专利名称：一种机械顶管迎面土压自动控制装置及方法
—种机械顶管迎面土压自动控制装置及方法本发明涉及建筑施工机械控制技术领域，主要是一种机械顶管迎面土压自动控制装置及方法。顶管机是非开挖顶管技术的关键工程机械设备。它集光、机、电、液、传感和信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送 土渣、测量导向纠偏等功能，已广泛用于市政排水、给水、电力、工业等管道工程。顶管施工具有开挖土方量小、自动化程度高、施工速度快、不破坏既有设施、不影响社会次序、不受气候影响等特点。机械顶管施工迎面土压力会对地面沉降造成影响，压力过大会造成地面隆起，压力过小会造成地面沉降甚至塌陷。目前国产的土压平衡式机械顶管机一般通过人工调整后方主顶速度、挖掘面出土速度来控制土压力。人工调整结果不精确、不严格。另外，即使是采用自动装置，后方主顶速度调节也会滞后，造成挖掘面出土速度调节效果不明显、与顶进速度不配和等不利因素，导致迎面土压力得不到及时调整和控制。本发明的目的就是为了解决现有技术的不足，提供一种控制精准、安全可靠的机械顶管迎面土压自动控制装置。为实现上述目的，提供一种机械顶管迎面土压自动控制装置，包括顶管机(I)、前壳(2)、液压油缸(3)、后壳(4)、密封装置(5)、顶进管节(6)、溢流阀(7)、液压泵站(8)、液压管路(9)、液油回路(10)，其特征在于机械顶管顶进方向前端设有顶管机(1)，顶管机(I)后部设有前壳(2)和后壳(4)，前壳(2)与后壳(4)之间通过若干液压油缸(3)连接，液压油缸(3)外侧设有密封装置(5)，若干个液压油缸(3)分别通过液压管路(9)并联与液压泵站
(8)连接，所述的液压泵站(8)设有液油回路(10)，液油回路(10)上设有溢流阀(7)。所述的若干个液压油缸沿圆周等分布置。一种机械顶管迎面土压自动控制方法，包括顶管机(I)、前壳(2)、液压油缸(3)、后壳(4)、密封装置(5)、顶进管节(6)、溢流阀(7)、液压泵站(8)、液压管路(9)、液油回路
(10)，其特征在于液压泵站向液压油缸供油，液压油缸向前产生推顶力，推顶力上限通过溢流阀控制，溢流阀工作压力根据所需平衡的土压力值设定，当迎面土压力超过设定上限时，溢流阀工作，液压油缸回缩，进而自动降低迎面土压力，并达到平衡状态；反之，溢流阀停止工作，液压油缸向前伸出，自动提高迎面土压力，并重新达到平衡状态。本发明能够对顶管机迎面土压力产生实时响应，随之自动调整顶管机机头推进顶力的控制装置。其通过油路上的可调溢流阀实现控制性供油，使顶管机能够即时响应迎面土压力的变化，达到土压平衡的效果。方法简单、有效。通过实现即时、有效的土压平衡，能确保开挖面的稳定、控制地表隆起或沉降在规定范围之内，减少对地面构筑的影响。[
]图I为本发明的结构示意图；图2为图I中液压油缸3与液压栗站及&流阀的连接不意图；如图所示，图中1.顶管机 2.前壳 3.液压油缸 4.后壳 5.密封装置6.顶进管节7.溢流阀8.液压泵站9.液压管路10.液油回路；指定图I为本发明的摘要附图。
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。为了方便理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明为一种机械顶管迎面土压自动控制装置，液压泵站向液压油缸供油，液压油缸向前产生推顶力，推顶力上限通过溢流阀控制，溢流阀工作压力根据所需平衡的土压力值设定。当迎面土压力超过设定上限时，溢流阀工作，液压油缸回缩，进而自动降低迎面土压力，并达到平衡状态；反之，溢流阀停止工作，液压油缸向前伸出，自动提高迎面土压力，并重新达到平衡状态。如图I所示，图I中表述的液压油缸推动的两节壳体动作，壳体间有密封装置，箭头方向为顶进方向；如图2所示，图2中表示一组液压油缸3通过液压管路9并联与液压泵站8连接；溢流阀7安装于液油回路10上，溢流阀7的工作压力按照所需平衡的迎面土压力调整，溢流阀7安装在顶管机I后。工作状态一液压泵站8供油一液压油缸3向前推动前壳2及顶管机I —推力达到设定值一保持平衡；工作状态二 土压力上升一溢流量加大一液压油缸3回缩一前壳2及顶管机I相对后退一土压力降低保持平衡；工作状态三土压力降低一溢流量减小或关闭一液压油缸3前伸一向前一土压力
上升保持平衡。
权利要求
1.一种机械顶管迎面土压自动控制装置，包括顶管机(I)、前壳(2)、液压油缸(3)、后壳(4)、密封装置(5)、顶进管节(6)、溢流阀(7)、液压泵站(8)、液压管路(9)、液油回路(10)，其特征在于机械顶管顶进方向前端设有顶管机(1)，顶管机(I)后部设有前壳(2)和后壳(4),前壳(2)与后壳(4)之间通过若干液压油缸(3)连接,液压油缸(3)外侧设有密封装置(5)，若干个液压油缸(3)分别通过液压管路(9)并联与液压泵站(8)连接，所述的液压泵站(8)设有液油回路(10)，液油回路(10)上设有溢流阀(7)。
2.如权利要求I所述的一种机械顶管迎面土压自动控制装置，其特征在于所述的若干个液压油缸沿圆周等分布置。
3.一种机械顶管迎面土压自动控制方法，包括顶管机(I)、前壳(2)、液压油缸(3)、后壳(4)、密封装置(5)、顶进管节(6)、溢流阀(7)、液压泵站(8)、液压管路(9)、液油回路(10)，其特征在于液压泵站向液压油缸供油，液压油缸向前产生推顶力，推顶力上限通过溢流阀控制，溢流阀工作压力根据所需平衡的土压力值设定，当迎面土压力超过设定上限时，溢流阀工作，液压油缸回缩，进而自动降低迎面土压力，并达到平衡状态；反之，溢流阀停止工作，液压油缸向前伸出，自动提高迎面土压力，并重新达到平衡状态。
全文摘要
本发明涉及建筑施工机械控制技术领域，主要是一种机械顶管迎面土压自动控制装置及方法，包括顶管机、前壳、液压油缸、后壳、密封装置、顶进管节、溢流阀、液压泵站、液压管路、液油回路，其特征在于机械顶管顶进方向前端设有顶管机，顶管机后部设有前壳和后壳，前壳与后壳之间通过若干液压油缸连接，液压油缸外侧设有密封装置，若干个液压油缸分别通过液压管路并联与液压泵站连接，所述的液压泵站设有液油回路，液油回路上设有溢流阀。本发明能够对顶管机迎面土压力产生实时响应，随之自动调整顶管机机头推进顶力的控制装置，通过油路上的可调溢流阀实现控制性供油，使顶管机能够即时响应迎面土压力的变化，达到土压平衡的效果，方法简单有效。
文档编号F16L1/028GK102748533SQ201210216770
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者孙东晓, 孙焕斌, 张海涛, 王靖, 胡斌 申请人:中铁上海工程局市政工程有限公司, 中铁上海工程局有限公司