CN106870495A - 一种半自动钻锚孔的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半自动钻锚孔的系统。一种具有液压缸和马达的半自动打锚杆的系统，包括旋转控制换向阀(1)，其具有连接泵(11)的第一入口，连接马达的第一出口，连接马达的第二入口和连接液压油箱的第二出口；进给控制换向阀(2)，其具有连接主油泵的第一入口，连接液压缸无杆腔的第一出口，连接液压缸有杆腔的第二入口和连接液压油箱的第二出口。旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)各有至少一个锁位口。旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口连通，以至于当旋转控制换向阀(1)被置于中位时，进给控制换向阀(2)也将被置于中位。
Description
技术领域
本发明涉及半自动钻锚孔的系统，尤其是，为矿山设备的锚杆机提供动力和控制的液压系统。
背景技术
在矿井下的作业时，安全准则要求每隔一个距离就在巷道的顶部安装支撑件。这一工作通常是由称为“顶锚钻机”(尽管被称为“顶锚钻机”，也能够在顶部的两侧打锚杆，例如安装肋板)的专用机械完成。典型的顶锚钻机能够在巷道的截面上成孔(钻孔)并在孔中安装顶板锚或“锚杆”。
图1示出了用于打锚杆的液压系统的示意图。在打锚杆开始之间，油从定容泵流出，经过一段较长的管路到达换向阀的P1口，并从P3口流向液压油箱。由于该段较长的管路在实际的机械布局中无法省去，导致较高的压力损失并产生许多热量。此外，该系统缺少液压泵安全装置。对于一套打锚杆的液压系统而言，机械式的掣子使用起来并不方便，当钻孔结束或在紧急情况时，操纵杆不能自动回复到中位或空挡。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种用于具有马达和液压缸的半自动打锚杆的系统，该系统包括旋转控制换向阀(1)，其具有连接泵(11)的第一入口，连接马达的第一出口，连接马达的第二入口和连接液压油箱的第二出口；进给控制换向阀(2)，其具有连接主油泵的第一入口，连接液压缸无杆腔的第一出口，连接液压缸有杆腔的第二入口和连接液压油箱的第二出口；旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)各有至少一个锁位口；以及旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口连通，以至于当旋转控制换向阀(1)被置于中位时，进给控制换向阀(2)也将被置于中位。
根据本发明的一个方面，系统还包括梭阀(5)，梭阀(5)具有连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的入口，梭阀(5)另一个入口连接旋转控制换向阀(1)的第二入口，梭阀(5)的出口连接第一液压的控制换向阀(3)的入口。
根据本发明的一个方面，系统还包括液压控制的单向阀(9)，单向阀(9)具有连接液压缸无杆腔的入口，通过限流阀(7)和第二液压控制的换向阀(6)连接旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口的出口，以及连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的控制口。
根据本发明的一个方面，系统还包括第二液压控制的换向阀(6)，其具有至少两个位置；在两个位置中的一个位置，第二液压控制的换向阀(6)将液压控制的单向阀(9)连接至旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口，在两个位置中的另一个位置，第二液压控制的换向阀(6)将旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口与液压油箱连通。
根据本发明的一个方面，系统还包括泄压阀(8)，泄压阀(8)具有连接液压控制的单向阀(9)的出口的入口，以及连接液压油箱的出口。
根据本发明的一个方面，系统还包括机械换向阀(10)，机械换向阀具有至少两个位置；在两个位置中的一个位置，机械换向阀(10)将第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至液压油箱；在两个位置中的另一个位置，机械换向阀(10)将第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至旋转控制换向阀(1)的第一出口。
根据本发明的一个方面，系统还包括第一液压控制的换向阀(3)，第一液压控制的换向阀(3)具有至少两个位置；在两个位置中的一个位置，第一液压控制的换向阀(3)将梭阀(5)与换向阀(13)的控制口连接；在两个位置中的另一个位置，第一液压控制的换向阀(3)将所述换向阀(13)的控制口与液压油箱连接。
根据本发明的一个方面，系统还包括换向阀(13)，其具有至少两个位置；在两个位置中的一个位置，换向阀(13)将泵(11)的输出口连接至液压油箱；在两个位置中的另一个位置，换向阀(13)阻断泵(11)的输出口与液压油箱的连接；以及换向阀(13)的控制口连接至第一液压控制的换向阀(3)的出口。
根据本发明的一个方面，提供一种用于具有液压缸和马达液压系统的半自动打锚杆的方法，所述方法包括：通过旋转控制换向阀(1)控制马达与泵(11)之间的连接；通过进给控制换向阀(2)控制主油泵与液压缸之间的连接；旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)各有至少一个锁位口；以及旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口连通，以至于当旋转控制换向阀(1)被置于中位时，进给控制换向阀(2)也将被置于中位。
根据本发明的一个方面，还包括提供第二液压控制的换向阀(6)，其具有至少一个触发的位置，在触发的位置，第二液压控制的换向阀(6)将旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口与液压油箱连通。
根据本发明的一个方面，还包括提供机械换向阀(10)，机械换向阀具有至少两个位置；在两个位置中的一个位置，机械换向阀(10)将第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至液压油箱；在两个位置中的另一个位置，机械换向阀(10)将第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至旋转控制换向阀(1)的第一出口。
根据本发明的一个方面，还包括提供梭阀(5)，梭阀(5)具有连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的入口，梭阀(5)另一个入口连接旋转控制换向阀(1)的第二入口，梭阀(5)的出口连接第一液压的控制换向阀(3)的入口。
根据本发明的一个方面，方法还包括提供液压控制的单向阀(9)，所述单向阀(9)具有连接液压缸无杆腔的入口，通过限流阀(7)和第二液压控制的换向阀(6)连接所述旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口的出口，以及连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的控制口。
根据本发明的一个方面，第二液压控制的换向阀6还具有一个常位，在所述常位，所述液压控制的换向阀(6)将液压控制的单向阀(9)连接至旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口，以至于旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的位置将被保持。
本发明的其它目的和特征将从说明书和权利要求中变得明显。
附图说明
图.1是现有的打锚杆液压系统的示意图。
图.2是根据本发明的一个方面的半自动打锚杆液压系统的示意图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及半自动打锚杆系统。图2展示了半自动打锚杆液压系统的示意图。泵11为打锚杆机提供旋转所需液压能量。泵11所提供的液压能量经过P1点到达旋转控制换向阀1的入口，泄压阀12连接在泵11和液压油箱之间。
旋转控制换向阀1是手动的3位4通液压锁位换向阀。其第一入口连接P1点，第一出口连接马达的B口，第二入口连接马达的A口，以及第二出口通过T2点连接液压油箱。在其中位，第一入口断开与第一出口和第二入口的连接，并且第二出口与第一出口和第二入口连接。这样，来自P1点的液压能量与马达断开，并且管路和马达中的剩余压力将通过T2点释放至液压油箱。在其它的两个位置，旋转控制换向阀1控制马达的正向和反向运转。
如图2所示，旋转控制换向阀1具有两个锁位口。当一个锁位口与压力油连通，旋转控制换向阀1将被保持在正向或反向的位置。这样，操作者不需要人工把持操纵杆来保持马达的正转或反转。此外，当两个锁位口都不连通压力油时，旋转控制换向阀1将在弹簧的作用下自动置于中位。本领域普通技术人员可以理解，旋转控制换向阀1不限于手动3位4通液压锁位换向阀，其它等效阀门或阀门组也可以实现同样功能。
进给控制换向阀2与液压缸连接。与旋转控制换向阀1相似，进给控制换向阀2是一个手动的3位4通液压锁位换向阀。其第一入口经P2点连接至主液压泵，主液压泵为液压缸提供液压动力。其第一出口与液压缸的无杆腔，第二入口连接液压缸的有杆腔，第二出口经过T2点连接至液压油箱。
在阀2的中位，第一入口断开与第一出口和第二入口之间的连接，第二出口与第一出口和第二入口连接。这样，液压缸的无杆腔与液压泵所提供的液压能量断开，并且液压缸的两个腔室和管路中的残留压力通过T2点释放至液压油箱。在其它两个位置，阀2控制液压缸的伸出和收回。
如图2所示，阀2还具有两个锁位口。当一个锁位口接通液压，阀2可以被保持在伸出或缩回位置。这样，操作者不需要把持或持续压着操作杆来保持液压缸的进给或缩回。此外，当锁位口都不接通液压时，阀2将弹簧的作用下自动被置于中位。本领域普通技术人员可以理解，进给控制换向阀不限于手动3位4通液压锁位换向阀，其它等效阀门或阀门组也可以实现同样功能。
如图2所示，泄压阀12和换向阀13连接在泵11的输出口和P1点之间。泄压阀12的输出口直接连接至液压油箱。这样，当泵11的输出压力超过预定值，泄压阀12将释放压力从而保护压力容器和其它设备。阀13是液压控制的2位3通换向阀，阀13的入口连接泵11与P1点之间的管路，其出口直接连接液压油箱，阀13的控制口连接液压控制换向阀3的出口。当阀13处于触发状态时，泵11所输出的液压与液压油箱断开，并且泵11的输出压力被输送至P1。当阀13处于其常位时，来自泵11的液压将通过阀13与液压油箱连接。本领域普通技术人员可以理解，换向阀13不限于液压控制的2位3通换向阀，其它等效阀门也可以实现同样功能。
换向阀14是一个手动的2位4通换向阀。阀14的入口连接控制油路，阀14的一个出口连接阀3的控制口，其另一个出口连接至液压油箱。在阀14的常位，控制油路与阀3的控制口断开，并且阀3的控制口连接液压油箱从而释放管路中的残留压力。在阀14的工作位置，控制油路与阀3的控制口连接，并断开与液压油箱的连接。本领域普通技术人员可以理解，换向阀14不限于液压控制的2位4通换向阀，其它等效阀门也可以实现同样功能。
如图2所示，梭阀5的一个入口连接至旋转控制换向阀1的第一出口，其另一个入口连接至旋转控制换向阀1的第二入口，并且其出口连接至第一液压控制换向阀3的一个入口。这样，无论马达正转或反转时，高压力将提供给换向阀3的入口。
第一液压控制换向阀3是一个液压控制的2位3通换向阀，其具有两个阀位置。在阀3的触发位置，阀3连接梭阀5的出口与换向阀13的控制口。在阀3的常位，阀3将换向阀13的控制口通过T1点与液压油箱连接。本领域普通技术人员可以理解，第一液压控制换向阀3不限于液压控制的2位3通换向阀，其它等效阀门也可以实现同样功能。
如上设计，当阀14处于工作位置时，控制油路与阀3的控制口接通，将置阀3于触发位置。来自梭阀5的高压力将提供给阀13的控制口。
当停止打锚杆时，阀13回到常位。由于泵11的输出将通过阀13直接流入液压油箱，用于旋转马达供压的泵11将自动空载。
当处于打锚杆状态时，操作者将触发阀14使其置于工作位置。这时，控制油经过X2点触发阀3并从而使机器保持在打锚杆状态。
在打锚杆状态时，压下阀1和阀2的操纵杆，转向控制换向阀1的第一入口和第一出口连通，泵11出口的背压经过梭阀5和阀3触发阀13，从而给泵11加载，泵11开始自动的建立压力。阀13的T口将被阻断，并且泵11的输出液压将经过转向控制换向阀1到达马达。
如图2所示，液压控制的单向阀9的一个入口连接液压缸的无杆腔。阀9的出口通过限流阀7和第二液压控制的换向阀6，连接转向控制换向阀1和进给控制换向阀2的第一锁位口。阀9的控制口连接旋转控制换向阀1的一个出口。在打锚杆状态时，来自A1管路的高压将开启液压控制的单向阀9，并且此时进给控制换向阀2的第一入口和第一出口连通，所以由主油泵提供的高压将通过液压控制的单向阀9和限流阀7到达第二液压控制的换向阀6的入口。
第二液压控制的换向阀6是一个液压控制的2位3通换向阀。在阀6的常位，阀6连接液压控制的单向阀9的出口与转向控制换向阀1和进给控制换向阀2的第一锁位口。在阀6的触发位置，阀6将转向控制换向阀1和进给控制换向阀2的第一锁位口经过T1点与液压油箱连接。
如图2所示，阀6的控制口连接至机械控制阀10的出口。机械控制阀10是一个2位3通换向阀。在阀10的常位，阀10的出口连接至液压油箱。在阀10的触发位，阀10的出口连接至管路A1的高压。机械控制阀10有一个限位开关，根据锚杆的移动控制换位。在打锚杆阶段，阀10保持常位；打锚杆过程结束，例如，锚杆架的一个元件接触到限位元件时，阀10将被触发。
这样，当打锚杆时，阀10和阀6都处于各自的常位，来自主油泵的液压通过单向阀9，限流阀7和换向阀6，到达转向控制换向阀1和进给控制换向阀2的第一锁位口。然后，阀1和阀2的操纵杆将在锁位压力的作用下保持在打锚杆位。当打锚杆结束时，阀10将由机械限位元件触发，并将高压力提供给阀6的控制口。然后，阀6将被触发并将转向控制换向阀1和进给控制换向阀2的第一锁位口经过T1点与液压油箱连接。这样，在阀1和阀2各自的第一锁位口的压力将被释放，阀1和阀2及其各自的控制杆将在弹簧作用下回复中位。
如图2所示，泄压阀8连接限流阀7和T1点。这样，限流阀7和泄压阀8一起控制从阀9至阀1和阀2的第一锁位口的流量和压力。
如图2所示，限流阀4位于主油泵和进给控制换向阀2的第一入口之间。液压缸的进给速度可以通过阀4进行控制。
如图2所示，液压示意图中的各节点的详细说明如下。
P1点直接连接泵11并提供液压至转动马达。
P2点连接主油泵并提供液压至液压缸。
X1点泵控制模块的控制口，泵控制模块可以对泵11加载。
X2点通过阀14连接至控制油路。
T和T1点直接连接至液压油箱。
T2点通过冷却器和回油过滤器连接至液压油箱。
本发明的实施方式具有许多优点，例如，该系统为旋转与进给提供了一个半自动的联动，提高了自动化程度。本发明的结构还提供了节能机制，例如，只有负责旋转的换向阀被手动触发后，阀13被触发，负责旋转的油泵才会加载。并且在不打锚杆的时候通过安装位置靠近泵的换向阀泄压，没有经过冗长的管路，压力损失小，发热少。
尽管本发明通过以上的有限的实施例进行详细描述，本领域的普通技术人员可以理解，其它不脱离本发明的宗旨的实施例也可以存在。因此，本发明的范围限于所附权利要求。
Claims (14)
1.一种具有液压缸和马达的半自动打锚杆的系统，所述系统包括：
旋转控制换向阀(1)具有连接泵(11)的第一入口，连接马达的第一出口，连接马达的第二入口和连接液压油箱的第二出口；
进给控制换向阀(2)具有连接主油泵的第一入口，连接液压缸无杆腔的第一出口，连接液压缸有杆腔的第二入口和连接液压油箱的第二出口；
所述旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)各有至少一个锁位口；以及
所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口连通，以至于当旋转控制换向阀(1)被置于中位时，进给控制换向阀(2)也将被置于中位。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括梭阀(5)，所述梭阀(5)具有连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的入口，所述梭阀(5)另一个入口连接所述旋转控制换向阀(1)的第二入口，所述梭阀(5)的出口连接第一液压的控制换向阀(3)的入口。
3.根据权利要求2的系统，所述系统还包括液压控制的单向阀(9)，所述单向阀(9)具有连接液压缸无杆腔的入口，通过限流阀(7)和第二液压控制的换向阀(6)连接所述旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口的出口，以及连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的控制口。
4.根据权利要求3的系统，所述系统还包括第二液压控制的换向阀(6)，其具有至少两个位置；在所述两个位置中的一个位置，所述第二液压控制的换向阀(6)将所述液压控制的单向阀(9)连接至所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口，在所述两个位置中的另一个位置，所述第二液压控制的换向阀(6)将所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口连通。
5.根据权利要求4的系统，所述系统还包括泄压阀(8)，所述泄压阀(8)具有连接液压控制的单向阀(9)的出口的入口，以及连接所述液压油箱的出口。
6.根据权利要求5的系统，所述系统还包括机械换向阀(10)，所述机械换向阀具有至少两个位置；在所述两个位置中的一个位置，所述机械换向阀(10)将所述第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至液压油箱；在所述的两个位置中的另一个位置，所述机械换向阀(10)将所述第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至所述旋转控制换向阀(1)的第一出口。
7.根据权利要求6的系统，所述系统还包括第一液压控制的换向阀(3)，所述第一液压控制的换向阀(3)具有至少两个位置；在所述两个位置中的一个位置，所述第一液压控制的换向阀(3)将所述梭阀(5)与换向阀(13)的控制口连接；在所述两个位置中的另一个位置，所述第一液压控制的换向阀(3)将所述换向阀(13)的控制口与所述液压油箱连接。
8.根据权利要求7的系统，所述系统还包括换向阀(13)，其具有至少两个位置；在所述两个位置中的一个位置，所述换向阀(13)将泵(11)的输出口连接至液压油箱；在所述两个位置中的另一个位置，所述换向阀(13)阻断泵(11)的输出口与液压油箱的连接；以及所述换向阀(13)的控制口连接至第一液压控制的换向阀(3)的出口。
9.一种用于具有液压缸和马达液压系统的半自动打锚杆的方法，所述方法包括：
通过旋转控制换向阀(1)控制所述马达与泵(11)之间的连接；
通过进给控制换向阀(2)控制所述主油泵与液压缸之间的连接；
所述旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)各有至少一个锁位口；以及
所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口连通，以至于当旋转控制换向阀(1)被置于中位时，进给控制换向阀(2)也将被置于中位。
10.根据权利要求9的方法，还包括提供第二液压控制的换向阀(6)，其具有至少一个触发的位置，在所述触发的位置，所述第二液压控制的换向阀(6)将所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口与液压油箱连通。
11.根据权利要求10的方法，还包括提供机械换向阀(10)，所述机械换向阀具有至少两个位置；在所述两个位置中的一个位置，所述机械换向阀(10)将所述第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至液压油箱；在所述的两个位置中的另一个位置，所述机械换向阀(10)将所述第二液压控制的换向阀(6)的控制口连接至所述旋转控制换向阀(1)的第一出口。
12.根据权利要求9的方法，还包括提供梭阀(5)，所述梭阀(5)具有连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的入口，所述梭阀(5)另一个入口连接所述旋转控制换向阀(1)的第二入口，所述梭阀(5)的出口连接第一液压的控制换向阀(3)的入口。
13.根据权利要求12的方法，还包括提供液压控制的单向阀(9)，所述单向阀(9)具有连接液压缸无杆腔的入口，通过限流阀(7)和第二液压控制的换向阀(6)连接所述旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的锁位口的出口，以及连接旋转控制换向阀(1)的第一出口的控制口。
14.根据权利要求13的方法，所述第二液压控制的换向阀6还具有一个常位，在所述常位，所述液压控制的换向阀(6)将液压控制的单向阀(9)连接至所述旋转控制换向阀(1)和所述进给控制换向阀(2)的锁位口，以至于旋转控制换向阀(1)和进给控制换向阀(2)的位置将被保持。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170620 |