气路槽的第一气路集成快、用于封堵所述第一气路槽的端面的第一盖板、布设于所述第一气路集成快与所述第一盖板之间的第一橡胶密封垫及用于连通所述第二气路槽的气路转接板。

进一步地，所述第一橡胶密封垫上开设有第一开槽，所述第一开槽与所述第一气路槽的端面的形状及大小均相同，所述第一开槽的侧壁上布设有第一金属筋。

进一步地，所述压力设定机构包括开设有第二气路槽的第二气路集成块、用于封堵所述第二气路槽的端面的第二盖板和第三盖板、布设于所述第二气路集成块与所述第二盖板之间的第二橡胶密封垫及布设于所述第二气路集成块与所述第三盖板之间的第三橡胶密封垫。

进一步地，所述第二橡胶密封垫上开设有第二开槽，所述第二开槽与所述第二气路槽的第一端面的形状及大小均相同，所述第二开槽的侧壁上布设有第二金属筋，所述第三橡胶密封垫上开设有第三开槽，所述第三开槽与所述第二气路槽的第二端面的形状及大小均相同，所述第三开槽的侧壁上布设有第三金属筋。

进一步地，所述第二气路集成块上布设有预设气压调节组件，所述预设气压调节组件包括用于调节预设压力值的第一调节手柄、用于对所述第一调节手柄输出的压力值进行负反馈调节的第一反馈膜片及用于对所述第一反馈膜片输出的气流压力进行线性放大的第一功率放大器。

进一步地，所述第二气路集成块上还布设有手动/自动控制转换装置及手动控制压力调节组件，所述手动控制压力调节组件包括用于调节实际压力值的第二调节手柄、用于对所述第二调节手柄输出的压力值进行负反馈调节的第二反馈膜片及用于对所述第二反馈膜片输出的气流压力值进行线性放大的第二功率放大器，所述手动/自动控制转换装置用于切换所述气舱的实际压力值的通过所述主控机构进行自动控制或通过所述手动控制压力调节组件进行手动控制。

进一步地，所述第二气路集成块上还布设有本地/远程控制转换装置，所述本地/远程控制转换装置与用户终端通信连接，以进行所述气压控制器本地控制与所述用户终端远程控制的切换。

进一步地，所述触发组件包括布设于所述第一气路槽内的转轴、与所述转轴转动连接的触发片、用于控制所述进气阀的启闭的第一触发块及用于控制所述排气阀的启闭的第二触发块，所述第一触发块和所述第二触发块分别布设于所述触发片两侧，所述触发片的两侧分别通入预设压力值的气流和实际压力值的气流，通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差使得触发片转动以接触所述第一触发块或所述第二触发块。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种盾构机，其包括上述气压控制器。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的气压控制器，在使用时，通过压力设定机构设定气舱的预设压力值，第一气路槽分别与第二气路槽及气舱连通，使得预设压力值的气流和实际压力值的气流均通入第一气路槽，预设压力值的气流和实际压力值的气流在触发组件相遇，预设压力值的气流比实际压力值的气流的压力大时，使得触发组件向第一方向位移，从而触发进气阀开启，使得气舱充气，直到预设压力值的气流比实际压力值的气流达到平衡，触发组件复位，进气阀关闭；预设压力值的气流比实际压力值的气流的压力小时，使得触发组件向第二方向位移，从而触发排气阀开启，使得气舱放气，直到预设压力值的气流比实际压力值的气流达到平衡，触发组件复位，排气阀关闭；其结构巧妙，能通过纯机械结构控制进气阀或排气阀的启闭，不易受电磁干扰，可靠性高，能省去气压传感器、信号转换器等电器元件，从而降低气压控制器的能耗。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的气压控制器的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的主控机构的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的第一橡胶密封垫的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的第一金属筋的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例的气路转接板的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例的压力设定机构的结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例的第二气路集成块的结构示意图；

图8是本实用新型优选实施例的触发组件的结构示意图。

图例说明：

1、主控机构；101、第一气路槽；11、第一气路集成快；12、第一橡胶密封垫；121、第一开槽；122、第一金属筋；123、第一裙边；13、第一盖板；14、气路转接板；141、定位销；142、第一气孔；143、第二气孔；2、压力设定机构；201、第二气路槽；21、第二气路集成块；211、第一调节手柄；212、第一反馈膜片；213、第一功率放大器；214、手动/自动控制转换装置；215、第二调节手柄；216、第二反馈膜片；217、第二功率放大器；218、本地/远程控制转换装置；22、第二橡胶密封垫；221、第二开槽；23、第二盖板；24、第三橡胶密封垫；241、第三开槽；25、第三盖板；3、显示机构；31、壳体；32、波纹管；33、指针；4、触发组件；41、转轴；42、触发片；43、第一触发块；44、第二触发块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

请一并参阅图1至图8，本实施例的气压控制器，用于调节气舱的压力值，气舱上布设有用于向气舱通入气体的进气阀和用于将气舱内的气体排出的排气阀，包括用于控制进气阀和排气阀的启闭的主控机构1、用于设定气舱的预设压力值的压力设定机构2及用于显示气舱的预设压力值和/或实际压力值的显示机构3，主控机构1上开设有第一气路槽101，压力设定机构2上开设有用于通入预设压力值的气流的第二气路槽201，第一气路槽101分别与第二气路槽201及气舱连通，第一气路槽101上布设有通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差触发进气阀或排气阀的启闭的触发组件4，主控机构1与压力设定机构2之间、压力设定机构2与显示机构3之间用螺钉固定连接。

使用时，通过压力设定机构2设定气舱的预设压力值，第一气路槽101分别与第二气路槽201及气舱连通，使得预设压力值的气流和实际压力值的气流均通入第一气路槽101，预设压力值的气流和实际压力值的气流在触发组件4相遇，预设压力值的气流比实际压力值的气流的压力大时，使得触发组件4向第一方向位移，从而触发进气阀开启，使得气舱充气，直到预设压力值的气流比实际压力值的气流达到平衡，触发组件4复位，进气阀关闭；预设压力值的气流比实际压力值的气流的压力小时，使得触发组件4向第二方向位移，从而触发排气阀开启，使得气舱放气，直到预设压力值的气流比实际压力值的气流达到平衡，触发组件4复位，排气阀关闭；其结构巧妙，能通过纯机械结构控制进气阀或排气阀的启闭，不易受电磁干扰，可靠性高，能省去气压传感器、信号转换器等电器元件，从而降低气压控制器的能耗；预设压力值和/或气舱的实际压力值以指针形式显示在显示机构3上，便于观察和对比。可选地，显示机构3为包括壳体31、波纹管32和指针33，壳体31上设有用于指示气压值的刻度表尺，两个波纹管32分别通入预设压力值的气流和实际压力值的气流，指针33的第一端由波纹管32驱动，指针33的中段与壳体31铰接，波纹管32因通入气流的气压变化而伸缩，从而带动指针33摆动，进而使得指针33的第二端指示壳体31上的不同刻度值，观察两个指针33指向的位置是否重叠，即可判断预实际压力值与设压力值的气压值是否相同，便于观察和对比，纯机械式结构不易受电磁干扰，可靠性高。可选地，显示机构3为电传感式显示器，能直观地显示具体的气压数值。

本实施例中，主控机构1包括开设有第一气路槽101的第一气路集成快11、用于封堵第一气路槽101的端面的第一盖板13、布设于第一气路集成快11与第一盖板13之间的第一橡胶密封垫12及用于连通第二气路槽201的气路转接板14，第一橡胶密封垫12能密封第一气路集成快11与第一盖板13之间的间隙，保证第一气路槽101的气密性，气路转接板14安装与第一盖板13上，气路转接板14上有用于通入预设压力值的第一气孔142和用于通入实际压力值的气流的第二气孔143，以将预设压力值的气流和实际压力值的气流引入第一气路槽101。可选地，气路转接板14上布设有定位销141，第一盖板13上开设有与定位销141对应的定位孔，安装时，将定位销141插入定位孔内即可将气路转接板14与第一盖板13对齐，能提升装配效率。

本实施例中，第一橡胶密封垫12上开设有第一开槽121，第一开槽121与第一气路槽101的端面的形状及大小均相同，第一开槽121的侧壁上布设有第一金属筋122，第一金属筋122能避免第一开槽121变形，使得第一开槽121始终与第一气路槽101的端面形成良好的密封，保证第一气路槽101的气密性。可选地，第一金属筋122与第一气路槽101端面抵接的一端上布设有第一裙边123，以增强第一金属筋122的刚性。

本实施例中，压力设定机构2包括开设有第二气路槽201的第二气路集成块21、用于封堵第二气路槽201的端面的第二盖板23和第三盖板25、布设于第二气路集成块21与第二盖板23之间的第二橡胶密封垫22及布设于第二气路集成块21与第三盖板25之间的第三橡胶密封垫24；第二气路集成块21呈L型，显示机构3安装在呈L型的第二气路集成块21的弯折处，显示机构3的外壳与第二气路集成块21的外壳齐平，避免形成台阶堆积灰尘；第二盖板23用于封堵对应L型的短边的平面，第二橡胶密封垫22用于密封第二盖板23与第二气路集成块21之间的间隙；第三盖板25用于封堵对应L型的长边的平面，第三橡胶密封垫24用于密封第三盖板25与第二气路集成块21之间的间隙，显示机构3与第三盖板25通过螺钉固定连接。

本实施例中，第二橡胶密封垫22上开设有第二开槽221，第二开槽221与第二气路槽201的第一端面的形状及大小均相同，第二开槽221的侧壁上布设有第二金属筋，第二金属筋能避免第二开槽221变形，使得第二开槽221始终与第二气路槽201的第一端面形成良好的密封，保证第二气路槽201的气密性；第三橡胶密封垫24上开设有第三开槽241，第三开槽241与第二气路槽201的第二端面的形状及大小均相同，第三开槽241的侧壁上布设有第三金属筋，第三金属筋能避免第三开槽241变形，使得第三开槽241始终与第二气路槽201的第二端面形成良好的密封，保证第二气路槽201的气密性。可选地，第二金属筋与第二气路槽201第一端面抵接的一端上布设有第二裙边，以增强第二金属筋的刚性。可选地，第三金属筋与第二气路槽201第二端面抵接的一端上布设有第三裙边，以增强第三金属筋的刚性。

本实施例中，第二气路集成块21上布设有预设气压调节组件，预设气压调节组件包括用于调节预设压力值的第一调节手柄211、用于对第一调节手柄211输出的压力值进行负反馈调节的第一反馈膜片212及用于对第一反馈膜片212输出的气流压力进行线性放大的第一功率放大器213；使用时，通过旋转第一调节手柄211调节预设压力值的大小；第一反馈膜片212能对第一调节手柄211输出的压力值进行负反馈调节，使第二调节手柄215调节压力更精细。

本实施例中，第二气路集成块21上还布设有手动/自动控制转换装置214及手动控制压力调节组件，手动控制压力调节组件包括用于调节实际压力值的第二调节手柄215、用于对第二调节手柄215输出的压力值进行负反馈调节的第二反馈膜片216及用于对第二反馈膜片216输出的气流压力值进行线性放大的第二功率放大器217，手动/自动控制转换装置214用于切换气舱的实际压力值的通过主控机构1进行自动控制或通过手动控制压力调节组件进行手动控制；手动/自动控制转换装置214有手动控制模式和自动控制模式两个档位，自动控制模式通过主控机构1自动控制气舱的实际压力值；手动控制模式下，主控机构1不起作用，通过压力设定机构2中的动控制压力调节组件调节进气阀或排气阀的启闭，对气舱的实际压力值进行人为控制；使用时，顺时针旋转第二调节手柄215增加气舱的舱压，进气阀开启，排气阀关闭，逆时针旋转第二调节手柄215降低气舱的舱压，进气阀关闭，排气阀开启，结构简单，操作放方便；第二反馈膜片216能对第二调节手柄215输出的压力值进行负反馈调节，使第二调节手柄215调节压力更精细。

本实施例中，第二气路集成块21上还布设有本地/远程控制转换装置218，本地/远程控制转换装置218与用户终端通信连接，以进行气压控制器本地控制与用户终端远程控制的切换；本地/远程控制转换装置218有本地控制模式和远程控制模式两个档位，本地控制模式下，通过气压控制器的预设气压调节组件设定气舱的预设压力值；远程控制模式下，通过用户终端设定气舱的预设压力值，并引入控制器中，用户终端可以为台式电脑、笔记本电脑、手机、平板电脑或遥控器。

本实施例中，触发组件4包括布设于第一气路槽101内的转轴41、与转轴41转动连接的触发片42、用于控制进气阀的启闭的第一触发块43及用于控制排气阀的启闭的第二触发块44，第一触发块43和第二触发块44分别布设于触发片42两侧，触发片42的两侧分别通入预设压力值的气流和实际压力值的气流，通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差使得触发片42转动以接触第一触发块43或第二触发块44。

本实用新型的气压控制器，采用橡胶密封垫对气路槽的端面进行密封，密封性能优异；主控机构1、压力设定机构2之间、显示机构3采用模块化设计，装配操作简单高效，维修检查方便；有多种操作和工作模式，可现场设定开挖面压力，也可远程进行设定，通过本地/远程旋钮进行切换；其可对开挖面压力进行自动控制，也可进行手动控制，通过自动/手动旋钮进行切换；气压控制器响应迅速，控制精度较高，广泛应用于盾构施工领域中。

一种盾构机，包括上述的气压控制器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种气压控制器，用于调节气舱的压力值，所述气舱上布设有用于向所述气舱通入气体的进气阀和用于将所述气舱内的气体排出的排气阀，其特征在于，

包括用于控制所述进气阀和所述排气阀的启闭的主控机构(1)、用于设定所述气舱的预设压力值的压力设定机构(2)及用于显示所述气舱的预设压力值和/或实际压力值的显示机构(3)，

所述主控机构(1)上开设有第一气路槽(101)，所述压力设定机构(2)上开设有用于通入预设压力值的气流的第二气路槽(201)，所述第一气路槽(101)分别与所述第二气路槽(201)及所述气舱连通，所述第一气路槽(101)上布设有通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差触发所述进气阀或所述排气阀的启闭的触发组件(4)。

2.根据权利要求1所述的气压控制器，其特征在于，

所述主控机构(1)包括开设有第一气路槽(101)的第一气路集成快(11)、用于封堵所述第一气路槽(101)的端面的第一盖板(13)、布设于所述第一气路集成快(11)与所述第一盖板(13)之间的第一橡胶密封垫(12)及用于连通所述第二气路槽(201)的气路转接板(14)。

3.根据权利要求2所述的气压控制器，其特征在于，

所述第一橡胶密封垫(12)上开设有第一开槽(121)，所述第一开槽(121)与所述第一气路槽(101)的端面的形状及大小均相同，所述第一开槽(121)的侧壁上布设有第一金属筋(122)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气压控制器，其特征在于，

所述压力设定机构(2)包括开设有第二气路槽(201)的第二气路集成块(21)、用于封堵所述第二气路槽(201)的端面的第二盖板(23)和第三盖板(25)、布设于所述第二气路集成块(21)与所述第二盖板(23)之间的第二橡胶密封垫(22)及布设于所述第二气路集成块(21)与所述第三盖板(25)之间的第三橡胶密封垫(24)。

5.根据权利要求4所述的气压控制器，其特征在于，

所述第二橡胶密封垫(22)上开设有第二开槽(221)，所述第二开槽(221)与所述第二气路槽(201)的第一端面的形状及大小均相同，所述第二开槽(221)的侧壁上布设有第二金属筋，

所述第三橡胶密封垫(24)上开设有第三开槽(241)，所述第三开槽(241)与所述第二气路槽(201)的第二端面的形状及大小均相同，所述第三开槽(241)的侧壁上布设有第三金属筋。

6.根据权利要求5所述的气压控制器，其特征在于，

所述第二气路集成块(21)上布设有预设气压调节组件，所述预设气压调节组件包括用于调节预设压力值的第一调节手柄(211)、用于对所述第一调节手柄(211)输出的压力值进行负反馈调节的第一反馈膜片(212)及用于对所述第一反馈膜片(212)输出的气流压力进行线性放大的第一功率放大器(213)。

7.根据权利要求6所述的气压控制器，其特征在于，

所述第二气路集成块(21)上还布设有手动/自动控制转换装置(214)及手动控制压力调节组件，

所述手动控制压力调节组件包括用于调节实际压力值的第二调节手柄(215)、用于对所述第二调节手柄(215)输出的压力值进行负反馈调节的第二反馈膜片(216)及用于对所述第二反馈膜片(216)输出的气流压力值进行线性放大的第二功率放大器(217)，

所述手动/自动控制转换装置(214)用于切换所述气舱的实际压力值的通过所述主控机构(1)进行自动控制或通过所述手动控制压力调节组件进行手动控制。

8.根据权利要求7所述的气压控制器，其特征在于，

所述第二气路集成块(21)上还布设有本地/远程控制转换装置(218)，所述本地/远程控制转换装置(218)与用户终端通信连接，以进行所述气压控制器的本地控制与通过所述用户终端远程控制之间的切换。

9.根据权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的气压控制器，其特征在于，

所述触发组件(4)包括布设于所述第一气路槽(101)内的转轴(41)、与所述转轴(41)转动连接的触发片(42)、用于控制所述进气阀的启闭的第一触发块(43)及用于控制所述排气阀的启闭的第二触发块(44)，

所述第一触发块(43)和所述第二触发块(44)分别布设于所述触发片(42)两侧，所述触发片(42)的两侧分别通入预设压力值的气流和实际压力值的气流，通过预设压力值的气流与实际压力值的气流的压力差使得触发片(42)转动以接触所述第一触发块(43)或所述第二触发块(44)。

10.一种盾构机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的气压控制器。