[发明专利]电气联合控制型盾构保压系统

说明书

技术领域：

本发明涉及盾构机保压系统技术领域，特别涉及一种电气联合控制型盾构保压系统，该系统用于土压平衡盾构和泥水平衡盾构机。

背景技术：

盾构机是一种在钢体外壳保护下，通过刀盘切削土体进行地下隧道掘进的专用工程机械，它具有施工速度快、安全性好、地面沉降小等优点。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质要求进行设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机在施工过程中保持掌子面的稳定特别重要，如果掌子面出现失稳现象，就会出现塌方或者冒泡撑破掌子面等危险。传统意义的盾构保压系统为纯气动控制系统并没远程操作能力和实时监测舱压的功能，更没有报警机制。

目前，盾构机存在以下缺点：盾构机每次调试和设定必须要工作人员到工作舱处现场调试，不能在主控室对保压系统进行远程操作；工作舱没有实时给主控室反馈工作舱压力的采压设备，主控室的工作人员不能及时了解工作舱内的压力参数，而且保压系统也没有报警功能，是工作人员不能及时发现控制系统内部的故障。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种电气联合控制型盾构保压系统。

一种电气联合控制型盾构保压系统，包括电控部分、气动控制部分、进排气控制部分和舱压监测部分；

电控部分用于对盾构机实行远程控制操作和数字通信，并记录盾构机实时参数数据；

气动控制部分用于接收电控部分发送的脉冲信号，并转换成气压信号控制气动控制部分的设定值，同时接收实际舱压压力值，并将设定值与实际舱压压力值进行比较、控制；

进排气控制部分用于接收气动控制部分的控制信号，控制盾构机舱压的排气和进气；

舱压监测部分用于将实际舱压值转换成电流信号并反馈到主控室。

优选的，气动部分与电控部分通过脉冲电磁阀衔接。

优选的，电控部分包括电子工业控制器，气动控制部分包括气动马达和气动控制仪，进排气控制部分包括进气调节阀和排气调节阀，舱压监测部分由气-电转换器和压力变送器组成；压力变送器安装在盾构机的工作舱上，进气调节阀安装在盾构机的主管道的进气口，排气调节阀安装在盾构机主管道的排气口，将压力变送器的输出口与气动控制仪的输入口连接，气动控制仪的控制口与气动马达的输出口连接，气动马达的脉冲输入口与脉冲电磁阀相连，电子工业控制器连接在脉冲电磁阀上，气动控制仪的出气口连接至进气调节阀和排气调节阀。

优选的，电控部分还包括报警装置，当盾构机的保压系统发生故障时，电子工业控制器发送报警电信号，报警装置接收报警电信号并立刻发出报警信号。

优选的，报警装置接收的报警电信号通过气电转换器转换成报警装置的故障报警喇叭的输出信号，并将信号通过故障报警喇叭传递给工作人员。

本发明的电控部分是实现远程控制和数字通信的核心部分，工作人员通过该部分能够对盾构机保压系统进行远程操作，气动部分与电控部分控制进排气部分的进气和排气，舱压监测部分实时将实际舱压值发送到主控室，方便工作人员掌握舱内实际压力，及时调整气动控制的安全设定值，气动部分会根据实时的舱压，控制进排气部分，使舱内压力达到安全工作值。本发明为一种操作灵活、控制精度准确、稳定性和安全性极高的电气联合控制型盾构保压系统，该系统能对传统意义上的盾构机保压系统进行远程操作控制，可以对工作舱进行实时的监测，并将采集到的工作舱及管道压力数据及时反馈至主控制室，极大的提高了对工作舱压力控制的准确性和及时性。

附图说明：

图1为电气联合控制型盾构保压系统工作原理图。

图中：电控部分1、气动控制部分2、进排气控制部分3、舱压监测部分4。

具体实施方式：

请参阅图1，电气联合控制型盾构保压系统包括电控部分1、气动控制部分2、进排气控制部分3和舱压监测部分4；电控部分1用于对盾构机实行远程控制操作和数字通信，并记录盾构机实时参数数据；气动控制部分2用于接收电控部分发送的脉冲信号，并转换成气压信号控制气动控制部分的设定值，同时接收实际舱压压力值，并将设定值与实际舱压压力值进行比较，控制；进排气控制部分3用于接收气动控制部分的控制信号，控制盾构机舱压的排气和进气；舱压监测部分4用于将实际舱压值转换成电流信号并反馈到主控室。