CN104213835A - 一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，在现有技术的基础上，液压系统增加了第二液压泵（2）、行走高速电磁阀（3）、第三液压泵（16）和泥浆合流电磁阀（9），电控系统增加了电控系统增加了泥浆合流开关（21）和行走高速开关（23）。与现有技术相比，本发明通过增加两个液压泵的方式来给泥浆马达和行走马达增加动力，在电控系统控制下合理安排供油方式，一方面提升了泥浆系统和行走系统的速度，提高了工作效率，另一方面，当系统工作在低速状态时，两个附加油泵不工作，原有油泵为泥浆系统和行走系统提供动力，节约了能源。

Description

一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置

技术领域

本发明涉及一种水平定向钻机泥浆及行走速度的控制装置，属于水平定向钻机领域。

背景技术

水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、 卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。

市场上销售的大多数水平定向钻机，受液压泵功率限制，泥浆系统和行走系统只能工作在低速状态，一些企业试图改用大功率液压泵来实现提高泥浆系统和行走系统速度的目的，实际应用中发现，在低速运转时，大功率液压泵处于空耗状态，浪费情况比较严重。

发明内容

本发明目的在于提供一种水平定向钻机泥浆及行走速度的控制装置，该装置能够根据工作需要调整定向钻机泥浆及行走速度，并且在低速状态时节约能源。

为了实现上述目的，本发明一种水平定向钻机泥浆及行走速度的控制装置，包括其液压系统和电控系统。

液压系统包括第一液压泵、第二液压泵、行走高速电磁阀、行走电磁阀、第一卸荷阀 、泥浆电磁阀、行走合流电磁阀、泥浆合流电磁阀、第二卸荷阀、左行走手柄、右行走手柄、散热器、第三液压泵、滤油器和液压油箱。

所述第一液压泵通过连接盘固定在发动机的主取力口上，第一液压泵吸油口通过液压管路连接液压油箱，喷油口分别连接第一卸荷阀的P口、行走电磁阀及泥浆阀的P1口，第一卸荷阀的T口通过散热器及滤油器连接到液压油箱的回油口，行走电磁阀及泥浆阀的B2口通过液压管路连接泥浆马达的进油口，泥浆马达的回油口通过散热器及滤油器连接到液压油箱的回油口，泥浆马达的壳腔泄漏口、左行走马达的T1口及右行走马达的T1口通过液压管路连接到液压油箱的回油口，行走电磁阀及泥浆阀的A2口连接左行走手柄及右行走手柄的P口, 左行走手柄的A1口、B1口分别连接左行走马达的A1口、B1口，右行走手柄的A2口、B2口分别连接右行走马达的A2口、B2口；第三液压泵通过法兰固定在发动机的副取力口上，第二液压泵通过法兰固定在第三液压泵的后端，第二液压泵和第三液压泵的吸油口连接液压油箱，第二液压泵的喷油口通过液压管路连接行走高速电磁阀P口，行走高速电磁阀的T口通过散热器及滤油器连接液压油箱回油口，行走高速电磁阀的C口通过液压管路分别连接左行走马达及右行走马达的Ps口，第三液压泵的喷油口通过液压管路连接第二卸荷阀、行走合流电磁阀、泥浆合流电磁阀的P2口，通过溢流阀、散热器及滤油器连接到液压油箱的回油口。

电控系统包括泥浆开关、泥浆合流开关、行走开关和行走高速开关。

泥浆开关控制第一卸荷阀和泥浆电磁阀，泥浆合流开关控制泥浆合流电磁阀和第二卸荷阀，行走开关控制行走电磁阀、第一卸荷阀、行走合流电磁阀和第二卸荷阀，行走高速开关控制行走高速电磁阀。

与现有技术相比，本发明通过增加两个液压泵的方式来给泥浆马达和行走马达增加动力，在电控系统控制下合理安排供油方式，一方面提升了泥浆系统和行走系统的速度，提高了工作效率，另一方面，当系统工作在低速状态时，两个附加油泵不工作，原有油泵为泥浆系统和行走系统提供动力，节约了能源。

附图说明

图1是本发明液压系统原理图；

图2是本发明的电路系统原理图；

图中：1、第一液压泵，2、第二液压泵，3、行走高速电磁阀，4、行走电磁阀，5、第一卸荷阀，6、泥浆电磁阀，7、泥浆马达，8、行走合流电磁阀，9、泥浆合流电磁阀，10、第二卸荷阀，11、左行走马达，12、右行走马达，13、左行走手柄，14、右行走手柄， 15、散热器，16、第三液压泵，17、滤油器，18、液压油箱，19、安全防护开关，20、泥浆开关，21、泥浆合流开关，22、行走开关，23、行走高速开关，24、溢流阀，191、安全防护开关19的常闭触点。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步描述。

一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，包括其液压系统和电控系统：

如图1所示，液压系统包括第一液压泵1、第二液压泵2、行走高速电磁阀3、行走电磁阀4、第一卸荷阀5、泥浆电磁阀6、行走合流电磁阀8、泥浆合流电磁阀9、第二卸荷阀10、左行走手柄13、右行走手柄14、散热器15、第三液压泵16、滤油器17和液压油箱18。

所述第一液压泵1通过连接盘固定在发动机的主取力口上，第一液压泵1吸油口通过液压管路连接液压油箱18，喷油口分别连接第一卸荷阀5的P口、行走电磁阀4及泥浆阀6的P1口，第一卸荷阀5的T口通过散热器15及滤油器17连接到液压油箱18的回油口，行走电磁阀4及泥浆阀6的B2口通过液压管路连接泥浆马达7的进油口，泥浆马达7的回油口通过散热器15及滤油器17连接到液压油箱18的回油口，泥浆马达7的壳腔泄漏口、左行走马达11的T1口及右行走马达12的T1口通过液压管路连接到液压油箱18的回油口，行走电磁阀4及泥浆阀6的A2口连接左行走手柄13及右行走手柄14的P口, 左行走手柄13的A1口、B1口分别连接左行走马达11的A1口、B1口，右行走手柄14的A2口、B2口分别连接右行走马达12的A2口、B2口；第三液压泵16通过法兰固定在发动机的副取力口上，第二液压泵2通过法兰固定在第三液压泵16的后端，，第二液压泵2和第三液压泵16的吸油口连接液压油箱18，第二液压泵2的喷油口通过液压管路连接行走高速电磁阀3P口，行走高速电磁阀3的T口通过散热器15及滤油器17连接液压油箱18回油口，行走高速电磁阀3的C口通过液压管路分别连接左行走马达11及右行走马达12的Ps口，第三液压泵16的喷油口通过液压管路连接第二卸荷阀10、行走合流电磁阀8、泥浆合流电磁阀9的P2口，通过溢流阀24、散热器15及滤油器17连接到液压油箱18的回油口。

如图2所示，电控系统包括泥浆开关20、泥浆合流开关21、行走开关22和行走高速开关23。

所述泥浆开关20控制第一卸荷阀5和泥浆电磁阀6，泥浆合流开关21控制泥浆合流电磁阀9和第二卸荷阀10，行走开关22控制行走电磁阀4、第一卸荷阀5、行走合流电磁阀8和第二卸荷阀10，行走高速开关23控制行走高速电磁阀3。

工作原理：钻机工作时，当泥浆马达只需低速旋转时，闭合泥浆开关21，此时泥浆电磁阀6及第一卸荷阀5得电工作，第一液压泵1输出的高压油进入第一卸荷阀5的P口、泥浆电磁阀6及行走电磁阀4的P1口，因第一卸荷阀5得电工作，导致泥浆电磁阀6的P1口建立起系统高压，因泥浆电磁阀6得电工作，泥浆电磁阀6的B2口输出高压油到泥浆马达7的进油口，泥浆马达7低速旋转，泥浆马达7的回油口经过散热器15及滤油器17流到液压油箱的回油口，泥浆马达7的泄漏油直接流回液压油箱18。

当泥浆马达7需要高速旋转时，泥浆开关21和泥浆合流开关23同时闭合。泥浆电磁阀6、第一卸荷阀5、泥浆合流电磁阀9及第二卸荷阀10得电工作，第一液压泵1输出的高压油进入第一卸荷阀5的P口、泥浆电磁阀6及行走电磁阀4的P1口，因第一卸荷阀5得电工作，导致泥浆电磁阀6的P1口建立起系统高压，因泥浆电磁阀6得电工作，泥浆电磁阀6的B2口输出高压油到泥浆马达7的进油口，同时第三液压泵16输出的高压油流进第二卸荷阀10的P2口、泥浆合流电磁阀9的P2口，因第二卸荷阀10得电工作，泥浆合流电磁阀9输出的高压油也通过B2口流到泥浆马达7的进油口，泥浆马达高速旋转。

 当定向钻机需要低速移动时，闭合行走开关22，此时行走电磁阀4、第一卸荷阀5、行走合流电磁阀8及第二卸荷阀10得电工作，第一液压泵1输出的高压油进入第一卸荷阀5的P口、行走电磁阀4的P1口，行走电磁阀4的A2口输出的高压油进入左行走手柄13及右行走手柄14的P口，第三液压泵16输出的高压油进入第二卸荷阀10及行走合流电磁阀8的P2口，行走合流电磁阀8输出的高压油由A2口进入左行走手柄13及右行走手柄14的P口，此时若向前操作左行走手柄13和右行走手柄14，左行走手柄13输出的高压油经过A1口流到左行走马达11的A1口，右行走手柄14输出的高压油经过A2口流到右行走马达12的A2口，左行走马达11和右行走马达12顺时针旋转，钻机向前低速行走，若向后操作左行走手柄13和右行走手柄14，左行走手柄13输出的高压油经过B1口流到左行走马达11的B1口，右行走手柄14输出的高压油经过B2口流到右行走马达12的B2口，左行走马达11和右行走马达12逆时针旋转，钻机向后低速行走。若单独向前操作左行走手柄13，则钻机向前右转弯，单独向前操作右行走手柄14，则钻机向前左转弯；若单独向后操作左行走手柄13，则钻机向后右转弯，单独向后操作右行走手柄14，则钻机向后左转弯。

当定向钻机需要高速移动时，闭合行走高速开关23，此时行走电磁阀4、第一卸荷阀5、行走合流电磁阀8、第二卸荷阀10及行走高速电磁阀3同时得电工作，第一液压泵1输出的高压油进入第一卸荷阀5的P口、行走电磁阀4的P1口，行走电磁阀4的A2口输出的高压油进入左行走手柄13及右行走手柄14的P口，第三液压泵16输出的高压油进入第二卸荷阀10及行走合流电磁阀8的P2口，行走合流电磁阀8输出的高压油由A2口流到左行走手柄13和右行走手柄14的P口，第二液压泵2输出的控制油经行走高速电磁阀3的P口进入，由C口流出到左行走马达11和右行走马达12的Ps口，此时若向前操作左行走手柄13和右行走手柄14，左行走手柄13和右行走手柄14输出的高压油分别经过A1口和A2口进入左行走马达11和右行走马达12的A1口和A2口，左行走马达11和右行走马达12高速顺时针旋转，钻机向前高速行走，若向后操作左行走手柄13和右行走手柄14，左行走手柄13和右行走手柄14输出的高压油经过B1口和B2口流到左行走马达11和右行走马达12的B1口和B2口，左行走马达11和右行走马达12逆时针高速旋转，钻机向后高速行走。

进一步，为确保设备安全，避免泥浆马达运转时，由于误操作接通行走马达的电控系统，导致行走马达运转，造成伤人或损害设备的情况发生，本发明电控系统还包括安全防护开关19，所述安全防护开关19串联在电源和行走开关22、行走高速开关23之间，其控制端连接泥浆开关20，当泥浆开关20接通时，安全防护开关19得电工作，其常闭触点191断开，此时即使闭合行走开关22和行走高速开关23，行走系统也没有电。

优选的，为操作方便，所述泥浆开关20和合流开关21为一个多档多路的一体开关，行走开关22和行走高速开关23为一个多档多路的一体开关，避免分别使用独立开关操作麻烦的问题。

进一步，为保护第一卸荷阀5，所述第一卸荷阀5内置溢流阀，且其溢流压力设置为21MP，既能满足系统要求，又能起到有效保护作用。

进一步，为保护第二液压泵2及其控制油路液压系统，所述行走高速电磁阀3内置溢流阀，且其溢流压力设置为3MP，既能满足系统要求，又能有效保护第二液压泵2及其控制油路液压系统。

进一步，为保护第三液压泵3，液压系统还设置溢流阀24，溢流阀24进油口连接第三液压泵3的喷油口，出油口通过散热器15及滤油器17连接到液压油箱18的回油口，其溢流压力为21MP，既能满足系统要求，又能起到有效保护作用。

进一步，为保护左行走手柄11及右行走手柄12，在其内部设置溢流阀，且其溢流压力设置为21MP，既能满足系统要求，又能起到有效保护作用。

Claims (9)

1.一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，包括液压系统和电控系统；

液压系统包括第一液压泵（1）、液压油箱（18）、行走电磁阀（4）、泥浆电磁阀（6）、第一卸荷阀 (5)、行走合流电磁阀（8）、左行走手柄（13）、右行走手柄（14）、散热器（15）、滤油器（17）和第二卸荷阀（10）；

所述第一液压泵（1）通过连接盘固定在发动机的主取力口上，第一液压泵（1）吸油口通过液压管路连接液压油箱（18），喷油口分别连接第一卸荷阀（5）的P口、行走电磁阀（4）及泥浆阀（6）的P1口，第一卸荷阀（5）的T口通过散热器(15)及滤油器（17）连接到液压油箱（18）的回油口，行走电磁阀（4）及泥浆阀（6）的B2口通过液压管路连接泥浆马达（7）的进油口，泥浆马达（7）的回油口通过散热器(15)及滤油器（17）连接到液压油箱（18）的回油口，泥浆马达（7）的壳腔泄漏口、左行走马达（11）的T1口及右行走马达（12）的T1口通过液压管路连接到液压油箱（18）的回油口，行走电磁阀（4）及泥浆阀（6）的A2口连接左行走手柄（13）及右行走手柄（14）的P口, 左行走手柄（13）的A1口、B1口分别连接左行走马达（11）的A1口、B1口，右行走手柄（14）的A2口、B2口分别连接右行走马达（12）的A2口、B2口；

电控系统包括泥浆开关（20）和行走开关（22）；

泥浆开关（20）控制第一卸荷阀（5）和泥浆电磁阀（6），行走开关（22）控制行走电磁阀（4）、第一卸荷阀（5）、行走合流电磁阀（8）和第二卸荷阀（10）；

其特征在于：

液压系统还包括第二液压泵（2）、行走高速电磁阀（3）、第三液压泵（16）、泥浆合流电磁阀（9）；

第三液压泵（16）通过法兰固定在发动机的副取力口上，第二液压泵（2）通过法兰固定在第三液压泵（16）的后端，第二液压泵（2）和第三液压泵（16）的吸油口连接液压油箱（18），第二液压泵（2）的喷油口通过液压管路连接行走高速电磁阀（3）P口，行走高速电磁阀（3）的T口通过散热器（15）及滤油器（17）连接液压油箱（18）回油口，行走高速电磁阀（3）的C口通过液压管路分别连接左行走马达（11）及右行走马达（12）的Ps口；第三液压泵（16）的喷油口通过液压管路连接第二卸荷阀（10）、行走合流电磁阀（8）、泥浆合流电磁阀（9）的P2口，通过溢流阀（24）、散热器（15）及滤油器（17）连接到液压油箱（18）的回油口；

电控系统还包括泥浆合流开关（21）和行走高速开关（23）；

泥浆合流开关（21）控制泥浆合流电磁阀（9）和第二卸荷阀 (10)，行走高速开关（23）控制行走高速电磁阀（3）。

2.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：电控系统还包括安全防护开关（19），所述安全防护开关（19）串联在电源和行走开关（22）、行走高速开关（23）之间，其控制端连接泥浆开关（20）。

3.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述泥浆开关（20）和合流开关（21）为一个多档多路的一体开关，行走开关（22）和行走高速开关（23）为一个多档多路的一体开关。

4.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述第一卸荷阀（5）内置溢流阀，其溢流压力为21MP。

5.根据权利要求2所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述泥浆开关（20）和合流开关（21）为一个多档多路的一体开关，行走开关（22）和行走高速开关（23）为一个多档多路的一体开关。

6.根据权利要求2或3或5所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述第一卸荷阀（5）内置溢流阀，其溢流压力为21MP。

7.根据权利要求2或3所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述行走高速电磁阀（3）内置溢流阀，且其溢流压力设置为3MP。

8.根据权利要求2或3所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：液压系统还包括溢流阀（24），溢流阀（24）进油口连接第三液压泵（3）的喷油口，出油口通过散热器（15）及滤油器（17）连接到液压油箱(18)的回油口，其溢流压力为21MP。

9.根据权利要求2或3所述的一种水平定向钻机泥浆及行走系统的速度控制装置，其特征在于：所述左行走手柄（11）和右行走手柄（12）内部皆设置溢流阀，且其溢流压力设置为21MP。