本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護(hù)裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)機(jī)常用于地鐵隧道、海底隧道、公路隧道等的掘進(jìn)，是一種自動(dòng)化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時(shí)可控制地面沉降和在地下開挖時(shí)不影響地面交通的隧洞施工機(jī)械。

盾構(gòu)機(jī)具有內(nèi)循環(huán)水和外循環(huán)水，外循環(huán)水主要用于冷卻內(nèi)循環(huán)水和液壓油箱。外循環(huán)水通過(guò)隧道外的水塔供水，水塔內(nèi)的水經(jīng)隧道外增壓泵將外水送入盾構(gòu)最后一節(jié)拖車上的水管卷筒，然后經(jīng)內(nèi)循環(huán)水板式冷卻器、液壓油箱板式冷卻器后，回水由水管卷筒送到洞外。

盾構(gòu)機(jī)的水清洗系統(tǒng)通過(guò)其主水路通道從外循環(huán)水回水處旁接，主水路通道具有增壓泵，通過(guò)增壓泵二次加壓，達(dá)到所需要的壓力后通過(guò)多條支路水路通道分別提供給刀盤噴水裝置、皮帶機(jī)清洗裝置、備用用水裝置和水汽裝置等，各支路水路通道則通過(guò)電控閥門來(lái)控制通斷。

在盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中，比如，為防止刀盤產(chǎn)生泥餅結(jié)塊，簡(jiǎn)單依靠外循環(huán)回水水壓5bar左右（bar為盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的通用單位1bar=0.1MPa），是不足以保證將附著在刀盤表面的泥餅沖洗干凈，往往需要通過(guò)啟動(dòng)增壓泵進(jìn)行二次增壓（20bar左右）實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)水清洗系統(tǒng)的清洗功能；再比如，如果出渣土為粘土性質(zhì)，為防止輸送皮帶產(chǎn)生大量的粘土附著，也需要通過(guò)啟動(dòng)增壓泵來(lái)進(jìn)行高壓水沖洗。當(dāng)水清洗系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行工作時(shí)，需進(jìn)行以下兩個(gè)步驟：1、關(guān)閉噴水的控制指令，控制單元往往設(shè)置在控制室內(nèi)上位機(jī)的觸控面板內(nèi)，用于關(guān)閉相應(yīng)支路水路通道的電控閥門；2、工作人員手動(dòng)關(guān)閉增壓泵的控制按鈕；但在實(shí)際工作中，工作人員往往忽略了步驟2，忘記關(guān)閉增壓泵，易造成增壓泵長(zhǎng)時(shí)間憋壓運(yùn)行，造成增壓泵發(fā)熱損壞，同時(shí)增加了功率損耗，浪費(fèi)能源。

鑒于此，本發(fā)明人為此研制出一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護(hù)裝置及其控制方法，有效的解決了上述問(wèn)題，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護(hù)裝置及其控制方法，目的在于保護(hù)增壓泵，防止增壓泵長(zhǎng)時(shí)間憋壓工作，造成增壓泵發(fā)熱損壞，同時(shí)起到節(jié)約能源的作用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護(hù)裝置，包括

溢流閥，安裝于盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)的主水路通道處并且并聯(lián)旁接于增壓泵，用于調(diào)節(jié)增壓泵出水壓力；

流量檢測(cè)開關(guān)，安裝于主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道的水流量；

壓力傳感器，安裝于主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道內(nèi)水的壓力大?。?/p>

控制器，具有計(jì)時(shí)器模塊，并分別與增壓泵、溢流閥、流量檢測(cè)開關(guān)和壓力傳感器電連接，用于接收流量檢測(cè)開關(guān)和壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的所述數(shù)據(jù)判斷增壓泵處于憋壓工作時(shí)，先控制溢流閥降低增壓泵出水壓力并保壓一段時(shí)間后再關(guān)停增壓泵。

還包括單向閥，安裝于在主水路通道位于增壓泵和溢流閥之后的位置處。

所述流量檢測(cè)開關(guān)安裝于主水路通道位于單向閥之前的位置處。

所述壓力傳感器安裝于主水路通道位于單向閥之后的位置處。

還包括報(bào)警器，安裝于盾構(gòu)機(jī)駕駛室內(nèi)，配置為和控制器電連接，控制器用于控制報(bào)警器工作。

采用上述方案后，本發(fā)明通過(guò)增加流量檢測(cè)開關(guān)和壓力傳感器來(lái)判斷主水路通道中的用水情況，確定盾構(gòu)機(jī)是否在清洗用水，來(lái)判斷增壓泵是否憋壓工作，當(dāng)判斷增壓泵處于憋壓工作時(shí)，先控制溢流閥降低增壓泵出水壓力并保壓一段時(shí)間后再關(guān)停增壓泵，從而起到防止增壓泵長(zhǎng)時(shí)間憋壓工作，具有保護(hù)增壓泵的作用，同時(shí)還節(jié)約了能源。又通過(guò)保壓一段時(shí)間來(lái)保證在該時(shí)間段接到新的用水指令時(shí)，增壓泵出口的水壓能迅速提高至所需壓力，提高響應(yīng)速度。

上述一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵保護(hù)裝置的控制方法，控制過(guò)程為：

S1控制器接到清洗用水指令時(shí)，控制增壓泵工作；

S2流量檢測(cè)開關(guān)實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道內(nèi)的水流量，壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道內(nèi)的水壓力；

S3控制器接收到流量檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)的流量為零，并且壓力傳感器檢測(cè)的水壓處于增壓泵泵送最大壓力值P1時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)T1時(shí)間，當(dāng)T1時(shí)間內(nèi)流量增大，控制器確定盾構(gòu)機(jī)處于間歇性清洗用水，則回到步驟S2；

當(dāng)T1時(shí)間內(nèi)流量和壓力依舊不變時(shí)，控制器確定盾構(gòu)機(jī)未處于間歇性清洗用水，控制器則改變溢流閥的開度至設(shè)定值以降低增壓泵出口的水壓至P2，并繼續(xù)下述步驟；

S4計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)T2時(shí)間，當(dāng)T2時(shí)間內(nèi)控制器又接到清洗用水指令時(shí)，控制溢流閥的開度復(fù)位，并回到步驟S2；

當(dāng)T2時(shí)間內(nèi)控制器未接到清洗用水指令時(shí)，控制器確定盾構(gòu)機(jī)暫無(wú)需使用清洗用水，控制器關(guān)閉增壓泵，并控制溢流閥的開度復(fù)位。

步驟S3中當(dāng)T1時(shí)間內(nèi)流量和壓力依舊不變時(shí)，控制器先控制報(bào)警器報(bào)警T3時(shí)間，T3時(shí)間后，控制器再執(zhí)行改變溢流閥的開度。

在所述T3時(shí)間內(nèi)控制器又接到清洗用水指令時(shí)，停止報(bào)警并回到步驟S2。

所述T2大于T1。

上述控制方法能夠更好的適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的使用需求，該控制方法先檢測(cè)T1時(shí)間來(lái)確定增壓泵是否處于間歇性用水，如果是間歇性用水則不變化；如果不是間歇性用水，則確定增壓泵處于憋壓工作狀態(tài)，降低水壓并保壓一段時(shí)間T2，以減少增壓泵的功率，同時(shí)在該時(shí)間段接到新的用水指令時(shí)保證水壓能迅速提高至所需壓力；超過(guò)該保壓時(shí)間T2，則確定盾構(gòu)機(jī)暫時(shí)無(wú)需使用清洗用水，關(guān)閉增壓泵，并控制溢流閥的開度復(fù)位。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施例水路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)施例的控制過(guò)程圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

主水路通道10，溢流閥1，流量檢測(cè)開關(guān)2，壓力傳感器3，控制器4，單向閥5，報(bào)警器6，增壓泵7。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1-2所示，是本發(fā)明揭示的一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵的保護(hù)裝置，包括溢流閥1、流量檢測(cè)開關(guān)2、壓力傳感器3、控制器4、單向閥5和報(bào)警器6。

溢流閥1安裝于盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)的主水路通道10處，并且并聯(lián)旁接于主水路通道10入口處的增壓泵7，用于調(diào)節(jié)增壓泵7的出水壓力。

流量檢測(cè)開關(guān)2安裝于主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道10的水流量。壓力傳感器3安裝于主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道10內(nèi)水的壓力大小。

控制器4具有計(jì)時(shí)器模塊，并分別與增壓泵7、溢流閥1、流量檢測(cè)開關(guān)2和壓力傳感器3電連接，控制器4用于接收流量檢測(cè)開關(guān)2和壓力傳感器3實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的上述數(shù)據(jù)判斷，增壓泵7處于憋壓工作時(shí)，先控制溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時(shí)間后再關(guān)停增壓泵7，具體控制過(guò)程如下述控制方法所述。

本實(shí)施例通過(guò)增加流量檢測(cè)開關(guān)2和壓力傳感器3來(lái)判斷主水路通道10中的清洗用水情況，確定盾構(gòu)機(jī)是否在清洗用水，來(lái)判斷增壓泵7是否憋壓工作，當(dāng)判斷增壓泵7處于憋壓工作時(shí)，先控制溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時(shí)間后再關(guān)停增壓泵7，從而起到防止增壓泵7長(zhǎng)時(shí)間憋壓工作，具有保護(hù)增壓泵7的作用，同時(shí)還節(jié)約了能源，又通過(guò)保壓一段時(shí)間來(lái)保證在該時(shí)間段接到新的用水指令時(shí)，增壓泵7出口處的水壓能迅速提高至所需壓力，提高響應(yīng)速度。

為了進(jìn)一步提高響應(yīng)速度，在主水路通道10位于增壓泵7和溢流閥1之后的位置處安裝有單向閥5，因此在溢流閥1降低增壓泵7出水壓力并保壓一段時(shí)間的過(guò)程中，由于單向閥5的存在，使得單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓一直處于高水壓狀態(tài)，因此在接到新的用水指令時(shí)，主水路通道10馬上能夠響應(yīng)，此時(shí)單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓下降，增壓泵7處的水壓上升，待單向閥5兩端水壓相等之后，單向閥5即可打開，增大單向閥5之后主水路通道10內(nèi)的水壓。

由于主水路通道10長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在每節(jié)拖車之間采用軟管相連，主水路通道10內(nèi)的水流不穩(wěn)定，因此特將將單向閥5安裝在主水路通道10位于流量檢測(cè)開關(guān)2之后的位置處，有利于準(zhǔn)確的檢測(cè)增壓泵7是否處于憋壓工作。壓力傳感器3則安裝于主水路通道10位于單向閥5之后的位置處，以準(zhǔn)確的反應(yīng)出主水路通道10內(nèi)的實(shí)際水壓情況。

還包括安裝于盾構(gòu)機(jī)駕駛室內(nèi)的報(bào)警器6，報(bào)警器6配置為和控制器4電連接，當(dāng)控制器4檢測(cè)到增壓泵7憋壓工作時(shí)，控制器4控制報(bào)警器6工作。

再結(jié)合圖3所示，還提供了上述一種盾構(gòu)機(jī)清洗系統(tǒng)中增壓泵保護(hù)裝置的控制方法，控制過(guò)程為：

S1控制器4接到清洗用水指令時(shí)，控制增壓泵7啟動(dòng)工作。

S2流量檢測(cè)開關(guān)2實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道10內(nèi)的水流量，壓力傳感器3實(shí)時(shí)檢測(cè)主水路通道10內(nèi)的水壓力。

S3控制器4接收到流量檢測(cè)開關(guān)2檢測(cè)的流量為零，并且壓力傳感器3檢測(cè)的水壓處于增壓泵7泵送最大壓力值P1為20bar時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)T1為20S的時(shí)間，當(dāng)20S時(shí)間內(nèi)流量增大，控制器4確定盾構(gòu)機(jī)處于間歇性清洗用水，則回到步驟S2。

當(dāng)20S時(shí)間內(nèi)流量和壓力依舊不變時(shí)，控制器4確定盾構(gòu)機(jī)未處于間歇性清洗用水，控制器4先控制報(bào)警器6報(bào)警T3為5S的時(shí)間，如果5S內(nèi)控制器接到清洗用水指令，則回到S2；如果在該5S內(nèi)盾構(gòu)司機(jī)手動(dòng)關(guān)閉增壓泵7，那么增壓泵7停止工作，等待重新接到清洗用水指令從S1開始。如果5S內(nèi)沒(méi)手動(dòng)關(guān)閉，5S時(shí)間后，控制器4則改變溢流閥1的開度至設(shè)定值，直至壓力傳感器3檢測(cè)到水壓下降至P2為8bar（為大概值）時(shí)停止，并繼續(xù)下述步驟。

S4計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)的時(shí)間，當(dāng)10min時(shí)間內(nèi)控制器4又接到清洗用水指令時(shí)，控制溢流閥1的開度復(fù)位以恢復(fù)增壓泵7出口的水壓至20bar，并回到步驟S2；

當(dāng)T2時(shí)間內(nèi)控制器4未接到清洗用水指令時(shí)，控制器4確定盾構(gòu)機(jī)暫無(wú)需使用清洗用水，控制器4關(guān)閉增壓泵7，并控制溢流閥1的開度復(fù)位。

本實(shí)施例提供的控制方法先檢測(cè)T1為20S的時(shí)間來(lái)確定增壓泵7是否處于間歇性用水，如果是間歇性用水則不變化；如果不是間歇性用水，則降低水壓P2為8bar，并保持一段T2為10min的時(shí)間，以減少增壓泵7的功率，同時(shí)保證在該10min的時(shí)間段內(nèi)如果接到新的用水指令，水壓能迅速提高至所需壓力。超過(guò)該保持一段時(shí)間10min后，沒(méi)有收到新的用水指令，則確定盾構(gòu)機(jī)暫時(shí)無(wú)需使用清洗用水，關(guān)閉增壓泵7并控制溢流閥1的開度復(fù)位。該控制方法能夠更好的適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的使用需求。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。凡依本案的設(shè)計(jì)思路所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。