一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置，包括三位四通換向閥、二位二通換向閥、二個液控單向閥、順序閥、溢流閥、蓄能器、液壓缸。該系統(tǒng)采用蓄能器作為能量吸收和儲存元件，將盾構(gòu)推進過程中外界突變載荷導(dǎo)致的峰值液壓能吸收存儲，供推進液壓缸在空載快速回退時的大流量工況利用。由于該裝置的存在，推進系統(tǒng)突變載荷工況下的壓力波動得到有效抑制，運動平穩(wěn)性得到有效改善，同時具有較明顯的節(jié)能效果。該裝置的工作全部采用系統(tǒng)液壓油控制，使盾構(gòu)推進電控系統(tǒng)得以簡化，非常適合盾構(gòu)掘進機推進液壓系統(tǒng)的實際工況需要。
【專利說明】 一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種流體壓力控制機構(gòu)，具體涉及一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]推進系統(tǒng)是盾構(gòu)掘進機的重要組成部分。由于盾構(gòu)掘進地質(zhì)情況復(fù)雜多變，因而推進系統(tǒng)承受的負載不確定性很大，特別是在極端地質(zhì)情況下容易遭受隨機突變大載荷。突變載荷所導(dǎo)致的壓力突變和能量積聚對推進液壓系統(tǒng)正?？煽抗ぷ髟斐奢^大的影響。
[0003]現(xiàn)有盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)普遍采用溢流閥作為突變載荷下系統(tǒng)保護元件，溢流閥需頻繁開啟，系統(tǒng)響應(yīng)的快速性很難得到保證，且溢流損失較大導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱嚴重。此外，突變載荷下不僅要保護液壓系統(tǒng)承受安全壓力，還要保證安全閥開啟之后液壓缸工作腔壓力不能降低至正常工作壓力之下，以維持開挖面穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置，該裝置既能吸收復(fù)雜地質(zhì)工況下掘進突變載荷導(dǎo)致的壓力波動并作為液壓能存儲，同時又能可靠保壓，維持開挖面穩(wěn)定。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:包括三位四通換向閥、液壓缸以及蓄能器；三位四通換向閥的進油口與主進油路相連，回油口與回油路相連，第一出油口與液壓缸的無桿腔相連通，第二出油口液壓缸的有桿腔相連通；由第一出油口與第二出油口至液壓缸的兩油路之間還設(shè)置有用于吸收并存儲推進系統(tǒng)在突變載荷工況下的變化液壓能，同時在液壓缸回退時將能量釋放出來做功的蓄能器；第一出油口上還連接有溢流閥。
[0006]所述的第二出油口與液壓缸之間還設(shè)置有二位二通換向閥；三位四通換向閥的第一出油口分別與第二液控單向閥的進油口、二位二通換向閥的控制油口以及溢流閥的進油口相連；三位四通換向閥的第二出油口與第一液控單向閥的控制油口和二位二通換向閥的進油口相連；二位二通換向閥的出油口分別與第二液控單向閥的控制油口、第一液控單向閥的進油口以及液壓缸的有桿腔相連；第二液控單向閥的出油口分別與順序閥的進油口以及液壓缸的無桿腔相連；
[0007]所述順序閥的出油口與第一液控單向閥的出油口匯合后分別與蓄能器和溢流閥的控制油口相連；溢流閥的出油口連接到油箱上。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]本發(fā)明采用蓄能器吸收并存儲推進系統(tǒng)突變載荷工況下的變化液壓能，在推進液壓缸回退時將能量釋放出來做功，實現(xiàn)節(jié)能。另外，液壓缸有桿腔和無桿腔回路上設(shè)置了液控單向閥組，消除了突變負載對系統(tǒng)主油路壓力的影響，同時在暫停推進時仍能保持工作腔具有一定壓力，并將液壓缸在原有位置處可靠鎖緊。最后，本發(fā)明盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置的工作全部采用液壓油控制，大幅減少了電控元件數(shù)量，提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的原理圖。
[0011]其中:1為三位四通換向閥；2為二位二通換向閥；3為溢流閥；4、7為液控單向閥；5為蓄能器；6為順序閥；8為液壓缸；9為油箱。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]參見圖1，本發(fā)明包括三位四通換向閥1、液壓缸8以及蓄能器5 ;三位四通換向閥I的進油口 Pl與主進油路相連，回油口 Tl與回油路相連，第一出油口 Al與液壓缸8的無桿腔相連通，第二出油口 BI液壓缸8的有桿腔相連通；由第一出油口 Al與第二出油口 BI至液壓缸8的兩油路之間還設(shè)置有用于吸收并存儲推進系統(tǒng)在突變載荷工況下的變化液壓能，同時在液壓缸回退時將能量釋放出來做功的蓄能器5 ;第一出油口 Al上還連接有溢流閥3。第二出油口 BI與液壓缸8之間還設(shè)置有二位二通換向閥2 ;三位四通換向閥I的第一出油口 Al分別與第二液控單向閥7的進油口 A7、二位二通換向閥2的控制油口 K2以及溢流閥3的進油口 P3相連；三位四通換向閥I的第二出油口 BI與第一液控單向閥4的控制油口K4和二位二通換向閥2的進油口 A2相連；二位二通換向閥2的出油口 B2分別與第二液控單向閥7的控制油口 K7、第一液控單向閥4的進油口 A4以及液壓缸8的有桿腔相連；第二液控單向閥7的出油口 B7分別與順序閥6的進油口 A6以及液壓缸8的無桿腔相連；順序閥6的出油口 B6與第一液控單向閥4的出油口 B4匯合后分別與蓄能器5和溢流閥3的控制油口 K3相連；溢流閥3的出油口 T3連接到油箱9上。
[0014]本發(fā)明的工作原理如下:
[0015]如附圖所示，當盾構(gòu)向前推進時，三位四通換向閥I左邊電磁鐵得電，工作在左位，主進油路高壓油經(jīng)三位四通換向閥I的進油口 P1、第一出油口 Al流至第二液控單向閥7進油口 A7，由于第二液控單向閥7導(dǎo)通，壓力油經(jīng)出油口 B7至液壓缸8無桿腔推動活塞桿伸出，液壓缸8有桿腔液壓油通過管路流至二位二通換向閥2出油口 B2。由于三位四通換向閥I第一出油口 Al與二位二通換向閥2控制油口 K2相連，在來自三位四通換向閥I第一出油口 Al的高壓油作用下二位二通換向閥2工作在左位，進油口 A2與出油口 B2連通，液壓缸8有桿腔液壓油經(jīng)二位二通換向閥2流至三位四通換向閥I第二出油口 BI。由于三位四通換向閥I工作在左位，液壓缸8有桿腔液壓油經(jīng)二位二通換向閥2至三位四通換向閥I第二出油口 BI流入，Tl 口流出至回油路。
[0016]正常推進時，液壓缸8無桿腔壓力油流至順序閥6進油口 A6，由于工作壓力低于順序閥6彈簧調(diào)定壓力，順序閥6不工作，進油口 A6和出油口 B6不通。由于第一液控單向閥4控制油口 K4與回油路連接，且蓄能器5中有高壓油，此時第一液控單向閥4進油口 A4和出油口 B4不通。第二液控單向閥7的控制油口 K7與回油路連接，因此第二液控單向閥7不會反向?qū)?。蓄能?中的油液壓力沒有達到設(shè)定安全壓力值，因此與其連接的溢流閥3控制油口 K3未達到使閥開啟的壓力，進油口 P3與出油口 T3不通，溢流閥3不工作。
[0017]當盾構(gòu)推進遭遇突變負載時，系統(tǒng)工作壓力增大。當壓力超過順序閥6調(diào)定壓力時，順序閥6開啟，進油口 A6和出油口 B6連通。從第二液控單向閥7出油口 B7中流出的高壓油一部分通過順序閥6進油口 A6、出油口 B6進入蓄能器5，開始充液。當突變載荷較大使得蓄能器5充液壓力高于設(shè)定安全值時，蓄能器5中高壓油通過溢流閥3控制油口 K3作用使溢流閥3開啟，進油口 P3與出油口 T3連通，來自三位四通換向閥I第一出油口 Al的高壓油經(jīng)溢流閥3進油口 P3、出油口 T3流回油箱9。在極端情況下，液壓缸8無桿腔壓力升至遠高于系統(tǒng)壓力時，由于第二液控單向閥7控制油口 K7與回油路相連，第二液控單向閥7反向截止，防止壓力波動對主油路的沖擊。
[0018]當盾構(gòu)推進液壓缸需要回退時，三位四通換向閥I右邊電磁鐵得電，工作在右位，主進油路高壓油經(jīng)三位四通換向閥I的進油口 P1、第二出油口 BI，一部分至第一液控單向閥4控制油口 K4，將第一液控單向閥4反向?qū)?，蓄能?中的高壓油經(jīng)第一液控單向閥4出油口 B4、進油口 A4流至液壓缸8有桿腔推動活塞桿縮回。由于三位四通換向閥I工作在右位，第一出油口 Al與回油口 Tl連通，二位二通換向閥2控制油口 K2與回油路接通，在右端彈簧力作用下二位二通換向閥2工作在右位，三位四通換向閥I第二出油口 BI的另一部分液壓油經(jīng)二位二通換向閥2進油口 A2、出油口 B2流向液壓缸8有桿腔，與蓄能器共同推動液壓缸快速回退。由于二位二通換向閥2具有內(nèi)置單向閥，可防止蓄能器5中高壓油倒流回主油路。由于主油路經(jīng)二位二通換向閥2進油口 A2、出油口 B2與第二液控單向閥7控制油口 K7相連，第二液控單向閥7反向?qū)?，液壓?無桿腔液壓油經(jīng)第二液控單向閥7出油口 B7、進油口 A7以及三位四通換向閥I第一出油口 Al、回油口 Tl流至回油路，從而實現(xiàn)液壓缸回退。此時，順序閥6進油口 A6、溢流閥3進油口 P3均與回油路連接，故順序閥6和溢流閥3均不工作。
[0019]當盾構(gòu)暫停推進時,三位四通換向閥I全部電磁鐵斷電，閥工作在中位，進油口 Pl與第一出油口 Al和第二出油口 BI斷開，主油路壓力油經(jīng)進油口 P1、回油口 Tl至回油路，系統(tǒng)卸荷。由于此時二位二通換向閥2工作于右位，與第二液控單向閥7共同組成液壓鎖，從而使液壓缸8位置鎖定，保證開挖面的穩(wěn)定。
[0020]以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置，其特征在于:包括三位四通換向閥(I)、液壓缸⑶以及蓄能器(5);三位四通換向閥⑴的進油口(Pl)與主進油路相連，回油口(Tl)與回油路相連，第一出油口(Al)與液壓缸(8)的無桿腔相連通，第二出油口(BI)液壓缸⑶的有桿腔相連通；由第一出油口(Al)與第二出油口(BI)至液壓缸⑶的兩油路之間還設(shè)置有用于吸收并存儲推進系統(tǒng)在突變載荷工況下的變化液壓能，同時在液壓缸回退時將能量釋放出來做功的蓄能器(5);第一出油口(Al)上還連接有溢流閥(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置，其特征在于:所述的第二出油口(BI)與液壓缸(8)之間還設(shè)置有二位二通換向閥(2);三位四通換向閥(I)的第一出油口(Al)分別與第二液控單向閥(7)的進油口(A7)、二位二通換向閥(2)的控制油口(K2)以及溢流閥(3)的進油口(P3)相連；三位四通換向閥(I)的第二出油口(BI)與第一液控單向閥(4)的控制油口(K4)和二位二通換向閥⑵的進油口(A2)相連；二位二通換向閥(2)的出油口(B2)分別與第二液控單向閥(7)的控制油口(K7)、第一液控單向閥⑷的進油口(A4)以及液壓缸⑶的有桿腔相連；第二液控單向閥(7)的出油口(B7)分別與順序閥(6)的進油口(A6)以及液壓缸⑶的無桿腔相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)突變載荷能量吸收裝置，其特征在于:所述順序閥(6)的出油口(B6)與第一液控單向閥(4)的出油口(B4)匯合后分別與蓄能器(5)和溢流閥(3)的控制油口(K3)相連；溢流閥(3)的出油口(T3)連接到油箱(9)上。
【文檔編號】F15B11/00GK104214147SQ201410350624
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】施虎, 梅雪松, 馬馳 申請人:西安交通大學(xué)