盾构机空气自动保压系统
概述

目前,隧道的机械式开挖主要有土压平衡式和泥水平衡式两种盾构技术,盾构机在软土地层施工较大的风险是掌子面压力不稳定、突变。通过压缩空气自动调节保压控制系统(盾构机空气自动保压系统)维持掌子面稳定是目前盾构设备中常用的方法之一,在施工当中,通过利用空气控制技术对掘进作业面的压力进行自动调节控制,使其始终处于一个平衡状态,保证盾构掘进中开挖面稳定,从而保障盾构施工安全高效。盾构机空气自动保压系统是以土仓或泥水仓为被控对象、仓内压力为被控参数的单参数定值闭环自动控制系统。

特点和优势

通过纯气动实现比例积分(PI) 调节规律,比例作用可加快控制过程,减少动偏差;而积分作用可以消除余差。PI参数调校范围大,精度高、调校方便。调节控制精度达±1%。
基于力平衡工作原理,带反馈式设计理念,因为位移量小、摩擦损失小、调节仪表响应灵敏、精度高、结构紧凑、不易受环境温度影响、抗干扰能力强。
气动调节仪表输出信号均经过功率放大器进行压力和流量的两级放大,能够远距离传送。
保压系统自带给定压力、实际压力指示仪表,以及控制仪输出信号指示仪表,实现实时监测的同时方便现场就地调校。
具有“手/自动”无扰动切换功能,用于就地调试和应急处理。
气动调节仪表全金属壳体,防护等级高,适应恶劣现场工况。
采用专用标定测试设备,针对客户要求,进行精确标定。
可根据客户特殊需要、工况环境要求进行定制化设计开发。

技术与服务

专业、定向从事盾构保压系统设计开发;
可根据盾构机施工及配套需要进行定制化设计,如:移动式盾构保压系统;
提供24小时技术咨询、选型、报价服务;
独创的检修、测试、标定试验设备,保障服务及产品质量;
上百套保压系统的调校、检修项目经验,我们设计产品,同时熟悉现场。

土压/泥水仓:

盾构机空气自动保压系统中的被调对象,盾构机空气自动保压系统的目的在于保持土压/泥水仓内空气压力(被调参数)始终等于气动控制仪给定压力。

①自力式压力调节阀:
利用被调介质(压缩空气)本身压力变化而实现自动调节,采用阀后压力调节式,稳定气源,维持进气调节阀阀前压力恒定,保障保压系统工作稳定。
优势:
无需外加能源,能在无电无气的场合工作,既方便又节约能源;
调节精度5%~10%;
阀内件设计压力补偿装置,消除压力波动对设定点精度的影响,调节更加稳定;
压力设定点分段范围细且相互交错,满足各类工况需要,选用方便;
压力设定方便,运行时可连续无干扰地进行设定,免维修使用;
配用专用取压接头,安装更加简捷、可靠。
②进/排气调节阀:
盾构保压系统中的执行器单元,受控制仪输出指令(信号)控制,分别对土压/泥水仓进行充气和排气。
优势:
配套气/气阀门定位器,可实现分程控制,达到高精度调节控制;
具有自主知识产权的气动薄膜执行机构,气密性更好,工作柔和,调节灵敏,可靠性高;
新型V型填料箱结构,密封性能优越;
阀芯/阀座硬化处理(>58 洛氏硬度),耐冲刷,能适应恶劣工况,大幅提高使用寿命;
调节阀泄漏等级可达到VI,保压系统运行更加稳定。
③气动压力变送器:
盾构保压系统的变送器单元,将土压/泥水仓内空气压力(被调参数)转换成与其成比例的0.02~0.1MPa(0.2~1bar)气压信号。
优势:
针对盾构保压系统专业化定制,响应灵敏、精度高、结构紧凑、不易受环境温度影响、抗干扰能力强;
基本误差不大于全量程的1%,灵敏度不超过量程的0.1%;
输出信号经过功率放大器进行压力和流量的两级放大,能够远距离传送;
法兰形式安装,免除了引压管的堵塞。工况适应能力好,变送精度和稳定性更好。
④气动控制仪:
集给定单元、显示单元、调节器功能与一身,将气动压力变送器送来的测量信号与给定信号进行比较,并把所得的偏差信号按照比例积分调节规律运算放大之后,输出一个相应的控制信号去指挥进/排气调节阀。
优势:
实现比例积分(PI)调节规律,比例作用可加快控制过程,减少动偏差;而积分作用可以消除余差。PI参数调校范围大,精度高、调校方便。调节控制精度达±1%;
自带给定压力、实际压力指示仪表,以及控制仪输出信号指示仪表,实现实时监测的同时方便现场就地调校;
具有“手/自动”无扰动切换功能,用于就地调试和应急处理;
输出信号经过功率放大器进行压力和流量的两级放大,能够远距离传送;
仪表正面尺寸小,便于密集安装。
⑤气源处理单元:
对气源进行两级过滤,同时减压至调节阀需要的额定压力。
优势:
过滤精度达到0.01μm,保障气源质量,满足气动调节仪表使用要求;
带金属罩杯,防护性能、耐环境性能优越。
⑥精密调压阀:
第二次进行气源压力调节,将气源压力调至气动压力变送器和气动控制仪需要的0.14MPa。
优势:
反应灵敏、调节精度高;
空气消耗量小,节约能源,保障气源供给。
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