一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件，泥浆供给阀、泥浆排出阀、旁通阀分别通过工作控制阀组与液压源连通，液压源连通有液压蓄能装置，液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与泥浆供给阀执行元件、泥浆排出阀执行元件、旁通阀执行元件连通。本实用新型专利技术可在工作阀组失控时，將开挖面环流系统泥水循环转换为机内旁通泥水循环，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种盾构机的应急装置，尤其涉及一种泥水盾构机环流系统应急液压装置。
技术介绍
盾构机：是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机分类：主要有土压平衡式盾构机和泥水平衡式盾构机。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出的土量进行调节。泥水平衡式盾构机出土方式是通过环流系统进行泥水循环，经过泥浆泵及管道元件將地面泥水站的新浆液输送到掌子面，与切削土体混合搅拌后送至泥水分离系统进行处理。与土压平衡式盾构机相比，泥水平衡式盾构机具有效率高、安全可靠性好、地面扰动少、机械自动化程度高、设备造价高等特点。广泛适用于地质条件差、地下水位高、地表沉降控制精度高、施工作业环境污染少的跨江越海地下轨道交通建设。如南京扬子江隧道、纬七路长江隧道、上海崇明隧道，开挖直接达到15m。对于重点、难点、大型工程隧道项目，泥水平衡式盾构机越来越受到各个项目参建方的重视。目前，城市地下轨道交通建设快速发展，隧道施工的安全性是项目各阶段参建方重点考虑的因素。当采用泥水平衡式盾构机作为隧道施工设备时，出土方面具有连续稳定的优势，对地表沉降控制精确，自动化程度高，机械设备复杂，但在施工过程中也发现一些问题，影响隧道施工质量。泥水平衡式盾构机及后配套整体长度大、要实现集中控制需要现场总线控制。分站与主站距离较远，控制线缆布置较长，由于施工过程中各工种交叉作业较多，人为因素的干扰，隧道施工环境差，对集中控制系统的硬件影响因素较多，不能满足自动控制设备的基本要求，以至于无法正常工作。如控制线缆被拉断，输入输出设备及各控制器的损坏，潮湿环境下硬件的绝缘电阻不符合参数设定要求。如图1所示，现有技术的泥水盾构机环流系统，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件1、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件3、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件2，所述泥浆供给阀1、所述泥浆排出阀3、所述旁通阀2分别通过工作控制阀组4与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件2关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组4利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件2打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件1和所述泥浆排出阀执行元件3关闭。当控制系统因故障停止运行时，其他系统，尤其是环流系统中留有循环的泥水，由于流体泵的突然停止，管道内的泥水由于惯性继续循环，操作人员无法通过操作屏进行参数控制，使得管道内的压力发生变化（由于液位差，进浆流量大、出浆流量小），使管道元件及泥水舱压力过大，即使减压设备进行压力释放，排气过滤设备也可能发生堵塞；气体管路可能回流，损坏空气控制系统；由于泥水舱压力波动，可能影响地面沉降；严重时会发生重大机械事故，造成人员的伤亡、经济的损失。同时，由于泥水存留在管道内容易堵塞管道，为下次开机循环带来极大困难。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，该应急液压装置可在工作阀组失控时，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，可避免异常情况下对前方掌子面压力波动的影响，防止管道内的压力发生变化，防止管道元件及泥水舱压力过大，防止排气过滤设备发生堵塞，防止损坏空气控制系统，防止由于泥水舱压力波动造成地面沉降，防止发生重大机械事故，防止造成人员的伤亡，避免经济的损失，避免由于泥水存留在管道内造成管道堵塞，为下次开机循环创造有利条件。为了解决上述技术问题，本技术的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件，所述泥浆供给阀、所述泥浆排出阀、所述旁通阀分别通过工作控制阀组与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭，所述液压源连通有液压蓄能装置，所述液压蓄能装置通过应急控制阀组分别与所述泥浆供给阀执行元件、所述泥浆排出阀执行元件、所述旁通阀执行元件连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件关闭，同时，所述应急控制阀组控制所述液压源向所述液压蓄能装置蓄能，当突然断电时，应急控制阀组利用所述液压蓄能装置先控制所述旁通阀打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件和所述泥浆排出阀执行元件关闭。所述液压蓄能装置包括蓄能器、压差开关、截止阀，所述蓄能器的进出油口分别连通单向阀的出油口、所述应急控制阀组液压输入侧的进油口、所述截止阀的一个端口，所述压差开关设置在所述蓄能器的进出油口，所述单向阀的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组液压输入侧的出油口。所述蓄能器的容量是50L，所述蓄能器的预充压力是4Mpa，所述压差开关的打开压力为11Mpa，所述压差开关的关闭压力为9.5Mpa。所述应急控制阀组液压输出侧有两个进油口和两个出油口，一个所述出油口连通所述旁通阀执行元件油缸的有杆腔，一个所述进油口连通所述旁通阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述出油口连通两个单向阀的进油口，一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述单向阀的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的无杆腔，另一个所述进油口连通两个单向阀的出油口，一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件油缸的有杆腔，另一个所述单向阀的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件油缸的有杆腔。所述应急控制阀组包括截止阀、换向阀、压力控制阀、两个液控单向阀、两个单向阀、压力检测点，所述截止阀的一个端口是所述应急控制阀组液压输入侧的进油口，所述截止阀的另一个端口连通所述换向阀的进油口，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件(1)、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件(3)、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件(2)，所述泥浆供给阀1、所述泥浆排出阀1、所述旁通阀分别通过工作控制阀组(4)与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件(2)打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭，其特征在于：所述液压源连通有液压蓄能装置(7)，所述液压蓄能装置(7)通过应急控制阀组(9)分别与所述泥浆供给阀执行元件(1)、所述泥浆排出阀执行元件(3)、所述旁通阀执行元件(2)连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，同时，所述应急控制阀组(9)控制所述液压源向所述液压蓄能装置(7)蓄能，当突然断电时，应急控制阀组(9)利用所述液压蓄能装置(7) 先控制所述旁通阀(2)打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道流循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭。...

【技术特征摘要】
1.一种泥水盾构机环流系统的应急液压装置，包括设置在泥水盾构机环流系统管道进口处的泥浆供给阀执行元件(1)、设置在泥水盾构机环流系统管道出口处的泥浆排出阀执行元件(3)、设置在泥水盾构机环流系统管道上的旁通阀执行元件(2)，所述泥浆供给阀1、所述泥浆排出阀1、所述旁通阀分别通过工作控制阀组(4)与液压源连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，当环流系统旁通模式时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述旁通阀执行元件(2)打开，使泥水盾构机环流系统中的泥浆经过机内旁路管道循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭，其特征在于：所述液压源连通有液压蓄能装置(7)，所述液压蓄能装置(7)通过应急控制阀组(9)分别与所述泥浆供给阀执行元件(1)、所述泥浆排出阀执行元件(3)、所述旁通阀执行元件(2)连通，当环流系统正常循环时，所述工作控制阀组(4)利用所述液压源先控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)打开，使泥浆在泥水盾构机环流系统在开挖面内循环，再控制所述旁通阀执行元件(2)关闭，同时，所述应急控制阀组(9)控制所述液压源向所述液压蓄能装置(7)蓄能，当突然断电时，应急控制阀组(9)利用所述液压蓄能装置(7)先控制所述旁通阀(2)打开，使泥水盾构机环流系统管道内的泥浆经过机内旁路管道流循环，再控制所述泥浆供给阀执行元件(1)和所述泥浆排出阀执行元件(3)关闭。
2.根据权利要求1所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述液压蓄能装置(7)包括蓄能器(7-1)、压差开关(7-2)、截止阀(7-3)，所述蓄能器(7-1)的进出油口分别连通单向阀(8)的出油口、所述应急控制阀组(9)液压输入侧的进油口、所述截止阀(7-3)的一个端口，所述压差开关(7-2)设置在所述蓄能器(7-1)的进出油口，所述单向阀(8)的进油口连通所述液压源的进油路，所述截止阀(7-3)的另一个端口分别连通所述液压源的回油路、所述应急控制阀组(9)液压输入侧的出油口。
3.根据权利要求2所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述蓄能器(7-1)的容量是50L，所述蓄能器(7-1)的预充压力是4Mpa，所述压差开关(7-2)的打开压力为11Mpa，所述压差开关(7-2)的关闭压力为9.5Mpa。
4.根据权利要求2所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述应急控制阀组(9)液压输出侧有两个进油口(1A、2B)和两个出油口（1B、2A），一个所述出油口（1B）连通所述旁通阀执行元件(2)油缸的有杆腔，一个所述进油口（1A）连通所述旁通阀执行元件(2)油缸的无杆腔，另一个所述出油口（2A）连通两个单向阀(6)的进油口，一个所述单向阀(6)的出油口连通所述泥浆供给阀执行元件(1)油缸的无杆腔，另一个所述单向阀(6)的出油口连通所述泥浆排出阀执行元件(3)油缸的无杆腔，另一个所述进油口(2B)连通两个单向阀(6)的出油口，一个所述单向阀(6)的进油口连通所述泥浆供给阀执行元件(1)油缸的有杆腔，另一个所述单向阀(6)的进油口连通所述泥浆排出阀执行元件(3)油缸的有杆腔。
5.根据权利要求4所述的泥水盾构机环流系统的应急液压装置，其特征在于：所述应急控制阀组(9)包括截止阀(9-1)、换向阀(9-2)、压力控制阀(9-3)、两个液控单向阀(9-4、9-7)、两个单向阀(9-5、9-6)、压力检测点(9-8)，所述截止阀(9-1)的一个端口是所述应急控制阀组(9)液压输入侧的进油口，所述截止阀(9-1)的另一个端口连通所述换向阀(9-2)的进油口，所述换向阀(9-2)的出油口分别连通一个所述单向阀(9-5)的进油口和所述压力控制阀(9-3)的进油口，该单向阀(9-5)的出油口是所述应急控制阀组(9)液压输...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明月，潘立，荆敏，霍文星，
申请(专利权)人：中交隧道工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11