[发明专利]一种采用液压变压器的节能型盾构液压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及流体压力执行机构，尤其涉及一种采用液压变压器的盾构节能液压系统。

背景技术

盾构掘进机是一种专用于地下隧道工程施工的现代化高科技掘进装备。与传统的施工方法相比，盾构法具有施工安全、快速、工程质量高、地面扰动小、劳动强度低等许多优点。由于采用了先进的开挖面稳定技术，盾构掘进尤其在各种地质条件复杂多变和施工环境恶劣的隧道工程建设中显出了独特的优势。此外，盾构在满足复杂路线掘进方面也发挥着其它掘进形式不可替代的作用。随着科技发展和社会进步，盾构掘进将逐步取代传统方法。

刀盘驱动系统、推进系统、螺旋输送系统是盾构掘进机的重要组成部分。刀盘转动负责切削前方的土体，推进系统为盾构机的前进提供推动力，螺旋输送机则将刀盘切削下来的渣土输送出隧道。三套系统同步运作、紧密配合，共同完成盾构掘进任务。由于盾构工作条件恶劣且负载很大，刀盘、推进、螺旋系统均采用液压驱动。

盾构掘进是一种典型的大功率、大负载工况，因此系统的装机功率巨大。在能耗如此大的系统中，工作效率对系统性能而言是一个极其重要的影响因素。传统盾构掘进机中大多采用阀控方式，尤其是在推进液压系统中分组阀控将会造成很大的能量损失，最终造成系统整体效率降低。系统效率低不仅浪费了能量、影响了设备寿命，而且恶化了施工环境，带来诸多不利因素。因此如何在确保盾构掘进系统正确高效完成掘进任务的情况下实现液压系统的节能控制是盾构掘进中的一个关键技术问题。

发明内容

为了克服盾构施工过程中存在的问题兼顾系统节能的要求，本发明的目的在于提供了一种采用液压变压器的节能型盾构液压控制系统，同时将推进系统、刀盘驱动和螺旋输送系统集成在一个由恒压变量泵和蓄能器组成的恒压网络中，实现了掘进动力的统一分配、统一管理。推进系统通过液压变压器实现压力、流量控制，刀盘、螺旋机转速的控制通过调节各自驱动液压变压器的排量来实现，螺旋输送机料门开口度控制由单作用液压缸完成。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

电机经联轴器与恒压变量泵刚性连接；恒压变量泵的吸油口与油箱连通，变量泵的出油口分别与安全阀和蓄能器连接，第一液压变压器中的变量泵/马达两端分别与恒压网络主油路、油箱连接，第一液压变压器中的定量泵/马达两端分别与恒压网络主油路、液压缸和另一液压缸的无杆腔连接，液压缸和另一液压缸的无杆腔进口与比例溢流阀进油口连接，二位三通换向阀A口分别液压缸和另一液压缸的有杆腔连接，二位三通换向阀B口与油箱连接，二位三通换向阀P口与恒压网络主油路连接，第二液压变压器、第三液压变压器中的变量泵/马达两端分别与恒压网络主油路、油箱连接，第二液压变压器、第三液压变压器中的定量泵/马达两端分别与恒压网络主油路、第一个三位四通换向阀P₁口和第二个三位四通换向阀P₂口连接，第一个三位四通换向阀T₁口和第二个三位四通换向阀T₂口与油箱连接，第一个三位四通换向阀A₁口和第二个三位四通换向阀A₂口与第一液压马达和第二液压马达一端油口相连，第一个三位四通换向阀B₁口和第二个三位四通换向阀B₂口与第一液压马达和第二液压马达的另一端油口相连，单作用液压缸通过液控单向阀、二位三通换向阀与恒压网络主油路连接；液控单向阀控制油口通过减压阀、二位二通换向阀与恒压网络主油路连接。

本发明具有的有益效果是：

液压系统采用集中油源供油，结构简单，占用空间小，这对于地下施工的盾构掘进而言具有一定的实用价值。推进系统实行分组控制，每组的推进速度和推进力通过液压变压器实现连续调节。由于系统中没有节流元件，能量传递效率高，避免了节流调速系统中的能量损失，具有明显的节能效果。

附图说明

附图是本发明的一个具体实施例的结构原理示意图。