CN113404735A - 一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压系统技术领域，涉及一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法，利用负载敏感泵、负载敏感多路阀、节流阀、顺序阀、单向阀组成的钻机倾角调节液压系统，能够实现钻机机架倾角精准、平稳调节、可以解决常规倾角调节系统抖动、速度不可控、调节精度差等问题。采用的负载敏感液压系统能够根据外界负载变化，系统自动调节泵输出的压力，降低了液压系统能量损失，减少了液压系统发热，提高了液压系统的工作效率。

Description

一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法

技术领域

本发明属于液压系统技术领域，涉及一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法。

背景技术

随着经济建设的飞速发展，工程机械技术领域取得了显著的进步，其中，钻机是在地质勘探中，带动钻具朝任意方向钻进，获取实物地质资料的机械设备。如地下煤矿开采过程中，由于煤层赋存条件复杂多变，重大瓦斯事故时常发生，因此，为预防煤矿局部瓦斯安全事故，做到瓦斯有效抽采与利用，需要在挖掘前使用抽放钻机打探测孔，对矿井下的瓦斯进行探测、释放及利用，以避免瓦斯爆炸事故的发生。

然而，现有技术中关于煤矿井下瓦斯治理钻孔所使用的钻机存在以下缺陷和足：我国每年煤矿井下瓦斯治理钻孔工程巨大，目前几乎所有的煤矿部采用的都是传统的人工丈量方法标定倾角和方位角，操作程序相当繁琐，稳钻时间长，精度低。即如何快速精确控制开孔倾角成为本领域急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法，实现钻机机架倾角精准、平稳调节。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，包括依次连通的液压泵、高压过滤器、多路阀以及液压马达，该液压马达连接有机架；

多路阀包括进油口P口、回油口T口、工作油口A口与工作油口B口，多路阀的工作油口A口连接有并联的单向阀和节流阀，单向阀和节流阀分别与液压马达的工作油口连通，节流阀与液压马达之间还设置有与单向阀并联的顺序阀，工作油口B口与液压马达的工作油口连接。

可选的，液压泵与多路阀均连接有用于储存液压油液的油箱；液压泵连接有用于提供动力输入的电机。

可选的，电机为本安防爆三相异步电动机。

可选的，液压泵为根据所需控制量输出相应流量的负载敏感泵，其吸油口与油箱连接，其出油口与过滤器的进油口连接。

可选的，多路阀为负载敏感多路阀，其中负载敏感泵的控制油口X口与多路阀的负载反馈口Ls口连接，实现流量与压力的负载敏感。

可选的，多路阀为分片式结构，通过多路阀的换向操作控制液压马达的正、反方向旋转。

可选的，多路阀连接有用于实时监测系统压力的压力表。

一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统的工作方法，应用如上述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，包括以下步骤：

S1机架正倾角调节：

当电机旋转，带动液压泵从油箱中吸取油液，通过高压过滤器的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀的进油口P口，通过多路阀的换向操作，上位接通，油液经过单向阀进入液压马达，回油路经过多路阀的回油口T口最终回到油箱，此时马达正转，带动机架的正向倾角调价，从水平角逐渐增大到正向90度；

S2机架负倾角调节：

当电机旋转，带动液压泵从油箱中吸取油液，通过高压过滤器的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀的进油口P口，通过多路阀的换向操作，下位接通，进油路流入液压马达，出油路流经顺序阀，再流经节流阀，通过设定顺序阀的开启压力，可设定回油路的背压，通过节流阀，回油路节流，可调整液压马达的转速，进而达到调整机架的转动的速度，最后回油路通过多路阀回到油箱。

本发明的有益效果在于：本发明一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统及其工作方法，利用负载敏感泵、负载敏感多路阀、液压马达、顺序阀、节流阀、单向阀等组成的自动钻机倾角调节液压系统，能够实现自动钻机机架倾角的精准、平稳调节，利用负载敏感系统，输出的压力及流量随负载变化需要而调节，以此解决管路系统复杂，整机布置困难，减少系统能耗损失，提升钻机工作效率。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统的整体示意图。

附图标记：油箱1、电机2、液压泵3、过滤器4、多路阀5、压力表6、单向阀7、节流阀8、顺序阀9、液压马达10、机架11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，包括依次连通的液压泵3、高压过滤器4、多路阀5以及液压马达10，该液压马达10连接有机架11；多路阀5包括进油口P口、回油口T口、工作油口A口与工作油口B口，多路阀5的工作油口A口连接有并联的单向阀7和节流阀8，单向阀7和节流阀8分别与液压马达10的工作油口连通，节流阀8与液压马达10之间还设置有与单向阀7并联的顺序阀9，工作油口B口与液压马达10的工作油口连接。液压泵3与多路阀5均连接有用于储存液压油液的油箱1；液压泵3连接有用于提供动力输入的电机2，电机2为本安防爆三相异步电动机。液压泵3为根据所需控制量输出相应流量的负载敏感泵，其吸油口与油箱1连接，其出油口与过滤器4的进油口连接。多路阀5为负载敏感多路阀5，其中负载敏感泵的控制油口X口与多路阀5的负载反馈口Ls口连接，实现流量与压力的负载敏感。多路阀5为分片式结构，通过多路阀5的换向操作控制液压马达10的正、反方向旋转。多路阀5连接有用于实时监测系统压力的压力表6。

油箱1为液压系统中储存液压油液的部件，同时在一定程度上也起到冷却散热的作用；电机2为本安防爆三相异步电动机，可为液压泵3提供动力输入；液压泵3为负载敏感泵，能够根据所需控制量输出相应的流量，在电机2的带动下，可实现机械能到液压能的转换，为整个液压系统提供动力；过滤器4为高压过滤器4，是一种液压辅件，可为液压系统过滤杂质，保证液压系统的油液清洁度，防止油液污染；多路阀5为负载敏感多路阀5，可将压力、流量和功率变化信号，向多路阀5进行反馈，实现控制功能的一种阀，可精确控制液压马达10的动作；压力表6也是一种液压辅件，用于实时监测系统的压力；单向阀7是一种方向控制阀，致使油液只能单向流动；节流阀8能够调节液压马达10出口的流量，从控制液压马达10的转速；顺序阀9是一种压力控制阀，采用内控内泄油方式，通过调节弹簧作用力设置顺序阀9的开启压力，且顺序阀9作为液压马达10回油路的背压阀，可使液压马达10运转平稳；液压马达10是一种液压执行件，做回转运动，机架11用于安装钻机主机部件，同时与液压马达10连接，通过液压马达10的回转便能调节机架11的倾角调节。

液压泵3与电机2连接，液压泵3为负载敏感泵，其吸油口与油箱1连接，其出油口与过滤器4的进油口连接，过滤器4，其出油口一端与压力表6连接，另一端与多路阀5的进油口P口连接，多路阀5的回油口T口与油箱1连接，多路阀5的工作油口A口与单向阀7和节流阀8并联，工作油口B口与液压马达10的工作油口连接，液压马达10工作油口同时与顺序阀9和单向阀7并联；机架11安装有液压马达10，通过液压的旋转便可带动机架11倾角的调节。

进一步的，电机2为本安防爆三相异步电动机；液压泵3负载敏感泵，多路阀5为负载敏感多路阀5，其中负载敏感泵的控制油口X口与多路阀5的负载反馈口Ls口连接,实现流量与压力的负载敏感。多路阀5为分片式结构，通过多路阀5的换向操作可控制液压马达10的正、反方向旋转。

一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统的工作方法，应用如上述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，包括以下步骤：

S1机架11正倾角调节：

当电机2旋转，带动液压泵3从油箱1中吸取油液，通过高压过滤器4的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀5的进油口P口，通过多路阀5的换向操作，上位接通，油液经过单向阀7进入液压马达10，回油路经过多路阀5的回油口T口最终回到油箱1，此时马达正转，带动机架11的正向倾角调价，从水平角逐渐增大到正向90度；

S2机架11负倾角调节：

当电机2旋转，带动液压泵3从油箱1中吸取油液，通过高压过滤器4的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀5的进油口P口，通过多路阀5的换向操作，下位接通，进油路流入液压马达10，出油路流经顺序阀9，再流经节流阀8，通过设定顺序阀9的开启压力，可设定回油路的背压，通过节流阀8，回油路节流，可调整液压马达10的转速，进而达到调整机架11的转动的速度，最后回油路通过多路阀5回到油箱1。

因为在机架11负倾角调节时，受机架11自重的影响，会加速机架11的下倾，为此，在马达回油路通过顺序阀9，设定了背压，实现机架11的平稳调节，回油节流可控制机架11的调节速度，通过液压泵3的控制油口X口与多路阀5的负载敏感反馈口Ls口相接。液压泵3和多路阀5的负载敏感系统相互配合，根据所需控制量输出相应的流量，实现“按需供给”，那么整个液压系统会实现效率的提升，减少能耗损失。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：包括依次连通的液压泵、高压过滤器、多路阀以及液压马达，该液压马达连接有机架；

多路阀包括进油口P口、回油口T口、工作油口A口与工作油口B口，多路阀的工作油口A口连接有并联的单向阀和节流阀，单向阀和节流阀分别与液压马达的工作油口连通，节流阀与液压马达之间还设置有与单向阀并联的顺序阀，工作油口B口与液压马达的工作油口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：液压泵与多路阀均连接有用于储存液压油液的油箱；液压泵连接有用于提供动力输入的电机。

3.根据权利要求2所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：电机为本安防爆三相异步电动机。

4.根据权利要求2所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：液压泵为根据所需控制量输出相应流量的负载敏感泵，其吸油口与油箱连接，其出油口与过滤器的进油口连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：多路阀为负载敏感多路阀，其中负载敏感泵的控制油口X口与多路阀的负载反馈口Ls口连接，实现流量与压力的负载敏感。

6.根据权利要求5所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：多路阀为分片式结构，通过多路阀的换向操作控制液压马达的正、反方向旋转。

7.根据权利要求1所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于：多路阀连接有用于实时监测系统压力的压力表。

8.一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统的工作方法，应用如权利要求1～7任一所述的一种用于钻机倾角调节负载敏感液压系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1机架正倾角调节：

当电机旋转，带动液压泵从油箱中吸取油液，通过高压过滤器的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀的进油口P口，通过多路阀的换向操作，上位接通，油液经过单向阀进入液压马达，回油路经过多路阀的回油口T口最终回到油箱，此时马达正转，带动机架的正向倾角调价，从水平角逐渐增大到正向90度；

S2机架负倾角调节：

当电机旋转，带动液压泵从油箱中吸取油液，通过高压过滤器的作用，实现油液的过滤，油液进入多路阀的进油口P口，通过多路阀的换向操作，下位接通，进油路流入液压马达，出油路流经顺序阀，再流经节流阀，通过设定顺序阀的开启压力，可设定回油路的背压，通过节流阀，回油路节流，可调整液压马达的转速，进而达到调整机架的转动的速度，最后回油路通过多路阀回到油箱。

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