CN100360763C - 用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆和行程测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆和测量岩石钻孔机的行程长度的方法。该送进杆的送进缸(11)的活塞(11b)的压力表面是该送进延伸缸(6)的活塞(6b)的压力表面的两倍大。而且，该送进杆包括流量指示器(19)，用于测量液压流体的体积流率，和/或从其排出的液压流体的体积流率，并由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
Description
技术领域
本发明涉及凿岩机的伸缩式送进杆，该送进杆包括旨在连接于钻岩设备吊杆的下杆，和沿着其纵向相对于该下杆滑动地安装的上杆，以及连接于该上杆和下杆并在其之间作用、用于相对于该下杆移动该上杆的送进延伸缸，用于相对于该上杆移动该岩石钻孔机的送进缸，诸如链条或钢丝绳的挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸驱动并分别连接于上杆和岩石钻孔机或其支架，使得该岩石钻孔机相对于该送进缸或其杆的行程长度移动双倍行程长度，因此，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由供给管(feed conduit)向其供给的该送进延伸缸和送进缸中的缸空间平行于该供给管相互连接。
本发明还涉及当使用这种用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆时测量岩石钻孔机的行程长度的方法，该送进杆包括旨在连接于钻岩设备吊杆的下杆，和沿着其纵向相对于该下杆滑动地安装的上杆，以及连接于该上杆和下杆并在其之间作用、用于相对于该下杆移动该上杆的送进延伸缸，用于相对于该上杆移动该岩石钻孔机的送进缸，诸如链条或钢丝绳的挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸驱动并分别连接于上杆和岩石钻孔机或其支架，使得该岩石钻孔机相对于该送进缸或其杆的行程长度移动双倍行程长度，因此，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由供给管向其供给的该送进延伸缸和送进缸中的缸空间平行于该供给管相互连接。
背景技术
伸缩式送进杆包括一个安装在另一个之上，或一个在另一个之中相互以可滑动方式安装的两个杆部件，即相对可移动的下杆和上杆。该下杆连接于或可连接于钻岩设备的吊杆，并且在钻孔期间利用该吊杆和其他相关设备被推向被钻的岩石。通过移动该上杆和岩石钻孔机进行钻孔。钻孔时，较长的孔分两步钻，即利用由送进缸和钢丝构成的送进装置岩石钻孔机在上杆上移动，并且另一方面，利用单独的送进延伸缸该上杆相对于下杆移动，以便利用该杆的整个送进长度。已知方案的问题是岩石钻孔机行程长度的测量。总的行程长度的测量需要测量该杆的往复移动的长度和钻孔机在上杆上的行程长度，并且这些行程长度能够被组合。这种系统的检测和该测量处理技巧是复杂的，并且是不可靠地操作的。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置，其避免已知的缺点并且实现尽可能简单和可靠的结构。本发明的送进杆的特征在于在该送进缸的所述缸空间中的活塞的压力表面是该送进延伸缸的所述缸空间中的活塞的压力表面的两倍大，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由其供给所述缸空间的供给管包括流量指示器，用于测量供给所述缸空间的液压流体的体积流率，因而测量该岩石钻孔机的行程长度。本发明方法的特征在于，将该送进缸的所述缸空间中的活塞的压力表面的尺寸设置为该送进延伸缸的所述缸空间中的活塞的压力表面的两倍大，测量供给所述缸空间的液压流体的总的体积流率和/或从其排出的液压流体的体积流率，并由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
本发明的基本构思是确定平行连接的该转换和送进缸的活塞的压力表面的尺寸，使得在上杆和下杆之间以及岩石钻孔机和上杆之间沿送进方向同样的液压流体量分别实现同样长的行程长度。本发明优选实施例的基本构思是将压力限制开关连接于一个气缸的返回管，使得另一个气缸的活塞能够自由移动并首先经历其行程长度，其后，当其移动停止并且压力升高时，该另一个气缸的活塞开始其移动。
本发明的优点在于利用一个流量指示器能够简单可靠地测量岩石钻孔机的行程长度，甚至沿两个行程方向。而且，本发明实施例的优点在于能够选定移动发生的次序，而绝对不会影响该测量。
在本发明的第一方面，提供了一种用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆，该送进杆包括用以连接于岩石钻孔设备的吊杆的下杆，和沿着其纵向相对于该下杆以可滑动方式安装的上杆，以及连接于该上杆和下杆并在其之间作用以用于相对于该下杆移动该上杆的送进延伸缸，用于相对于该上杆移动该岩石钻孔机的送进缸，挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸驱动，并且分别连接于上杆和岩石钻孔机或其支架，使得该岩石钻孔机相对于该送进缸或其杆的行程长度移动双倍行程长度，由此，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由供给管向其供给的该送进延伸缸和送进缸中的缸空间相对于该供给管以并联方式相互连接，其特征在于该送进缸的所述缸空间中的活塞的压力表面是该送进延伸缸的所述缸空间中活塞的压力表面的两倍大，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由其供给所述缸空间的供给管包括流量指示器，用于测量供给所述缸空间和/或从其排出的液压流体的体积流率，并由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
在本发明的第二方面，提供了使用用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆时测量岩石钻孔机的行程长度的方法，该送进杆包括用以连接于岩石钻孔设备吊杆的下杆，和沿着其纵向相对于该下杆以可滑动方式安装的上杆，以及连接于该上杆和下杆并在其之间作用以用于相对于该下杆移动该上杆的送进延伸缸，用于相对于该上杆移动该岩石钻孔机的送进缸，挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸驱动并分别连接于该上杆和该岩石钻孔机或其支架，使得该岩石钻孔机相对于该送进缸或其杆的行程长度移动双倍行程长度，由此，在岩石钻孔机送进运动期间液压流体经由供给管向其供给的该送进延伸缸和送进缸中的缸空间相对于该供给管以并联方式相互连接，其特征在于将该送进缸的所述缸空间中的活塞的压力表面的尺寸设置为该送进延伸缸的所述缸空间中的活塞的压力表面的两倍大，测量供给所述缸空间和/或从其排出的液压流体的总体积流率，并且由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明。
图1是本发明的伸缩式送进杆的侧视图，该送进杆局部剖视。
图2是图1的伸缩式送进杆沿图1的A-A线沿其横向的示意剖视图。
图3示意地示出根据本发明装置的优选实施例的液压连接。
图4示意地示出根据本发明装置的第二实施例的液压连接。
具体实施方式
图1示出包括上杆1和下杆2的伸缩式送进杆。该上杆1和下杆2利用在该上杆1下边的滑动轨道1a和连接于该下杆2的滑动件3沿其纵向以相互可滑动的方式安装。该上杆1用例如铝合金通过挤压成形制造，其滑动表面优选同时形成。该滑动轨道具有用于该滑动件的滑动表面4，其通常是在铝杆中的钢带等。而该滑动件3最优选又用铝型材制造，滑动装置(slides)以图2所示的方式连接于该滑动件3，该滑动装置与该滑动表面4接触。该滑动件3用螺栓5连接于下杆2。在下杆2的前端，优选地，该滑动件基本延伸过该上杆1的整个长度，该滑动装置因此在其整个长度上支撑该上杆，同时该铝型材使该下杆2在其前端增强。如果希望的话，滑动件3可以延伸过该下杆2的整个长度，并且滑动装置可以设置在该铝型材中所希望的部分。可选地，该送进杆可以用合适的钢材制造，合适的滑动表面以自身已知的方式形成在其中。
送进延伸缸6设置在上杆1的下面，该送进延伸缸的缸管连接于该上杆1的下表面。优选地，该送进延伸缸6刚性地并且相对其以不可移动、不能转动的方式固定于该上杆1。反过来，该送进延伸缸6的活塞杆6a在其一端又连接于该下杆2的前端。该送进延伸缸6可以，例如，通过固定于该送进延伸缸6缸管的凸缘7和拧入该上杆1的底板中的螺栓连接。当然固定可以用任何自身已知的其他方式进行。图1也示出旨在沿着上杆移动的岩石钻孔机9，和以自身已知的方式沿着第二滑动轨道1b以可滑动的方式安装的岩石钻孔机支架10，该第二滑动轨道1b设置在该上杆1的上边。为了岩石钻孔机9和支架10的移动，在该上杆中设置送进缸11，并且惰轮12连接于该送进缸的缸管。连接于上杆1和岩石钻孔机支架10的送进钢丝13又绕惰轮12通过。这样的送进缸/钢丝结构通常是自身已知的，因此这里不详细描述。通过送进送进缸11中的工质，其活塞杆11a被推动(expelled)，并且缸管向上杆的前端移动，因而通过惰轮向其前面推该送进钢丝，所以岩石钻孔机9和支架10分别以与活塞杆11a和惰轮12两倍的速度继续移动。对应地，当该送进缸的活塞缩回时，该岩石钻孔机以自身已知的方式向上杆1的后部移动。附图也示出在上杆1前端的钻杆行程定中心装置14和在下杆2前端的前定中心装置15。这种定中心装置自身是完全知道的，并且不是本发明的基本部分，因此对它们不进行详细描述。
图2是图1的送进杆结构沿图1的A-A线的剖视图。图2示出下杆2如何由垂直侧部2a和设置在侧部之间的横向底板2b构成。滑槽状的空间2c形成在侧部和底板之间，在该空间内送进延伸缸6设置在上杆1的下面。该送进延伸缸6的缸管的上边具有固定凸缘7，该凸缘7将该送进延伸缸6的两端相对于该上杆1以不可移动的方式固定。以这种方式，该送进延伸缸6和其活塞杆6a在上杆1和下杆2之间在所有的时间总是被保护。在其里面具有滑动装置1 6的型材3通过螺栓5连接于设置在下杆2侧面边缘的边缘凸缘2d上。该滑动装置(slides)16又与上杆1的滑动轨道1a的滑动表面4接触，使得上杆和下杆相互以紧密接触的方式滑动。
图3是用于实现本发明的合适的液压连接的示意图。图3示意地示出上杆1和下杆2，它们能够沿着其纵向相互相对地移动。送进延伸缸6用凸缘7等连接于上杆1，使得该送进延伸缸6相对于该上杆1沿着其纵向不能移动，它的活塞杆6a在其端部以沿其纵向不可移动的方式被连接于下杆2。相应地，送进缸11的活塞杆11a以沿其纵向不可移动的方式连接于上杆1。液压流体供给管17和返回管18以这样的方式连接于送进延伸缸和送进缸，使得它们的缸空间6c和11c，以及6d和11d分别相对于管17和18，分别是平行的。在送进运动期间，如钻孔期间，沿着该管液压流体供给到该缸中的供给管17具有流量指示器19，其可以是完整的指示器或仅仅是发出与流率成比例的信号的传感器，更优选地，能够测量沿两个方向的液压流体的流率。管子17还连接于送进延伸缸活塞6b的活塞杆6a的侧面上的缸空间6c，并且对应地，连接于与送进缸11的活塞杆11d相关的缸空间11c。在返回移动期间，用于供给液压流体的该返回管18又连接于该送进延伸缸6的第二缸空间6d和该送进缸11的第二液压流体空间11d。在送进运动期间，当液压流体被供给管子17时，液压流体经由该管子18从缸空间6d和11d排出，并且相应地，在返回运动期间，当液压流体被供给给管子18时，液压流体经由管子17通过流量指示器19从缸空间6c和11c排出。
除了惰轮12之外，图3还示出位于该送进缸11一端的第二惰轮12a。诸如钢丝或链条13的挠性传送件绕进给轮12和12a通过并用紧固件13a连接于上杆1，并且相应地，用紧固件13b连接于岩石钻孔机的支架10，或者，可选地，以自身已知的方式直接连接于岩石钻孔机9。当送进缸11相对于上杆1移动时，它向着其前面推动链条或钢丝13，并且通过闭合环的作用，紧固件13a相对于缸11的行程长度沿同样的方向移动双倍的距离，岩石钻孔机移动同样的距离。
送进延伸缸6和送进缸11的尺寸做成使得面向送进缸11的缸空间11c的活塞11b的压力表面是面向送进延伸缸6的缸空间6c的活塞6b的压力表面的两倍。送进该送进延伸缸6的缸空间6c中的液压流体的给定的单位体积使上杆1相对于下杆2移动给定的距离。相应地，送进送进缸11的缸空间11c中的同样量的液压流体使该送进缸11相对于上支架10移动这个距离的一半。由于送进缸11为岩石钻孔机9提供的运动是其自身行程长度的两倍，其结果是，给定的这个单位体积的液压流体，使岩石钻孔机9相对于上杆1移动的距离等于，由于送进该送进延伸缸6的液压流体的量的作用，该上杆相对于下杆移动的距离。由于这个结果，给定量的液压流体总是对应于沿送进方向岩石钻孔机的给定的行程长度，无论是液压流体只流向一个缸或部分的流向两个缸。从缸空间11d和6d经由液压流体管18排出的液压流体的流率可以明显相互不同，但是对该缸空间6c和11c之间的情况没有影响。以这种方式。仅用一个指示器即可能够用于简单可靠地测量用于送进运动的液压流体的量，因此，简单可靠地测量该岩石钻孔机的送进运动的长度。
在图3所示的情况下，当岩石钻孔机沿着相反的方向以返回运动的方式移动时，由于液压流体相对于活塞11b向右移动该送进缸11，该岩石钻孔机一方面沿着上杆1移动，因而，该送进缸11和其活塞杆11a的总的长度变短。相应地，由于液压流体相对于其活塞6b推动该送进延伸缸6使得它们的总长度增加，该上杆1相对于下杆2从其向外移动，使得该送进杆的总长度增加。在这种情况下，液压流体从缸空间6c和11c通过指示器19沿相反方向流动并通过管子17流出。即便在这种情况下，岩石钻孔机相对于下杆2沿返回方向的行程长度与流过该流量指示器19的液压流体的体积流率成正比，因此，该岩石钻孔机返回运动的长度也通过测量这种流率而被可靠地测量。以这种方式，通过将送进机构的送进延伸缸6和送进缸11的活塞压力表面选定成使其比例基本为1比2的比例，该岩石钻孔机沿两个方向的整个行程长度只用一个指示器即能够被可靠地测量。
图4示意地示出根据本发明的优选实施例。除了具有优选的附加特征之外，其运行和结构类似于图3所示的实施例，通过该优选的附加特征，该上杆1和下杆2的运动和该岩石钻孔机的运动能够以所希望的次序控制。就钻孔的功能和钻孔的质量来说，有利的是，首先尽可能短地相互相对地移动该上下送进杆，并且只有在这之后开始沿着上杆1移动该岩石钻孔机。在这个实施例中，压力限制开关或限制阀20从送进缸11的缸空间11d连接于引向供给时间(feed-time)返回管18的管子。压力限制开关或限制阀20的运行是这样的，在送进运动期间，趋向于从缸空间11d排出的液压流体的反压力高于直接连接于管子18的送进延伸缸6的缸空间6d的反压力。在这种情形，将被供给的液压流体更加容易进入送进延伸缸6，因此相对于下杆2推该上杆1。当上杆已经沿其整个长度移动时，上杆的移动停止并且来自缸空间6d的液压流体也停止。结果，管子17和缸空间11c中的液压流体的压力，并且缸空间11d中的液压流体的压力，升高，直到它超过压力限制开关20中设定的限制值。该液压流体然后开始经由压力限制开关20流向管子18，并进一步流出，因而岩石钻孔机以上面所描述的方式相对于上杆1移动。
图4还示出单向阀21，在返回运动期间通过该阀液压流体越过该压力限制开关20流向缸空间11d。在这种情形，通常不需要选择它们谁首先移动，由于它对钻孔结果没有影响。当然，当需要决定哪个移动运动首先发生时，该压力限制开关可以图4所示的方式连接于相反的方向，从管子18到送进缸11或者到送进延伸缸6。
在上面的描述和附图中，仅以举例的方式对本发明进行了描述，它决不是对本发明的限制，该岩石钻孔机的送进机构可以不仅是送进缸/钢丝结构，虽然送进缸/钢丝结构在使用中是有利的，但也可以是某些其他送进缸机构。
Claims (8)
1.一种用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆，该送进杆包括用以连接于岩石钻孔设备的吊杆的下杆(2)，和沿着其纵向相对于该下杆(2)以可滑动方式安装的上杆(1)，以及连接于该上杆(1)和下杆(2)并在其之间作用以用于相对于该下杆(2)移动该上杆(1)的送进延伸缸(6)，用于相对于该上杆(1)移动该岩石钻孔机(9)的送进缸(11)，挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸(11)驱动，并且分别连接于上杆(1)和岩石钻孔机(9)或其支架(10)，使得该岩石钻孔机(9)相对于该送进缸(11)或其杆(11a)的行程长度移动双倍行程长度，由此，在岩石钻孔机(9)送进运动期间液压流体经由供给管(17)向其供给的该送进延伸缸(6)和送进缸(11)中的缸空间(6c、11c)相对于该供给管(17)以并联方式相互连接，其特征在于该送进缸(11)的所述缸空间(11c)中的活塞(11b)的压力表面是该送进延伸缸(6)的所述缸空间(6c)中活塞(6b)的压力表面的两倍大，在岩石钻孔机(9)送进运动期间液压流体经由其供给所述缸空间(6c、11c)的供给管(17)包括流量指示器(19)，用于测量供给所述缸空间(6c、11c)和/或从其排出的液压流体的体积流率，并由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
2.如权利要求1的送进杆，其特征在于该岩石钻孔机的送进缸(11)和送进延伸缸(6)的第二缸空间(6d、11d)相对于液压流体的返回管(18)以并联方式相互连接。
3.如权利要求2的送进杆，其特征在于从送进缸(11)的第二缸空间(11d)向返回管(18)引导的管子设置有压力限制开关或压力限制阀(20)，该压力限制开关或压力限制阀(20)仅仅当在所述第二缸空间(11d)中的液压流体的压力超过预先设置的压力值时，才使液压流体从所述第二缸空间(11d)流向返回管(18)，并且该送进延伸缸(6)的第二缸空间(6d)直接连接于该返回管(18)，而中间不设置压力限制开关或压力限制阀。
4.如权利要求3的送进杆，其特征在于并联于压力限制开关或压力限制阀(20)连接于单向阀(21)，该单向阀(21)能够使液压流体从返回管(18)越过该压力限制开关或压力限制阀(20)流向所述送进缸(11)的第二缸空间(11d)。
5.如权利要求1的送进杆，其特征在于所述挠性传送元件为链条或钢丝绳。
6.使用用于岩石钻孔机的伸缩式送进杆时测量岩石钻孔机的行程长度的方法，该送进杆包括用以连接于岩石钻孔设备吊杆的下杆(2)，和沿着其纵向相对于该下杆(2)以可滑动方式安装的上杆(1)，以及连接于该上杆(1)和下杆(2)并在其之间作用以用于相对于该下杆(2)移动该上杆(1)的送进延伸缸(6)，用于相对于该上杆(1)移动该岩石钻孔机(9)的送进缸(11)，挠性传送元件，该挠性传送元件安装成被该送进缸(11)驱动并分别连接于该上杆(11)和该岩石钻孔机(9)或其支架(10)，使得该岩石钻孔机(9)相对于该送进缸(11)或其杆(11a)的行程长度移动双倍行程长度，由此，在岩石钻孔机(9)送进运动期间液压流体经由供给管(17)向其供给的该送进延伸缸(6)和送进缸(11)中的缸空间(6c、11c)相对于该供给管(17)以并联方式相互连接，其特征在于将该送进缸(11)的所述缸空间(11c)中的活塞(11b)的压力表面的尺寸设置为该送进延伸缸(6)的所述缸空间(6c)中的活塞(6b)的压力表面的两倍大，测量供给所述缸空间(6c、11c)和/或从其排出的液压流体的总体积流率，并且由此测量该岩石钻孔机的行程长度。
7.如权利要求6的方法，其特征在于通过利用安装在供给管(17)上的流量指示器(19)测量液压流体的体积流率，在该岩石钻孔机(9)的送进运动期间液压流体经由所述指示器供给所述缸空间(6c、11c)。
8.如权利要求6的方法，其特征在于所述挠性传送元件为链条或钢丝绳。
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