[发明专利]一种高效节能的TBM水平姿态调整液压系统

说明书

本发明公开了一种高效节能的TBM水平姿态调整液压系统。包括油源系统Ⅰ、撑紧系统Ⅱ、推进系统Ⅲ和油箱。油源系统Ⅰ通过液压泵吸油管路和溢流阀泄油管路与油箱连接；撑紧系统Ⅱ和推进系统Ⅲ通过高压管路与油源系统Ⅰ连接，并通过回油管路与油箱连接；撑紧系统Ⅱ与推进系统Ⅲ之间没有连接。本发明在保证TBM高精度推进及水平姿态调整的同时，实现了推进液压缸的快回及撑紧液压缸的快出及快回；采用蓄能器对撑紧液压缸高压撑紧工况进行保压，通过单向阀使得撑紧液压缸在高精度调整姿态工况过程中始终保持着撑紧所需的压力，同时实现了节能。在保证隧道成型质量的同时，加快了施工进度，实现了节能。

技术领域

本发明涉及一种TBM水平姿态调整液压系统，尤其涉及一种高效节能的TBM支撑液压系统。

技术背景

TBM姿态调整系统的目标是使TBM沿着隧道设计轴线进行掘进，TBM机身姿态控制的精准程度直接关系着开挖隧道的质量。TBM掘进隧道过程中，在满足掘进质量的同时，高效与节能同样是TBM掘进的指标。

TBM水平姿态调整液压系统的执行元件由对称布置的四个推进液压缸和一对水平撑紧液压缸组成，承担着推进液压缸高压推进、低压快回与撑紧液压缸低压快进、高压撑紧、姿态调整、泄压、低压快回七大功能。七大功能中工况各不相同，现有的高精度TBM水平姿态调整液压系统均未考虑高效与节能，一般都是采用同一液压泵与同一液压控制阀，这样会导致在高压小流量工况下产生大量溢流损失，在低压大流量工况下造成液压缸速度过低的问题。

发明内容

为了克服现有高精度TBM水平姿态调整液压系统高压小流量工况下溢流损失过大、低压大流量工况下液压缸速度过低，本发明的目的在于提供一种高效节能的TBM水平姿态调整液压系统，在推进液压缸高压推进过程中采用高压小流量定量液压泵与比例减压阀(或者比例调速阀加比例溢流阀)实现高精度压力与流量控制；在推进液压缸电液快回过程中采用低压大流量定量液压泵与节流阀实现推进液压缸的高速退回；在撑紧液压缸低压快进与低压快回过程中采用低压大流量定量液压泵与节流阀及差动联接实现撑紧液压缸的高速运动；在撑紧液压缸高压撑紧过程中采用高压小流量定量液压泵与节流阀实现撑紧液压缸的高压撑紧，并采用蓄能器实现保压；在撑紧液压缸缸筒水平浮动调整姿态过程中采用高压小流量定量液压泵与比例换向阀实现高精度位置控制；在TBM暂停掘进过程中采用电磁溢流阀实现每个液压泵的卸荷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效节能的TBM水平姿态调整液压系统，其包括油源系统Ⅰ、撑紧系统Ⅱ、推进系统Ⅲ和油箱；油源系统Ⅰ通过液压泵吸油管路和溢流阀泄油管路与油箱连接；撑紧系统Ⅱ和推进系统Ⅲ通过高压管路与油源系统Ⅰ连接，并通过回油管路与油箱连接；撑紧系统Ⅱ与推进系统Ⅲ之间没有连接。

在本发明的一个实施例中，所述的油源系统Ⅰ至少包括第一高压小流量定量液压泵、低压大流量定量液压泵、第二高压小流量定量液压泵；所述第一高压小流量定量液压泵、低压大流量定量液压泵的出油口与撑紧系统Ⅱ相连，用于给撑紧系统Ⅱ供油；所述的低压大流量定量液压泵、第二高压小流量定量液压泵的出油口与推进系统Ⅲ相连；用于给推进系统Ⅲ供油。

在本发明的一个实施例中，所述的油源系统Ⅰ还包括第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、第三电磁溢流阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀；

第一高压小流量定量液压泵的出油口同时与第一单向阀的正向油口、第二单向阀的正向油口和第一电磁溢流阀的进油口相连，低压大流量定量液压泵的出油口同时与第四单向阀的正向油口和第三电磁溢流阀的进油口相连，第二高压小流量定量液压泵的出油口同时与第三单向阀的正向油口和第二电磁溢流阀的进油口相连，第一高压小流量定量液压泵的吸油口、低压大流量定量液压泵的吸油口、第二高压小流量定量液压泵的吸油口、第一电磁溢流阀的泄油口、第二电磁溢流阀的泄油口和第三电磁溢流阀的泄油口均与油箱相连。