[發明專利]一種變轉速驅動盾構刀盤節能液壓控制系統

無效

• 申請號: 200810059078.5
• 申請日: 2008-01-09
• 公開（公告）號: CN101216052A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 龔國芳;施虎;楊華勇;邢彤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B11/00
• 分類號: F15B11/00;F15B11/05;F15B13/01;E21D9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及流體壓力執行機構，尤其是涉及一種變轉速驅動盾構刀盤節能液壓控制系統。

背景技術

盾構刀盤驅動系統是盾構機的重要組成部分，承擔著驅動刀盤旋轉切削開挖面土體攪拌密封艙內土體的任務。具有功率大、功率變化范圍寬的特點。刀盤的驅動系統必須具有高可靠性和良好的操作性能，若采用閥控馬達液壓驅動，則系統功率將按所需的最大功率設計，在遇到欠負載工況下，回路存在較大的溢流損失和節流損失，系統效率低下，大量的功率將通過熱的形式耗散，使系統發熱嚴重，進而影響盾構推進速度。

變轉速液壓動力傳動能夠根據負載的工作需要來調節液壓泵的輸入流量，無節流損失，因而體現了比閥控液壓系統更高的節能效果。此外，與傳統變排量式控制相比，由于在低速運行狀態下液壓泵與電機的摩擦等損耗均比高速時小，所以有著更大的節能潛力。變轉速容積調速技術通過改變驅動泵電機的轉速，調節泵輸出流量的大小，從而實現負載運行速度的調節，適合盾構刀盤工況的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種變轉速驅動盾構刀盤節能液壓控制系統，采用變轉速技術實現容積調速的盾構刀盤驅動用閉式液壓控制系統，系統輸出扭矩和轉速可適時調節以滿足變化負載工作需要。

本發明所采用的技術方案是：

其主回路中的變轉速電機經聯軸器與雙向液壓泵相連；第一單向閥和第二單向閥的進油口相串接，第三單向閥和第四單向閥的出油口相串接；雙向液壓泵的一端與第一單向閥的出油口、第三單向閥的進油口并接后，串接第一液控單向閥與液壓馬達的一個油口相連；雙向液壓泵的另一端與第二單向閥的出油口、第四單向閥的進油口并接后，串接第二液控單向閥與液壓馬達的另一個油口相連；高壓溢流閥的進油口和低壓溢流閥的進油口分別經過三位四通換向閥A口和B口后，與第三單向閥的出油口P8口、第四單向閥的出油口P6口連接，高壓溢流閥的出油口和低壓溢流閥的出油口與油箱連接；第一單向閥的進油口P1口和第二單向閥的進油口P3口與補油回路相連。

所述的補油回路，其電機與補油泵相連，補油泵的一端接油箱、補油泵的另一端經第五單向閥和蓄能器一起接第一單向閥的進油口P1口和第二單向閥的進油口P3口，補油溢流閥的一端接油箱，補油溢流閥的另一端接第五單向閥出油口。

本發明具有的有益效果是：

1)采用變轉速容積調速技術控制盾構刀盤驅動液壓馬達轉速，根據盾構掘進工況實時調整電機變轉速器輸出信號控制液壓泵輸出流量的大小以適應不同地質條件下掘進時的不同功率需求，不會產生多于流量，能最大限度地避免能量損失；

2)采用雙向液壓泵作為液壓動力能源，省去了節流元件，系統結構簡單，可靠性高；

3)采用液控單向閥組成的液壓鎖能實現刀盤雙向快速制動，有利于掘進過程中故障緊急處理；

4)采用變轉速技術控制液壓馬達轉速，能夠實現連續高精度調速；

5)適合于從軟土到硬巖各種工況條件下刀盤驅動。

附圖說明

附圖是本發明的變轉速驅動盾構刀盤節能液壓控制系統結構原理圖。圖中：1.變轉速電機，2.聯軸器，3.雙向液壓泵，7、9、21、23、17為單向閥，12.蓄能器，16.補油溢流閥，18.補油泵，19.電機，25、29為液控單向閥，26.雙向液壓馬達，33.三位四通換向閥，37、低壓溢流閥，38、油箱，39、高壓溢流閥，27、28為控制油路，4、5、6、8、10、11、13、14、15、20、22、24、30、31、32、34、35、36為管路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如附圖所示，本發明其主回路中的變轉速電機1經聯軸器2與雙向液壓泵3相連；第一單向閥7和第二單向閥9的進油口相串接，第三單向閥21和第四單向閥23的出油口相串接；雙向液壓泵3的一端與第一單向閥7的出油口、第三單向閥21的進油口并接后，串接第一液控單向閥25與液壓馬達26的一個油口相連；雙向液壓泵3的另一端與第二單向閥7的出油口、第四單向閥21的進油口并接后，串接第二液控單向閥29與液壓馬達26的另一個油口相連；高壓溢流閥39的進油口和低壓溢流閥37的進油口分別經過三位四通換向閥33A口和B口后，與第三單向閥21的出油口P8口、第四單向閥21的出油口P6口連接，高壓溢流閥39的出油口和低壓溢流閥37的出油口與油箱連接；第一單向閥7的進油口P1口和第二單向閥9的進油口P3口與補油回路相連。