[实用新型]一种盾构管片拼装驱动系统中的能量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流体压力执行机构，尤其涉及一种盾构管片拼装驱动系统中的能量回收装置。

背景技术

管片拼装是隧道掘进成形的关键步骤。管片拼装系统作为盾构掘进机的一大组成部分，承担着将预制管片沿盾构开挖隧洞拼装成形的任务。在管片拼装过程中，拼装机通常需具有足够数量的自由度以到达环形隧洞任意位置实施拼装作业。位置和姿态自由借助于拼装驱动液压系统中各执行元件的动作来实现。在管片拼装诸多动作中，周向回转与垂直升降这两个动作在竖直平面内完成，因此系统承受典型的重力负载。管片拼装机构本身往往重达数吨，即使在拼装完每块管片之后空机下降到隧道底端，其自身重力势能也相当可观，因此其自重也可以看作是一种重力负载。传统管片拼装液压系统中这两个动作的控制均借助于节流元件实现，在对重力做功和重力做功的情况下，系统均有节流损失，且重力负载能量全部浪费。因此，如何在确保管片拼装系统正确高效完成拼装任务的情况下更加有效利用液压系统的能量是一个关键问题。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题兼顾系统节能的要求，本实用新型的目的在于提供一种盾构管片拼装驱动系统能量回收装置，将管片拼装机作业时回转和升降运动中可回收的重力负载能量回收，采用液压马达/泵和液压变压器作为能量转换元件，将回收能量存储在蓄能器中再利用，从而达到节能的目的。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的电机与泵刚性连接，泵的吸油口与油箱连接，泵的出油口与单向阀进油口和溢流阀进油口连接，单向阀出油口与蓄能器进油口、溢流阀控制油口、第一个三位四通换向阀的进油口P1、液压变压器的第一进油口P和第二进油口A、第一单向阀和第二单向阀出油口、执行机构相连，第三单向阀、第四单向阀进油口连接油箱，第一个三位四通换向阀的第一出油口A1与液压马达/泵一端油口、第一单向阀进油口和第三单向阀出油口相接，第一个三位四通换向阀的第二出油口B1与液压马达/泵另一端油口、第二单向阀进油口和第四单向阀出油口相接，第一个三位四通换向阀的回油口T1连接回油路，液压马达/泵的输出轴驱动管片拼装机旋转，液压变压器的回油口T连接回油路，出油口B连接第二个三位四通换向阀的进油口P2，第二个三位四通换向阀的第一出油口A2与两个并联的液压缸无杆腔相连，第二个三位四通换向阀的第二出油口B2与两个并联的液压缸有杆腔相连，第二个三位四通换向阀的回油口T2连接回油路。

本实用新型具有的有益效果是：

液压系统的执行元件马达/泵工作在马达状态时驱动拼装机转动，工作在泵状态时将负载能量回馈到蓄能器中.通过切换液压变压器的工作状态实现升降液压缸的升降动作及重力负载能量回收.由于系统中没有节流元件，能量传递效率高，避免了节流调速系统中的能量损失，具有明显的节能效果.

附图说明

附图是本实用新型的结构原理示意图。

图中：1.油箱，2.电机，3.泵，4.单向阀，5.溢流阀，6.蓄能器，7、11为三位四通换向阀，8.1、8.2、8.3、8.4为单向阀，9.液压马达/泵，10.液压变压器，12、13为液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图所示，本实用新型中的电机2与泵3刚性连接，泵3的吸油口与油箱1连接，泵3的出油口与单向阀4进油口和溢流阀5进油口连接，单向阀4出油口与蓄能器6进油口、溢流阀5控制油口、第一个三位四通换向阀7的P1口、液压变压器10的P口和A口、第一单向阀8.1和第二单向阀8.2出油口、执行机构相连，第三单向阀8.3、第四单向阀8.4进油口连接油箱1，第一个三位四通换向阀7的A1口与液压马达/泵9一端油口、第一单向阀8.1进油口和第三单向阀8.3出油口相接，第一个三位四通换向阀7的B1口与液压马达/泵9另一端油口、第二单向阀8.2进油口和第四单向阀8.4出油口相接，第一个三位四通换向阀7的T1口连接回油路，液压马达/泵9的输出轴驱动管片拼装机旋转，液压变压器10的T口连接回油路，B口连接第二个三位四通换向阀11的P2口，第二个三位四通换向阀11的A2口与两个并联的液压缸12、13无杆腔相连，第二个三位四通换向阀11的B2口与两个并联的液压缸12、13有杆腔相连，第二个三位四通换向阀11的T2口连接回油路。

本实用新型的工作原理如下：