CN108423589A - 用于旋挖钻机的卷扬浮动系统及旋挖钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻进技术领域,特别涉及一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统及旋挖钻机。该卷扬浮动系统包括:卷扬马达、开关、管路以及单向阀;管路的一端与卷扬马达的进口连通,另一端与卷扬马达的出口连通;开关和单向阀均设置在管路上;开关用于连通或者切断管路。本发明通过在卷扬马达进口和出口的管路上设置单向阀,当钢丝绳下放过多时,卷扬马达进口端和出口端的压差减小,单向阀受到的压力减小。当单向阀受到的压力降低至预设值时,单向阀关闭,管路断开,卷扬马达的液压油停止流通,从而停止下放钢丝绳,避免钢丝绳下放过多,受到的拉力过低造成磨损。

Description

用于旋挖钻机的卷扬浮动系统及旋挖钻机
技术领域
本发明涉及钻进技术领域,特别涉及一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统及旋挖钻机。
背景技术
旋挖钻机的卷扬浮动功能是在动力头钻进过程中操作者需控制卷扬,使卷扬随着钻斗钻进缓慢下放。卷扬浮动的控制原理为:
1、操作者通过液压手柄下放卷扬直至钻杆接触到桩孔底部,直至主卷扬拉力小于设定值。
2、操作者通过手柄按钮将控制信号传输给卷扬马达的浮动控制阀控制端,使马达两个主油口连通。
3、同时,操作者操作动力头钻进,当底部土层或岩层被破坏时,土层对钻斗和钻杆的支撑力同时减小,钢丝绳对钻杆、钻斗拉力增大。
4、卷扬马达通过钢丝绳拉力产生的负载在马达A、B主油口产生压差,驱动液压油从马达一腔流向另外一腔。最终达到卷扬下放和钻斗钻进随动的目的。
但是,在卷扬随动过程中,钢丝绳拉力必须保持在一定范围内。若钢丝绳拉力过低,钢丝绳松弛或过放,钢丝绳会刮到钻杆,造成磨损,降低钢丝绳寿命。若钢丝绳拉力过高,一方面钢丝绳拉力会抵消过多的主卷扬拉力加压力,降低钻进效率。另一方面,过高的拉力会对钢丝绳产生过高的交变应力,加速钢丝绳疲劳断裂。
综上,目前旋挖钻机卷扬浮动过程中容易导致钢丝绳拉力过低造成钢丝绳回卷后钢丝绳乱绳和磨损的情形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统及旋挖钻机,以解决现有技术中的旋挖钻机卷扬浮动过程中容易导致钢丝绳拉力过低造成钢丝绳回卷后钢丝绳乱绳和磨损的情形的技术问题。
本发明提供一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,该用于旋挖钻机的卷扬浮动系统包括:卷扬马达、开关、管路以及单向阀;
所述管路的一端与所述卷扬马达的进口连通,另一端与所述卷扬马达的出口连通;所述开关和所述单向阀均设置在所述管路上;所述开关用于连通或者切断所述管路。
进一步地,该用于旋挖钻机的卷扬浮动系统还包括流量控制阀;
所述流量控制阀设置在所述管路上,用于控制所述管路内的液压油的流量。
进一步地,所述流量控制阀为调速阀。
进一步地,所述流量控制阀包括串联的比例减压阀和可调式节流阀。
进一步地,所述流量控制阀设置在所述开关与所述单向阀之间。
进一步地,所述开关为电磁换向阀。
进一步地,本发明还提供一种旋挖钻机,该旋挖钻机包括:本发明提供的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统。
本发明提供一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,在旋挖钻机使用过程中,操作者通过液压手柄下放卷扬直至钻杆接触到桩孔底部,再通过手柄按钮将控制信号传输给卷扬浮动系统中的开关,开关打开,将卷扬马达的进口和出口连通,此时,单向阀处于打开状态。旋挖钻机的钻进马达驱动钻杆旋转下降进行钻进,同时卷扬马达将钢丝绳下放。当钻杆在持续钻进的过程中,钻杆遇到较坚硬的土层或者岩层等时,钻杆下降速度小,此时钢丝绳持续下降,钢丝绳受到的拉力减小,卷扬马达进口端和出口端的压差减小,单向阀受到的压力减小,当单向阀受到的压力降低到预设值时,单向阀关闭,卷扬马达的进口端和出口端断开,停止液压油流通,钢丝绳停止下放,从而避免钢丝绳下放过多,导致钢丝绳拉力过低造成钢丝绳回卷后钢丝绳乱绳和磨损的情形。
本发明提供的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,当钻杆持续向下钻进,钢丝绳受到的拉力逐渐增大,卷扬马达的进口端和出口端的压差逐渐增大,单向阀受到的压力逐渐增大,当单向阀受到的压力增大到预设数值时,单向阀打开,管路连通,卷扬马达的进口端和出口端连通,卷扬马达的液压油流通,钢丝绳继续下放。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统的结构示意图。
图中:
1-卷扬马达;2-管路;3-开关;
4-流量控制阀;5-单向阀。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是根据本发明实施例的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统的结构示意图,如图1所示,本发明实施例提供一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,该用于旋挖钻机的卷扬浮动系统包括:卷扬马达1、开关3、管路2以及单向阀5;管路2的一端与卷扬马达1的进口连通,另一端与卷扬马达1的出口连通;开关3和单向阀5均设置在管路2上;开关3用于连通或者切断管路2。
本发明实施例提供一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,在旋挖钻机使用过程中,操作者通过液压手柄下放卷扬直至钻杆接触到桩孔底部,再通过手柄按钮将控制信号传输给卷扬浮动系统中的开关3,开关3打开,将卷扬马达1的进口和出口连通,此时,单向阀5处于打开状态。旋挖钻机的钻进马达驱动钻杆旋转下降进行钻进,同时卷扬马达1将钢丝绳下放。当钻杆在持续钻进的过程中,钻杆遇到较坚硬的土层或者岩层等时,钻杆下降速度小,此时钢丝绳持续下降,钢丝绳受到的拉力减小,卷扬马达1进口端和出口端的压差减小,单向阀5受到的压力减小,当单向阀5受到的压力降低到预设值时,单向阀5关闭,卷扬马达1的进口端和出口端断开,停止液压油流通,钢丝绳停止下放,从而避免钢丝绳下放过多,导致钢丝绳拉力过低造成钢丝绳回卷后钢丝绳乱绳和磨损的情形。
本发明实施例提供的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,通过在卷扬马达1进口和出口的管路2上设置单向阀5,当钢丝绳下放过多时,卷扬马达1进口端和出口端的压差减小,单向阀5受到的压力减小,当单向阀5受到的压力降低至预设值时,单向阀5关闭,管路2断开,卷扬马达1的液压油停止流通,从而停止下放钢丝绳,避免钢丝绳下放过多受到的拉力过低造成磨损。当钻杆持续向下钻进,钢丝绳受到的拉力逐渐增大,卷扬马达1的进口端和出口端的压差逐渐增大,单向阀5受到的压力逐渐增大,当单向阀5受到的压力增大到预设数值时,单向阀5打开,管路2连通,卷扬马达1的进口端和出口端连通,卷扬马达1的液压油流通,钢丝绳继续下放。
如图1所示,在上述实施例的基础上,进一步地,该用于旋挖钻机的卷扬浮动系统还包括流量控制阀4;流量控制阀4设置在管路2上,用于控制管路2内的液压油的流量。
本实施例中,在管路2上设置流量控制阀4,流量控制阀4控制管路2内的液压油的流量,从而控制钢丝绳下放速度。也即,当钢丝绳下放速度太快时,钢丝绳受到的拉力降低速度较快,
此时流量控制阀4控制管路2的流量为预设流量,使得管路2内以设定的流量流动,避免降低钢丝绳下放速度过快。相应地,当钢丝绳下放速度太慢时,此时流量控制阀4控制管路2的流量为预设流量,从而避免钢丝绳下放速度过慢。
本实施例中,在浮动回路中,用流量控制阀4控制浮动速度和响应时间,使得浮动速度与负载在马达两侧产生的压差及浮动回路的节流口无关,排除卷扬负载对马达浮动速度产生的影响,使马达浮动时产生一定的背压,能够保持钢丝绳张紧,可以自动随旋挖钻机的钻进保持钻杆和钻斗随动。并且,在浮动液压系统中,使用单向阀5,用于在卷扬提升下放过程中,产生高压及冲击的情况下,阻挡压力冲击传递至流量控制阀4,保护流量控制阀4免受压力冲击而损坏,失效。
在上述实施例的基础上,进一步地,流量控制阀4为调速阀。
本实施例中,将流量控制阀4设置为调速阀,结构简单,方便使用。
在上述实施例的基础上,进一步地,流量控制阀4包括串联的比例减压阀和可调式节流阀。
本实施例中,流量控制阀4还可以为比例减压阀和可调式节流阀的组合阀,可同样实现调节流量的作用。
在上述实施例的基础上,进一步地,流量控制阀4设置在开关3与单向阀5之间。
本实施例中,流量控制阀4设置在开关3和单向阀5之间,液压油依次流经开关3,经流量控制阀4调节后经过单向阀5。
在上述实施例的基础上,进一步地,开关3为电磁换向阀。
本实施例中,将开关3设置为换向阀,结构简单,方便使用。开关3只起到浮动液压回路开关3的作用,其中位机能可用其他形式替代。
优选地,卷扬浮动系统采用流量超过100L/min的电磁换向阀、调速阀、单向阀5。选择流量超过100L/min的电磁换向阀、调速阀、单向阀5,可以保证浮动阀组在卷杨马达浮动过程中产生极小的阻尼。从而在负载突变时,也能使浮动阀组达到极快的响应速度。
在上述实施例的基础上,进一步地,本发明实施例还提供一种旋挖钻机,该旋挖钻机包括本发明提供的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统。
本发明实施例提供一种旋挖钻机,该旋挖钻机包括上述的卷扬浮动系统、钻杆、卷扬马达1等。在旋挖钻机使用过程中,操作者通过液压手柄下放卷扬直至钻杆接触到桩孔底部,再通过手柄按钮将控制信号传输给卷扬浮动系统中的开关3,开关3打开,将卷扬马达1的进口和出口连通,此时,单向阀5处于打开状态。旋挖钻机的钻进马达驱动钻杆旋转下降进行钻进,同时卷扬马达1将钢丝绳下放。当钻杆在持续钻进的过程中,钻杆遇到较坚硬的土层或者岩层等时,钻杆下降速度小,此时钢丝绳持续下降,钢丝绳受到的拉力减小,卷扬马达1进口端和出口端的压差减小,单向阀5受到的压力减小,当单向阀5受到的压力降低到预设值时,单向阀5关闭,卷扬马达1的进口端和出口端断开,停止液压油流通,钢丝绳停止下放,从而避免钢丝绳下放过多,导致钢丝绳拉力过低造成钢丝绳回卷后钢丝绳乱绳和磨损的情形。
本发明实施例提供的旋挖钻机,卷扬浮动系统通过在卷扬马达1进口和出口的管路2上设置单向阀5,当钢丝绳下放过多时,卷扬马达1进口端和出口端的压差减小,单向阀5受到的压力减小,当单向阀5受到的压力降低至预设值时,单向阀5关闭,管路2断开,卷扬马达1的液压油停止流通,从而停止下放钢丝绳,避免钢丝绳下放过多受到的拉力过低造成磨损。当钻杆持续向下钻进,钢丝绳受到的拉力逐渐增大,卷扬马达1的进口端和出口端的压差逐渐增大,单向阀5受到的压力逐渐增大,当单向阀5受到的压力增大到预设数值时,单向阀5打开,管路2连通,卷扬马达1的进口端和出口端连通,卷扬马达1的液压油流通,钢丝绳继续下放。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,包括:卷扬马达、开关、管路以及单向阀;
所述管路的一端与所述卷扬马达的进口连通,另一端与所述卷扬马达的出口连通;所述开关和所述单向阀均设置在所述管路上;所述开关用于连通或者切断所述管路。
2.根据权利要求1所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,还包括流量控制阀;
所述流量控制阀设置在所述管路上,用于控制所述管路内的液压油的流量。
3.根据权利要求2所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,所述流量控制阀为调速阀。
4.根据权利要求2所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,所述流量控制阀包括串联的比例减压阀和可调式节流阀。
5.根据权利要求2所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,所述流量控制阀设置在所述开关与所述单向阀之间。
6.根据权利要求1所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统,其特征在于,所述开关为电磁换向阀。
7.一种旋挖钻机,其特征在于,包括:如权利要求1-6任一项所述的用于旋挖钻机的卷扬浮动系统。
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