CN104913113A - 软管释放装置、岩钻单元及管理软管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软管释放装置、岩钻单元和管理软管的方法，其允许由在高压力(P2)下扩展导致的压力介质软管(15)的长度改变。本发明还涉及管理软管且执行使软管偏转使得在系统中保存额外的长度的方法。

Description

软管释放装置、岩钻单元及管理软管的方法

技术领域

本发明涉及用于支撑一个或多个压力介质软管的软管释放装置。

本发明还涉及软管设备、岩钻单元及管理压力介质软管的方法。

本发明的领域在独立权利要求的前序部分中更具体地限定。

背景技术

在矿山和其它工作地点，岩钻单元用于向岩石表面和土壤中钻出钻孔。岩钻单元包括进给梁和可移动地布置在进给梁上的岩钻机。岩钻机包括液压致动器诸如旋转装置和冲击装置。液压动力借助于液压软管输送到液压致动器，液压软管借助于导辊或相应的支撑装置来支撑。然而，已经注意到，当前的支撑机构是不足的且具有某些缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖且改进的软管释放装置。另一目的是提供新颖且改进的设备、岩钻单元和方法，其将软管的释放考虑进去。

根据本发明的软管释放装置的特征在于，所述软管释放装置包括：至少一个支撑表面，该至少一个支撑表面用于支撑至少一个压力介质软管，且所述至少一个支撑表面具有初始位置和允许远离初始位置移动的移动范围；至少一个力构件，该至少一个力构件产生用于将支撑表面维持在初始位置的支撑力；并且其中，当力从至少一个压力介质软管指向支撑表面时，支撑表面被允许移动远离初始位置；并且软管释放装置是保护装置，其专用于当受到支撑的压力介质软管的长度由于压力介质软管的外径的扩展而缩短时允许长度补偿，压力介质软管的外径的扩展由在软管内存在的高压力导致。

根据本发明的软管设备的特征在于，所述设备包括布置在第一紧固点和第二紧固点之间的至少一个压力介质软管；软管被围绕至少一个导辊引导；至少一个根据权利要求1至6所述的软管释放装置设置在第一紧固点和导辊之间；并且软管释放装置在初始位置中使软管在横向方向上从第一紧固点和导辊之间的最短线偏转。

根据本发明的凿岩单元的特征在于，至少一个根据权利要求1至6所述的软管释放装置设置在软管夹具中的至少一个软管夹具和导辊之间；并且软管释放装置在初始位置中使液压软管在横向方向上从软管夹具和所述导辊之间的最短线偏转。

根据本发明的方法的其特征在于，实施至少一个软管释放装置；借助于至少一个软管释放装置使至少一个压力介质软管从支撑物体之间的最短直线偏转；以及当软管被加压且其长度由于加压而减小时，允许软管朝向所述直线移动。

所公开的解决方案的思想是，一个或多个软管释放装置布置用以支撑压力介质系统的一个或多个软管。软管释放装置包括用于支撑压力介质软管的至少一个支撑表面。支撑表面具有初始位置，且支撑表面可以在力从软管指向支撑表面时移动远离初始位置。软管释放装置还包括用于产生将支撑表面维持在初始位置的支撑力的一个或多个力构件。此外，软管释放装置是保护装置，其专用于当受支撑的压力介质软管的长度由于压力介质软管的外径的扩展而缩短时允许长度补偿，压力介质软管的外径的扩展由在软管内存在的高压力导致。

所公开的解决方案的优势是，软管释放装置可以用作压力介质系统中的防护部件。当大的张紧力指向软管时，则软管释放装置可以通过移动支撑表面来减少张紧力。由于该释放效果，对支撑的软管的破坏可以被防止。此外，可以避免指向压力介质系统的其它部件和软管的导向元件的大量负载。

根据实施例，软管释放装置在压力介质系统中用于支撑一个或多个工作压力软管。工作压力软管用于将需要的工作能量和力传递到压力介质致动器。在工作压力下，软管可以存在高压力。

根据实施例，软管释放装置在液压系统中用于支撑一个或多个液压软管。本专利申请中公开的解决方案在液压系统中特别有利，这是因为在液压软管中存在较大的压力和扩展。然而，在某些情形中，在气动系统中也出现所公开的解决方案的需要。

根据实施例，所述至少一个力构件是弹簧。机械弹簧是简单的、耐用的且便宜的部件。

根据实施例，所述至少一个力构件是片簧。

根据实施例，所述至少一个力构件是螺旋弹簧。

根据实施例，所述至少一个力构件是弹性元件，其例如可以由橡胶或弹塑性材料制成。一种用于弹性元件的可能材料是聚氨酯。

根据实施例，所述至少一个力构件是弹性带或线，其可以布置用以在释放装置的初始位置中对一个或多个软管产生拉力，以便使软管从其自然线偏转。

根据实施例，所述至少一个力构件是致动器，诸如气动缸或风箱。该致动器可以用作被动弹簧元件，或者可替代地，可以通过控制压力介质的馈送和排出来控制该致动器。

根据实施例，力构件的支撑力指向相对于被支撑的软管的纵向轴线的横向方向。因此，当软管经受高张力负载时，软管释放装置允许软管在横向方向上移动。释放装置的支撑表面或元件可以在横向方向上移动且可以随后产生横向释放效果。受到支撑的一个或多个软管可以借助于在初始位置中的软管释放装置来偏转，且释放装置允许软管在张紧时被拉直。

根据实施例，软管释放装置被构造用以借助于软管释放装置使一个或多个软管从导辊或相应的支撑表面或物体之间的最短直线偏转。当软管被加压且其长度由于加压而减小时，释放装置将执行释放功能且允许软管朝向该最短直线移动。释放装置可以保存软管长度且可以在需要时将其释放。

根据实施例，力构件的支撑力指向被支撑的软管的纵向方向。于是，软管释放装置允许软管在纵向方向上移动。该移动作为纵向释放效果。释放装置可以一体形成到软管联接件的结构。可替代地，释放装置可以是布置在两个软管部分之间的分离的部件，且可以包括两个或更多个嵌套部分，该两个或更多个嵌套部分可以相对于彼此在纵向方向上滑动。在另外的实施例中，释放装置可以包括联接盒，液压软管在联接盒中连接起来，且所述联接盒可以纵向滑动并因此可以导致期望的释放效果。

根据实施例，软管释放装置被设计用以影响仅一个单个软管。因此，软管释放装置包括用于支撑一个软管的一个支撑表面。

根据实施例，软管释放装置被设计用以影响若干个软管。因而，软管释放装置包括用于支撑软管的若干个支撑表面。

根据实施例，软管释放装置包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂。臂的远端部设有用于将软管连接到臂的一个或多个连接元件。臂的远端部用作软管的支撑表面。纵向臂用作片簧，且被布置成当力指向其时相对于本体弯曲。臂的弯曲产生释放效果。由于一个或多个纵向臂的弯曲，软管释放装置的结构可以是简单的且不需要具有枢轴联接件的分离的零件。因为纵向臂用作片簧，所以该结构可以没有任何分离的力构件。

根据实施例，软管释放装置包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂。臂的纵向轴线处于相对于本体的初始角度位置。当力从软管指向臂时，臂弯曲，且结果是初始角度减小。因为臂处于初始角度位置，因此臂可以使软管从其自然路线偏转，由此该结构保存软管长度且当需要时将其释放。处于初始角度位置的臂还用作产生用于抵抗弯曲和将臂的支撑表面维持在初始位置的支撑力的力构件。

根据实施例，软管释放装置包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂。此外，软管释放装置具有板状构造。板状结构容易制造、简单、耐用且便宜。

根据实施例，软管释放装置是包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂的板状物体。本体和一个或多个臂是一个整体单元。软管释放装置可由单个板元件形成，由此该结构是非常简单的。

根据实施例，软管释放装置是包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂的板状物体。臂的支撑力借助于臂的横截面尺寸以及本体和连接元件之间的距离来限定。因此，臂的支撑性能可以通过选择板材料的厚度和强度以及臂的长度来影响。所公开的板状软管释放装置可以借助于切割和弯曲技术来形成，由此制造是成本有效的且允许结构容易修改。软管释放装置的预型件可以被火焰切割、等离子体切割或激光切割，且该预型件可以在压制机器中弯曲成期望的角度。

根据实施例，软管释放装置是包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂的板状物体。软管释放装置包括若干个平行的臂。相邻的臂可以是类似的。可替代地，相邻的臂例如可以具有不同的长度、宽度和弯曲角度，由此它们可以具有不同的释放能力。因为释放装置具有板状结构，因此在逐个情形的基础上修改臂是相对简单的。

根据实施例，软管释放装置是包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂的板状物体。在臂的远端部处是用作连接元件的柔性带。柔性带可以布置在软管周围，用于将软管系到臂。在其最简单的形式下，柔性带可以是塑料缆绳匝。可替代地，可以使用设有锁紧机构的任何其它系带。该实施例提供容易的且便宜的、但仍可靠的用于将软管连接到释放装置的解决方案。

根据实施例，软管释放装置是包括本体和从该本体突出的一个或多个纵向臂的板状物体。用于使臂与软管保持对准的引导元件在臂的远端部处。

根据实施例，软管释放装置与软管夹紧装置相连地布置。软管夹紧装置设计用以将一个或多个软管紧固到物体。该实施例简化了结构，这是因为相同的紧固元件可以用于软管释放装置和夹紧装置。

根据实施例，软管释放装置包括一个或多个辊，该一个或多个辊包括外周。辊的外周用作释放装置中的支撑表面。至少一个力构件布置用以将辊保持在初始位置，且辊被允许在受到从软管指向支撑力的力时朝第二位置移动。

根据实施例，软管释放装置包括一个或多个辊。辊的外周可以作为软管的支撑表面。辊的结构可以包括由弹性材料制成的至少一个部分，其在大于支撑力的力指向辊时压缩。辊的外周可以由弹性材料制成。可替代地，辊被支撑到轮轴，且辊包括环形的外部和内部。内部可以是弹性材料，由此其可以向释放装置提供期望的释放效果。

根据实施例，软管释放装置包括至少一个管状元件，软管穿过所述至少一个管状元件布置。管状元件是柔性材料，且具有弯曲的初始形式。弯曲的管状元件布置成当张力被形成于软管时被拉直。管状元件和支撑的软管的拉直执行期望的释放效果。管状元件可以由塑性材料、橡胶制成，或者其也可以是金属材料。

根据实施例，软管释放装置包括允许在软管的纵向方向上线性移动的滑动机构。

上述公开的实施例能够结合起来以形成设有所公开的必要特征的期望的解决方案。

附图说明

在附图中更详细地描述某些实施例，其中：

图1是设有钻孔单元的岩钻台车的侧视图，

图2a是当受到低压力时的压力介质软管的截面图，且图2b示出了当高压力作用在软管内时的软管，

图3a是设有软管释放装置的岩钻单元的示意性顶视图，该软管释放装置处于初始位置，且在图3b中相同的释放装置处于释放位置，

图4是设有若干个臂的软管释放装置的示意图，

图5是示出了软管释放装置的可弯曲臂的操作的示意图，

图6是示出了若干个可行的软管释放机构的原理的示意图，

图7a是设有若干个辊的辊组件的示意图，

图7b是辊组件的弹簧支撑辊的示意图，

图7c和7d是软管释放装置的辊的示意图，其中所述辊设有由弹性材料制成的环形节段，

图8a和8b是管状软管释放装置的示意图，软管穿过所述管状软管释放装置布置，

图9是软管连接元件诸如联接盒的示意图，该联接盒可以在软管的纵向方向上滑动，并且

图10是布置在两个软管部分之间且设有两个嵌套部分的分离的联接部件的示意图，该两个嵌套部分可以相对于彼此在纵向方向上滑动并导致期望的释放效果。

为了清楚起见，附图以简单方式示出了公开的解决方案的某些实施例。在附图中，相同的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式

图1示出了岩钻台车1，其包括岩钻单元2，岩钻单元2可借助于吊臂3连接到可移动载体4。岩钻单元2可包括进给梁5和支撑在进给梁5上的岩钻机6。岩钻机6可以借助于进给装置7在进给梁5上移动。岩钻机6包括在岩钻机6的前端处的柄部8，用于连接工具9。工具9可包括一个或多个钻杆10和位于工具9的远端处的钻头11。岩钻机6还包括用于使柄部8和连接到柄部8的工具9旋转的旋转装置。当凿岩是基于工具的旋转R和进给时，则该钻凿称为旋转钻凿。然而，岩钻机6还可包括用于向工具9产生冲击脉冲的冲击装置或撞击装置。在钻凿部位处，利用岩钻单元2钻凿出一个或多个钻孔12。

岩钻机6可包括一个或多个液压致动器。冲击装置和旋转装置可以是液压致动器。可以在液压泵送单元13中产生液压动力，液压泵送单元13可以位于载体4上。液压动力可以借助于一个或多个液压软管15传输到岩钻机6。因为岩钻机6在钻凿方向和相反方向上在进给梁5上移动，所以软管14需要借助于软管支撑系统16支撑到进给梁5，这允许岩钻机6移动。软管支撑系统16可以包括连接到进给梁5的第一软管夹具17和与岩钻机6相连地布置的第二软管夹具18。第二软管夹具18可以直接地布置到岩钻机6，或者其可以布置到托架(cradle)19或在岩钻机6和进给梁5之间的任何其它安装基座或框架。软管支撑系统16还可包括一个或多个导辊20，所述一个或多个导辊20布置成相对于进给梁5可移动。导辊20可位于进给梁5的远端处且可以包括滑动件21或相应的机构，以允许导辊20响应于岩钻机6的进给移动而在进给梁5的纵向方向上移动。岩钻单元2可以设有在上面公开且在图3a至10中示出的一个或多个软管释放装置。软管释放装置可以例如位于第一软管夹具17和导辊20之间、在导辊20和第二软管夹具18之间、与导辊20相连或与软管夹具17和18中的任一个相连。

图2a公开了液压软管15，低液压压力P1作用于该液压软管15内。液压软管15的外径D1处于初始尺寸。当液压软管15被以高液压压力P2加压时，外尺寸D2如图2b所示扩展。当借助于软管支撑系统支撑软管15时，液压软管15的变化的外尺寸可以导致软管15的长度改变。在本申请中公开的软管释放装置提供针对液压软管15所面对的长度改变问题的解决方案。

图3a和3b示出了软管释放装置22的原理。在图3a中，软管释放装置22处于初始位置，其中装置的支撑表面使液压软管15在导辊20和第二软管夹具18之间偏转，使得软管的额外长度被积聚在导辊20和第二软管夹具18之间。在图3b中，软管15被加压且软管15扩展，导致长度缩短。然后，软管释放装置22弯曲远离初始位置且偏转特征减小或完全移除，从而导致软管15的释放效果。之后，软管朝向处在导辊20和第二软管夹具18之间的最短直线移动。在图3a和3b中，软管释放装置22作用在相对于液压软管15的纵向轴线的横向方向上。软管释放装置15的结构可以与下面描述的图4和图5一致。

图3a公开了软管释放装置22e的替代位置。软管释放装置22e可以与第一软管夹具17相连地布置，且其以与装置22类似的方式操作。

图4公开了软管释放装置22，其包括本体23和从本体部分突出的若干个伸长臂24。在图4中，有五个臂24，但是臂的数量例如可以是1到6。在臂24的远端部分处可以是凹口(notch)25或允许在图5中示出的安装连接元件26的其它紧固部分。液压软管15可以借助于连接元件26连接到臂24。如图5中能够看到的，释放装置22的结构可以是板状的。图5还公开了臂24可以弯曲至相对于本体23的初始角度位置。臂的弯曲线27在图4和图5中示出。当软管15被以高压力加压时，臂24可以远离初始位置弯曲B。图4还公开了允许借助于例如紧固螺栓将释放装置22紧固的紧固孔28。紧固孔28可以设计成使得可以使用与软管夹具相同的紧固螺栓将释放装置22紧固。

图6是示出了在本申请中公开的某些软管释放机构的基本原理的简化表示。释放装置22a可以产生在软管15的纵向方向上的释放效果。释放装置22b可以与导辊组件相连地布置且也可以产生纵向释放效果。释放装置22c对软管15导致偏转且因此在横向方向上影响软管15。一个单一释放装置或者可替代地两个或更多个释放装置的结合可以被实施。

图7a公开了设有若干个辊20的辊组件29，该若干个辊20可由图7b中示出的弹簧元件30支撑。该辊组件则可以作为图6中示出的释放装置22b。

图7c和7d公开了软管释放装置22b的辊20，其中辊20设有由弹性材料制成的环形节段31。由弹性材料制成的节段31可以压缩并因此对借助于辊20支撑的软管导致期望的释放效果。

图8a和8b公开了可以作为软管释放装置22的管状元件32。软管15可以穿过管状元件32布置，管状元件32可以由柔性材料制成。在图8a中，管状元件32处于初始弯曲位置，而在图8b中，管状元件32的形状已经由于作用在软管15中的张力而被拉直。

图9公开了软管连接元件诸如联接盒33，该联接盒33可以布置在滑动件34上且可以在软管15的纵向方向上移动。所公开的软管释放装置22借助于弹簧元件30保持在初始位置。可移动的联接盒33可以位于两个软管部分35和15之间。

图10公开了布置在两个软管部分35和15之间的分离的联接部件36。该部件36设有两个嵌套部分37和38，该两个嵌套部分37和38可以相对于彼此在纵向方向上滑动并导致期望的释放效果。部件36借助于弹簧元件30保持在初始位置。

在图9和图10中，软管支撑系统16可以是根据图1、3a和3b示出的解决方案，且因此可以包括所公开的导辊20和软管夹具18。

如在图3a、3b、6、9和10中能够看到的，软管15在三个支撑点处，即，在软管的端部处和端部之间被支撑。在端部处的支撑点可包括第一软管夹具17和第二软管夹具18，并且导辊20可以位于软管夹具之间。因为三个支撑点，所以软管15的变化的外尺寸导致软管的长度改变。

附图和相关说明仅旨在示意本发明的思想。在其细节中，本发明可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (10)

1.一种用于压力介质系统的软管释放装置，其特征在于，

所述软管释放装置(22)包括：

至少一个支撑表面，所述至少一个支撑表面用于支撑至少一个压力介质软管(15)，并且所述至少一个支撑表面具有初始位置和允许远离所述初始位置移动的移动范围；

至少一个力构件，所述至少一个力构件产生用于将所述支撑表面维持在所述初始位置的支撑力；

并且其中，当力从所述至少一个压力介质软管(15)指向所述支撑表面时，所述支撑表面被允许移动远离所述初始位置；

并且所述软管释放装置(22)是保护装置，其专用于当受到支撑的所述压力介质软管(15)的长度由于所述压力介质软管(15)的外径(D2)的扩展而缩短时允许长度补偿，所述压力介质软管(15)的外径(D2)的扩展由在所述软管(15)内存在的高压力(P2)导致。

2.根据权利要求1所述的软管释放装置，其特征在于，

所述至少一个力构件是弹簧(30)。

3.根据前述权利要求1或2中的任一项所述的软管释放装置，其特征在于，

所述力构件的支撑力指向相对于被支撑的所述压力介质软管(15)的纵向轴线的横向方向，由此所述软管释放装置(22)允许所述软管(15)在所述横向方向上移动并产生横向释放效果。

4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的软管释放装置，其特征在于，所述软管释放装置(22)包括：

本体(23)；

至少一个纵向臂(24)，所述至少一个纵向臂(24)从所述本体(23)突出；

在所述臂(24)的远端部处的至少一个连接元件(26)，所述至少一个连接元件(26)用于将所述压力介质软管(15)连接到所述臂(24)，由此所述臂(24)的所述远端部用作支撑表面；

并且所述纵向臂(24)用作片簧；

并且所述臂(24)布置成相对于所述本体(23)弯曲(B)，所述弯曲(B)产生所述释放效果。

5.根据权利要求4所述的软管释放装置，其特征在于，

所述至少一个臂(24)的纵向轴线相对于所述本体(23)处于初始角度位置。

6.根据权利要求4或5所述的软管释放装置，其特征在于，

所述软管释放装置(22)具有板状构造。

7.一种软管设备，其特征在于，

所述设备包括布置在第一紧固点和第二紧固点之间的至少一个压力介质软管(15)；

所述软管(15)被围绕至少一个导辊(20)引导；

至少一个根据权利要求1至6所述的软管释放装置(22)设置在所述第一紧固点和所述导辊(20)之间；

并且所述软管释放装置(22)在所述初始位置中使所述软管(15)在横向方向上从所述第一紧固点和所述导辊(22)之间的最短线偏转。

8.一种岩钻单元，包括：

进给梁(5)；

岩钻机(6)，所述岩钻机(6)布置在所述进给梁(5)上；

进给装置(7)，所述进给装置(7)用于使所述岩钻机(6)相对于所述进给梁(5)移动；

至少一个液压软管(15)，所述至少一个液压软管(15)液力连接到所述岩钻机(6)；以及

软管支撑系统(16)，所述软管支撑系统(16)包括安装到所述进给梁(5)的第一软管夹具(17)、与所述岩钻机(6)相连地安装的第二软管夹具(18)以及至少一个导辊(20)，所述至少一个导辊(20)可移动地布置在所述进给梁(5)的端部处；

其特征在于，

至少一个根据权利要求1至6所述的软管释放装置(22)设置在所述软管夹具(17、18)中的至少一个软管夹具和所述导辊(20)之间；

并且所述软管释放装置(22)在所述初始位置中使所述液压软管(15)在横向方向上从所述软管夹具(17、18)和所述导辊(20)之间的最短线偏转。

9.根据权利要求8所述的岩钻台车，其特征在于，

所述岩钻机(6)包括液压冲击装置；并且借助于根据权利要求1至6所述的软管释放装置(22)支撑通向所述冲击装置的至少一个高压软管。

10.一种管理压力介质软管的方法，所述方法包括：

将至少一个压力介质软管(15)通向岩钻机(6)；以及

将所述至少一个软管(15)支撑在至少两个支撑物体之间；

其特征在于，

实施至少一个软管释放装置(22)；

借助于所述至少一个软管释放装置(22)使所述至少一个压力介质软管(15)从所述支撑物体之间的最短直线偏转；以及

当所述软管(15)被加压且所述软管(15)的长度由于加压而减小时，允许所述软管(15)朝向所述直线移动。