本發(fā)明涉及盾構(gòu)機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)機常用于地鐵隧道、海底隧道、公路隧道等的掘進，是一種自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降和在地下開挖時不影響地面交通的隧洞施工機械。

盾構(gòu)機具有內(nèi)循環(huán)水和外循環(huán)水，外循環(huán)水主要用于冷卻內(nèi)循環(huán)水和液壓油箱。外循環(huán)水通過隧道外的水塔供水，水塔內(nèi)的水經(jīng)隧道外增壓泵將外水送入盾構(gòu)最后一節(jié)拖車上的水管卷筒，然后經(jīng)內(nèi)循環(huán)水板式冷卻器、液壓油箱板式冷卻器后，回水由水管卷筒送到洞外。

盾構(gòu)機的水清洗系統(tǒng)通過其主水路通道從外循環(huán)水回水處旁接，主水路通道具有增壓泵，通過增壓泵二次加壓，達到所需要的壓力后通過多條支路水路通道分別提供給刀盤噴水裝置、皮帶機清洗裝置、備用用水裝置和水汽裝置等，各支路水路通道則通過電控閥門來控制通斷。

在盾構(gòu)掘進施工過程中，比如，為防止刀盤產(chǎn)生泥餅結(jié)塊，簡單依靠外循環(huán)回水水壓5bar左右（bar為盾構(gòu)機領(lǐng)域內(nèi)的通用單位1bar=0.1MPa），是不足以保證將附著在刀盤表面的泥餅沖洗干凈，往往需要通過啟動增壓泵進行二次增壓（20bar左右）實現(xiàn)盾構(gòu)機水清洗系統(tǒng)的清洗功能；再比如，如果出渣土為粘土性質(zhì)，為防止輸送皮帶產(chǎn)生大量的粘土附著，也需要通過啟動增壓泵來進行高壓水沖洗。當(dāng)水清洗系統(tǒng)沒有進行工作時，需進行以下兩個步驟：1、關(guān)閉噴水的控制指令，控制單元往往設(shè)置在控制室內(nèi)上位機的觸控面板內(nèi)，用于關(guān)閉相應(yīng)支路水路通道的電控閥門；2、工作人員手動關(guān)閉增壓泵的控制按鈕；但在實際工作中，工作人員往往忽略了步驟2，忘記關(guān)閉增壓泵，易造成增壓泵長時間憋壓運行，造成增壓泵發(fā)熱損壞，同時增加了功率損耗，浪費能源。

鑒于此，本發(fā)明人為此研制出一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護裝置及其控制方法，有效的解決了上述問題，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護裝置及其控制方法，目的在于保護增壓泵，防止增壓泵長時間憋壓工作，造成增壓泵發(fā)熱損壞，同時起到節(jié)約能源的作用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護裝置，包括

溢流閥，安裝于盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)的主水路通道處并且并聯(lián)旁接于增壓泵，用于調(diào)節(jié)增壓泵出水壓力；

流量檢測開關(guān)，安裝于主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處，用于實時檢測主水路通道的水流量；

壓力傳感器，安裝于主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處，用于實時檢測主水路通道內(nèi)水的壓力大??；

控制器，具有計時器模塊，并分別與增壓泵、溢流閥、流量檢測開關(guān)和壓力傳感器電連接，用于接收流量檢測開關(guān)和壓力傳感器實時檢測的數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的所述數(shù)據(jù)判斷增壓泵處于憋壓工作時，先控制溢流閥降低增壓泵出水壓力并保壓一段時間后再關(guān)停增壓泵。

還包括單向閥，安裝于在主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處。

所述流量檢測開關(guān)安裝于主水路通道位于單向閥之前的位置處。

所述壓力傳感器安裝于主水路通道位于單向閥之后的位置處。

還包括報警器，安裝于盾構(gòu)機駕駛室內(nèi)，配置為和控制器電連接，控制器用于控制報警器工作。

采用上述方案后，本發(fā)明通過增加流量檢測開關(guān)和壓力傳感器來判斷主水路通道中的用水情況，確定盾構(gòu)機是否在清洗用水，來判斷增壓泵是否憋壓工作，當(dāng)判斷增壓泵處于憋壓工作時，先控制溢流閥降低增壓泵出水壓力并保壓一段時間后再關(guān)停增壓泵，從而起到防止增壓泵長時間憋壓工作，具有保護增壓泵的作用，同時還節(jié)約了能源。又通過保壓一段時間來保證在該時間段接到新的用水指令時，增壓泵出口的水壓能迅速提高至所需壓力，提高響應(yīng)速度。

上述一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵保護裝置的控制方法，控制過程為：

S1控制器接到清洗用水指令時，控制增壓泵工作；

S2流量檢測開關(guān)實時檢測主水路通道內(nèi)的水流量，壓力傳感器實時檢測主水路通道內(nèi)的水壓力；

S3控制器接收到流量檢測開關(guān)檢測的流量為零，并且壓力傳感器檢測的水壓處于增壓泵泵送最大壓力值P1時，計時器開始計時T1時間，當(dāng)T1時間內(nèi)流量增大，控制器確定盾構(gòu)機處于間歇性清洗用水，則回到步驟S2；

當(dāng)T1時間內(nèi)流量和壓力依舊不變時，控制器確定盾構(gòu)機未處于間歇性清洗用水，控制器則改變溢流閥的開度至設(shè)定值以降低增壓泵出口的水壓至P2，并繼續(xù)下述步驟；

S4計時器開始計時T2時間，當(dāng)T2時間內(nèi)控制器又接到清洗用水指令時，控制溢流閥的開度復(fù)位，并回到步驟S2；

當(dāng)T2時間內(nèi)控制器未接到清洗用水指令時，控制器確定盾構(gòu)機暫無需使用清洗用水，控制器關(guān)閉增壓泵，并控制溢流閥的開度復(fù)位。

步驟S3中當(dāng)T1時間內(nèi)流量和壓力依舊不變時，控制器先控制報警器報警T3時間，T3時間后，控制器再執(zhí)行改變溢流閥的開度。

在所述T3時間內(nèi)控制器又接到清洗用水指令時，停止報警并回到步驟S2。

所述T2大于T1。

上述控制方法能夠更好的適應(yīng)盾構(gòu)機的使用需求，該控制方法先檢測T1時間來確定增壓泵是否處于間歇性用水，如果是間歇性用水則不變化；如果不是間歇性用水，則確定增壓泵處于憋壓工作狀態(tài)，降低水壓并保壓一段時間T2，以減少增壓泵的功率，同時在該時間段接到新的用水指令時保證水壓能迅速提高至所需壓力；超過該保壓時間T2，則確定盾構(gòu)機暫時無需使用清洗用水，關(guān)閉增壓泵，并控制溢流閥的開度復(fù)位。

附圖說明

圖1是本實施例水路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實施例的控制過程圖。

標號說明

主水路通道10，溢流閥1，流量檢測開關(guān)2，壓力傳感器3，控制器4，單向閥5，報警器6，增壓泵7。

具體實施方式

為了進一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進行詳細闡述。

如圖1-2所示，是本發(fā)明揭示的一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護裝置，包括溢流閥1、流量檢測開關(guān)2、壓力傳感器3、控制器4、單向閥5和報警器6。

溢流閥1安裝于盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)的主水路通道10處，并且并聯(lián)旁接于主水路通道10入口處的增壓泵7，用于調(diào)節(jié)增壓泵7的出水壓力。

流量檢測開關(guān)2安裝于主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處，用于實時檢測主水路通道10的水流量。壓力傳感器3安裝于主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處，用于實時檢測主水路通道10內(nèi)水的壓力大小。

控制器4具有計時器模塊，并分別與增壓泵7、溢流閥1、流量檢測開關(guān)2和壓力傳感器3電連接，控制器4用于接收流量檢測開關(guān)2和壓力傳感器3實時檢測的數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的上述數(shù)據(jù)判斷，增壓泵7處于憋壓工作時，先控制溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時間后再關(guān)停增壓泵7，具體控制過程如下述控制方法所述。

本實施例通過增加流量檢測開關(guān)2和壓力傳感器3來判斷主水路通道10中的清洗用水情況，確定盾構(gòu)機是否在清洗用水，來判斷增壓泵7是否憋壓工作，當(dāng)判斷增壓泵7處于憋壓工作時，先控制溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時間后再關(guān)停增壓泵7，從而起到防止增壓泵7長時間憋壓工作，具有保護增壓泵7的作用，同時還節(jié)約了能源，又通過保壓一段時間來保證在該時間段接到新的用水指令時，增壓泵7出口處的水壓能迅速提高至所需壓力，提高響應(yīng)速度。

為了進一步提高響應(yīng)速度，在主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處安裝有單向閥5，因此在溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時間的過程中，由于單向閥5的存在，使得單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓一直處于高水壓狀態(tài)，因此在接到新的用水指令時，主水路通道10馬上能夠響應(yīng)，此時單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓下降，增壓泵7處的水壓上升，待單向閥5兩端水壓相等之后，單向閥5即可打開，增大單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓。

由于主水路通道10長度較長，在每節(jié)拖車之間采用軟管相連，主水路通道10內(nèi)的水流不穩(wěn)定，因此特將將單向閥5安裝在主水路通道10位于流量檢測開關(guān)2之后的位置處，有利于準確的檢測增壓泵7是否處于憋壓工作。壓力傳感器3則安裝于主水路通道10位于單向閥5之后的位置處，以準確的反應(yīng)出主水路通道10內(nèi)的實際水壓情況。

還包括安裝于盾構(gòu)機駕駛室內(nèi)的報警器6，報警器6配置為和控制器4電連接，當(dāng)控制器4檢測到增壓泵7憋壓工作時，控制器4控制報警器6工作。

再結(jié)合圖3所示，還提供了上述一種盾構(gòu)機清洗系統(tǒng)中增壓泵保護裝置的控制方法，控制過程為：

S1控制器4接到清洗用水指令時，控制增壓泵7啟動工作。

S2流量檢測開關(guān)2實時檢測主水路通道10內(nèi)的水流量，壓力傳感器3實時檢測主水路通道10內(nèi)的水壓力。

S3控制器4接收到流量檢測開關(guān)2檢測的流量為零，并且壓力傳感器3檢測的水壓處于增壓泵7泵送最大壓力值P1為20bar時，計時器開始計時T1為20S的時間，當(dāng)20S時間內(nèi)流量增大，控制器4確定盾構(gòu)機處于間歇性清洗用水，則回到步驟S2。

當(dāng)20S時間內(nèi)流量和壓力依舊不變時，控制器4確定盾構(gòu)機未處于間歇性清洗用水，控制器4先控制報警器6報警T3為5S的時間，如果5S內(nèi)控制器接到清洗用水指令，則回到S2；如果在該5S內(nèi)盾構(gòu)司機手動關(guān)閉增壓泵7，那么增壓泵7停止工作，等待重新接到清洗用水指令從S1開始。如果5S內(nèi)沒手動關(guān)閉，5S時間后，控制器4則改變溢流閥1的開度至設(shè)定值，直至壓力傳感器3檢測到水壓下降至P2為8bar（為大概值）時停止，并繼續(xù)下述步驟。

S4計時器開始計時的時間，當(dāng)10min時間內(nèi)控制器4又接到清洗用水指令時，控制溢流閥1的開度復(fù)位以恢復(fù)增壓泵7出口的水壓至20bar，并回到步驟S2；

當(dāng)T2時間內(nèi)控制器4未接到清洗用水指令時，控制器4確定盾構(gòu)機暫無需使用清洗用水，控制器4關(guān)閉增壓泵7，并控制溢流閥1的開度復(fù)位。

本實施例提供的控制方法先檢測T1為20S的時間來確定增壓泵7是否處于間歇性用水，如果是間歇性用水則不變化；如果不是間歇性用水，則降低水壓P2為8bar，并保持一段T2為10min的時間，以減少增壓泵7的功率，同時保證在該10min的時間段內(nèi)如果接到新的用水指令，水壓能迅速提高至所需壓力。超過該保持一段時間10min后，沒有收到新的用水指令，則確定盾構(gòu)機暫時無需使用清洗用水，關(guān)閉增壓泵7并控制溢流閥1的開度復(fù)位。該控制方法能夠更好的適應(yīng)盾構(gòu)機的使用需求。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明的保護范圍的限定。凡依本案的設(shè)計思路所做的等同變化，均落入本案的保護范圍。