CN104632729A - 一种旋挖钻机主卷扬液压系统 - Google Patents

一种旋挖钻机主卷扬液压系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机主卷扬液压系统，包括主换向阀、梭阀、浮动阀、三个单向阀、油箱、主卷扬马达、制动油缸、控制器、二个二位二通阀、相背连接的两个液压泵、溢流阀、蓄能器，梭阀和浮动阀连接在主卷扬马达的进出油路，梭阀的另一个油口通过第一二位二通阀连接变量泵；第二二位二通阀和单向阀并联在蓄能器与液压泵之间本发明能够将钻杆钻斗下放时释放的重力势能转化为液压能贮存起来，紧接着当钻杆钻斗提升时再将液压能通过回路释放到主油路，实现了能量的回收利用；本发明取消了现有技术的平衡阀，避免了下放工况时平衡阀上的能量消耗，降低了液压系统的热负荷，提高了液压元件、机械零件的使用寿命。

Description

一种旋挖钻机主卷扬液压系统
技术领域
本发明涉及一种旋挖钻机，具体涉及一种旋挖钻机主卷扬液压系统。
背景技术
目前，钻斗钻杆的下放不仅仅只靠钻斗钻杆本身的自重，而且还需要发动机输出一定的功率，才能保证钻杆钻斗的正常下放。主卷扬下放的过程中，发动机仍然需要有25％～30％的负荷率。因为在主卷扬液压系统中，由于平衡阀的存在，导致了如果仅仅依靠钻杆钻斗自重下放，下放的速度会非常的慢，影响作业效率，无法满足实际作业的需求。主卷扬下放过程发动机的平均油耗占整个循环过程的平均油耗8％～12％，能耗高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种旋挖钻机主卷扬液压系统，取消了现有技术里的平衡阀，改用蓄能器代替，降低了液压系统发热，提高了元件寿命，并且能回收钻杆钻斗下放的重力势能，将这部分能量返还到提升工况，节约了能量。
为了达到上述目的，本发明包括接入主泵P口和主泵S口的主换向阀，主换向阀的两个输出端连接主卷扬马达的两端，主卷扬马达并联有浮动阀、梭阀和合流阀，合流阀的输入端连接梭阀的输出端和一个输入端以及浮动阀的输入端和第二单向阀的输出端，合流阀的输出端连接梭阀的另一个输入端、浮动阀的输出端和第一单向阀的输出端，第一单向阀和第二单向阀的输入端均连接第一油箱，主卷扬马达上还连接有负载和制动油缸；
所述合流阀的输入端还连接有第一二位二通阀的输出端，第一二位二通阀的输入端通过第一变量泵和第二变量泵连接第三单向阀的输出端和第二二位二通阀的输出端，第一变量泵和第二变量泵同轴连接，第一变量泵和第二变量泵间连接有第二油箱，第二二位二通阀的输入端连接第三单向阀的输入端和储能器；
所述主换向阀、合流阀、浮动阀、主卷扬马达、第一二位二通阀、第一变量泵、第二变量泵和第二二位二通阀均连接有控制器。
所述第二变量泵连接溢流阀的输入端，溢流阀的输出端连接第三油箱。
所述制动油缸连接先导泵P口和先导泵S口。
与现有技术相比，本发明能够将钻杆钻斗下放时释放的重力势能转化为液压能贮存起来，紧接着当钻杆钻斗提升时再将液压能通过回路释放到主油路，实现了能量的回收利用；本发明取消了现有技术的平衡阀，避免了下放工况时平衡阀上的能量消耗，降低了液压系统的热负荷，提高了液压元件、机械零件的使用寿命。该装置结构简单，使用、操作、安装、维修方便；本发明采用液压阀和双向变量泵来改变液压油的压力、流量和流动方向，易于控制钻杆钻斗下放或提升的速度，且工作安全性好易于实现过载保护。
进一步的，本发明具有溢流阀和第三油箱能够收集溢流出的油。
附图说明
图1为本发明的液压系统原理图；
其中，1—主换向阀；2—合流阀；3—梭阀；4—浮动阀；5-1—第一单向阀；5-2—第二单向阀；6-1—第一油箱；6-2—第二油箱；6-3—第三油箱；7—主卷扬马达；8—负载；9—制动油缸；10—控制器；11—第一二位二通阀；12—第一变量泵；13—第二变量泵；14—溢流阀；15—第三单向阀；16—第二二位二通阀；17—蓄能器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明包括接入主泵P口和主泵S口的主换向阀1，主换向阀1的两个输出端连接主卷扬马达7的两端，主卷扬马达7并联有浮动阀4、梭阀3和合流阀2，合流阀2的输入端连接梭阀3的输出端和一个输入端以及浮动阀4的输入端和第二单向阀5-2的输出端，合流阀2的输出端连接梭阀3的另一个输入端、浮动阀4的输出端和第一单向阀5-1的输出端，第一单向阀5-1和第二单向阀5-2的输入端均连接第一油箱6-1，主卷扬马达7上还连接有负载8和制动油缸9，制动油缸9连接先导泵P口和先导泵S口；
合流阀2的输入端还连接有第一二位二通阀11的输出端，第一二位二通阀11的输入端通过第一变量泵12和第二变量泵13连接第二变量泵13连接溢流阀14的输入端、第三单向阀15的输出端和第二二位二通阀16的输出端，第一变量泵12和第二变量泵13同轴连接，第一变量泵12和第二变量泵13间连接有第二油箱6-2，溢流阀14的输出端连接第三油箱6-3，第二二位二通阀16的输入端连接第三单向阀15的输入端和储能器17；
主换向阀1、合流阀2、浮动阀4、主卷扬马达7、第一二位二通阀11、第一变量泵12、第二变量泵13和第二二位二通阀16均连接有控制器10。
本发明的工作过程如下：
假设提升工况时马达转向为正向，蓄能器在提升工况时释放能量，控制器10通过电气系统使合流阀2、第一二位二通阀11的电磁铁得电，主换向阀1、第二二位二通阀16不得电，主换向阀1工作在左位，合流阀2工作在上位，第一二位二通阀11工作在上位，第二二位二通阀16工作在下位，蓄能器17释放能量，蓄能器17中的油液驱动第二变量泵13工作在马达工况，第二变量泵13和第一变量泵12同轴相连，第一变量泵12工作在泵工况，经过第一二位二通阀11、合流阀2给主油路供油，和主泵合流，驱动主卷扬马达7，加快提升速度，减低发动机的负荷。钻杆钻具提升工况时，油路流经路径：蓄能器17→单向阀15→第二变量泵13工作在马达工况→第一变量泵12工作在泵工况→第一二位二通阀11的上位→合流阀2的上位，主泵油路经过主换向阀1的左位在A点和蓄能器油液合流，共同驱动主卷扬马达7。
钻杆钻具下落工况时，控制器10控制主换向阀1电磁铁得电，主换向阀1工作在右位，主卷扬马达7反转，带动钻杆钻具下落，下落过程中，钻杆钻具的惯性会拖着主卷扬马达7加速转动，主泵供油速度跟不上，主卷扬马达7工作在泵的工况下，油箱6通过第一单向阀5-1和第二单向阀5-2给其补油，右侧进油，左侧出油。控制器10控制合流阀2不得电，合流阀2工作在下位，第一二位二通换向阀11和第二二位二通阀16得电，工作在上位，蓄能器17充能的油液流经路径如下：油箱6→第一单向阀5-1和第一单向阀5-2→主卷扬马达7右侧→主卷扬马达7左侧→梭阀3→第一二位二通阀11上位→第一变量泵12工作在马达工况→第二变量泵13工作在泵工况→第二二位二通阀16上位→蓄能器17。主卷扬下放时给蓄能器充能，将重力势能转化为液压能贮存在蓄能器中，提升时，蓄能器释放这部分能量，实现了能量的再利用。
钻杆钻具钻进时，主卷扬马达7必须浮动，本发明浮动功能的实现是：控制器10控制浮动阀3不得电，阀工作在上位，主卷扬马达7左侧、右侧直接相连，马达浮动。

Claims (3)

1.一种旋挖钻机主卷扬液压系统，其特征在于：包括接入主泵P口和主泵S口的主换向阀(1)，主换向阀(1)的两个输出端连接主卷扬马达(7)的两端，主卷扬马达(7)并联有浮动阀(4)、梭阀(3)和合流阀(2)，合流阀(2)的输入端连接梭阀(3)的输出端和一个输入端以及浮动阀(4)的输入端和第二单向阀(5-2)的输出端，合流阀(2)的输出端连接梭阀(3)的另一个输入端、浮动阀(4)的输出端和第一单向阀(5-1)的输出端，第一单向阀(5-1)和第二单向阀(5-2)的输入端均连接第一油箱(6-1)，主卷扬马达(7)上还连接有负载(8)和制动油缸(9)；
所述合流阀(2)的输入端还连接有第一二位二通阀(11)的输出端，第一二位二通阀(11)的输入端通过第一变量泵(12)和第二变量泵(13)连接第三单向阀(15)的输出端和第二二位二通阀(16)的输出端，第一变量泵(12)和第二变量泵(13)同轴连接，第一变量泵(12)和第二变量泵(13)间连接有第二油箱(6-2)，第二二位二通阀(16)的输入端连接第三单向阀(15)的输入端和储能器(17)；
所述主换向阀(1)、合流阀(2)、浮动阀(4)、主卷扬马达(7)、第一二位二通阀(11)、第一变量泵(12)、第二变量泵(13)和第二二位二通阀(16)均连接有控制器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机主卷扬液压系统，其特征在于：所述第二变量泵(13)连接溢流阀(14)的输入端，溢流阀(14)的输出端连接第三油箱(6-3)。
3.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机主卷扬液压系统，其特征在于：所述制动油缸(9)连接先导泵P口和先导泵S口。
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