專利名稱：一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種盾構螺旋輸送機液壓系統，尤其涉及基于容積調速的一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統。
背景技術：
盾構螺旋輸送機液壓系統是盾構掘進設備的關鍵子系統之一，它是在盾構掘進過程中將刀盤切削下的土體輸送出盾構密封艙，維持密封艙的進土量和排土量的動態平衡，進而使密封艙壓力維持在一個穩定的水平。穩定的密封艙壓力可以與開挖面的水土壓力相平衡，保證開挖面穩定，從而減小地表的沉降。傳統的液壓系統一般由變量泵供油，比例方向閥控制定量馬達，回轉馬達驅動螺旋輸送機實現排土動作。然而傳統的閥控定量馬達系統具有能量利用率低、調速范圍小、體積大的缺點。
發明內容為了克服現有盾構螺旋輸送機液壓系統能量利用率低、調速范圍小、體積大的不足，本實用新型的目的在于提供一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統，該系統采用變量泵控變量馬達閉式液壓系統實現高能效、大范圍調速，且具有管路簡單、安裝空間小，換向沖擊小的優點。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:本實用新型包括電動機、變量泵、油箱、補油恒壓泵、A側補油單向閥、B側補油單向閥、補油安全閥、A側系統單向閥、B側系統單向閥、系統安全閥、排土口控制液壓系統支路、A側液控單向閥、B側液控單向閥、A側執行單向閥、B側執行單向閥、執行安全閥、輸送機變量馬達；電動機、變量泵和補油恒壓泵級聯，變量泵的2A油口、A側補油單向閥的出油口、A側系統單向閥的進油口、A側液控單向閥的進油口和B側液控單向閥的控制油口相連；變量泵的2B油口、B側補油單向閥的出油口、B側系統單向閥的進油口、B側液控單向閥的進油口和A側液控單向閥的控制油口相連；補油恒壓泵的進油口與油箱相連，補油恒壓泵的出油口、A側補油單向閥的進油口、B側補油單向閥的進油口和補油安全閥的進油口相連，補油安全閥的出油口與油箱相連，A側系統單向閥的出油口、B側系統單向閥的出油口、排土口控制液壓系統支路和系統安全閥的進油口相連，A側液控單向閥的出油口、A側執行單向閥的進油口和輸送機變量馬達的16A油口相連，B側液控單向閥的出油口、B側執行單向閥的進油口和輸送機變量馬達的16B油口相連，A側執行單向閥的出油口、B側執行單向閥的出油口和執行安全閥的進油口相連，執行安全閥的出油口與油箱相連。所述的排土口控制液壓系統支路，包括比例換向閥、無桿腔側液控單向閥、有桿腔側液控單向閥、排土口液壓缸；比例換向閥的17P油口、A側系統單向閥的出油口、B側系統單向閥的出油口和系統安全閥的進油口相連，比例換向閥的17T油口與油箱相連，比例換向閥的17A油口、無桿腔側液控單向閥的進油口和有桿腔側液控單向閥的控制油口相連，比例換向閥的17B油口、有桿腔側液控單向閥的進油口和無桿腔側液控單向閥的控制油口相連，無桿腔側液控單向閥的出油口與排土口液壓缸的無桿腔相連，有桿腔側液控單向閥的出油口與排土口液壓缸的有桿腔相連。本實用新型的有益效果是:在盾構推進過程中，通過調節變量泵與變量馬達的排量來調整螺旋輸送機轉速及扭矩，避免了比例換向閥的閥控損失，實現了高能效；且系統采用了閉式回路，具有管路簡單、安裝空間小，換向沖擊小的優點；補油泵采用了恒壓泵，進一步提高了能量利用率。

圖1是本實用新型的液壓系統原理圖。圖中:1、電動機，2、變量泵，3、油箱，4、補油恒壓泵，5、A側補油單向閥，6、B側補油單向閥，7、補油安全閥，8、A側系統單向閥，9、B側系統單向閥，10、系統安全閥，11、A側液控單向閥，12、B側液控單向閥，13、A側執行單向閥，14、B側執行單向閥，15、執行安全閥，16、輸送機變量馬達，17、比例換向閥，18、無桿腔側液控單向閥，19、有桿腔側液控單向閥，20、排土口液壓缸。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1所示，本實用新包括:包括電動機1、變量泵2、油箱3、補油恒壓泵4、A側補油單向閥5、B側補油單向閥6、補油安全閥7、A側系統單向閥8、B側系統單向閥9、系統安全閥10、排土口控制液壓系統支路、A側液控單向閥11、B側液控單向閥12、A側執行單向閥13、B側執行單向閥14、執行安全閥15、輸送機變量馬達16 ;電動機1、變量泵2和補油恒壓泵4級聯，變量泵2的2A油口、A側補油單向閥5的出油口、A側系統單向閥8的進油口、A側液控單向閥11的進油口和B側液控單向閥12的控制油口相連；變量泵2的2B油口、B側補油單向閥6的出油口、B側系統單向閥9的進油口、B側液控單向閥12的進油口和A側液控單向閥11的控制油口相連；補油恒壓泵4的進油口與油箱3相連，補油恒壓泵4的出油口、A側補油單向閥5的進油口、B側補油單向閥6的進油口和補油安全閥7的進油口相連，補油安全閥7的出油口與油箱3相連，A側系統單向閥8的出油口、B側系統單向閥9的出油口、排土口控制液壓系統支路和系統安全閥10的進油口相連，A側液控單向閥11的出油口、A側執行單向閥13的進油口和輸送機變量馬達16的16A油口相連，B側液控單向閥12的出油口、B側執行單向閥14的進油口和輸送機變量馬達16的16B油口相連，A側執行單向閥13的出油口、B側執行單向閥14的出油口和執行安全閥15的進油口相連，執行安全閥15的出油口與油箱3相連。所述的排土口控制液壓系統支路，包括比例換向閥17、無桿腔側液控單向閥18、有桿腔側液控單向閥19、排土 口液壓缸20 ；比例換向閥17的17P油口、A側系統單向閥8的出油口、B側系統單向閥9的出油口和系統安全閥10的進油口相連，比例換向閥17的17T油口與油箱3相連，比例換向閥17的17A油口、無桿腔側液控單向閥18的進油口和有桿腔側液控單向閥19的控制油口相連，比例換向閥17的17B油口、有桿腔側液控單向閥19的進油口和無桿腔側液控單向閥18的控制油口相連，無桿腔側液控單向閥18的出油口與排土口液壓缸20的無桿腔相連，有桿腔側液控單向閥19的出油口與排土口液壓缸20的有桿腔相連。本發明的工作原理如下:電機I啟動，同時驅動變量泵2、補油恒壓泵4。螺旋輸送機轉速控制:向變量泵2輸入正排量信號，變量泵2通過2B油口吸油，通過2A油口輸出高壓油，輸出的高壓油流向A側補油單向閥5的出油口、A側系統單向閥8的進油口、A側液控單向閥11的進油口、B側液控單向閥12的控制油口，部分高壓油由A側系統單向閥8的出油口流出，并進入B側系統單向閥9的出油口、排土口控制液壓系統支路、系統安全閥10的進油口，其余高壓油由A側液控單向閥11的出油口流出，并進入A側執行單向閥13的進油口、輸送機變量馬達16的16A油口，部分高壓油由A側執行單向閥13的出油口流出，并進入B側執行單向閥14的出油口與執行安全閥15的進油口，輸送機變量馬達16在高壓油作用下正轉，輸送機變量馬達16通過16B油口輸出低壓油，輸出的低壓油進入B側液控單向閥12的出油口與B側執行單向閥14的進油口，B側液控單向閥12在控制油口的高壓油作用下開啟，低壓油由B側液控單向閥12的進油口流出，恒壓泵4通過進油口從油箱3中吸油，并通過出油口輸出補充油液，輸出的補充油液進入A側補油單向閥5的進油口、B側補油單向閥6的進油口、補油安全閥7的進油口，補充油液由B側補油單向閥6的出油口流出并與B側液控單向閥12的進油口流出低壓油液匯合，匯合后的低壓油液進入變量泵2的2B油口、B側系統單向閥9的進油口、A側液控單向閥11的控制油口 ；向變量泵2輸入負排量信號，變量泵2通過2A油口吸油，通過2B油口輸出高壓油，輸出的高壓油流向B側補油單向閥6的出油口、B側系統單向閥9的進油口、B側液控單向閥12的進油口、A側液控單向閥11的控制油口，部分高壓油由B側系統單向閥9的出油口流出，并進入A側系統單向閥8的出油口、排土 口控制液壓系統支路、系統安全閥10的進油口，其余高壓油由B側液控單向閥12的出油口流出，并進入B側執行單向閥14的進油口、輸送機變量馬達16的16B油口，部分高壓油由B側執行單向閥14的出油口流出，并進入A側執行單向閥13的出油口與執行安全閥15的進油口，輸送機變量馬達16在高壓油作用下反轉，輸送機變量馬達16通過16A油口輸出低壓油，輸出的低壓油進入A側液控單向閥11的出油口與A側執行單向閥13的進油口，A側液控單向閥11在控制油口的高壓油作用下開啟，低壓油由A側液控單向閥11的進油口流出，恒壓泵4通過進油口從油箱3中吸油，并通過出油口輸出補充油液，輸出的補充油液進入A側補油單向閥5的進油口、B側補油單向閥6的進油口、補油安全閥7的進油口，補充油液由A側補油單向閥5的出油口流出并與A側液控單向閥11的進油口流出低壓油液匯合，匯合后的低壓油液進入變量泵2的2A油口、A側系統單向閥8的進油口、B側液控單向閥12的控制油口。排土 口液壓缸的位置控制:向比例換向閥17左位輸入電流信號，A側系統單向閥8的出油口或B側系統單向閥9的出油口流出的高壓油液，進入比例換向閥17的17P油口，高壓油液由比例換向閥17的17A油口流出，并流入無桿腔側液控單向閥18的進油口與有桿腔側液控單向閥19的控制油口，高壓油液由無桿腔側液控單向閥18的出油口流出，并流入排土 口液壓缸20的無桿腔，排土 口液壓缸20在高壓油作用下伸出并通過有桿腔側油口輸出低壓油，輸出的低壓油進入有桿腔側液控單向閥19的出油口，有桿腔側液控單向閥19在控制油口的高壓油作用下開啟，低壓油由有桿腔側液控單向閥19的進油口流出，并流入比例換向閥17的17B油口與無桿腔側液控單向閥18的控制油口，低壓油液由比例換向閥17的17T油口流出并流回油箱3 ;向比例換向閥17右位輸入電流信號，A側系統單向閥8的出油口或B側系統單向閥9的出油口流出的高壓油液，進入比例換向閥17的17P油口，高壓油液由比例換向閥17的17B油口流出，并流入有桿腔側液控單向閥19的進油口與無桿腔側液控單向閥18的控制油口，高壓油液由有桿腔側液控單向閥19的出油口流出，并流入排土口液壓缸20的有桿腔，排土口液壓缸20在高壓油作用下縮回并通過無桿腔側油口輸出低壓油，輸出的低壓油進入無桿腔側液控單向閥18的出油口，無桿腔側液控單向閥18在控制油口的高壓油作用下開啟，低壓油由無桿腔側液控單向閥18的進油口流出，并流入比例換向閥17的17A油口與有桿腔側液控單向閥19的控制油口，低壓油液由比例換向閥17的17T油口流出并流回油箱3。通過調節補油恒壓泵4，可以對系統的補油壓力進行調節；通過調節補油安全閥7，可以對補油系統的最高工作壓力進行設定；通過調節系統安全閥10，可以對系統的最高工作壓力進行設定；通過調節執行安全閥15，可以對輸送機回轉機構的最高工作壓力進行設定。
權利要求1.一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統，其特征在于:包括電動機(I)、變量泵(2)、油箱(3)、補油恒壓泵(4)、A側補油單向閥(5)、B側補油單向閥(6)、補油安全閥(7)、A側系統單向閥(8)、B側系統單向閥(9)、系統安全閥(10)、排土口控制液壓系統支路、A側液控單向閥(11 )、B側液控單向閥(12)、A側執行單向閥(13)、B側執行單向閥(14)、執行安全閥(15)、輸送機變量馬達(16);電動機(I)、變量泵(2)和補油恒壓泵(4)級聯，變量泵(2)的2A油口、A側補油單向閥(5)的出油口、A側系統單向閥(8)的進油口、A側液控單向閥(11)的進油口和B側液控單向閥(12)的控制油口相連；變量泵(2)的2B油口、B側補油單向閥(6)的出油口、B側系統單向閥(9)的進油口、B側液控單向閥(12)的進油口和A側液控單向閥(11)的控制油口相連；補油恒壓泵(4)的進油口與油箱(3)相連，補油恒壓泵(4)的出油口、A側補油單向閥(5)的進油口、B側補油單向閥(6)的進油口和補油安全閥(7)的進油口相連，補油安全閥(7)的出油口與油箱(3)相連，A側系統單向閥(8)的出油口、B側系統單向閥(9)的出油口、排土 口控制液壓系統支路和系統安全閥(10)的進油口相連，A側液控單向閥(11)的出油口、A側執行單向閥(13)的進油口和輸送機變量馬達(16)的16A油口相連，B側液控單向閥(12)的出油口、B側執行單向閥(14)的進油口和輸送機變量馬達(16)的16B油口相連，A側執行單向閥(13)的出油口、B側執行單向閥(14)的出油口和執行安全閥(15)的進油口相連，執行安全閥(15)的出油口與油箱(3)相連。
2.根據權利要求1所述的一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統，其特征在于:所述的排土 口控制液壓系統支路，包括比例換向閥(17)、無桿腔側液控單向閥(18)、有桿腔側液控單向閥(19 )、排土口液壓缸(20 );比例換向閥(17 )的17P油口、A側系統單向閥(8 )的出油口、B側系統單向閥(9)的出油口和系統安全閥(10)的進油口相連，比例換向閥(17)的17T油口與油箱(3)相連，比例換向閥(17)的17A油口、無桿腔側液控單向閥(18)的進油口和有桿腔側液控單向閥(19)的控制油口相連，比例換向閥(17)的17B油口、有桿腔側液控單向閥(19)的進油口和無桿腔側液控單向閥(18)的控制油口相連，無桿腔側液控單向閥(18)的出油口與排土口液壓缸(20)的無桿腔相連，有桿腔側液控單向閥(19)的出油口與排土口液壓缸(20)的有桿腔相連。
專利摘要本實用新型公開了一種閉式節能型盾構螺旋輸送機液壓系統。它包括電動機、變量泵、油箱、補油恒壓泵、兩個補油單向閥、補油安全閥、兩個系統單向閥、系統安全閥、兩個液控單向閥、兩個執行單向閥、執行安全閥、輸送機變量馬達、比例換向閥、無桿腔側液控單向閥、有桿腔側液控單向閥和排土口液壓缸。在盾構推進過程中，通過調節變量泵與變量馬達的排量來調整螺旋輸送機轉速及扭矩，避免了比例換向閥的閥控損失，實現了高能效；且系統采用了閉式回路，具有管路簡單、安裝空間小，換向沖擊小的優點；補油泵采用了恒壓泵，進一步提高了能量利用率。
文檔編號F15B11/17GK203050724SQ20122072729
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者龔國芳, 楊旭, 王林濤, 楊華勇, 侯典清, 廖湘平 申請人:浙江大學