一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及盾构机控制系统技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，地铁建设中已经较多使用盾构法施工，其中又以使用复合式土压平衡盾构机为多。土压平衡盾构机是指将盾构机刀盘上的圆盘滚刀和刮刀切削开挖面土体的同时，使碴土在土仓内堆积混合并充满，并由盾构机提供推力对仓中土体施加压力，在推力作用下使仓中碴土压力和开挖面的水土压力实现动态平衡。达到既完成掘进又不会造成开挖面土体的失稳，以保持开挖面的稳定，控制地表的沉降。在以土压平衡模式掘进时，如在砂粘土等土层掘进施工中，由于土体粘性大、摩擦力大和流动性差等原因，进入土仓内的土体和进入螺旋输送系统的土渣易被压实，而难于排出。在开挖过程中注入水、膨润土泥浆或泡沫剂，通过充分搅拌后，可以使土体的性能得到改良，保证土体的流动性，并减少土体的透水性，同时使得开挖面保持稳定。为解决上述问题，在目前地铁施工现场中多使用一定浓度、压力和流量的泡沫剂加注到工作区域。
[0003]泡沫加注系统由控制系统、泡沫剂浓缩液、水、储存罐、空气压缩机和各种管道、栗等所组成。在控制系统的控制下，将一定比例的泡沫剂浓缩液和水混合，送到储存罐，然后打入压缩空气，形成泡沫并加注到工作区域。泡沫混合液是在泡沫发生枪体里面经过空气压力作用下发泡。盾构机将泡沫混合液发泡后经四个管路注入刀盘前四个区域，对土体进行改良。四路泡沫经四个泡沫发生枪打入刀盘之前，每一路泡沫发生枪体上接有一根一寸空气管和一根一寸泡沫混合液管。四根气管由一根两寸总气管分出，四根泡沫混合液管由一寸半总原液管分出。在原有的设备上，总气管到四根分气管之前，接有两寸手扳球阀，四根分气管到泡沫发生枪体之间气路的控制由比例电动球阀来调节。
[0004]土压平衡盾构机要保持土仓内压力平衡，同时要实现渣土改良效果，掘进过程中通过调节推进速度、螺旋机转速、刀盘转速以及控制泡沫压力和流量，达到快速、连续、均匀的出渣，实现土压平衡。控制泡沫压力，是通过主气管手扳球阀和分支路上的比例电动球阀来实现。在实际掘进生产过程中，为保证土仓压力平衡，常常需要阶段性的关闭主气阀，手板主气阀经过长时间多次数操作后，手扳球阀转轴处磨损，主气路不能关严实，而且主气阀的位置在司机室外，不利用掘进司机操作。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，能够解决现有技术盾构机泡沫加注系统的主气管采用手扳球阀操作不方便、多次开关易损坏的问题，具有使用和操作方便的优点，提高工作效率。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，包括主气管和设于所述主气管管路上的主开关，所述主气管与空气压缩机连接，所述主气管通过气路分配器分出四个气路支管，每个气路支管分别连接盾构机泡沫加注系统的一个泡沫发生枪体，所述主开关为电动球阀，包括电动阀门控制器和与其连接的阀门电动装置；所述电动阀门控制器通过中间继电器与PLC控制器连接并受其控制，所述电动阀门控制器通过关闭信号线和打开信号线分别与中间继电器的常闭触点和常开触点连接，所述中间继电器的线圈与PLC控制器连接；所述PLC控制器与控制终端连接，所述控制终端位于盾构机司机室；所述阀门电动装置和PLC控制器分别与盾构机主电源连接，所述电动阀门控制器通过变压器与盾构机主电源连接。
[0007]优选的，所述控制终端为触摸显示屏。
[0008]优选的，所述PLC控制器采用盾构机自带的三菱Q系列可编程控制器。
[0009]优选的，所述电动球阀型号为AE2MS105UUP AC110V。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:应用本实用新型，能够在司机室触摸显示屏上控制主气管电动阀的开闭，方便操作人员根据掘进过程的需要，快速反应操作，同时电动阀避免了手扳球阀长时间多次数操作后，手扳球阀转轴处磨损导致主气路不能关严实的问题。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的系统框图；
[0012]图2是本实用新型的电路原理图；
[0013]其中，1、电动球阀；2、触摸显示屏；3、PLC控制器；4、中间继电器；5、变压器。
【具体实施方式】
[0014]现有技术中盾构机泡沫加注系统其主气管开关采用手扳球阀，由于手扳球阀位于主气管管路上，位于盾构机司机室之外，操作人员每次开关均需走出司机室，操作不方便，同时手扳球阀多次开关后，使用寿命降低、闭合后密闭性能下降，造成主气管漏气，影响盾构机正常作业。针对上述问题，本实用新型公开了一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，能够解决上述问题，使得主气管开关方便，多次开关后保持良好的密封性能。
[0015]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0016]—种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，主气管与空气压缩机连接，空气压缩机作为压缩空气的动力源，主气管的末端通过气路分配器分出四个气路支管，每个气路支管分别连接盾构机泡沫加注系统的一个泡沫发生枪体，主气管管路上设有主开关电动球阀1，见图2，其包括电动阀门控制器和与其连接的阀门电动装置，电动阀门控制器的接线端为SC、SS、S0，其中SC为公共端，SS为关闭信号端，S0为打开信号端；阀门电动装置的接线端为T1、T2，用于接交流电源的正负极；电动阀门控制器与PLC控制器3连接并受其控制，电动阀门控制器与PLC控制器3之间设有中间继电器4，如图2中XI所示，电动阀门控制器的SS端通过关闭信号线与中间继电器4的常闭触点连接，电动阀门控制器的S0端通过打开信号线与中间继电器4的常闭触点连接，中间继电器4的线圈与PLC控制器3的输出端连接；PLC控制器3与控制终端触摸显示屏2连接，实现信息交互，触摸显示屏2位于盾构机司机室；PLC控制器3与盾构机主电源连接，电动阀门控制器与中间继电器4均与变压器5连接，由变压器5供电，变压器5为交流变直流变压器，与交流电源连接。
[0017]电动阀采用日本VALC0 (英和)的 AE2MS105UUP AC110V。
[0018]操作屏上利用VT STUD1软件绘制合适的操作软元件，它的位置应该放在整体系统的操作界面，直观方便操作，实现对电动球阀操作简单、控制方便。
[0019]PLC控制器采用盾构机自带的三菱Q系列可编程控制器。
[0020]三菱Q系列PLC程序编写，根据操作屏上设定软元件的地址，利用编程软件GXDeveloper,当触摸操作屏空气开关启动时，电动球阀处于打开状态，触摸空气开关停止时，电动球阀处于关闭状态。
【主权项】
1.一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，包括主气管和设于所述主气管管路上的主开关，所述主气管与空气压缩机连接，所述主气管通过气路分配器分出四个气路支管，每个气路支管分别连接盾构机泡沫加注系统的一个泡沫发生枪体，其特征在于:所述主开关为电动球阀(1)，包括电动阀门控制器和与其连接的阀门电动装置；所述电动阀门控制器通过中间继电器(4)与PLC控制器(3)连接并受其控制，所述电动阀门控制器通过关闭信号线和打开信号线分别与中间继电器(4)的常闭触点和常开触点连接，所述中间继电器(4)的线圈与PLC控制器(3)连接；所述PLC控制器(3)与控制终端连接，所述控制终端位于盾构机司机室；所述阀门电动装置和PLC控制器(3)分别与盾构机主电源连接，所述电动阀门控制器通过变压器(5 )与盾构机主电源连接。2.根据权利要求1所述的一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，其特征在于所述控制终端为触摸显示屏(2)。3.根据权利要求1所述的一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，其特征在于所述PLC控制器(3)为三菱Q系列可编程控制器。4.根据权利要求1所述的一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，其特征在于所述电动球阀型号为AE2MS105UUP AC110V。
【专利摘要】本实用新型涉及盾构机技术领域，具体公开了一种盾构机泡沫加注系统的主气管开关控制系统，包括主气管和设于主气管管路上的主开关，主气管与空气压缩机连接，主气管通过气路分配器分出四个气路支管，每个气路支管分别连接盾构机泡沫加注系统的一个泡沫发生枪体，主开关为电动球阀，包括电动阀门控制器和与其连接的阀门电动装置；电动阀门控制器通过中间继电器与PLC控制器连接并受其控制；PLC控制器与控制终端连接，控制终端位于盾构机司机室；阀门电动装置和PLC控制器分别与盾构机主电源连接，电动阀门控制器通过变压器与盾构机主电源连接。本实用新型具有使用简单、操作方便的优点，能提高工作效率，电动阀门长期使用密封性好。
【IPC分类】F16K37/00, F16K31/04, E21D9/06
【公开号】CN204961967
【申请号】CN201520567297
【发明人】周振华, 段晓鹏, 陈训明, 罗向前
【申请人】中铁六局集团有限公司, 中铁六局集团有限公司盾构分公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月31日