盾構機土艙保壓系統的模擬系統的製作方法

2023-10-29 05:06:07

專利名稱：盾構機土艙保壓系統的模擬系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬系統，特別是涉及一種盾構機土艙保壓系統的模擬系統。
背景技術：
目前盾構機土艙保壓系統檢測、故障判斷及調試需要在盾構施工工況才能進行，然而此時往往由於維修周期而影響施工，並且保壓系統屬於精密件，內部件損壞後無法進行維修，只能更換新件，新件採購周期為7-8周。如設計一種可以模擬保壓系統的模擬系統，能夠對土艙、土艙氣體損失、氣壓變送器比例變送、控制項合理安裝及管路連接，進行提前檢測、標定及調試控制項，確保其完好性，是相關領域技術人員亟待解決的問題
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上述現有技術中的不足，提供一種盾構機土艙保壓系統的模擬系統。該模擬系統能夠模擬盾構機土艙的保壓系統，能夠對土艙、土艙氣體損失、氣壓變送器比例變送、控制項合理安裝及管路連接，進行提前檢測、故障判斷和調試，且其使用方便、節約了成本，便於推廣使用。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於包括空氣壓縮機、氣動控制器一和用於模擬盾構機土艙的儲氣罐，所述儲氣罐通過氣路一與氣動控制器一相連接，所述氣路一上靠近儲氣罐的位置設置有氣壓調節器一，所述氣路一上且位於氣壓調節器一與儲氣罐之間設置有氣壓變送器一，所述氣路一上沿氣壓調節器一朝向氣動控制器一的方向依次設置有截斷閥一、截斷閥二、調壓閥一和調壓閥二，所述空氣壓縮機通過氣路二與氣路一相連接且氣路二與氣路一的連接點位於截斷閥一和截斷閥二之間，所述氣路一上連接有氣路三，所述氣路三的一端與氣路一的連接點位於調壓閥一和調壓閥二之間，所述氣路三的另一端與氣壓調節器一相連接，所述氣動控制器一與氣壓變送器一之間設置有氣路四和用於將儲氣罐內部氣壓信號反饋給氣動控制器一的反饋管路一，所述氣路四的一端與氣路一相連接且氣路四與氣路一的連接點位於調壓閥二與氣動控制器一之間，所述氣路四的另一端與氣壓變送器一相連接，所述反饋管路一的一端與氣壓變送器一相連接，所述反饋管路一的另一端與氣動控制器一相連接，所述氣壓調節器一與氣動控制器一之間設置有用於向氣壓調節器一傳輸控制信號的控制管路一，所述控制管路一的一端與氣動控制器一相連接，所述控制管路一的另一端與氣壓調節器一相連接。上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於還包括氣動控制器二，所述儲氣罐與氣動控制器二之間設置有氣路五，所述氣路五上靠近儲氣罐的位置設置有氣壓調節器二，所述氣路五上且位於氣壓調節器二與儲氣罐之間設置有氣壓變送器二，所述氣路五上沿氣壓調節器二朝向氣動控制器二的方向依次設置有截斷閥四、截斷閥五、調壓閥三和調壓閥四，所述氣路五通過氣路六與氣路二相連接且氣路六與氣路五的連接點位於截斷閥四和截斷閥五之間，所述氣路五上連接有氣路七，所述氣路七的一端與氣路五的連接點位於調壓閥三和調壓閥四之間，所述氣路七的另一端與氣壓調節器二相連接，所述氣動控制器二與氣壓變送器二之間設置有氣路八和用於將儲氣罐內部氣壓信號反饋給氣動控制器二的反饋管路二，所述氣路八的一端與氣路五相連接且氣路五與氣路八的連接點位於調壓閥四與氣動控制器二之間，所述氣路八的另一端與氣壓變送器二相連接，所述反饋管路二的一端與氣壓變送器二相連接，所述反饋管路二的另一端與氣動控制器二相連接，所述氣壓調節器二與氣動控制器二之間設置有用於向氣壓調節器二傳輸控制信號的控制管路二，所述控制管路二的一端與氣動控制器二相連接，所述控制管路二的另一端與氣壓調節器二相連接。 上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述氣路一上且位於截斷閥二與調壓閥一之間設置有空氣過濾器一，所述氣路一上且位於調壓閥一和調壓閥二之間設置有空氣過濾器二；所述氣路五上且位於截斷閥五與調壓閥三之間設置有空氣過濾器三，所述氣路五上且位於調壓閥三和調壓閥四之間設置有空氣過濾器四。上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐上設置有用於觀測儲氣罐內部氣壓的壓力表一，所述氣路一上設置有壓力表二和壓力表三，所述壓力表二位於空氣過濾器一與調壓閥一之間，所述壓力表三位於氣路四和氣路一的連接點與調壓閥二之間；所述氣路五上設置有壓力表四和壓力表五，所述壓力表四位於空氣過濾器三與調壓閥三之間，所述壓力表四位於氣路八和氣路五的連接點與調壓閥四之間。上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐的一端設置有排氣閥，所述儲氣罐的另一端設置有用於模擬盾構機土艙玻璃艙門的玻璃試件。上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐上設置有用於將儲氣罐內的水排出的排水閥。上述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述截斷閥一、截斷閥二、截斷閥四和截斷閥五均為球閥。本實用新型與現有技術相比具有以下優點I、本實用新型的結構簡單，設計新穎合理，易於安裝。2、本實用新型通過設置儲氣罐、氣壓調節器一、氣壓變送器一、氣動控制器一、氣路一、氣路二、氣路三、氣路四、反饋管路一和控制管路一，從而對盾構機土艙的保壓系統進行模擬，對土艙、土艙氣體損失、氣壓變送器比例變送，控制項合理安裝及管路連接，進行提前檢測、故障判斷和調試，其使用方便，使用效果好。3、本實用新型通過設置氣動控制器二、氣壓變送器二和氣壓調節器二、氣路五、氣路六、氣路七、反饋管路二和控制管路二，為模擬保壓系統提供了一種補充，也是提高了一種備份方案。4、本實用新型的實現成本低，使用效果好，便於推廣使用。綜上所述，本實用新型結構簡單，設計新穎合理，工作可靠性高，使用壽命長，能夠對土艙、土艙氣體損失、氣壓變送器比例變送、控制項合理安裝及管路連接，進行提前檢測、故障判斷和調試，且其使用方便、節約了成本，便於推廣使用。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型的結構示意圖。附圖標記說明 I-儲氣罐；2-排氣閥；3-氣路一；4-氣壓變送器一；5-氣壓調節器一；6-截斷閥一；7-空氣壓縮機；8-氣路二 ；9-截斷閥三；10-截斷閥二；11-空氣過濾器一；12-壓力表二；13-調壓閥一 ；14-氣路三；15-空氣過濾器二 ；16-調壓閥二；17-壓力表三；18-氣動控制器一；19-氣路四；20-控制管路一 ；21-反饋管路一；22-氣動控制器二；23-壓力表五；24-調壓閥四；25-空氣過濾器四；26-調壓閥三；27-壓力表四；28-空氣過濾器三；29-截斷閥五；30-氣路五；31-氣路七；32-截斷閥四；33-氣壓調節器二；34-氣壓變送器二；35-玻璃試件；36-反饋管路二；37-控制管路二 ；38-氣路八；39-氣路六；40-壓力表一。
具體實施方式
如圖I所示的一種盾構機土艙保壓系統的模擬系統，包括空氣壓縮機7、氣動控制器一 18和用於模擬盾構機土艙的儲氣罐1，所述儲氣罐I的一端設置有排氣閥2，所述儲氣罐I通過氣路一 3與氣動控制器一 18相連接，所述氣路一 3上靠近儲氣罐I的位置設置有氣壓調節器一 5，所述氣路一 3上且位於氣壓調節器一 5與儲氣罐I之間設置有氣壓變送器一 4,所述氣路一 3上沿氣壓調節器一 5朝向氣動控制器一 18的方向依次設置有截斷閥一
6、截斷閥二 10、調壓閥一 13和調壓閥二 16，所述空氣壓縮機7通過氣路二 8與氣路一 3相連接且氣路二 8與氣路一 3的連接點位於截斷閥一 6和截斷閥二 10之間，所述氣路二 8上設置有截斷閥三9，所述氣路一 3上連接有氣路三14，所述氣路三14的一端與氣路一 3的連接點位於調壓閥一 13和調壓閥二 16之間，所述氣路三14的另一端與氣壓調節器一 5相連接，所述氣動控制器一 18與氣壓變送器一 4之間設置有氣路四19和用於將儲氣罐I內部氣壓信號反饋給氣動控制器一 18的反饋管路一 21，所述氣路四19的一端與氣路一 3相連接且氣路四19與氣路一 3的連接點位於調壓閥二 16與氣動控制器一 18之間，所述氣路四19的另一端與氣壓變送器一 4相連接，所述反饋管路一 21的一端與氣壓變送器一 4相連接，所述反饋管路一 21的另一端與氣動控制器一 18相連接，所述氣壓調節器一 5與氣動控制器一 18之間設置有用於向氣壓調節器一 5傳輸控制信號的控制管路一 20，所述控制管路一 20的一端與氣動控制器一 18相連接，所述控制管路一 20的另一端與氣壓調節器一5相連接。所述儲氣罐I的一端設置有排氣閥2，所述儲氣罐I的另一端設置有用於模擬盾構機土艙玻璃艙門的玻璃試件35。使用時，打開截斷閥一 6、截斷閥二 10和截斷閥三9，高壓空氣從空氣壓縮機7內並經氣路二 8進入氣路一 3，此時，高壓空氣分作兩路，一路高壓空氣向左並通過截斷閥一6，但氣壓調節器一 5為常閉型氣壓調節器，於是流向截斷閥一 6的高壓空氣被阻擋；另一路高壓空氣經調壓閥一 13後，將高壓空氣的壓力調節至4bar，此時，該壓力為4bar的空氣又分成兩路，其中一路壓力為4bar的空氣經氣路三14進入氣壓調節器一 5，另一路壓力為4bar的空氣經調壓閥二 16將高壓空氣的壓力調節至I. 4bar後又分成兩路，其中一路壓力為I. 4bar的空氣直接進入氣動控制器一 18內，另一路壓力為I. 4bar的空氣經氣路四19進入氣壓變送器一 4，氣壓變送器一 4將採集到的儲氣罐I內部壓力與I. 4bar氣動壓力轉變成一個標準信號並通過反饋管路一 21反饋到氣動控制器一 18，氣動控制器一 18通過分析運算後與設定值比較，從而通過控制管路一 20給氣壓調節器一 5輸出一個控制信號，進而控制氣壓調節器一 5的開合，此時，高壓空氣從空氣壓縮機7經氣路二、截斷閥一 6、氣壓調節器一 5和氣壓變送器一 4進入儲氣罐I內，當儲氣罐I壓力小於設定值時，氣壓調節器一 5在控制信號的作用下打開給儲氣罐I充氣，當儲氣罐I壓力等於設定值時，氣壓調節器
一5自動關閉，維持一個動態平衡，最終保證儲氣罐壓力在設定值範圍內微小波動。儲氣罐I壓力大小可通過排氣閥2手動控制，模仿土艙洩漏，藉助該模擬系統模擬盾構機土艙保壓·系統，可以對保壓系統進行檢測及調試。如圖I所示，還包括氣動控制器二 22，所述儲氣罐I與氣動控制器二 22之間設置有氣路五30，所述氣路五30上靠近儲氣罐I的位置設置有氣壓調節器二 33，所述氣路五30上且位於氣壓調節器二 33與儲氣罐I之間設置有氣壓變送器二 34，所述氣路五30上沿氣壓調節器二 33朝向氣動控制器22的方向依次設置有截斷閥四32、截斷閥五29、調壓閥三26和調壓閥四24，所述氣路五30通過氣路六39與氣路二 8相連接且氣路六39與氣路五30的連接點位於截斷閥四32和截斷閥五29之間，所述氣路五30上連接有氣路七31，所述氣路七31的一端與氣路五30的連接點位於調壓閥三26和調壓閥四24之間，所述氣路七31的另一端與氣壓調節器二 33相連接，所述氣動控制器二 22與氣壓變送器二 34之間設置有氣路八38和用於將儲氣罐I內部氣壓信號反饋給氣動控制器二 22的反饋管路二 36，所述氣路八38的一端與氣路五30相連接且氣路五30與氣路八38的連接點位於調壓閥四24與氣動控制器二 22之間，所述氣路八38的另一端與氣壓變送器二 34相連接，所述反饋管路二 36的一端與氣壓變送器二 34相連接，所述反饋管路二 36的另一端與氣動控制器二22相連接，所述氣壓調節器二 33與氣動控制器二 22之間設置有用於向氣壓調節器二 33傳輸控制信號的控制管路二 37，所述控制管路二 37的一端與氣動控制器二 22相連接，所述控制管路二 37的另一端與氣壓調節器二 33相連接。本實施例中，通過設置氣動控制器二 22、氣壓變送器二 34和氣壓調節器二 33、氣路五30、氣路六39、氣路七31、反饋管路二 36和控制管路二 37，為模擬保壓系統提供了一種補充，也是提高了一種備份方案。使用時，打開截斷閥三9、截斷閥四32和截斷閥五29，高壓空氣從空氣壓縮機7內並經氣路二 8進入氣路五30，此時，高壓空氣分作兩路，一路高壓空氣向左並通過截斷閥四32，但氣壓調節器一 5為常閉型氣壓調節器，於是流向截斷閥四32的高壓空氣被阻擋；另一路高壓空氣經調壓閥三26後，將高壓空氣的壓力調節至4bar，此時，該壓力為4bar的空氣又分成兩路，其中一路壓力為4bar的空氣經氣路七31進入氣壓調節器二 33，另一路壓力為4bar的空氣經調壓閥四24將高壓空氣的壓力調節至I. 4bar後又分成兩路，其中一路壓力為I. 4bar的空氣直接進入氣動控制器二 22內，另一路壓力為
I.4bar的空氣經氣路八38進入氣壓變送器二 34，氣壓變送器二 34將採集到的儲氣罐I內部壓力與I. 4bar氣動壓力轉變成一個標準信號並通過反饋管路二 36反饋到氣動控制器二22，氣動控制器二 22通過分析運算後與設定值比較，從而通過控制管路二 37給氣壓調節器
二33輸出一個控制信號，進而控制氣壓調節器二 33的開合，此時，高壓空氣從空氣壓縮機7經氣路二 8、截斷閥四32、氣壓調節器二 33和氣壓變送器二 34進入儲氣罐I內，當儲氣罐I壓力小於設定值時，氣壓調節器二 33在控制信號的作用下打開給儲氣罐I充氣，當儲氣罐I壓力等於設定值時，氣壓調節器二 33自動關閉，維持一個動態平衡，最終保證儲氣罐壓力在設定值範圍內微小波動。如圖I所示，所述氣路一 3上且位於截斷閥二 10與調壓閥一 13之間設置有空氣過濾器一 11，所述氣路一 3上且位於調壓閥一 13和調壓閥二 16之間設置有空氣過濾器二15 ;所述氣路五30上且位於截斷閥五29與調壓閥三26之間設置有空氣過濾器三28，所述 氣路五30上且位於調壓閥三26和調壓閥四24之間設置有空氣過濾器四25。如圖I所示，所述儲氣罐I上設置有用於觀測儲氣罐I內部氣壓的壓力表一 40，所述氣路一 3上設置有壓力表二 12和壓力表三17,所述壓力表二 12位於空氣過濾器一 11與調壓閥一 13之間，所述壓力表三17位於氣路四19和氣路一 3的連接點與調壓閥二 16之間；所述氣路五30上設置有壓力表四27和壓力表五23，所述壓力表27位於空氣過濾器三28與調壓閥三26之間，所述壓力表四27位於氣路八38和氣路五30的連接點與調壓閥四24之間。通過設置各壓力表，可以準確讀取各氣路上的壓力值。所述儲氣罐I上設置有用於將儲氣罐I內的水排出的排水閥。所述截斷閥一 6、截斷閥二 10、截斷閥三9、截斷閥四32和截斷閥五29均為球閥。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.盾構機土艙保壓系統的模擬系統,其特徵在於包括空氣壓縮機(7)、氣動控制器一(18)和用於模擬盾構機土艙的儲氣罐(I )，所述儲氣罐(I)通過氣路一(3)與氣動控制器一(18 )相連接，所述氣路一(3 )上靠近儲氣罐(I)的位置設置有氣壓調節器一(5 )，所述氣路一(3 )上且位於氣壓調節器一(5 )與儲氣罐(I)之間設置有氣壓變送器一(4)，所述氣路一(3)上沿氣壓調節器一(5)朝向氣動控制器一(18)的方向依次設置有截斷閥一(6)、截斷閥二( 10 )、調壓閥一(13 )和調壓閥二( 16 )，所述空氣壓縮機(7 )通過氣路二( 8 )與氣路一(3 )相連接且氣路二(8)與氣路一(3)的連接點位於截斷閥一(6)和截斷閥二(10)之間，所述氣路一(3)上連接有氣路三(14)，所述氣路三(14)的一端與氣路一(3)的連接點位於調壓閥一(13)和調壓閥二(16)之間，所述氣路三(14)的另一端與氣壓調節器一(5)相連接，所述氣動控制器一(18)與氣壓變送器一(4)之間設置有氣路四(19)和用於將儲氣罐(I)內部氣壓信號反饋給氣動控制器一(18)的反饋管路一(21)，所述氣路四(19)的一端與氣路一(3)相連接且氣路四(19)與氣路一(3)的連接點位於調壓閥二(16)與氣動控制器一(18)之間，所述氣路四(19)的另一端與氣壓變送器一(4)相連接，所述反饋管路一(21)的一端與氣壓變送器一(4)相連接，所述反饋管路一(21)的另一端與氣動控制器一(18)相連接，所述氣壓調節器一(5 )與氣動控制器一(18 )之間設置有用於向氣壓調節器一(5 )傳輸控制信號的控制管路一(20),所述控制管路一(20)的一端與氣動控制器一(18)相連接,所述控制管路一(20)的另一端與氣壓調節器一(5)相連接。
2.根據權利要求I所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於還包括氣動控制器二(22)，所述儲氣罐(I)與氣動控制器二(22)之間設置有氣路五(30)，所述氣路五(30 )上靠近儲氣罐(I)的位置設置有氣壓調節器二( 33 )，所述氣路五(30 )上且位於氣壓調節器二(33)與儲氣罐(I)之間設置有氣壓變送器二(34)，所述氣路五(30)上沿氣壓調節器二(33)朝向氣動控制器二(22)的方向依次設置有截斷閥四(32)、截斷閥五(29)、調壓閥三(26)和調壓閥四(24)，所述氣路五(30)通過氣路六(39)與氣路二(8)相連接且氣路六(39 )與氣路五(30 )的連接點位於截斷閥四(32 )和截斷閥五(29 )之間，所述氣路五(30 )上連接有氣路七(31)，所述氣路七(31)的一端與氣路五(30)的連接點位於調壓閥三(26)和調壓閥四(24)之間，所述氣路七(31)的另一端與氣壓調節器二(33)相連接，所述氣動控制器二( 22 )與氣壓變送器二( 34 )之間設置有氣路八(38 )和用於將儲氣罐(I)內部氣壓信號反饋給氣動控制器二(22)的反饋管路二(36)，所述氣路八(38)的一端與氣路五(30)相連接且氣路五(30)與氣路八(38)的連接點位於調壓閥四(24)與氣動控制器二(22)之間，所述氣路八(38)的另一端與氣壓變送器二(34)相連接，所述反饋管路二(36)的一端與氣壓變送器二( 34 )相連接，所述反饋管路二( 36 )的另一端與氣動控制器二( 22 )相連接，所述氣壓調節器二( 33 )與氣動控制器二( 22 )之間設置有用於向氣壓調節器二( 33 )傳輸控制信號的控制管路二(37)，所述控制管路二(37)的一端與氣動控制器二(22)相連接，所述控制管路二(37)的另一端與氣壓調節器二(33)相連接。
3.根據權利要求2所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述氣路一(3)上且位於截斷閥二(10)與調壓閥一(13)之間設置有空氣過濾器一(11)，所述氣路一(3)上且位於調壓閥一(13)和調壓閥二(16)之間設置有空氣過濾器二(15);所述氣路五(30)上且位於截斷閥五(29)與調壓閥三(26)之間設置有空氣過濾器三(28)，所述氣路五(30)上且位於調壓閥三(26)和調壓閥四(24)之間設置有空氣過濾器四(25)。
4.根據權利要求3所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐(I)上設置有用於觀測儲氣罐(I)內部氣壓的壓力表一(40 )，所述氣路一(3 )上設置有壓力表二(12)和壓力表三(17)，所述壓力表二(12)位於空氣過濾器一(11)與調壓閥一(13)之間，所述壓力表三(17)位於氣路四(19)和氣路一(3)的連接點與調壓閥二(16)之間；所述氣路五(30)上設置有壓力表四(27)和壓力表五(23)，所述壓力表四(27)位於空氣過濾器三(28)與調壓閥三(26)之間，所述壓力表四(27)位於氣路八(38)和氣路五(30)的連接點與調壓閥四(24)之間。
5.根據權利要求I所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐(O的一端設置有排氣閥(2)，所述儲氣罐(I)的另一端設置有用於模擬盾構機土艙玻璃艙 門的玻璃試件(35)。
6.根據權利要求I所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述儲氣罐(I)上設置有用於將儲氣罐(I)內的水排出的排水閥。
7.根據權利要求2所述的盾構機土艙保壓系統的模擬系統，其特徵在於所述截斷閥一(6)、截斷閥二(10)、截斷閥四(32)和截斷閥五(29)均為球閥。
專利摘要本實用新型公開了一種盾構機土艙保壓系統的模擬系統，包括空氣壓縮機、氣動控制器一和儲氣罐，儲氣罐通過氣路一與氣動控制器一相連接，氣路一上設置氣壓調節器一，氣路一上設置氣壓變送器一，氣路一上沿氣壓調節器一朝向氣動控制器一的方向依次設置截斷閥一、截斷閥二、調壓閥一和調壓閥二，空氣壓縮機通過氣路二與氣路一相連接，氣路一上連接氣路三，氣動控制器一與氣壓變送器一之間設置氣路四和反饋管路一，氣壓調節器一與氣動控制器一之間設置控制管路一。該模擬系統能夠對土艙、土艙氣體損失、氣壓變送器比例變送、控制項合理安裝及管路連接，進行提前檢測、故障判斷和調試。
文檔編號E21D9/06GK202768005SQ20122048406
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者曾宇翔, 卓普周, 楊永強, 趙鵬, 趙軍軍, 嶽軍, 姚天全 申請人:中鐵一局集團有限公司