CN201013351Y - 钻机防卡液压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可自动控制油缸的推进速度、具有防卡功能的钻机防卡液压装置。它包括油箱、变量泵、动力源、进油滤清器、回油滤清器、控制阀组、伸缩油缸、冲击机构和回转马达。其中的控制阀组由一个溢流阀和左、中、右换向阀组成，伸缩油缸与控制阀组间有防卡阀组，该防卡阀组由一个换向阀、两个单向阀和一个溢流阀组成。使用该钻机防卡液压装置，可避免卡钻情况发生，确保钻机正常工作。适用于夹石土快速成孔钻机等钻机上。

Description

钻机防卡液压装置

技术领域

本实用新型涉及一种液压控制装置。具体说是一种可自动控制油缸的推进速度、具有防卡功能的钻机防卡装置。适用于夹石土快速成孔钻机等钻机上。

背景技术

目前，一些小型钻机上都安装有液压控制装置。如图1所示，这种液压控制装置主要有油箱、动力源、变量泵、控制阀组、伸缩油缸、冲击机构和回转马达；其中的控制阀组由一个溢流阀和左、中、右控制阀组成，溢流阀上有进油口a、出油口b和接口c，中控制阀上有接口A1～A6和B1～B6，左、右控制阀上均有接口A1～A6、B1～B6和C1～C6，溢流阀的出油口b借助油管依次通过左、中、右控制阀上的接口A3、A4与回油滤清器的进口相连接，溢流阀的接口c及左、中、右控制阀的接口A5都分别通过油管与回油滤清器的进口相连接；左、中、右控制阀的接口A1和溢流阀的进油口都与变量泵的出油口相连通；变量泵的进油口通过进油滤清器与油箱的出油口相连，动力源的输出轴与变量泵的动力输入端相接；左控制阀的接口A2和A6分别与伸缩油缸的大腔和和小腔相连通。中控制阀的接口A2和A6分别与冲击机构的大腔f和小腔g相连通，而右控制阀的接口A2和A6分别与回转马达的进、出油口连通；

工作时，由动力源带动变量泵工作。液压油经进油滤清器后被吸入变量泵并从其出油口被送入控制阀组。

如图2所示，当钻机处于待机状态时，由于换向阀5、6、7的A1～A2、A5～A6均处于断开状态，液压油只能经溢流阀4、换向阀5～7的闭合接口A3～A4、回油滤清器12后回到油箱内。此时，伸缩油缸8、冲击机构9、回转马达10均不能工作。

如图3所示，当钻机处于工作状态时，换向阀5～7的连接接口分别有待机状态下的A1～A6切换到B1～B6。此时，换向阀5～7的B3～B4均处于断开状态，B1～B2、B6～B5则处于通路状态，液压油分别经换向阀5～7的接口B1～B2、伸缩油缸8的接口d、冲击机构9的接口f、回转马达10的接口h进入三种执行元件，并分别从伸缩油缸8的接口e、冲击机构9的接口g、回转马达10的接口i和相应换向阀5～7的接口B5～B6、回油滤清器12回到油箱1内，从而带动三种执行元件工作。此时，伸缩油缸8伸长，钻具向下推进，冲击机构9对钻具产生冲击振动，回转马达10对钻具产生力矩，在三种执行元件的共同作用下，使钻具对岩土进行切削破碎，并将切削的岩土输出地面。

当钻具入土深度达到要求的孔深时，将控制阀组置于图4，即将换向阀5、7的连接接口分别由工作状态下的B1～B2切换到C1～C6，同时将换向阀6的连接接口分别由工作状态下的B1～B6切换到A1～A6。此时，换向阀5、7的借口C3～C4、换向阀6的A1～A2、A5～A6均处于断开状态、换向阀5和7的C1～C6、C2～C5、换向阀6的A3～A4则处于通路状态，液压油分别经换向阀5和7的接口C1～C6、伸缩油缸8的接口e、回转马达10的接口i进入伸缩油缸8及回转马达10，并分别从伸缩油缸8的接口d、回转马达10的接口h经换向阀5和7的接口C2～C5、回油滤清器12回到油箱中。在此工作回路中，伸缩油缸8缩回，钻具提升，冲击机构9不工作，回转马达反转，从而实现成孔目的。

在整个钻孔过程中，变量泵输出的压力油经管道、控制阀后，进入伸缩油缸、冲击机构和液压马达，驱动这些元件工作。随着钻进深度的不断加大，钻具的阻力矩也随着增大。同时，***压力逐渐提高，油缸推进力逐渐增大。当***压力相对稳定后，由于该***中伸缩油缸8推进速度无法自动调控或自动换向，只能自由推进。因此，往往由于推进速度过快会导致阻力矩增大过快，使钻具的转矩无法克服力矩，从而发生卡钻，造成钻具既不能推进，也不能转动，使钻机无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种钻机防卡液压装置。使用该钻机防卡液压装置，可避免卡钻情况发生，确保钻机正常工作。

为解决上述问题，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型的钻机防卡液压装置，包括油箱(1)、变量泵(2)、动力源(3)、进油滤清器(11)、回油滤清器(12)、控制阀组、伸缩油缸(8)、冲击机构(9)和回转马达(10)。其中的控制阀组由一个溢流阀(4)和左、中、右换向阀(5、6、7)组成，溢流阀(4)上有进油口(a)、出油口(b)和接口(c)，中换向(6)阀上有接口(A1～A6和B1～B6)，左、右换向阀(5、7)上均有接口(A1～A6、B1～B6和C1～C6)，溢流阀(4)的出油口(b)借助油管依次通过左、中、右换向阀(5、6、7)上的接口(A3、A4)与回油滤清器(12)的进口相连接，溢流阀(4)的接口(c)及左、中、右换向阀(5、6、7)的接口(A5)都分别通过油管与回油滤清器(12)的进口相连接。左、中、右换向阀(5、6、7)的接口(A1)和溢流阀(4)的进油口都与变量泵(2)的出油口相连通。变量泵(2)的进油口通过进油滤清器(11)与油箱(1)的出油口相连，动力源(3)的输出轴与变量泵(2)的动力输入端相接。中换向阀(6)的接口(A2和A6)分别与冲击机构(9)的大腔(f)和小腔(g)相连通，而右换向阀(7)的接口(A2和A6)分别与回转马达(10)的进、出油口连通。

其结构特点是伸缩油缸(8)与控制阀组间有防卡阀组，该防卡阀组由一个换向阀(13)、两个单向阀(14、15)和一个溢流阀(16)组成。换向阀(13)上有接口(D1～D4和E1～E4)，其中，溢流阀(16)的一个油口(j)和一个单向阀(14)的一个油口(n)分别与换向阀(13)的接口(D2)相连，它们的另一个油口(k和m)与伸缩油缸(8)的大腔(d)连通。另一个单向阀(15)的两个油口(n和m)分别与换向阀(13)的接口(D4)和溢流阀(16)的溢流口(L)相连，换向阀(13)的接口(D4)与伸缩油缸(8)的小腔(e)连通，换向阀(13)的接口(D1和D3)分别与左换向阀(5)上的接口(A2和A6)相连接。右换向阀(7)的接口(A2)与回转马达(10)的进油口间有继电器(17)。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本实用新型在伸缩油缸与控制阀组间设置有防卡阀组，该防卡阀组由一个换向阀、两个单向阀和一个电磁阀组成。换向阀上有接口D1～D4和E1～E4，其中电磁阀和一个单向阀的一个油口分别与换向阀的接口D2相连，它们的另一个油口与伸缩油缸的大腔连通。另一个单向阀的两个油口分别与换向阀的接口D4和电磁阀的溢流口L相连，换向阀的接口D4与伸缩油缸的小腔连通，换向阀的接口D1和D3分别与左控制阀上的接口A2和A6相连接。右控制阀的接口A2与回转马达的进油口间有继电器。

当钻机处于待机状态(控制阀组如图2所示)时，液压油只能经溢流阀4、换向阀5～7的导通接口A1～A2及回油滤清器回到油箱1。此时，伸缩油缸8、冲击机构9和回转马达10不工作。

当钻机处于工作状态(控制阀组如图3所示)时，液压油经换向阀5～防卡阀组、换向阀6、换向阀7分别从左侧管路进入伸缩油缸8、冲击机构9和回转马达10，驱动伸缩油缸8、冲击机构9和回转马达10工作。此时，伸缩油缸8伸长，钻具向下推进，冲击机构对钻具产生冲击振动，回转马达10对钻具产生力矩，在伸缩油缸8、冲击机构9和回转马达10的共同作用下，使命钻具对岩土进行切削破碎，并将切削出来的岩土输出地面。在伸缩油缸8推进的过程中，随着转具受到的轴向阻力增加，部分液压油经换向阀13左通路D1～D2、溢流阀16的通道J～1、单向阀14、换向阀13的右通路D4～D3流回油箱，使伸缩油缸推进速度降低。当钻具受到的轴向阻力减少后，伸缩油缸的推进速度会自动逐渐增大，推进速度的自动调节大大降低了卡钻的可能性。另外，在钻机钻进过程中，随着钻具受到的回转阻力矩增大，***压力也随着增大。如果出现由于伸缩油缸推进速度过快而使***压力值达到设定的***压力值(即略小于回转马达的额定压力)时，继电器17会闭合，该压力信号通过电路传递到防卡阀组中的换向阀13，使换向阀立即换向(从图6状态变换到图7状态)，使伸缩油缸从推进状态变换到提升状态。当回转力矩减小，***压力值低于设定的***压力值后，***立即会自动恢复到原有工作状态。

当钻具入土深度达到要求的孔深时，将控制阀阻置于图4中的状态，伸缩油缸8缩回，钻具提升，冲击机构不工作，回转马达10反转，从而实现了成孔目的。

因此，使用本实用新型可避免卡钻情况发生，确保钻机能正常工作。

附图说明

图1是传统钻机液压控制装置示意图；

图2是传统钻机液压控制装置的控制阀组待机状态示意图；

图3是传统钻机液压控制装置的控制阀组工作状态示意图；

图4是钻具提升状态时的传统钻机液压控制装置的控制阀组示意图；

图5是本实用新型的钻机防卡液压装置示意图；

图6是本实用新型的钻机防卡液压装置的控制阀组工作状态示意图；

图7是钻具提升状态时的本实用新型的钻机防卡液压装置的控制阀组示意图。

具体实施方式

如图5所示，本实用新型的钻机防卡液压装置，包括油箱1、变量泵2、动力源3、进油滤清器11、回油滤清器12、控制阀组、伸缩油缸8、冲击机构9和回转马达10。其中的控制阀组由一个溢流阀4和左换向阀5、中换向阀6、右换向阀7组成，溢流阀4上加工有进油口a、出油口b和接口c，中换向阀6上加工有接口A1～A6和B1～B6，左换向阀5和右换向阀7上均加工有接口A1～A6、B1～B6和C1～C6，溢流阀4的出油口b借助油管依次通过左换向阀5、中换向阀6、右换向阀7上的接口A3、A4与回油滤清器12的进口相连接，溢流阀4的接口c及左换向阀5、中换向阀6、右换向阀7的接口A5都分别通过油管与回油滤清器12的进口相连接。左换向阀5、中换向阀6、右换向阀7的接口A1和溢流阀4的进油口a都与变量泵2的出油口相连通。变量泵2的进油口通过进油滤清器11与油箱1的出油口相连，动力源3的输出轴与变量泵2的动力输入端相接。中换向阀6的接口A2和A6分别与冲击机构9的大腔f和小腔g相连通，而右换向阀7的接口A2和A6分别与回转马达10的进、出油口连通。

伸缩油缸8与控制阀组间设置有防卡阀组，该防卡阀组由一个换向阀13、两个单向阀14、15和一个溢流阀16组成。换向阀13上加工有接口D1～D4和E1～E4，其中溢流阀16的一个油口j和一个单向阀14的一个油口均与换向阀13的接口D2相连，它们的另一个油口k和m均与伸缩油缸8的大腔d连通。另一个单向阀15的两个油口n和m分别与换向阀13的接口D4和溢流阀16的溢流口L相连，换向阀13的接口D4与伸缩油缸8的小腔e连通，换向阀13的接口D1和D3分别与左换向阀5上的接口A2和A6相连接。右换向阀7的一个接口A2与回转马达10的进油口h间接有继电器17，而其另一个接口A6则直接与回转马达10的出油口i相连接。

如图6、图7所示，当出现由于伸缩油缸8推进速度过快而使***压力值达到设定的***压力值(即略小于回转马达10的额定压力)时，继电器17会闭合并产生压力信号，该压力信号通过电路传递到防卡阀组中的换向阀13，使换向阀立即换向即从图6所示状态变换到图7所示的状态，使伸缩油缸8从推进状态变换到提升状态。当回转力矩减小，***压力值低于设定的***压力值后，***立即会自动恢复到原有工作状态。

Claims (1)

1.钻机防卡液压装置，包括油箱(1)、变量泵(2)、动力源(3)、进油滤清器(11)、回油滤清器(12)、控制阀组、伸缩油缸(8)、冲击机构(9)和回转马达(10)；其中的控制阀组由一个溢流阀(4)和左、中、右换向阀(5、6、7)组成，溢流阀(4)上有进油口(a)、出油口(b)和接口(c)，中换向(6)阀上有接口(A1～A6和B1～B6)，左、右换向阀(5、7)上均有接口(A1～A6、B1～B6和C1～C6)，溢流阀(4)的出油口(b)借助油管依次通过左、中、右换向阀(5、6、7)上的接口(A3、A4)与回油滤清器(12)的进口相连接，溢流阀(4)的接口(c)及左、中、右换向阀(5、6、7)的接口(A5)都分别通过油管与回油滤清器(12)的进口相连接；左、中、右换向阀(5、6、7)的接口(A1)和溢流阀(4)的进油口都与变量泵(2)的出油口相连通；变量泵(2)的进油口通过进油滤清器(11)与油箱(1)的出油口相连，动力源(3)的输出轴与变量泵(2)的动力输入端相接；中换向阀(6)的接口(A2和A6)分别与冲击机构(9)的大腔(f)和小腔(g)相连通，而右换向阀(7)的接口(A2和A6)分别与回转马达(10)的进、出油口连通；

其特征在于伸缩油缸(8)与控制阀组间有防卡阀组，该防卡阀组由一个换向阀(13)、两个单向阀(14、15)和一个溢流阀(16)组成；换向阀(13)上有接口(D1～D4和E1～E4)，其中，溢流阀(16)的一个油口(j)和一个单向阀(14)的一个油口(n)分别与换向阀(13)的接口(D2)相连，它们的另一个油口(k和m)与伸缩油缸(8)的大腔(d)连通；另一个单向阀(15)的两个油口(n和m)分别与换向阀(13)的接口(D4)和溢流阀(16)的溢流口(L)相连，换向阀(13)的接口(D4)与伸缩油缸(8)的小腔(e)连通，换向阀(13)的接口(D1和D3)分别与左换向阀(5)上的接口(A2和A6)相连接；右换向阀(7)的接口(A2)与回转马达(10)的进油口间有继电器(17)。

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