CN108180178A - 一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，应用于工程机械领域，其包括设置在机架上的动力元件、执行元件和控制元件，所述动力元件的出油口与控制元件的进油口连通，所述控制元件的出油口与执行元件连通；所述动力元件为液压泵，所述执行元件包括油缸、回转马达、抽泥浆泵和抽真空泵，所述控制元件包括进给控制阀、回转控制阀、真空泥浆控制阀，所述液压泵通过第一油路和第二油路结合多路阀的控制可完成抽真空抽泥浆、动力头的进给和回转；本发明结构紧凑，成本低廉，控制效果明显，具有良好的机动性；充分发挥了全液压履带式反循环工程钻机在恶劣工况下的作业优势，满足市场对于工程钻机的特殊作业工况的要求。

Description

一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统

技术领域

本发明涉及液压领域，具体的说是一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统。

背景技术

随着我国城镇化建设、高速公路、高速铁路、城市轻轨以及农田水利等建设工程投入不断加大，全液压履带式反循环工程钻机的应用越来越广泛，也对全液压履带式反循环工程钻机钻探技术提出了更高的要求。

目前市场上传统的反循环工程钻机进给冲击靠卷扬机、也有靠电动机来调节实现，钻杆钻头的速度靠电机调整，致使工程钻机结构复杂，成本较高，作业效率低，机动性差。不能满足日益增长的建设工程的需要，严重制约全液压履带式反循环工程钻机的大范围推广使用。

液压系统是全液压车载反循环工程钻机的核心，性能好坏直接决定钻机整体性能的高低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其成本低，工程钻机的进给、回转、抽真空、抽泥浆等采用液压控制，在完成抽真空的基础上实现抽泥浆工作效率高，提升了钻机的机动性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括设置在机架上的动力元件、执行元件和控制元件，所述动力元件的出油口与控制元件的进油口连通，所述控制元件的出油口与执行元件连通；所述动力元件为液压泵，所述执行元件包括油缸、回转马达、抽泥浆泵和抽真空泵，所述控制元件包括中速进给控制阀、快速进给控制阀、回转控制阀、真空泥浆控制阀；所述液压泵通过第一油路与真空泥浆控制阀的一个进口连接，所述真空泥浆控制阀的一个出口与抽真空泵的进口连接，另一个出口与抽泥浆泵的进口连接；所述液压泵通过第二油路与回转控制阀的一个进口连接，所述回转控制阀的一个出口与回转马达的进口连接；所述液压泵通过第一油路与快速进给控制阀的一个进口连接，快速进给控制阀的一个出口通过第二进给油路与油缸的进口连接，液压泵通过第二油路与中速进给控制阀的一个进口连接，中速进给控制阀的一个出口通过第一进给油路与油缸的进口连接。

本发明的进一步改进在于：所述回转控制阀、中速进给控制阀、快速进给控制阀和真空泥浆控制阀为一体成型的三位六通多路阀。

本发明的进一步改进在于：所述第一进给油路和第二进给油路均通过分流集流阀与油缸的进口连接。

本发明的进一步改进在于：所述控制元件还包括浮动进给控制阀，所述浮动进给控制阀的进口通过第三进给回路与油缸的出口连接。

本发明的进一步改进在于：所述第三进给油路通过可调节流阀与浮动进给控制阀的一个进口连通，所述浮动进给控制阀的一个出口与油箱连通。

本发明的进一步改进在于：所述真空泥浆控制阀的出口通过单向阀分别与抽真空泵和抽泥浆泵连通。

本发明的进一步改进在于：所述抽真空泵与油箱之间、抽泥浆泵与油箱之间均设有背压阀。

本发明的进一步改进在于：所述多路阀的真空泥浆控制阀、快速进给控制阀、中速进给控制阀和回转控制阀均与安全阀连通。

本发明的进一步改进在于：还包括蝶阀和压力表，所述蝶阀、压力表均与液压泵连接。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明运用液压控制技术实现了动力头钻杆回转速度及泥浆泵工作速度无级调速、动力头进给速度和进给压力实时调控，泥浆泵送液压控制系统输出转速和转矩根据需要调节，满足各种钻进工况要求。

控制元件采用一体成型的多路阀控制反循环工程钻机工作装置的液压系统，其结构紧凑，成本低廉，控制效果明显，能够实现动力头浮动进给、中速进给、快速进给以及正反旋转和抽真空抽泥浆复合动作的顺利进行，且各动作切换可靠平稳，内部结构简单，压力损失小。

该液压系统设计合理、高效节能、控制简便，具有良好的机动性；充分发挥了全液压履带式反循环工程钻机在恶劣工况下的作业优势，满足市场对于工程钻机的特殊作业工况的要求，为本行业的健康发展开辟了新思路，有大力推广的必要。

附图说明

图1是本发明的工作原理图。

其中，1、蝶阀；2、液压泵；3、压力表；4、浮动进给控制阀；5、可调节流阀；6、安全阀；7、回转控制阀；8、中速进给控制阀；9、快速进给控制阀；10、真空泥浆控制阀；11、动力头回转马达；12、油缸；13、分流集流阀；14、单向阀；15、抽泥浆泵；16、背压阀；17、抽真空泵；18、第一油路；19、第二油路；20、第一进给油路；21、第二进给油路；22、第三进给油路。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，如图1所示，其包括设置在机架上的动力元件、执行元件和控制元件，所述动力元件的出油口与控制元件的进油口连通，所述控制元件的出油口与执行元件连通；

所述动力元件为液压泵2，如图1所示，所述蝶阀1通过油路与液压泵2连接，蝶阀1在油路中起到调节和节流的作用，所述液压泵2还与压力表3连接，通过压力表3显示液体压力的大小。

所述执行元件包括油缸12、回转马达11、抽泥浆泵15和抽真空泵17，所述控制元件包括中速进给控制阀8、快速进给控制阀9、回转控制阀7、真空泥浆控制阀10和浮动进给控制阀4。

所述回转控制阀7、中速进给控制阀8、快速进给控制阀9和真空泥浆控制阀10为一体成型的三位六通多路阀。该一体成型多路阀的结构，紧凑总体尺寸小；阀体内的各油腔和通道设置成以进油口为中心的对称结构，油路进程得以缩短，压差减小，阀内通流性强，易于操作人员换向施工，适合用于液压系统。

如图1所示，所述液压泵（2）通过第一油路（18）与真空泥浆控制阀（10）的一个进口连接，所述真空泥浆控制阀（10）的一个出口与抽真空泵（15）的进口连接，另一个出口与抽泥浆泵（17）的进口连接，形成抽真空抽泥浆液压回路，当手动控制真空泥浆控制阀10处于上位时抽真空泵15工作，当处于下位时抽泥浆泵17工作，当处于中位时抽泥浆17和抽真空泵15均停止工作。通过真空泥浆控制阀10能实时方便控制抽真空泵15和抽泥浆泵17的顺序运行。

所述液压泵2通过第二油路19与回转控制阀7的一个进口连接，所述回转控制阀7的一个出口与回转马达11的进口连接，所述中速进给控制阀8的一个出口通过第一进给油路20与油缸12进口连接，形成动力头回转液压回路。当控制回转控制阀7位于上位时回转马达11正转，处于下位时回转马达11反转，处于中位时回转马达11停止工作。通过控制回转控制阀7的位置，可改变回转马达11的转动方向，从而改变钻杆转动方向，实现正反转。

所述液压泵2通过第一油路18与快速进给控制阀9的一个进口连接，所述快速进给控制阀9的一个出口通过第二进给油路21与油缸12的进口连接，液压泵2通过第二油路19与中速进给控制阀8的一个进口连接，所述中速进给控制阀8的一个出口通过第一进给油路20与油缸12的进口连接，形成动力头合速快速进进给液压回路。此时，同时控制中速进给控制阀8和快速进给控制阀9使一个液压泵2的进油经中速进给控制阀8和另一个液压泵2的进油经快速进给控制阀9形成合流进入油缸12，进而完成动力头的快速进给。

当需要中速进给的时候，只需要手动控制中速进给控制阀8使液压泵2经第二进给油路19将液压油经中速进给控制阀8压入油缸12，完成动力头中速进给。

所述第一进给油路20和第二进给油路21均通过分流集流阀13与油缸12的进口连接。所述分流集流阀13的设置兼有分流阀和集流阀的作用，中速进给控制阀8和快速进给控制阀9通过分流集流阀13可控制进入油缸12的油量。中速进给和快速进给均可对动力头进给速度和进给压力实现实时调控。

所述浮动进给控制阀4的进口通过第三进给回路22与油缸12的出口连接，所述第三进给油路22通过可调节流阀5与浮动进给控制阀4的一个进口连通，所述浮动进给控制阀4的一个出口与油箱连通，所述油缸12内的液压油从油缸12的出口经第三进给油路22流入可调节流阀5经浮动进给控制阀4流回油箱形成动力头浮动进给液压回路。所述可调节流阀5设置在动力头浮动进给控制阀4与油缸12之间起到控制液压油流量的作用，当油缸12靠自重下降的时候，油缸12内的液压油经第三进给油路22通过可调节流阀5经浮动进给控制阀4通过油管回流到油箱内。

所述真空泥浆控制阀10的出口通过单向阀14分别与抽真空泵17和抽泥浆泵15连通形成单向液压回路，所述单向阀14设置在真空泥浆控制阀10与抽泥浆泵15之间和真空泥浆控制阀10与抽真空泵17之间，两组单向阀14的设置能保证抽真空泵17和抽泥浆泵15只能沿正方向旋转。

所述抽真空泵17与油箱之间、抽泥浆泵15与油箱之间均设有背压阀16形成背压回路，两组背压阀16的设置能保证抽泥浆泵15和抽真空泵17的出口有一恒定的压力。

所述真空泥浆控制阀10、快速进给控制阀9、中速进给控制阀8和回转控制阀7均与安全阀6连通，载保护阀6的设置可防止过载引起的液压故障，保证液压系统的正常工作。

工作过程中，动力头浮动进给时，需要经第三进给油路22通过浮动进给控制阀4控制油缸12慢速浮动下降，下降调整时通过可调节流阀5控制流量；当需要动力头中速进给时，需要液压泵2经第一进给油路20通过中速进给控制阀8控制油缸12升降，当需要动力头快速升降时，需要液压泵2经第一进给油路20和第二进给油路21同时控制中速进给控制阀8和快速进给控制阀9完成油缸12快速升降；当需要动力头回转控制时，液压油经第二油路19通过控制回转控制阀7控制动力头回转马达11正反转；需要抽真空和抽泥浆时，液压油经第一油路18通过真空泥浆控制阀10控制抽真空泵17和抽泥浆泵15顺序动作，从而实现抽真空和抽泥浆。

当然在工作过程中，也可以同时进行动力头的进给、回转和抽真空、抽泥浆的顺序动作，根据需要手动控制多路阀即可实现，也可以同时控制多路阀的回转控制阀7、中速进给控制阀8、快速进给控制阀9和真空泥浆控制阀10，以完成不同的工程要求。

由此可见，该液压系统能够实现动力头浮动进给、中速进给、快速进给以及正反旋转和抽真空抽泥浆复合动作的单独进行也可实现上述动作的同时或顺序进行，且各动作切换可靠平稳，压力损失小。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本发明而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：包括设置在机架上的动力元件、执行元件和控制元件，所述动力元件的出油口与控制元件的进油口连通，所述控制元件的出油口与执行元件连通；

所述动力元件为液压泵（2），所述执行元件包括油缸（12）、回转马达（11）、抽泥浆泵（15）和抽真空泵（17），所述控制元件包括中速进给控制阀（8）、快速进给控制阀（9）、回转控制阀（7）、真空泥浆控制阀（10）；

所述液压泵（2）通过第一油路（18）与真空泥浆控制阀（10）的一个进口连接，所述真空泥浆控制阀（10）的一个出口与抽真空泵（15）的进口连接，另一个出口与抽泥浆泵（17）的进口连接；

所述液压泵（2）通过第二油路（19）与回转控制阀（7）的一个进口连接，所述回转控制阀（7）的一个出口与回转马达（11）的进口连接；

所述液压泵（2）通过第一油路（18）与快速进给控制阀（9）的一个进口连接，所述快速进给控制阀（9）的一个出口通过第二进给油路（21）与油缸（12）的进口连接，液压泵（2）通过第二油路（19）与中速进给控制阀（8）的一个进口连接，所述中速进给控制阀（8）的一个出口通过第一进给油路（20）与油缸（12）的进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述回转控制阀（7）、中速进给控制阀（8）、快速进给控制阀（9）和真空泥浆控制阀（10）为一体成型的三位六通多路阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述第一进给油路（20）和第二进给油路（21）均通过分流集流阀（13）与油缸（12）的进口连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述控制元件还包括浮动进给控制阀（4），所述浮动进给控制阀（4）的进口通过第三进给回路（22）与油缸（12）的出口连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述第三进给油路（22）通过可调节流阀（5）与浮动进给控制阀（4）的一个进口连通，所述浮动进给控制阀（4）的一个出口与油箱连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述真空泥浆控制阀（10）的出口通过单向阀（14）分别与抽真空泵（17）和抽泥浆泵（15）连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述抽真空泵（17）与油箱之间、抽泥浆泵（15）与油箱之间均设有背压阀（16）。

8.根据权利要求2所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：所述多路阀的真空泥浆控制阀（10）、快速进给控制阀（9）、中速进给控制阀（8）和回转控制阀（7）均与安全阀（6）连通。

9.根据权利要求1所述的一种用于反循环工程钻机工作装置的液压系统，其特征在于：还包括蝶阀（1）和压力表（3），所述蝶阀（1）、压力表（3）均与液压泵（2）连接。