用于泥水平衡盾构机的自动保压系统、泥水平衡盾构机技术方案

本发明专利技术公开了一种用于泥水平衡盾构机的自动保压系统、泥水平衡盾构机，该自动保压系统通过开挖仓压力传感器实时检测开挖仓内的压力值并反馈至处理器，处理器即可基于开挖仓内的压力值和气垫仓的压力设定值，计算得到开挖仓和气垫仓当前的理论液位差值，若理论液位差值在允许范围内，则保持气垫仓的压力设定值不变，若理论液位差值不在允许范围内，则对气垫仓的压力设定值进行调整，以使开挖仓和气垫仓之间的理论液位差值在允许范围内，实现了气垫仓的压力设定值与开挖仓的实际压力值相关联，当开挖仓的压力出现较大波动时会及时更新气垫仓的压力设定值，减少了气垫仓的液位波动幅度，有利于保证气垫仓的压力保持稳定。有利于保证气垫仓的压力保持稳定。有利于保证气垫仓的压力保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
用于泥水平衡盾构机的自动保压系统、泥水平衡盾构机


[0001]本专利技术涉及泥水平衡盾构机
，特别地，涉及一种用于泥水平衡盾构机的自动保压系统，另外，还涉及一种采用上述自动保压系统的泥水平衡盾构机。

技术介绍

[0002]泥水盾构施工过程中最大的风险是掌子面压力不稳定、易突变，即泥水平衡盾构机的开挖仓(即泥水仓)压力不稳定，而为了保证盾构掘进面稳定，掌子面压力需尽量保持稳定。目前，控制掌子面压力稳定的方式有两种，分别为直接控制式泥水盾构和间接控制式泥水盾构，其中，直接控制式泥水盾构是利用泥浆泵的转速和阀的开度来直接控制掌子面压力，而间接控制式泥水盾构是利用空气缓冲层的压力控制泥水压力，从而间接平衡掌子面土压力。如图1所示，现有间接控制式泥水盾构的空气保压系统的工作原理是：P1‑
P2＝ρgΔh，P1表示气垫仓的设定压力值，P2表示泥水仓的实际压力值，即掌子面压力值，Δh表示泥水仓和气垫仓的理论液位差值，气垫仓的设定压力值P1在设定后的较长时间内不再变化，通过控制器的模糊PID运算控制气垫仓的进、排气，使得气垫仓压力动态平衡在设定压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于泥水平衡盾构机的自动保压系统，其特征在于，包括：开挖仓压力传感器(1)，用于测量开挖仓(100)的压力值；第一模数转换器(2)，与开挖仓压力传感器(1)电性连接，用于将开挖仓压力传感器(1)输出的模拟量信号转换为电信号；气垫仓压力变送器(8)，用于测量气垫仓(200)的压力值；气动保压PID控制器(3)，与气垫仓压力变送器(8)连接，用于调节气垫仓(200)的压力设定值，并根据气垫仓(200)的压力设定值和气垫仓压力变送器(8)的测量结果对气垫仓(200)的压力进行PID控制；处理器(4)，与第一模数转换器(2)电性连接，用于根据开挖仓(100)的压力测量值和气垫仓(200)的压力设定值计算得到当前理论液位差值，并在当前理论液位差值超出允许范围时对气垫仓(200)的压力设定值进行自动调整，以使理论液位差值在允许范围内。2.如权利要求1所述的用于泥水平衡盾构机的自动保压系统，其特征在于，还包括电气转换器(11)、气动马达(12)和压力调节装置(13)，所述电气转换器(11)与处理器(4)电性连接，用于将处理器(4)输出的电控制信号转换为气控制信号，所述压力调节装置(13)用于输出气信号至所述气动保压PID控制器(3)，以调整气垫仓(200)的压力设定值，所述气动马达(12)分别与电气转换器(11)、压力调节装置(13)连接，用于根据所述电气转换器(11)输出的气控制信号控制所述压力调节装置(13)输出的气信号大小。3.如权利要求2所述的用于泥水平衡盾构机的自动保压系统，其特征在于，所述压力调节装置(13)包括气源(131)、换向机构(132)、手动压力调节装置(133)和自动压力调节装置(134)，所述手动压力调节装置(133)用于在掘进前手动调节输出的气信号大小，所述自动压力调节装置(134)与气动马达(12)连接，用于在掘进过程中自动调节输出的气信号大小，所述手动压力调节装置(133)和自动压力调节装置(134)并联设置，且通过所述换向机构(132)与气源(131)连接，所述换向机构(132)用于控制所述手动压力调节装置(133)与气源(131)连通或者所述自动压力调节装置(134)与气源(131)连通。4.如权利要求3所述的用于泥水平衡盾构机的自动保压系统，其特征在于，所述手动压力调节装置(133)和自动压力调节装置(134)均包括：基座(25)，用于作为支撑，基座(25)具有气源腔(29)、用于输入气体的输入孔(23)和用于输出气体的输出孔(26)，所述输入孔(23)分别与换向机构(132)、气源腔(29)连接，所述输出孔(26)与气动保压PID控制器(3)连接；放大器(21)，用于放大气体流量，安装于所述基座(25)上，具有输入腔(27)、输出腔(28)和第一调节组件，所述输入腔(27)与输入孔(23)连接，所述输出腔(28)与输出孔(26)连接，第一调节组件用于使所述输出腔(28)的气压随所述输入腔(27)的压力变化而变化；调节机构(22)，安装于所述基座(25)上，包括调节腔、第二调节组件、浮动板(225)以及连通所述输入腔(27)、调节腔的喷嘴(224)，所述第二调节组件用于调节所述浮动板(225)的第一端和所述喷嘴(224)的喷孔的间距，进而调节所述调节腔内的气压；反馈组件(24)，设置于所述基座(25)上，分别与所述调节腔以及所述输出腔(28)连通，用于使所述输出腔(28)输出的气压作用于所述浮动板(225)的第二端以调节所述调节腔的气压。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌斌，刘伟，刘乐，胡骞，叶珂呈，赵明，袁佳莹，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：