CN107630845B - 可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置，属于钻机控制技术领域，包括进油管和出油管，以及至少两个具有进油口和出油口的马达，每个马达的进油口直接连接或通过切换阀连接至进油管，每个马达的出油口直接连接或通过切换阀连接至出油管，所述的切换阀具有用于切换各个马达的油路为并联状态或串联状态的切换开关。本发明的优点在于：结构简单，操作方便，能够适应与多种不同地质情况。

Description

可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置

技术领域

本发明属于钻机控制技术领域，尤其涉及一种可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置。

背景技术

钻机在作业过程当中，往往反复出现需要输出扭矩很小输出转速很高的土层情况和输出扭矩很大输出转速要求不高的土层情况；在此类情况下，使用不合适的转矩输出，会极大的降低工作效率，甚至出现不能正常工作的情况，所以需要一种便捷的可切换回转机构输出扭矩与速度的装置。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国驻专利公开了一种液压系统[申请号：CN201320889332.0]，包括：第一液压泵送装置，所述第一液压泵送装置用于提供加压流体；第一液压执行装置，所述第一液压执行装置由所述第一液压泵送装置驱动并且与所述第一液压泵送装置形成第一液压回路；第二液压执行装置，所述第二液压执行装置由所述第一液压泵送装置驱动并且与所述第一液压泵送装置形成第二液压回路；第一方向控制阀，所述第一方向控制阀设置在所述第一液压回路中位于所述第一液压泵送装置与所述第一液压执行装置之间并配置成可操作地改变所述第一液压执行装置的旋转方向；以及第二方向控制阀，所述第二方向控制阀设置在所述第二液压回路中位于所述第一液压泵送装置与所述第二液压执行装置之间并配置成可操作地改变所述第二液压执行装置的旋转方向。

上述方案虽然可以通过调节流过方向控制阀的流体流量控制液压执行装置的各液压马达的旋转速度和输出功率，使其具有更强的适应能力，但是该方案仍然存在结构过于复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置，包括进油管和出油管，以及至少两个具有进油口和出油口的马达，每个马达的进油口直接连接或通过切换阀连接至进油管，每个马达的出油口直接连接或通过切换阀连接至出油管，所述的切换阀具有用于切换各个马达的油路为并联状态或串联状态的切换开关。

通过上述技术方案，通过切换阀便捷地改变马达之间的串并联状态得到不同扭矩和不同转速的输出，使钻机能够适应各种不同的地质条件，提高工作效率。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的切换阀为两档位切换阀，且每相邻两个马达之间均具有一个两档位切换阀，且所述的两档位切换阀具有由切换开关切换两两连通状态的A、B、C、D四个端口。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的马达具有两个，分别为第一马达和第二马达，所述的第一马达的进油口连接至进油管，第二马达的出油口连接至出油管，所述的第一马达的出油口连接至A端口，第二马达的进油口连接至D端口，B端口和C端口分别连接至出油管和进油管。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的进油管通过三通接头分别连接至第一马达的进油口和C端口，所述的出油管通过三通接头分别连接至第二马达的出油口和B端口。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的马达具有三个，分别为第一马达、第二马达和第三马达，所述的第一马达和第二马达之间具有一第一两档位切换阀，第二马达和第三马达之间具有一第二两档位切换阀。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的第一马达的进油口连接至进油管，第二马达的进油口连接至第一两档位切换阀的D端口，第三马达的进油口连接至第二档位切换阀的D端口，第一马达的出油口连接至第一两档位切换阀的A端口，第二马达的出油口连接至第二两档位切换阀的A端口，第一两档位切换阀和第二两档位切换阀的B端口和C端口均分别连接至出油管和进油管。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的进油管通过四通接头分别连接至第一马达的进油口、第一两档位切换阀和第二两档位切换阀的C端口，所述的出油管通过四通接头分别连接至第三马达的出油口、第一两档位切换阀和第二两档位切换阀的B端口。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的切换阀为多档位切换阀，且每个马达均连接至该多档位切换阀。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的多档位切换阀具有由切换开关切换两两连通状态的A、B、C、D、E、F、G、H八个端口，所述的马达具有三个，分别为第一马达、第二马达和第三马达，所述的第一马达的出油口连接至A端口，第二马达的进油口连接至D端口，第二马达的出油口连接至F端口，第三马达的进油口连接至H端口，B端口和E端口连接至出油管，C端口和G端口连接至进油管。

在上述的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置中，所述的进油管通过四通接头分别连接至第一马达的进油口、C端口和G端口，所述的出油管通过四通接头分别连接至第三马达的出油口、B端口和E端口。

本发明可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置相较于现有技术具有以下优点：1、结构简单，使用便捷；2、可切换回转机构输出扭矩和速度，实现一机多用，能够适用于更多的复杂地质情况，有效的降低了成本，提高了打孔效率与精度。

附图说明

图1是本发明实施例一状态一的控制原理图；

图2是本发明实施例一状态二的控制原理图；

图3是本发明实施例二状态一的控制原理图；

图4是本发明实施例二状态二的控制原理图；

图5是本发明实施例二状态三的控制原理图；

图6是本发明实施例三状态一的控制原理图；

图7是本发明实施例三状态二的控制原理图；

图8是本发明实施例三状态三的控制原理图；

图9是本发明实施例三状态四的控制原理图；

图10是本发明实施例三状态五的控制原理图。

附图标记：进油管1；出油管2；马达3；第一马达31；第二马达32；第三马达33；切换阀4；第一两档位切换阀41；第二两档位切换阀42；多档位切换阀433；三通接头5；四通接头6。

具体实施方式

以下采用本发明的优选实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图2所示，本发明的可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置包括进油管1和出油管2，以及至少两个具有进油口和出油口的马达3，每个马达3的进油口直接连接或通过切换阀4连接至进油管1，每个马达3的出油口直接连接或通过切换阀4连接至出油管2，切换阀4具有用于切换各个马达3的油路为并联状态或串联状态的切换开关。

本实施例中切换阀4为两档位切换阀，且每相邻两个马达3之间均具有一个两档位切换阀4，两档位切换阀4具有由切换开关切换两两连通状态的A、B、C、D四个端口，本实施例的马达3也为两个，分别为第一马达31和第二马达32，第一马达31的进油口连接至进油管1，第二马达32的出油口连接至出油管2，第一马达31的出油口连接至A端口，第二马达32的进油口连接至D端口，B端口和C端口分别连接至出油管2和进油管1，进油管1通过三通接头5分别连接至第一马达31的进油口和C端口，出油管2通过三通接头5分别连接至第二马达32的出油口和B端口。

图1中，当切换开关切换为状态一时，A端口和B端口相连通，D端口和C端口相连通，其余各个端口之间断开，也就是说A端口与C、D端口之间，B端口与C、D端口之间均为断开状态，此时两个马达3处于并联状态，油液从进油管1出来并经三通接头5分为两路分别进入第一马达31和第二马达32，第一马达31中的油液和第二马达32中的油液经过另一个三通接头合流通过出油管2回油，通过该种方式，第一马达31和第二马达32对于主输出轴产生合力，分流了进油管1进入马达3的总流量，形成输出扭矩增加，输出速度减少的效果，后面所说的其余端口之间断开的情况与这里相似，指除了相互连通的两两端口之间，其余两两端口之间均处于断开状态，此后不再赘述；

图2中所示，当切换为状态二时，A端口和D端口连通，其余端口之间断开，此时两个马达3处于串联状态，从进油管1出来的油液进入第一马达31，然后通过切换阀4的A端口和D端口使从第一马达31出来的油液进入第二马达32，然后通过第二马达32回流至出油管2，形成扭矩减少，输出速度增加的效果。

此外，本实施例的油路流向也可以反向，就是说，进油管1作为出油管2，出油管2作为进油管1，与前述情况正好相反，形成的结果相同，只是输出转矩的方向不一样。

实施例二

本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的马达3具有三个，分别为第一马达31、第二马达32和第三马达33，第一马达31和第二马达32之间具有一第一两档位切换阀41，第二马达32和第三马达33之间具有一第二两档位切换阀42，切换开关同时连接第一两档位切换阀41和第二两档位切换阀42以切换第一两档位切换阀41和第二两档位切换阀42其中第一马达31的进油口连接至进油管1，第二马达32的进油口连接至第一两档位切换阀41的D端口，第三马达33的进油口连接至第二档位切换阀4的D端口，第一马达31的出油口连接至第一两档位切换阀41的A端口，第二马达32的出油口连接至第二两档位切换阀42的A端口，第一两档位切换阀41和第二两档位切换阀42的B端口和C端口均分别连接至出油管2和进油管1。

进一步地，进油管1通过四通接头6分别连接至第一马达31的进油口、第一两档位切换阀41和第二两档位切换阀42的C端口，出油管2通过四通接头6分别连接至第三马达33的出油口、第一两档位切换阀41和第二两档位切换阀42的B端口。

下面列举几个本实施例的工作模式：

如图3，当切换开关切换至状态一时，第一两档位切换阀41的A端口和B端口相连通，D端口和C端口相连通，其余各个端口之间断开，第二两档位切换阀42也是A端口和B端口相连通，D端口和C端口相连通，其余各个端口之间断开，此时三个马达3处于并联状态，油路走向与实施例一类似，此处不再赘述；

如图4，当切换开关切换至状态二时，第一两档位切换阀41的A端口和D端口相连通，其余各个端口之间断开，第二两档位切换阀42A端口和D端口相连通，其余各个端口之间断开，此时第一马达31、第二马达32和第三马达33顺次串联，这里的油路走向与实施例一类似，此处亦不再赘述；

如图5，当切换开关切换至状态三时，第一两档位切换阀41的A端口和D端口相连通，其余各个端口之间断开，第二两档位切换阀42A端口和B端口相连通，D端口和C端口相连通，其余各个端口之间断开，此时第一马达31和第二马达32串联，串联后的油路与第三马达33并联，油液从进油管1出来经四通接头6分为三路，但是由于第一两档位切换阀41的C端口和D端口处于断开状态，所以这条油路不通，其中一条油路进入第一马达31并从第一马达31出来后通过第一两档位切换阀41的A端口和D端口进入第二马达32，另一条油路通过第二两档位切换阀42的C端口和D端口进入第三马达33，第二马达32中的油液和第三马达33中的油液经过另一个四通接头6合流通过出油管2回油。

另外，需要说明的是，本实施例的工作模式并不限于前述这几种，且本实施例的油液走向也可以与前述情况相反从出油管流向进油管。

实施例三

本实施例与实施例一与实施例二类似，不同之处在于，本实施例的切换阀4为多档位切换阀43，且每个马达3均连接至该多档位切换阀43，多档位切换阀43具有由切换开关切换两两连通状态的A、B、C、D、E、F、G、H八个端口，本实施例的马达3具有三个，分别为第一马达31、第二马达32和第三马达33，第一马达31的出油口连接至A端口，第二马达32的进油口连接至D端口，第二马达32的出油口连接至F端口，第三马达33的进油口连接至H端口，B端口和E端口连接至出油管2，C端口和G端口连接至进油管1，进油管1通过四通接头6分别连接至第一马达31的进油口、C端口和G端口，出油管2通过四通接头6分别连接至第三马达33的出油口、B端口和E端口。

本实施例采用了多档位切换阀43，使结构更加简单，且工作模式更加多样，能够有效提高钻机对复杂地质条件的适应性和不同施工工法的适应性。

下面列举几个本实施例的工作模式：

如图6，当切换开关切换至状态一时，A端口和B端口、C端口和D端口、E端口和F端口、G端口和H端口相互连通，其余端口之间断开，此时三个马达3处于相互并联状态，其油路走向与实施例一的状态一或实施例二的状态一类似，此时不再赘述；

如图7，当切换开关切换至状态二时，A端口与D端口，F端口与H端口相连通，其余端口之间断开，此时三个马达3处于相互串联状态，其油路走向与实施例一的状态二和实施例二的状态二类似，此处亦不再赘述；

如图8，当切换开关切换至状态三时，A端口和B端口，C端口和D端口，F端口与H端口相连通，其余端口之间断开，此时，第二马达32与第三马达33之间串联，第一马达31与串联油路并联，油液从进油管1出来通过四通接头6分为三路，但是由于G、H端口断开，所以此油路不通，其中一油路进入第一马达31，并从第一马达31中出来后通过A端口和B端口进入出油管2，另一油路经过C端口和D端口进入第二马达32，并通过F端口和H端口使第二马达32出来的油液又进入第三马达33形成两者之间的串联油路，该油液与第一马达31出来的油液通过另一个四通接头6合流进入出油管2进行回油；

如图9所示，当切换开关切换至状态四时，A端口与H端口相通，C端口与D端口相通，E端口与F端口相通，其余端口之间断开，此时第一马达31与第三马达33串联，第二马达32与串联油路并联，其油路走向与本实施例的状态三相似，在此不再赘述；

如图10所示，当切换开关切换至在状态五时，A端口与D端口相通，E端口与F端口相通，G端口与H端口相通，其余端口之间断开，此时第一马达31与第二马达32串联，第三马达33与串联油路并联，其油路走向亦不再赘述。

此外，需要说明的是，本实施例的工作模式并不局限于前述几种，且本实施例的油液走向也可以与前述情况相反从出油管流向进油管。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了进油管1；出油管2；马达3；第一马达31；第二马达32；第三马达33；切换阀4；第一两档位切换阀41；第二两档位切换阀42；三通接头5；四通接头6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (1)

1.一种可切换高低转速与扭矩的钻机回转控制装置，其特征在于，包括进油管(1)和出油管(2)，以及至少两个具有进油口和出油口的马达(3)，每个马达(3)的进油口直接连接或通过切换阀(4)连接至进油管(1)，每个马达(3)的出油口直接连接或通过切换阀(4)连接至出油管(2)，所述的切换阀(4)具有用于切换各个马达(3)的油路为并联状态或串联状态的切换开关；

所述的切换阀(4)为多档位切换阀(43)，且每个马达(3)均连接至该多档位切换阀(43)；

所述的多档位切换阀(43)具有由切换开关切换两两连通状态的A、B、C、D、E、F、G、H八个端口，所述的马达(3)具有三个，分别为第一马达(31)、第二马达(32)和第三马达(33)，所述的第一马达(31)的出油口连接至A端口，第二马达(32)的进油口连接至D端口，第二马达(32)的出油口连接至F端口，第三马达(33)的进油口连接至H端口，B端口和E端口连接至出油管(2)，C端口和G端口连接至进油管(1)；

所述的进油管(1)通过四通接头(6)分别连接至第一马达(31)的进油口、C端口和G端口，所述的出油管(2)通过四通接头(6)分别连接至第三马达(33)的出油口、B端口和E端口。