气液混动HBW稳定注入系统的制作方法

本实用新型涉及盾构主驱动迷宫密封的技术领域，尤其涉及一种气液混动HBW稳定注入系统，气动控制和液压控制相结合实现HBW稳定注入。

背景技术：

在盾构施工中，主驱动直接面对土仓泥水压力，为了保证主驱动能够可靠稳定工作，主驱动需要有可靠的油脂注入系统。迷宫密封腔作为密封系统的第一道防线，一般注入HBW油脂，该油脂的附着力好、密封性好和防水冲刷性好，可以有效阻挡渣土和泥水进入主驱动。

目前，盾构行业使用的HBW注入系统，通过气动油脂泵直接注入到马达分配器，然后由马达分配器分流注入到主驱动迷宫密封腔的各个点，而马达分配器前部由气动球阀控制是否注入。由于HBW油脂价格高昂，既要保护主驱动又要控制施工成本，必须合理控制HBW的注入量，通过马达分配器计数来控制注入量，马达分配器注入量达到设计要求时，切断该路的气动球阀，停止该路HBW油脂注入。但目前使用的这种HBW注入系统存在以下问题：1）由于气体的可压缩性和油脂输送阻力变化大，单纯控制气体压力和流量，油脂泵动作次数在单位时间很难控制，因此注入迷宫腔的HBW油脂量无法实现时间上的连续控制；2）HBW油脂注入系统一般由多个马达分配器组成，每个马达分配器的阻力不同，各个马达分配器就会不同步，不同分配器的注脂点无法同步注脂，导致各个点的注脂不均匀，不利于密封的保护；3）HBW注入流量小，每分钟只有几十毫升，而且油脂含有很多纤维，目前没有可以连续稳定注入的泵。

技术实现要素：

针对现有HBW油脂注入系统的HBW油脂注入时间上不连续和各个注脂点无法同步注脂的技术问题，本实用新型提出一种气液混动HBW稳定注入系统，通过气动和液压控制相结合的方式，实现HBW油脂时间上稳定连续注入和各个点的均匀注入，保证密封的稳定性，提高了密封的可靠性，使主驱动能够长期稳定正常工作。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种气液混动HBW稳定注入系统，包括比例油缸、气动油脂泵、注脂回路和液压回路，比例油缸包括油脂腔、空气腔和液压油腔，油脂腔和液压油腔分别位于空气腔的两侧，空气腔内设有活塞杆；所述液压油腔与液压回路相连接，液压回路上设有流量控制单元；所述油脂腔分别与气动油脂泵和注脂回路相连接，注脂回路包括一级马达分配器和二级马达分配器，油脂腔与一级马达分配器相连接，一级马达分配器与二级马达分配器相连接。

所述液压流量控制单元包括手动球阀、减压阀、电磁换向阀I和高精度超小流量调速阀，手动球阀与液压油泵相连接，手动球阀通过管路与减压阀相连接，减压阀通过管路与电磁换向阀相连接，电磁换向阀通过管路与高精度超小流量调速阀相连接，高精度超小流量调速阀通过管路与比例油缸的液压油腔相连接。

所述空气腔上设有用于过滤进入比例油缸空气腔中空气的空滤器，活塞杆两侧分别设有第一活塞和第二活塞，第一活塞设置在比例油缸的杆体内，第二活塞设置在比例油缸的缸体内，第一活塞的直径小于第二活塞的直径。

所述注脂回路上设有气动球阀和压力传感器，油脂腔通过管路与气动球阀相连接，气动球阀通过管路与压力传感器相连接，压力传感器通过管路与一级马达分配器相连接。

所述一级马达分配器设有至少两个支路，每个支路分别与一个二级马达分配器相连接，二级马达分配器上均设有至少两个分路。

所述一级马达分配器设有三个支路，每个支路分别与二级马达分配器I、二级马达分配器II和二级马达分配器III相连接，二级马达分配器I、二级马达分配器II和二级马达分配器III上均设有五个支路。

所述气动油脂泵通过电磁换向阀II与气源相连接。

本实用新型的有益效果：HBW油脂通过比例油缸将HBW油脂注入一级马达分配器，再由一级马达分配器均分后进入二级马达分配器，实现迷宫密封腔各个注脂点的同步注脂；同时高精度调速阀控制比例油缸的运动速度，进而控制HBW的注脂注入量；比例油缸通过气动油脂泵完成HBW的补油，是一种新型气液混合控制方案。本实用新型通过气动和液压控制相结合实现了迷宫密封腔各个注脂点HBW油脂注入的同步性和稳定性，可以保证主驱动密封长期稳定的工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为手动球阀，2为减压阀，3为电磁换向阀I，4为高精度超小流量调速阀，5为比例油缸，6为空滤器，7为气动球阀，8为压力传感器，9为一级马达分配器，10为二级马达分配器I，11为二级马达分配器II，12为二级马达分配器III，13为气动油脂泵，14为电磁换向阀II。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种气液混动HBW稳定注入系统，包括比例油缸5、气动油脂泵13、注脂回路和液压回路，比例油缸5包括油脂腔A、空气腔B和液压油腔C，油脂腔A和液压油腔C分别位于空气腔B的两侧，空气腔B内设有活塞杆；所述液压油腔C与液压回路相连接，液压回路上设有流量控制单元。所述油脂腔A分别与气动油脂泵13和注脂回路相连接，注脂回路包括一级马达分配器9和二级马达分配器，油脂腔A与一级马达分配器9相连接，一级马达分配器9与二级马达分配器相连接。与油脂腔A连接的管路上设有用于控制管路通断的球阀，方便后续维修。油脂腔A用来存储HBW油脂，油脂腔A的油脂量满足系统5min以上的稳定注入，空气腔B与空气相连。气动油脂泵13用以向HBW注入系统提供油脂。

所述液压流量控制单元包括手动球阀1、减压阀2、电磁换向阀I3和高精度超小流量调速阀4，手动球阀1与液压油泵相连接，手动球阀1通过管路与减压阀2相连接，减压阀2通过管路与电磁换向阀I3相连接，电磁换向阀I3通过管路与高精度超小流量调速阀4相连接，高精度超小流量调速阀4通过管路与比例油缸5的液压油腔C相连接。减压阀2用以调节液压回路的压力，使液压回路的压力满足液压缸的工作需要。电磁换向阀I3用以实现比例油缸5的换向；高精度超小流量调速阀4用以调节液压回路中液压油的流量，使比例油缸5的活塞杆缓慢稳定移动。

所述空气腔B上设有用于过滤进入比例油缸5空气腔B中空气的空滤器6，活塞杆两侧分别设有第一活塞和第二活塞，第一活塞设置在比例油缸5的杆体内，第二活塞设置在比例油缸5的缸体内，第一活塞的直径小于第二活塞的直径。第一活塞与杆体端部之间为油脂腔A，第一活塞与第二活塞之间为空气腔B，第二活塞与缸体尾部之间为液压油腔C。

所述注脂回路上设有气动球阀7和压力传感器8，油脂腔A通过管路与气动球阀7相连接，气动球阀7通过管路与压力传感器8相连接，压力传感器8通过管路与一级马达分配器9相连接。气动球阀7用来控制HBW油脂注入回路的通与断。压力传感器8用来监测HBW油脂注入回路的实时压力。当气动油脂泵13向比例油缸5的油脂腔A补充HBW油脂时，气动球阀7关闭，当压力传感器8检测到注脂回路压力大于设定值时，气动球阀7也会切断注脂回路，起到保护作用。

所述一级马达分配器9设有至少两个支路，每个支路分别与一个二级马达分配器相连接，二级马达分配器上均设有至少两个分路。一级马达分配器9用来保证分配到二级马达分配器的流量相同，从而保证各个注入点注脂的同步性。

所述一级马达分配器9设有三个支路，每个支路分别与二级马达分配器I10、二级马达分配器II11和二级马达分配器III12相连接，二级马达分配器I10、二级马达分配器II11和二级马达分配器III12上均设有五个支路。一级马达分配器9保证分配到二级马达分配器I10、二级马达分配器II11和二级马达分配器III12的流量相同。

所述气动油脂泵13通过电磁换向阀II14与气源相连接。电磁换向阀II14用来控制气源的通和断，当需要向油脂腔A加HBW油脂时为通，否则为断。

本实用新型的工作过程为：首先电磁换向阀II14得电左位工作，气动油脂泵13工作，向比例油缸5的油脂腔A注入油脂，完成比例油缸的补油动作，之后电磁换向阀II14断电；然后气动球阀7打开，电磁换向阀I3得电左位工作，液压油进入比例油缸5的液压油腔C推动活塞杆移动，油脂腔A中的HBW油脂进入注脂回路，由一级马达分配器9均分后通过二级马达分配器I10、二级马达分配器II11和二级马达分配器III12三个马达分配器同步稳定的注入到各个注脂点。通过调节高精度超小流量调速阀4可以调节比例油缸5的运动速度，进而调节每分钟的注脂量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。