CN105351273A - 全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，包括第一顺序阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀和梭阀等部件。本控制阀组结构简单、可靠性高，能够有效提高成孔效率。

Description

全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体为一种全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组。

背景技术

全液压露天凿岩钻机是用于岩石开挖、石料开采等使用的钻孔工程设备。由于岩石的种类多样，地层情况复杂，导致在钻孔时钻头所受的旋转阻力可能会突然增大，受卡，如果凿岩系统不能及时处理突发的钻头受卡情况，将造成旋转马达超过所能承受范围，导致钻头连带钻杆、连接套等钻具受卡，使得用户承受较大的经济损失，，并严重影响成孔效率。

最初的潜孔冲击钻都采用气动旋转马达，扭矩小，不能有效破岩，钻速低，完全不具备防卡功能，现在已被淘汰。后来国内市场上发展的潜孔钻机和顶锤式凿岩钻机都已经改用大扭矩的液压马达来实施旋转功能。其中，有的防卡系统通过复杂的先导反馈系统实现，要么设计复杂，反应速度较慢，防卡效果不好，要么则由于响应上提速度过快，回位较慢，严重影响成孔效果。有的采用微电脑控制，虽然反应速度快，但是可靠性较差，在严苛的现场环境下，线路及部件容易出现问题，若不能及时维修更换，会对用户造成重大损失。

另外，在目前国内市场上，大多数防卡钎系统中防卡压力都设置较低，在旋转马达还未达到较大扭矩时就已经启动防卡钎系统，从而没有发挥旋转马达最大能力来克服孔内阻力，在一定程度上减慢了钻速，影响成孔效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其结构简单、可靠性高，能够有效提高成孔效率。

本发明所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，包括：第一顺序阀，其进油口与本控制阀组的旋转压力信号油口连通，当所述旋转压力信号油口的压力超过第一顺序阀的设定压力时，第一顺序阀换向使其进油口和出油口导通；第一液控换向阀，其进油口与本控制阀组的进给压力油口连通，其回油口与控制阀组的回油口连通，该第一液控换向阀的两工作油口分别与控制阀组的推进油口和上提油口连通；第二液控换向阀，其进油口与控制阀组的推进先导油口连通，其出油口与第一液控换向阀的一液控口连通，该第二液控换向阀的液控口与所述第一顺序阀的出油口连通；梭阀，其第一进油口与第一顺序阀的出油口连通，其第二进油口与该控制阀组的上提先导油口连通，所述梭阀的出油口与第一液控换向阀的另一液控口连通。

优选的，还包括推进压力控制阀和第一溢流阀，推进压力控制阀的进油口与控制阀组的推进油口相连，该推进压力控制阀的液控端与控制阀组的旋转压力信号油口连通，推进压力控制阀的出油口与第一溢流阀的进油口连通，当所述旋转压力信号油口的压力超过该推进压力控制阀的设定压力时，所述推进压力控制阀动作使其进出油口导通，当旋转压力信号油口压力低于选定比率负荷值时，油口关闭。

优选的，还包括第三换向阀和第二溢流阀，所述第三换向阀的进油口与控制阀组的推进油口相连，该第三换向阀的一出油口与第二溢流阀的进油口连通。

优选的，所述第三换向阀的另一出油口与第一溢流阀的进油口连通。

优选的，还包括逻辑阀，该逻辑阀的进油口与控制阀组的推进油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通，所述逻辑阀具有进出油口截止的工作位，该工作位的液控口通过一具有节流孔的先导油路与该逻辑阀进油口连通，该先导油路还与所述第三换向阀以及推进压力控制阀的进油口连通，所述逻辑阀还具有进出油口导通的工作位，该工作位的液控口通过另一具有节流孔的先导油路与该逻辑阀进油口连通。

优选的，还包括第三溢流阀，其进油口与控制阀组的进给压力油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通。

优选的，还包括第四液控换向阀和第四溢流阀，所述第四液控换向阀的进油口与控制阀组的冲击压力油口连通，其出油口与第四溢流阀的进油口连通，该第四液控换向阀的液控口与控制阀组的推进油口相连，所述第四溢流阀的出油口与控制阀组的回油口连通。

优选的，还包括第二顺序阀，其进油口与控制阀组的推进油口连通，其出油口与所述第四液控换向阀的液控口连通，当所述推进油口的压力超过第二顺序阀的设定压力时，第二顺序阀动作使其进油口和出油口导通。

优选的，还包括第五溢流阀，该第五溢流阀的进油口与控制阀组的冲击压力油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通。

优选的，还包括手动开关阀，所述旋转压力信号油口的压力油经该手动开关阀后流入控制阀组部件。

本发明在实现防卡钎自动控制的同时降低了冲击压力，保护了凿岩机和钎具，有效降低了用户使用成本。通过压力分级控制，在整体上提高了凿岩效率。当旋转压力达到第一级设定时，不会上提而是减弱推进压力和冲击压力，凿岩仍慢速进行，相对于现有的一达到防卡压力就马上上提的钻机而言，本发明具有更高的凿岩效率。并且本发明的第二级防卡压力高于市面上现有的一般钻机的设定防卡压力，因此系统能够比现有钻机克服更大的旋转负载，旋转能力更强，从而提高了凿岩效率。

附图说明

图1是本发明的液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其中所述手动开关阀1的进油口与控制阀组的旋转压力油口K连通，压力油由旋转压力油口K进入，进过该手动开关阀1后再流向所述第一顺序阀2和推进压力控制阀8。本发明的防卡功能可通过该手动开关阀1关闭。关闭后，旋转压力以系统设定的最大压力工作。

所述第一顺序阀2的进油口与手动开关阀1的出油口连通，其回油口与控制阀组的泄油口L连通，其出油口与所述梭阀3的第一进油口以及第二液控换向阀4的液控端连通。当所述旋转压力信号油口K的压力超过第一顺序阀2的设定压力时，先导压力油作用在其液控端，驱动第一顺序阀换向使其进油口和出油口导通。

所述梭阀3的第二进油口与该控制阀组的上提先导油口X2连通，所述梭阀的出油口与第一液控换向阀5的上提液控口连通。

所述第二液控换向阀4的进油口与控制阀组的推进先导油口X1连通，其回油口与控制阀组的回油口T连通，其出油口与第一液控换向阀5的推进液控口连通。

所述第一液控换向阀5的进油口与本控制阀组的进给压力油口P连通，其回油口与控制阀组的回油口T连通，该第一液控换向阀的两工作油口分别与控制阀组的推进油口A1和上提油口B1连通。压力油由所述控制阀组推进油口A1或上提油口B1引出，用于凿岩机的向下和向上动作。

所述第三溢流阀6的进油口与控制阀组的进给压力油口P连通，其出油口与控制阀组的回油口T连通。

所述逻辑阀7的进油口与控制阀组的推进油口A1连通，其出油口与控制阀组的回油口T连通。所述逻辑阀具有进出油口截止的左工作位，左工作位上设有回位弹簧，该左工作位的液控口通过具有节流孔的左位先导油路与该逻辑阀进油口连通，该左位先导油路还与所述第三电磁换向阀10以及推进压力控制阀8的进油口连通。所述逻辑阀7还具有进出油口导通的右工作位，该右工作位的液控口通过具有节流孔的右位先导油路与该逻辑阀进油口连通。本逻辑阀7是利用左位先导油路上的节流孔形成压差，使得该逻辑阀形成导通和截止的动态平衡，使得压力油通过该逻辑阀泄油和流入第三电磁换向阀与推进压力控制阀，从而稳定推进压力。

所述推进压力控制阀8的液控端与手动开关阀1的出油口连通，推进压力控制阀的出油口与第一溢流阀9的进油口连通。所述第一溢流阀9的出油口与控制阀组的泄油口L连通。当所述旋转压力信号油口的压力超过该推进压力控制阀8的设定压力时，所述推进压力控制阀动作使其进出油口导通。当旋转压力信号油压力低于选定比率负荷值时，油口关闭。

所述第三电磁换向阀10的第一出油口与第二溢流阀11的进油口连通，第二出油口与第一溢流阀9的进油口连通，此出油口也可以连接一远控溢流阀实现驾驶室等位置的远程控制。

所述第二溢流阀11的出油口与控制阀组的泄油口L连通。

其中，所述第一和第二溢流阀设定的压力不同。一般在正常钻孔时，所述第三电磁换向阀10不启动，第三电磁换向阀的进油口与第一出油口导通，经第二溢流阀11泄油，实现高推进压力。由于每一次接杆后钻孔的一瞬间孔底余渣使旋转阻力较大，故在开孔和每一次接杆后开始钻进时，所述第三电磁换向阀通电，其进油口与第二出油口导通，经第一溢流阀9泄压，实现低推进压力，从而降低旋转阻力，使得开孔顺利及接杆钻孔防卡。

所述第二顺序阀12的进油口与控制阀组的推进油口A1连通，其出油口与所述第四液控换向阀13的液控口连通，其回油口与控制阀组的泄油口L连通。当所述推进油口A1的压力超过第二顺序阀的设定压力时，先导压力油作用在其液控端，驱动第二顺序阀动作使其进油口和出油口导通。

所述第四液控换向阀13的进油口与控制阀组的冲击压力油口C连通，其出油口与第四溢流阀14的进油口连通。所述第四溢流阀的出油口与控制阀组的回油口T连通。

所述第五溢流阀15的进油口与控制阀组的冲击压力油口C连通，其出油口与控制阀组的回油口T连通。

上述控制阀组的工作原理为：

在正常凿岩时，压力油由进给压力油口P进入。此时，推进先导信号油由推进先导油口X1进入，经过第二液控换向阀4推动第一液控换向阀5换向，压力油由推进油口A1引出进入推进马达，从上提油口B1回油。推进油路压力油作用在逻辑阀7进油口，通过左位具有节流孔的先导油路引至第二溢流阀11，此时推进进给压力由第二溢流阀11调定，钻机以高推进压力钻进。另外，在正常凿岩时推进压力高于第二顺序阀12的设定压力，该第二顺序阀导通，压力油作用在第四液控换向阀13液控端上，使得第四液控换向阀换向，其进出油口截断。此时冲击压力由第五溢流阀15调定，实现冲击压力油口C高压力，凿岩机以高冲击压力钻进。

当钎具遇到一定程度的卡阻时，旋转压力信号油口K的正向回转压力超过推进压力控制阀8并小于第一顺序阀2的设定压力。旋转压力信号油作用在推进压力控制阀8的液控端，该推进压力控制阀8换向使其进出油口导通，此时逻辑阀7的先导端压力等于第一溢流阀9的设定压力（第一溢流阀的设定压力是低推进压力，第二溢流阀设定的是高推进压力）。由于该逻辑阀的结构原理，使得推进油口多余的压力油经逻辑阀泄走，从而维持逻辑阀先导端的压力。此时推进油路压力由第一溢流阀9调定，钻机以较低的推进压力钻进。由于推进推进压力降低，导致低于第二顺序阀12的设定压力，使得第二顺序阀的进出油口因回位截断，从而使得第四液控换向阀的进出油口导通，此时冲击压力油口进入的压力油引至第四溢流阀14，冲击压力由第四溢流阀14调定，钻机以低冲击压力钻进。故实现了低推进压力和低冲压力，从而降低旋转阻力，实现了防卡功能。若通过上述动作使得旋转压力降低至低于推进压力控制阀的设定的比例负荷值时，推进压力控制阀回位，其进出油口截断，恢复到高推进压力和高冲击压力的正常钻孔状态。

在凿岩时，当降低推进压力还不足以使旋转压力降低，旋转压力持续升高时（或者遇到特别卡的情况时，旋转压力突然升高），使得旋转压力信号油口的压力高于第一顺序阀2的设定压力，该第一顺序阀动作使其进出油口导通，由第一顺序阀引出的压力油一方面作用在第二换向阀4的液控端上，从而使第一液控换向阀5的推进液控端回油，由第一顺序阀2引出的压力油另一方面通过梭阀3进入第一液控换向阀5的上提液控端。此时先导操作虽然为推进状态，但第一液控换向阀5已经自动切换至上提，凿岩机在上提后，旋转压力得到降低，从而防止卡钎。当通过上提动作后旋转压力若下降至低于第一顺序阀2的设定压力，但仍高于推进压力控制阀的设定压力时，此时回复到推进凿岩状态，但仍以低推进压力和低冲击压力钻进。若旋转压力降低至低于推进压力控制阀的设定的比例负荷值时，系统则以高推进压力和高冲击压力的状态进行钻进。

Claims (10)

1.一种全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于，包括：

第一顺序阀，其进油口与本控制阀组的旋转压力信号油口连通，当所述旋转压力信号油口的压力超过第一顺序阀的设定压力时，第一顺序阀换向使其进油口和出油口导通；

第一液控换向阀，其进油口与本控制阀组的进给压力油口连通，其回油口与控制阀组的回油口连通，该第一液控换向阀的两工作油口分别与控制阀组的推进油口和上提油口连通；

第二液控换向阀，其进油口与控制阀组的推进先导油口连通，其出油口与第一液控换向阀的一液控口连通，该第二液控换向阀的液控口与所述第一顺序阀的出油口连通；

梭阀，其第一进油口与第一顺序阀的出油口连通，其第二进油口与该控制阀组的上提先导油口连通，所述梭阀的出油口与第一液控换向阀的另一液控口连通。

2.根据权利要求1所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括推进压力控制阀和第一溢流阀，

推进压力控制阀的进油口与控制阀组的推进油口相连，该推进压力控制阀的液控端与控制阀组的旋转压力信号油口连通，推进压力控制阀的出油口与第一溢流阀的进油口连通，

当所述旋转压力信号油口的压力超过该推进压力控制阀的设定压力时，所述推进压力控制阀动作使其进出油口导通，当旋转压力信号油口压力低于选定比率负荷值时，油口关闭。

3.根据权利要求1或2所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括第三换向阀和第二溢流阀，

所述第三换向阀的进油口与控制阀组的推进油口相连，该第三换向阀的一出油口与第二溢流阀的进油口连通。

4.根据权利要求3所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：所述第三换向阀的另一出油口与第一溢流阀的进油口连通。

5.根据权利要求3所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括逻辑阀，该逻辑阀的进油口与控制阀组的推进油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通，

所述逻辑阀具有进出油口截止的工作位，该工作位的液控口通过一具有节流孔的先导油路与该逻辑阀进油口连通，该先导油路还与所述第三换向阀以及推进压力控制阀的进油口连通，

所述逻辑阀还具有进出油口导通的工作位，该工作位的液控口通过另一具有节流孔的先导油路与该逻辑阀进油口连通。

6.根据权利要求1所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括第三溢流阀，其进油口与控制阀组的进给压力油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通。

7.根据权利要求1所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括第四液控换向阀和第四溢流阀，

所述第四液控换向阀的进油口与控制阀组的冲击压力油口连通，其出油口与第四溢流阀的进油口连通，该第四液控换向阀的液控口与控制阀组的推进油口相连，所述第四溢流阀的出油口与控制阀组的回油口连通。

8.根据权利要求7所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括第二顺序阀，其进油口与控制阀组的推进油口连通，其出油口与所述第四液控换向阀的液控口连通，当所述推进油口的压力超过第二顺序阀的设定压力时，第二顺序阀动作使其进油口和出油口导通。

9.根据权利要求1所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括第五溢流阀，该第五溢流阀的进油口与控制阀组的冲击压力油口连通，其出油口与控制阀组的回油口连通。

10.根据权利要求1所述的全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其特征在于：还包括手动开关阀，所述旋转压力信号油口的压力油经该手动开关阀后流入控制阀组部件。