ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО РОТОРА ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА Российский патент 2003 года по МПК E21D9/06 

Изобретение относится к области подземного строительства, в частности к роторным проходческим щитам, и может быть использовано в приводных устройствах роторных проходческих щитов, обеспечивающих регулировку скорости вращения ротора.

Известен механизированный щитовой комплекс для сооружения тоннелей, в котором имеется гидропривод, снабженный гидромоторами, связанными с валом ротора через зубчатую передачу, при этом гидросистема каждого гидромотора снабжена гидронасосом с ручным механизмом регулирования объема жидкости (патент РФ 2018677 по кл. Е 21 D 9/00 от 30.08.1994 г.).

Недостатком данного устройства является то, что регулирование числа оборотов ротора ручным механизмом снижает оперативность и эффективность управления приводом вращения ротора проходческого щита.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является приводное устройство ротора проходческого щита, описанное в патенте Великобритании 2.091.316 А по кл. МПК Е 21 D 9/08 от 21.01.1981 г.

Приводное устройство, описанное в данном патенте, содержит гидромоторы и узел регулировки скорости вращения ротора, снабженный гидронасосом, связанным через распределитель с гидромоторами, соединенными с валом ротора проходческого щита, бак рабочей жидкости, напорные и сливные трубопроводы.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции приводного устройства, т. к. помимо задачи регулировки скорости вращения ротора, решается задача по регулированию осевого усилия в направлении забоя, а диапазон регулировки скорости вращения ротора в данном устройстве зависит от величины осевого усилия ножей ротора.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении эффективности и надежности управления приводом ротора проходческого щита и расширения диапазона регулирования скорости вращения ротора.

Поставленная задача решается за счет того, что в приводном устройстве ротора проходческого щита, содержащем гидромоторы и узел регулировки скоростью вращения ротора, снабженный гидронасосом, связанным через распределитель с гидромоторами, соединенными с валом ротора проходческого щита, бак рабочей жидкости, напорные и сливные трубопроводы, узел регулировки скорости вращения ротора снабжен блоком мультипликации, содержащим распределитель, две гидромашины, валы которых жестко соединены между собой, и два обратных клапана, при этом вход распределителя блока мультипликации через напорный трубопровод соединен с гидронасосом, один выход его через обратный клапан соединен с распределителем узла регулировки скорости вращения ротора, а другой выход - с гидромашиной, при этом второй обратный клапан соединен с другой гидромашиной, а сливы гидромашины соединены через сливной трубопровод с баком рабочей жидкости.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна" по существующему законодательству.

На фиг.1 представлен общий вид роторного проходческого щита с приводным устройством.

На фиг.2 изображена принципиальная гидросхема узла регулировки скорости вращения ротора.

Приводное устройство ротора проходческого щита размещено в корпусе 1 и содержит гидромоторы 2 (на фиг.1 показан один гидромотор), связанные через вал 3 с ротором 4 проходческого щита. Узел регулировки скорости вращения снабжен гидронасосом 5, связанный с гидромоторами 2 через распределитель 6. Для конденсирования рабочей жидкости предназначен бак 7. Узел регулировки скорости вращения ротора снабжен блоком мультипликации 8, содержащим распределитель 9, гидромашины 10 и 11, валы которых жестко соединены между собой, и два обратных клапана 12 и 13, при этом вход распределителя блока мультипликации 8 через напорный трубопровод 14 соединен с гидронасосом 5. Выход блока мультипликации 8 через обратный клапан 12 соединен через напорный трубопровод 15 с распределителем 6 узла регулировки скорости вращения ротора, а другой выход - с гидромашиной 10, при этом второй обратный клапан 13 соединен с другой гидромашиной 11, а сливы гидромашин 16 соединены через сливной трубопровод 17 с баком рабочей жидкости 7. Гидромашина 11 снабжена регулятором давления 18.

Устройство работает следующим образом.

При работе приводного устройства в обычном режиме (режиме, при котором регулирование скоростей вращения осуществляется регулируемым насосом 5) рабочая жидкость от насоса 5 по напорному трубопроводу 14 через распределитель 9 и обратный клапан 12 поступает на распределитель 6 и, далее, на гидромоторы 2. Изменяя подачу насоса 5, регулируют скорость вращения, при этом направление вращения ротора изменяют переключением распределителя 6.

В режиме мультипликации рабочая жидкость от насоса 5 через распределитель 9 поступает на гидромашину 10, которая работает в режиме гидродвигателя, вращает вал гидромашины 11, при этом гидромашина 11 в режиме насоса подает рабочую жидкость через распределитель 6 на гидромоторы 2. Т.к. гидромашина 11 имеет большую объемную постоянную, чем гидромашина 10 и они жестко связаны валами, то количество рабочей жидкости, подаваемого на гидромоторы 2, будет больше и, следовательно, увеличится скорость вращения ротора. Диапазон увеличения скорости (коэффициент мультипликации) определяется соотношением объемных постоянных гидромашин 10 и 11. При этом увеличении коэффициента мультипликации пропорционально снижается давление на участке трубопровода 15. Для повышения давления на этом участке до уровня давления на участке трубопровода 14 гидромашина 11 снабжена регулятором давления 18. В этом случае при достижении давления на участке напорного трубопровода 15, соответствующему началу регулирования, регулятор 18 уменьшает коэффициент мультипликации, что обеспечивает повышение давления. Регулятор 18 представляет собой, например, подпружиненный поршень, кинематически связанный с регулирующим органом гидромашины 11 (на чертежах условно не показаны).

Таким образом, наличие в узле регулировки скорости вращения ротора блока мультипликации позволяет повысить надежность управления ротора проходческого щита, обеспечивая регулировку скорости вращения в широких диапазонах, что в конечном итоге позволяет в грунтах различной твердости повысить производительность работы роторного проходческого щита.

Изобретение относится к подземному строительству и может использоваться в роторных щитах при регулировке вращения ротора. Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности управления приводом ротора проходческого щита и расширение диапазона регулирования скорости вращения ротора. Приводное устройство ротора проходческого щита содержит гидромоторы, узел регулировки скорости вращения ротора, снабженный гидронасосом, связанным через распределитель с гидромоторами, соединенными с валом ротора проходческого щита, бак рабочей жидкости, напорные и сливные трубопроводы. Узел регулировки скорости вращения ротора снабжен блоком мультипликации, содержащим распределитель, две гидромашины, валы которых жестко соединены между собой, и два обратных клапана. Вход распределителя блока мультипликации через напорный трубопровод соединен с гидронасосом, один выход его через обратный клапан соединен с распределителем узла регулировки скорости вращения ротора, а другой выход - с гидромашиной. Второй обратный клапан соединен с другой гидромашиной, а сливы гидромашин соединены через сливной трубопровод с баком рабочей жидкости. 2 ил.

Приводное устройство ротора проходческого щита, содержащее гидромоторы, узел регулировки скорости вращения ротора, снабженный гидронасосом, связанным через распределитель с гидромоторами, соединенными с валом ротора проходческого щита, бак рабочей жидкости, напорные и сливные трубопроводы, отличающееся тем, что узел регулировки скорости вращения ротора снабжен блоком мультипликации, содержащим распределитель, две гидромашины, валы которых жестко соединены между собой, и два обратных клапана, при этом вход распределителя блока мультипликации через напорный трубопровод соединен с гидронасосом, один выход его через обратный клапан соединен с распределителем узла регулировки скорости вращения ротора, а другой выход - с гидромашиной, при этом второй обратный клапан соединен с другой гидромашиной, а сливы гидромашин соединены через сливной трубопровод с баком рабочей жидкости.