一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泥水盾構(gòu)機(jī)是目前地鐵隧道中應(yīng)用很多的盾構(gòu)機(jī)型，它有很高的地面沉降控制精度，其最大的特點(diǎn)是通過泥漿管道系統(tǒng)將刀盤開挖的渣土輸送到隧道外面。泥水盾構(gòu)機(jī)的泥漿管道系統(tǒng)也叫環(huán)流系統(tǒng)，它主要由進(jìn)漿管道、排漿管道、旁通管道和其他輔助管道組成。泥漿管道上布置有閥門、泥漿泵、檢測元件等，其中球閥使用數(shù)量最多，特別是規(guī)格為DN200以上的球閥。
[0003]由于球閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，球閥閥芯和閥體之間存在較大的環(huán)向空隙，在球閥使用過程中特別是啟閉過程中，管道內(nèi)的泥漿往往會(huì)進(jìn)入球閥的環(huán)向空隙內(nèi)，如果不及時(shí)將其泄放或沖刷掉，泥漿所攜帶的固體雜質(zhì)將很快沉淀和累積，達(dá)到一定程度將阻礙球閥的正常啟閉，如果發(fā)生固結(jié)，甚至使球閥完全無法動(dòng)作。因此，對球閥進(jìn)行沖洗是非常必要和重要的，而沖洗方式主要是采用高壓水。
[0004]由于泥漿管道系統(tǒng)上安裝的球閥數(shù)量眾多(尤其是大直徑泥水盾構(gòu)，數(shù)量多，規(guī)格大)，不同位置的球閥其啟閉時(shí)間和規(guī)律隨著泥水盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)狀態(tài)不斷變化，這導(dǎo)致泥漿管道上沖洗球閥所需的沖洗水量波動(dòng)較大。
[0005]目前所使用的沖洗水供水系統(tǒng)一般不配備水罐，且任意一處球閥需要沖洗均需啟動(dòng)增壓水泵，這種沖洗水供水方式有以下缺點(diǎn):1)增壓泵頻繁啟動(dòng)，影響其使用壽命；2)在一定工作時(shí)間段內(nèi)，增壓泵工作總時(shí)間長；3)增壓泵的額定流量往往大于單個(gè)球閥沖洗時(shí)的需求水量，當(dāng)前采用溢流的方式泄壓既浪費(fèi)水又浪費(fèi)電；4)供水壓力隨著沖洗水消耗量變化而波動(dòng)巨大，影響沖刷效果并易導(dǎo)致泥漿渣土殘留在球閥內(nèi)，影響球閥啟閉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制系統(tǒng)，以解決增壓泵頻繁啟動(dòng)、供水壓力隨著沖洗水消耗量變化而波動(dòng)巨大的技術(shù)問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、通過控制線路與PLC控制器相連的空氣保壓系統(tǒng)、液位調(diào)節(jié)組件和進(jìn)水調(diào)節(jié)組件，所述空氣保壓系統(tǒng)、液位調(diào)節(jié)組件和進(jìn)水調(diào)節(jié)組件均與水罐相連，水罐的出水口連接至若干個(gè)需要使用所述沖洗水的含球閥的終端；
[0008]所述空氣保壓系統(tǒng)包括進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、排氣調(diào)節(jié)閥和壓力傳感器，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、排氣調(diào)節(jié)閥分別安裝在進(jìn)氣管道和排氣管道上，所述進(jìn)氣管道和排氣管道與水罐內(nèi)部相通；壓力傳感器設(shè)置在最高的高位液位開關(guān)所在水平面的上方；
[0009]所述液位調(diào)節(jié)組件位于水罐側(cè)面，包括位于不同水平面高低的至少一個(gè)高位液位開關(guān)和至少一個(gè)低位液位開關(guān)；
[0010]所述進(jìn)水調(diào)節(jié)組件包括進(jìn)水手動(dòng)球閥、第一單向閥和增壓水泵機(jī)組，所述增壓水泵機(jī)組通過進(jìn)水管路連接至水罐，所述進(jìn)水手動(dòng)球閥、第一單向閥安裝在進(jìn)水管路上。
[0011]優(yōu)選的，所述終端包括連接在沖洗管路上的流量計(jì)、電動(dòng)球閥、第二單向閥、手動(dòng)球閥和終端球閥；所述沖洗管路與水罐連通。
[0012]優(yōu)選的，所述空氣保壓系統(tǒng)還包括閥門控制器，所述閥門控制器與進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、排氣調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器相連。
[0013]優(yōu)選的，進(jìn)氣管道上設(shè)置進(jìn)氣手動(dòng)球閥，排氣管道上設(shè)置排氣手動(dòng)球閥。
[0014]優(yōu)選的，在水罐頂部區(qū)域安裝安全閥。
[0015]優(yōu)選的，在所述沖洗管路的主干管道上設(shè)置電磁流量計(jì)。
[0016]本申請還提供了一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制方法，包括步驟:
[0017]A、在系統(tǒng)啟動(dòng)前設(shè)定閥門控制器的保壓值和安全閥的起跳壓力，調(diào)節(jié)連接終端的沖洗管路上的電動(dòng)球閥的開度，保持進(jìn)氣手動(dòng)球閥和排氣手動(dòng)球閥、電動(dòng)球閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)水手動(dòng)球閥、出水手動(dòng)球閥、終端手動(dòng)球閥處于打開狀態(tài)，
[0018]B、啟動(dòng)增壓水泵機(jī)組開始往進(jìn)水管路和水罐內(nèi)充水；
[0019]C、當(dāng)水罐內(nèi)液位達(dá)到液位開關(guān)位置時(shí)，液位開關(guān)發(fā)出信息，PLC控制器發(fā)出指令停止增壓水泵機(jī)組，然后打開進(jìn)氣手動(dòng)球閥和排氣手動(dòng)球閥，啟動(dòng)空氣保壓系統(tǒng)，系統(tǒng)初始狀態(tài)準(zhǔn)備就緒；
[0020]D、在終端球閥需要清洗時(shí)，在終端球閥動(dòng)作前先打開電動(dòng)球閥通過沖洗管路對終端球閥進(jìn)行沖洗，在終端球閥動(dòng)作停止后再關(guān)閉電動(dòng)球閥。
[0021]優(yōu)選的，當(dāng)水罐內(nèi)液位降低至低位液位開關(guān)以下時(shí)，PLC控制器啟動(dòng)增壓水泵機(jī)組，增壓水泵機(jī)組開始往水罐內(nèi)充水，直至水罐內(nèi)液位到達(dá)高位液位開關(guān)的位置。
[0022]優(yōu)選的，沖洗管路上的供水壓力在8到20Bar之間。
[0023]本申請?zhí)峁┝艘环N泥水盾構(gòu)機(jī)，所述泥水盾構(gòu)機(jī)含有如上述的沖洗水壓力控制系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]1、在PLC控制器與終端管路間設(shè)置用于存儲(chǔ)沖洗水的水罐，沖洗用水可直接從水罐中導(dǎo)出，不但減少了增壓水泵啟動(dòng)次數(shù)，而且減少了電力和沖刷水的浪費(fèi)；例如，在沒有設(shè)置水罐時(shí)，任一球閥需要沖洗時(shí)(不論需要的沖洗水量多少)都要啟動(dòng)增壓水泵，而安裝水罐后由于水罐自身具有一定儲(chǔ)水量且壓力恒定(由保壓裝置維持)，依靠水罐內(nèi)的儲(chǔ)水即可滿足一定頻次的球閥沖洗需求。
[0026]2、通過空氣保壓系統(tǒng)保持水罐的出口壓力，使得沖刷水的供水壓力不受消耗量變化的影響，壓力穩(wěn)定，有效防止沖刷水消耗量變動(dòng)引起的供水壓力波動(dòng)；
[0027]3、終端管路用電動(dòng)球閥取代常規(guī)的電磁閥，并且在電動(dòng)球閥后部管路上加設(shè)手動(dòng)球閥，提高了管路系統(tǒng)的可靠性。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0029]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0030]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)圖；
[0032]其中，1、PLC控制器，
[0033]2、空氣保壓系統(tǒng)，21、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，22、排氣調(diào)節(jié)閥，23、壓力傳感器，24、進(jìn)氣管道，25、排氣管道，26、閥門控制器，27、進(jìn)氣手動(dòng)球閥，28、排氣手動(dòng)球閥；
[0034]3、液位調(diào)節(jié)組件，31、高位液位開關(guān)，32、低位液位開關(guān)；
[0035]4、進(jìn)水調(diào)節(jié)組件，41、進(jìn)水手動(dòng)球閥，42、第一單向閥，43、增壓水泵機(jī)組，44、進(jìn)水管路；
[0036]5、水罐，51、安全閥；52、出水手動(dòng)球閥，
[0037]6、終端，61、沖洗管路，62、流量計(jì)，63、電動(dòng)球閥，64、第二單向閥，65、終端手動(dòng)球閥，66、終端球閥，67、電磁流量計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0039]參見圖1，一種泥水盾構(gòu)機(jī)用沖洗水壓力控制系統(tǒng)，包括PLC控制器1、通過控制線路與PLC控制器I相連的空氣保壓系統(tǒng)2、液位調(diào)節(jié)組件3和進(jìn)水調(diào)節(jié)組件4，所述空氣保壓系統(tǒng)2、液位調(diào)節(jié)組件3和進(jìn)水調(diào)節(jié)組件4均與水罐5相連，水罐5的出水口連接至若干個(gè)終端6，以便于利用水罐內(nèi)的水對終端管路進(jìn)行清洗。
[0040]所述空氣保壓系統(tǒng)2包括進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥21、排氣調(diào)節(jié)閥22和壓力傳感器23，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥21、排氣調(diào)節(jié)閥22分別安裝在進(jìn)氣管道24和排氣管道25上，所述進(jìn)氣管道24和排氣管道25與水罐5內(nèi)部相通；壓力傳感器23設(shè)置在最高的高位液位開關(guān)31所在水平面的上方。
[0041]空氣保壓系統(tǒng)2還可以包括閥門控制器26，所述閥門控制器26與進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥21、排氣調(diào)節(jié)閥22、壓力傳感器23相連，對這三者進(jìn)行管理。進(jìn)氣管道24上設(shè)置進(jìn)氣手動(dòng)球閥27，排氣管道25上設(shè)置排氣手動(dòng)球閥28，以便控制進(jìn)氣管道24和排氣管道25的開合。
[0042]所述液位調(diào)節(jié)組件3位于水罐5側(cè)面，包括位于不同水平面高低的至少一個(gè)高位液位開關(guān)31和至少一個(gè)低位液位開關(guān)32，分別檢測多個(gè)液位水平面。例如，設(shè)置高低兩個(gè)液位開關(guān)，當(dāng)水罐內(nèi)液位達(dá)到高位液位開關(guān)31位置時(shí)，該液位開關(guān)發(fā)出信息，PLC控制器發(fā)出指令停止增壓水泵機(jī)組向水罐內(nèi)加水的工作；當(dāng)水罐內(nèi)液位達(dá)到低位液位開關(guān)32位置時(shí)，該液位開關(guān)發(fā)出信息，PLC控制器發(fā)出指令開啟增壓水泵機(jī)組向水罐內(nèi)加水的工作。
[0043]高位液位開關(guān)31可以位于水罐的頂點(diǎn)和上三分點(diǎn)之間，即處于水罐的最上1/3區(qū)域內(nèi)。
[0044]壓力傳感器23可設(shè)置在處于最高位的液位開關(guān)的上方，以獲得水罐內(nèi)的水承受的實(shí)時(shí)壓力，確認(rèn)水是否可以順暢從水罐出口流出。
[0045]所述進(jìn)水調(diào)節(jié)組件4包括進(jìn)水手動(dòng)球閥41、第一單向閥42、增壓水泵機(jī)組43，所述增壓水泵機(jī)組43通過進(jìn)水管路44連接至水罐5，所述進(jìn)水手動(dòng)球閥41、單向閥42安裝在進(jìn)水管路44上。第一單向閥42保證水罐5內(nèi)的水不會(huì)倒灌到增壓水泵機(jī)組43內(nèi)；并確保在增壓水泵機(jī)組43沒有啟動(dòng)期間，僅依賴水罐5的壓力可以保持整個(gè)沖洗水管路的壓力恒定。
[0046]水罐5的出水口以及增壓水