CN101715505B - 用于采用在钻岩机的进给梁上行进的钻钢定中器的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于采用钻钢定中器的装置，该定中器在钻岩机(2)的进给梁(1)上行进。所述钻钢定中器(6)具有压力流体操作的致动器，该致动器用于在钻凿期间关闭用于钻杆(4)的传递开口，由此将压力流体在钻凿期间供给到所述致动器中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于采用在钻岩机的进给梁上行进的钻钢定中器的装置，该装置包括进给缸，用于沿钻凿方向和返回方向移动钻岩机；柔性进给构件和至少一个旋转轮，所述至少一个旋转轮相对于进给缸固定地安装，柔性进给构件缠绕在旋转轮上并且连接到钻岩机和进给梁上；钻钢定中器，该定中器安装成沿进给梁的纵向在进给梁上行进和相对于进给缸固定，该定中器具有用于钻杆的中心开口、位于中心开口的侧面、用于将钻杆传递至中心开口和使钻杆离开中心开口的传递开口，和在钻凿期间用于关闭传递开口的机构；和压力流体管道，用于使压力流体流入和流出进给缸的压力流体腔。
背景技术
使用长钻杆时，特别是深孔钻凿时，沿进给梁行进的钻钢定中器通常用于支撑钻杆，定中器位于在钻岩机和进给梁前端的钻钢导向件之间并且当钻岩机移动时沿进给梁行进。为了产生钻岩机的进给和返回运动，常使用连接其上的进给缸来移动连接到钻岩机托架上的钢丝或链条。进给缸的长度上的变化产生了钻岩机运动。已知的构造中，进给梁的纵向运动引起钻岩机以和行进速度相同的速率做双倍长度的运动。定中器通常连接成根据所用的方案而与进给缸的移动部分(即缸筒或者活塞)一起运动。一般地，进给缸的活塞杆在它的端部相对于进给梁固定连接，并且缸筒移动，以产生进给运动。
一般而言，所使用的定中器在钻杆进入钻岩机的位置处具有开口。这种方案的问题在于钻杆有时会滑出定中器，这意味着钻凿必须停止，然后将钻杆扳回定中器内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，其中，在使用钻机时，定中器的开口可以容易和简单的方式自动关闭和相应地打开。
本发明的装置的特征在于，定中器具有用于关闭传递开口的压力流体操作的致动器，并且压力流体管道以如下方式从进给缸的腔室连接到定中器的致动器，即：所述方式使得压力流体的压力使致动器关闭传递开口，其中钻凿期间，压力流体被供给到进给缸的腔室，以沿钻凿方向移动钻岩机。
本发明的本质思想在于，定中器具有致动器，该致动器关闭用于钻凿期间移入和移出钻杆的开口。本发明另一个本质思想在于，压力流体操作的致动器连接到进给缸的压力流体腔，从而当执行钻岩机进给时，进给缸的压力流体腔中的压力介质作用于致动器，使其将关闭元件传递到该开口。
本发明的装置具有如下优点：定中器在钻期间可以被关闭，这意味着钻杆不会滑落。当执行钻岩机进给时，关闭可以自动产生，由此使用者无需关注它的情况。
附图说明
本发明更为详细的描述见以下附图：
图1为带有钻岩机和导向件的钻岩设备的进给梁的侧面结构示意图，
图2a和图2b是沿着钻杆的纵向看时钻岩设备的定中器处于打开和关闭的结构示意图，
图3为用于驱动定中器的压力连接的结构示意图。
具体实施方式
图1为钻岩设备的部分切开的进给梁1的结构示意图，其中，钻机2沿进给梁1的纵向可移动地安装在进给梁的顶部。典型地，钻机2安装在托架3上，托架3以公知方式可移动地安装在进给梁1上，但是，代替托架3的是，钻机2可直接连接到进给梁1，从而可沿进给梁1的纵向移动。在从钻机朝向钻凿方向的进给梁的纵向上，具有钻杆4，根据钻凿设备和钻凿方法，可在钻杆4的端部连接钻头4a或者第二根钻杆。进一步，进给梁1的另一端有钻钢导向件5，其具有可供钻杆穿过的孔。在钻钢导向件5和钻机2之间，还设置一个定中器6，其常规的操作方式和结构将在以后的图2a和图2b中描述。定中器6同样具有钻凿时可供钻杆4通过的开口。
在进给梁1的内部，设置有进给机构，其具有进给缸7、旋转轮8和柔性进给构件9。柔性进给构件9可以是钢丝、链条或一些其它相应的柔软和具有足够纵向强度的构件。在其端部，进给构件9通过例如支架1a而与进给梁1固定连接，并且进给构件9缠绕旋转轮8。柔性进给构件9进一步在旋转轮8之间的区域连接在钻机的托架3上或者相替代地直接连接在钻机2上。进给缸7的活塞杆7a的端部以已知的方式连接到进给梁1，从而在纵向上固定。当压力流体被供给到进给缸的缸筒7b的一端，即如图所示被供给到位于钻钢导向件5一侧的缸腔室时，缸筒7b朝向钻钢导向件5移动，从而推动柔性进给构件9绕着旋转轮8运动。结果是，钻机以缸筒7b的速率两倍的速率朝向钻钢导向件运动。由于定中器6与缸筒7b在纵向上固定连接，相应地，定中器6以钻机速率一半的速率移动，其大约位于钻机2和钻钢导向件5的中间的那个位置在进给运动期间、钻凿期间和钻机返回运动期间保持相同。
与上述不同的是，进给缸7还可以以相反的方式连接进给梁1，使得缸筒7b相对进给梁在纵向上固定并且活塞杆7a运动。在此情况下，定中器和旋转轮自然地连接成随着活塞杆7a的运动而运动。这样，压力流体可通过活塞杆7a被引导至致动器11，必要时，在致动器的内部再次引导回来。
图2a和图2b分别为当从钻杆轴向看时定中器6的实施例的示意图。图2a示出定中器6处于打开。定中器6具有钻凿时钻杆位于其中的中心开口6a，在中心开口6a的侧面，定中器6还具有传递开口6b，在定中器的横向上，通过该开口6b，钻杆可被传递至中心开口6a或远离中心开口6a。图2a进一步显示关闭构件6c，作为示例，其可以通过轴10而与定中器6连接以旋转。轴10通常可以是螺栓或一些其它常用的紧固件，关闭构件6c可以围绕轴10转动。压力流体操作的致动器11作用在关闭构件6c和定中器6的框架6d之间，通过这种方式，关闭构件可以旋转而关闭开口6b。在关闭构件6c和定中器的框架6d之间，例如设置了弹簧12，以当压力流体的压力没有作用到致动器11时，背离开口6b拉动关闭构件6c。如此，当钻机的进给没有进行时，关闭构件总是离开开口。致动器11例如是常用的液压流体缸，其活塞杆11a的端部例如与关闭构件6c的臂相连接，相应地，缸筒与定中器6相连。缸筒11b的压力流体腔通过适当的管或管道而与钻机进给缸的压力流体腔相连，在以后的图3中将进行详细描述，由此作用于进给缸的压力流体腔中的压力流体推动活塞运动，因而也推动活塞杆11a，使之伸出缸筒11b，结果使得关闭构件6c转到开口6b的前面。
图2b示出了图2a中定中器6的传递开口6b处于关闭状态。
图3示出了执行本发明的布置时可以采用的液压连接的示意图。它显示了压力流体从压力流体泵13通过管道14引导至阀15，再经管道16到达进给缸7，然后进入进给缸7的压力流体腔7c。相应地，管道17从进给缸7的第二压力流体腔7d通到阀15，并且管道18从阀15通到压力流体箱19。作为示例，阀15处于其闲置位置，这意味着没有压力流体供给到进给缸。管道20从进给缸7的压力流体腔7c通到定中器6的致动器11。作为示例，致动器11是单作用致动器，或为这样切换的。当钻机2的进给进行时，阀15从如图所示的闲置位置移动到左端，从而压力流体从压力流体泵13流经管道14和管道16，到达进给缸7的压力流体腔7c。如此，缸筒7b开始沿箭头A方向移动，由此缸筒7b的长度增加，并且产生了钻机的前述的进给运动。同时，腔室7c中的压力流体通过管道20作用到定中器6的致动器11上，使它的活塞杆11a被推出液压缸，从而推动关闭构件6c到传递开口6b。代替单独的关闭构件，活塞杆11a可用作这个关闭构件。相应地，当阀15移向如图所示的右端时，压力流体从压力流体泵13流经管道14、阀15和管道17进入进给缸7的缸腔室7d，由此缸筒7b背离导向件5运动，并沿同一方向移动钻机2和定中器6。同时，压力流体从缸腔室7c流经管道16、阀15和管道18，到达压力流体箱19。然后，压力在定中器6的致动器11中停止作用，并且之前图2a、图2b中所述的弹簧12拉动关闭构件6c，打开传递开口6b。
作为示例，图3显示了位于闲置位置时的阀15，压力流体可从进给缸7的缸腔室7c和泵13排放到压力流体箱19中。于是，压力减小，并且它对致动器11的作用停止。结果，弹簧使致动器返同至传递开口6b处于打开的位置。
图3还示出如虚线所示的管道21，管道21是本发明实施例所需要的。这里使用双重作用致动器，其中沿两个方向移动关闭构件均使用了压力流体的压力。因此，在这一实施例中，管道21从进给缸7的腔室7d(压力流体供给到腔室7d以沿钻机2的返回方向移动钻机2)连接到定中器6的致动器11，以使进给缸7的腔室7d中的压力流体的压力在钻机返回移动时也作用于致动器11，从而使致动器11移动关闭构件6c，打开传递开口6b。
致动器11既可以是单作用或双重作用的压力流体缸，或者一些其它的单作用或双重作用的致动器，比如液压流体马达。
根据以上的说明和附图，仅通过示例来描述本发明，并且本发明不仅限于实施例的描述方式。定中器的关闭构件可以被连接为以不同的方式(如旋转或直线运动中的任一种方式)运动。进一步地，如上所述，致动器可以是单作用的，从而其返回运动采用弹簧或相似的方式产生，并且关闭运动通过该致动器上的供给压力流体产生。可选择地，致动器可以是双重作用致动器，以使一个进给缸腔室的压力流体的作用产生关闭运动，且相应地，另一个缸腔室的压力流体的作用产生打开运动。进给缸以如前所述的方式，即缸筒或活塞杆连接到进给梁的后端，即固定连接到钻机一侧的端部，由此在进给运动时，活塞被从缸筒推出，供给缸的总长增加。进给还可以以下方式进行，缸筒或者活塞杆固定连接到进给梁的前端，即钻头一侧的端部。于是，进给运动时，活塞被拉入缸筒，进给缸的总长减小。这样，根据本发明自然地选择缸腔室以及致动器与缸腔室之间的连接。
Claims (14)
1.一种用于采用钻钢定中器的装置，该定中器在钻岩机的进给梁上行进，该装置包括：进给缸（7），其用于沿钻凿方向和返回方向移动钻岩机（2）；柔性进给构件（9）和至少一个旋转轮（8），所述至少一个旋转轮相对于所述进给缸（7）固定地安装，所述柔性进给构件（9）缠绕在所述旋转轮上并且连接到所述钻岩机（2）和进给梁（1）上；钻钢定中器（6），该定中器（6）安装成沿所述进给梁（1）的纵向在所述进给梁上行进和相对于所述进给缸（7）固定，且该定中器（6）具有用于钻杆（4）的中心开口（6a）、位于所述中心开口的侧面、用于将钻杆传递至所述中心开口（6a）和使钻杆离开所述中心开口（6a）的传递开口（6b），和在钻凿期间用于关闭所述传递开口（6b）的机构；和压力流体管道（14，16，17，18），其用于使压力流体流入和流出所述进给缸（7）的压力流体腔（7c，7d），其特征在于：所述定中器（6）具有用于关闭所述传递开口（6b）的压力流体操作的致动器(11)，并且压力流体管道（20）以如下方式从所述进给缸（7）的压力流体腔连接到所述定中器（6）的致动器(11)，即：所述方式使得压力流体的压力使所述致动器(11)关闭所述传递开口（6b），其中在钻凿期间，压力流体被供给到所述进给缸（7）的压力流体腔，以沿钻凿方向移动钻岩机（2）。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进给缸（7）的活塞杆（7a）连接到进给梁（1），从而在纵向上固定，所述进给缸（7）的缸筒（7b）沿与钻岩机（2）相同的方向相对于所述进给梁（1）运动，并且所述定中器（6）和旋转轮（8）连接到所述缸筒（7b）上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进给缸（7）的缸筒（7b）连接到进给梁（1），从而在纵向上固定，所述进给缸（7）的活塞杆（7a）沿与钻岩机（2）相同的方向相对于所述进给梁（1）运动，并且所述定中器（6）和旋转轮（8）与所述活塞杆（7a）连接。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：从所述进给缸（7）的压力流体腔（7c）到所述定中器（6）的致动器（11）的所述管道被引导通过所述活塞杆（7a）。
5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：单独的关闭构件(6c)连接在所述致动器(11)上，用于关闭所述传递开口（6b）。
6.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述致动器（11）是压力介质缸。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述致动器（11）是压力介质缸，所述装置包括所述关闭构件（6c）。
8.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括关闭构件（6c），所述关闭构件(6c)相对于所述定中器（6）可旋转地安装。
9.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括关闭构件（6c），所述关闭构件(6c)相对于所述定中器（6）安装成在所述进给梁（1）的横向方向上线性移动。
10.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括关闭构件（6c），在所述关闭构件(6c)与定中器（6）之间连接有弹簧（12），该弹簧（12）以如下方式作用在所述关闭构件(6c)上，即：所述弹簧尽力移动所述关闭构件(6c)远离所述传递开口（6b）。
11.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：压力流体管道（21）以如下方式从所述进给缸（7）的压力流体腔（7d）连接到所述定中器（6）的致动器（11），即：所述方式使得在钻岩机（2）的返回运动期间，压力流体的压力使致动器(11)移动所述关闭构件（6c）远离所述传递开口（6b），其中压力流体被供给到所述进给缸（7）的压力流体腔（7d），以沿返回方向移动钻岩机（2）。
12.如权利要求5所述的装置，其特征在于：压力流体管道（21）以如下方式从所述进给缸（7）的压力流体腔（7d）连接到所述定中器（6）的致动器（11），即：所述方式使得在钻岩机（2）的返回运动期间，压力流体的压力使致动器(11)移动所述关闭构件（6c）远离所述传递开口（6b），其中压力流体被供给到所述进给缸（7）的压力流体腔（7d），以沿返回方向移动钻岩机（2）。
13.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：通往所述进给缸（7）的压力流体腔（7c）的压力流体管道以如下方式连接在阀（13）中，即：所述方式使得当阀（15）置于其空闲位置以停止进给运动时，所述进给缸的压力流体腔（7c）中的压力流体排入压力流体箱（19），此时所述致动器（11）中的压力降低使所述传递开口（6b）打开，其中在钻岩机（2）的进给运动期间，压力流体被供给到所述进给缸（7）的压力流体腔（7c）。
14.如权利要求5所述的装置，其特征在于：通往所述进给缸（7）的压力流体腔（7c）的压力流体管道以如下方式连接在阀（13）中，即：所述方式使得当阀（15）置于其空闲位置以停止进给运动时，所述进给缸的压力流体腔（7c）中的压力流体排入压力流体箱（19），此时所述致动器（11）中的压力降低使所述传递开口（6b）打开，其中在钻岩机（2）的进给运动期间，压力流体被供给到所述进给缸（7）的压力流体腔（7c）。
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