CN113719248A - 一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机 - Google Patents

一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了夹钳控制技术领域的一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机。包括：供油单元，用于提供工作所需的液压油；同步控制阀块，用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动。通过在供油单元与夹钳夹紧油缸之间配置同步控制阀块，同步控制阀块用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动，具有夹钳的左右油缸在负载不同的情况下能保持同步伸缩的特点，解决了上卸扣时钻杆螺纹端损坏、卸扣效率低的问题。

Description

一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机
技术领域
本发明属于夹钳控制技术领域，具体涉及一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机。
背景技术
多功能钻机是一种用于基坑微桩、基坑支护、水利水电工程加固、边坡锚固、管棚支护、隧道注浆、地质勘探、高压旋喷等施工的设备。夹钳装置是该钻机的重要组成部分，也是在施工过程中使用最频繁的装置。目前，现有的钻机在使用过程中出现夹钳左右油缸不同步，且无法保压的现象，不仅损坏钻杆，影响上卸扣效率，出现掉杆的施工事故，同时严重影响了钻机的施工效率，增加了施工成本。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种夹钳同步控制系统、夹钳装置及钻机，具有夹钳的左右油缸在负载不同的情况下能保持同步伸缩的特点，解决了上卸扣时钻杆螺纹端损坏、卸扣效率低的问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，提供一种夹钳同步控制系统，包括：供油单元，用于提供工作所需的液压油；同步控制阀块，用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动。
进一步地，所述供油单元包括发动机，所述发动机与液压泵传动连接，所述液压泵的吸油口与液压油箱连通，所述液压泵的出油口与多路阀的P口连通，所述多路阀的T口与液压油箱连通；所述多路阀的出油口与所述同步控制阀块连通。
进一步地，所述同步控制阀块的MF口、MS口、SS口和SF口分别与所述多路阀的出油口连通；所述同步控制阀块的JA1口与夹钳一左夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的JA2口与夹钳一右夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的JB1口与夹钳一左夹紧油缸的b口连通，所述同步控制阀块的JB2口与夹钳一右夹紧油缸的b口连通；所述同步控制阀块的XA1口与夹钳二左夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的XA2口与夹钳二右夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的XB1口与夹钳二左夹紧油缸的b口连通，所述同步控制阀块的XB2口与夹钳二右夹紧油缸的b口连通。
进一步地，所述同步控制阀块的RA口、RB口分别与所述多路阀的出油口连通；同步控制阀块的RA口与同步控制阀块的A口连通，同步控制阀块的A口与夹钳回转油缸的a口连通；同步控制阀块的RB口与同步控制阀块的B口连通，同步控制阀块的B口与夹钳回转油缸的b口连通。
进一步地，所述同步控制阀块包括液控单向阀一、液控单向阀二、分集流阀一、分集流阀二、节流堵一和节流堵二；液控单向阀一的X1口与同步控制阀块的MF口连通；液控单向阀一的X2口分别与同步控制阀块的MB口、分集流阀一的X3口连通；液控单向阀一的X3口分别与同步控制阀块的MS口、同步控制阀块的MA口、同步控制阀块的JB1口、同步控制阀块的JB2口连通；液控单向阀二的X1口与同步控制阀块的SF口连通；液控单向阀二的X2口分别与同步控制阀块的SB口、分集流阀二的X3口连通；液控单向阀二的X3口分别与同步控制阀块的SS口、同步控制阀块的SA口、同步控制阀块的XB1口、同步控制阀块的XB2口连通；分集流阀一的X1口分别与节流堵一的X1口、同步控制阀块的JA1口连通；分集流阀一的X2口分别与节流堵一的X2口、同步控制阀块的JA2口连通；分集流阀二的X1口分别与节流堵二的X1口、同步控制阀块的XA1口连通；分集流阀二的X2口分别与节流堵二的X2口、同步控制阀块的XA2口连通。
进一步地，所述同步控制阀块的MA口、同步控制阀块的SA口为备用口。
进一步地，所述同步控制阀块还包括节流阀一、节流阀二、蓄能器一、蓄能器二和梭阀；节流阀一的X1口分别与蓄能器一的P口、梭阀的X2口、同步控制阀块的M2口、同步控制阀块的M1口连通，同步控制阀块的M1口与同步控制阀块的MB口连通；节流阀二的X1口分别与蓄能器二的P口、梭阀的X1口、同步控制阀块的S2口、同步控制阀块的S1口连通，同步控制阀块的S1口与同步控制阀块的SB口连通；节流阀一的X2口、节流阀二的X2口分别与同步控制阀块的T口连通，同步控制阀块的T口与液压油箱连通；梭阀的X3口与同步控制阀块的M1口连通，同步控制阀块的M1口安装压力表。
进一步地，所述同步控制阀块的M2口、同步控制阀块的S2口为备用口。
第二方面，提供一种夹钳装置，所述夹钳装置配置有第一方面所述的夹钳同步控制系统。
第三方面，提供一种钻机，所述钻机安装有第二方面所述的夹钳装置。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
（1）本发明通过在供油单元与夹钳夹紧油缸之间配置同步控制阀块，同步控制阀块用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动，具有夹钳的左右油缸在负载不同的情况下能保持同步伸缩的特点，解决了上卸扣时钻杆螺纹端损坏、卸扣效率低的问题；
（2）本发明通过设置蓄能器，实现了夹钳夹紧时保压功能，在遇到溶洞，暗河等地质施工及提升卸扣时，夹钳夹紧不会松动，降低了掉杆概率，节约了施工成本；
（3）本发明通过设置节流阀，增加了蓄能器卸荷功能，提高了维修的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种夹钳同步控制系统的控制原理示意图；
图2是本发明实施例中的同步控制阀块的控制原理示意图；
图3是本发明实施例中的夹钳装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
一种夹钳同步控制系统，包括：供油单元，用于提供工作所需的液压油；同步控制阀块，用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动。
如图1、图2所示，供油单元包括发动机（或电机）101，发动机101与液压泵103传动连接，液压泵103的吸油口与液压油箱102连通，液压泵103的出油口与多路阀104的P口（高压口）连通，多路阀104的T口（低压口）与液压油箱102连通；多路阀104的出油口与同步控制阀块107连通。
同步控制阀块107的MF口、MS口、SS口和SF口分别与多路阀104的出油口连通；同步控制阀块107的JA1口与夹钳一左夹紧油缸105-1的a口连通，同步控制阀块107的JA2口与夹钳一右夹紧油缸105-2的a口连通，同步控制阀块107的JB1口与夹钳一左夹紧油缸105-1的b口连通，同步控制阀块107的JB2口与夹钳一右夹紧油缸105-2的b口连通；同步控制阀块107的XA1口与夹钳二左夹紧油缸105-3的a口连通，同步控制阀块107的XA2口与夹钳二右夹紧油缸105-4的a口连通，同步控制阀块107的XB1口与夹钳二左夹紧油缸105-3的b口连通，同步控制阀块107的XB2口与夹钳二右夹紧油缸的b口连通。
同步控制阀块107的RA口、RB口分别与多路阀104的出油口连通；同步控制阀块107的RA口与同步控制阀块107的A口连通，同步控制阀块107的A口与夹钳回转油缸106的a口连通；同步控制阀块107的RB口与同步控制阀块107的B口连通，同步控制阀块107的B口与夹钳回转油缸106的b口连通。
同步控制阀块107包括液控单向阀一107-11、液控单向阀二107-12、分集流阀一107-21、分集流阀二107-22、节流堵一107-31和节流堵二107-32；液控单向阀一107-11的X1口与同步控制阀块107的MF口连通；液控单向阀一107-11的X2口分别与同步控制阀块107的MB口、分集流阀一107-21的X3口连通；液控单向阀一107-11的X3口分别与同步控制阀块107的MS口、同步控制阀块107的MA口、同步控制阀块107的JB1口、同步控制阀块107的JB2口连通；液控单向阀二107-12的X1口与同步控制阀块107的SF口连通；液控单向阀二107-12的X2口分别与同步控制阀块107的SB口、分集流阀二107-22的X3口连通；液控单向阀二107-12的X3口分别与同步控制阀块107的SS口、同步控制阀块107的SA口、同步控制阀块107的XB1口、同步控制阀块107的XB2口连通；分集流阀一107-21的X1口分别与节流堵一107-31的X1口、同步控制阀块107的JA1口连通；分集流阀一107-21的X2口分别与节流堵一107-31的X2口、同步控制阀块107的JA2口连通；分集流阀二107-22的X1口分别与节流堵二107-32的X1口、同步控制阀块107的XA1口连通；分集流阀二107-22的X2口分别与节流堵二107-32的X2口、同步控制阀块107的XA2口连通。同步控制阀块107的MA口、同步控制阀块107的SA口为备用口。
同步控制阀块107还包括节流阀一107-41、节流阀二107-42、蓄能器一107-51、蓄能器二107-52和梭阀107-6；节流阀一107-41的X1口分别与蓄能器一107-51的P口、梭阀107-6的X2口、同步控制阀块107的M2口、同步控制阀块107的M1口连通，同步控制阀块107的M1口与同步控制阀块107的MB口连通；节流阀二107-42的X1口分别与蓄能器二107-52的P口、梭阀107-6的X1口、同步控制阀块107的S2口、同步控制阀块107的S1口连通，同步控制阀块107的S1口与同步控制阀块107的SB口连通；节流阀一107-41的X2口、节流阀二107-42的X2口分别与同步控制阀块107的T口连通，同步控制阀块107的T口与液压油箱102连通；梭阀107-6的X3口与同步控制阀块107的M1口连通，同步控制阀块107的M1口安装压力表。同步控制阀块107的M2口、同步控制阀块107的S2口为备用口。
工作时，发动机（电机）101给液压泵103提供输入动力，液压泵103将液压流量输送到多路阀104，通过控制多路阀104的开关，将液压流量输入到同步控制阀块107的RA、RB、MF、MS、SS、SF口。当RA、RB输入液压流量时，通过同步控制阀块107的A、B口将流量输入到夹钳回转油缸106的a、b口，夹钳二 303回转，如图3所示，实现钻杆的上卸扣；MF、SF输入流量时，通过同步控制阀块107中的液压控单向阀一107-11、液压控单向阀二107-12、分集流阀一107-21、分集流阀二107-22，在JA1、JA2、XA1、XA2口将流量分别输入到夹钳一左夹紧油缸105-1、夹钳一右夹紧油缸105-2、夹钳二左夹紧油缸105-3、夹钳二右夹紧油缸107-4的a口，此时夹钳一左夹紧油缸105-1、夹钳一右夹紧油缸105-2、夹钳二左夹紧油缸105-3、夹钳二右夹紧油缸107-4的b口回油，夹钳一302、夹钳二303的夹紧油缸伸出，从而带动夹钳一虎牙座302-2、夹钳二虎牙座303-2伸出，实现夹紧钻杆；同理，当SS、SF输入流量时，夹钳一302、夹钳二303的夹紧油缸缩回，从而带动夹钳一虎牙座302-2、夹钳二虎牙座303-2缩回，实现松开钻杆。当夹钳一302的夹紧油缸在负载不同情况下同时伸出或缩回时，由于油路中设置了分集流阀一107-21、分集流阀二107-22，实现油路的强制分流，可保证油缸的同步伸出或者缩回。当出现暂时不同步时，油路中设置有节流堵一107-31将JA1与JA2连通，节流堵107-32将XA1与XA2连通，可以保证在一个夹紧油缸先到达行程后，另一个夹紧油缸可以继续运动，从而实现重新同步。当夹紧油缸夹紧时，MF、SF输入流量，在给夹紧油缸提供流量同时，也给蓄能器一107-51、蓄能器二107-52充入流量并保持高压；当夹紧油缸伸出到行程时，通过液控单向阀一107-11和液控单向阀二107-12进行保压，当出现需要保压时间长时，由于液控单向阀一107-11和液控单向阀二107-12存在微量的液压油泄漏，从而导致夹紧油缸松开，此时，由于同步控制阀块107中设置有蓄能器一107-51和蓄能器二107-52，可以将夹紧时充入蓄能器的液压油通过M1、S1口将流量补充到夹紧油缸中并保持系统中的压力不变，从而实现持续保压，防止夹钳夹紧钻杆时松动，出现掉钻杆的事故。另外，同步控制阀块107中设置有节流阀一107-41和节流阀二107-42，在同步控制阀块107工作时，节流阀一107-41和节流阀二107-42处于关闭状态。当夹紧油缸处在保压状态下，出现系统故障需要维修时，为了拆卸安全需要，防止高压油伤人，可以将节流阀一107-41和节流阀二107-42打开，将蓄能器一107-51、蓄能器二107-52及管路中的高压油经同步控制阀块107的T口泄回液压油箱102，从而保证维修人员安全。
本实施例通过在供油单元与夹钳夹紧油缸之间配置同步控制阀块，同步控制阀块用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动，具有夹钳的左右油缸在负载不同的情况下能保持同步伸缩的特点，解决了上卸扣时钻杆螺纹端损坏、卸扣效率低的问题；通过设置蓄能器，实现了夹钳夹紧时保压功能，在遇到溶洞，暗河等地质施工及提升卸扣时，夹钳夹紧不会松动，降低了掉杆概率，节约了施工成本；通过设置节流阀，增加了蓄能器卸荷功能，提高了维修的安全性。
实施例二：
基于实施例一所述的夹钳同步控制系统，本实施例提供一种夹钳装置，所述夹钳装置配置有实施例一所述的夹钳同步控制系统。
如图3所示，夹钳装置包括安装于夹钳座304的夹钳一302、夹钳二303、夹钳回转油缸106和导向装置301；夹钳回转油缸106与夹钳二303铰接；夹钳一302包括夹钳一左夹紧油缸105-1、夹钳一右夹紧油缸105-2、安装于夹钳一左夹紧油缸105-1和夹钳一右夹紧油缸105-2的夹钳一虎牙座302-2；夹钳二303包括夹钳二左夹紧油缸105-3、夹钳二右夹紧油缸105-4、安装于夹钳二左夹紧油缸105-3和夹钳二右夹紧油缸105-4的夹钳二虎牙座303-2。
实施例三：
基于实施例一所述的夹钳同步控制系统和实施例二所述的夹钳装置，本实施例提供一种钻机，所述钻机安装有实施例二所述的夹钳装置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种夹钳同步控制系统，其特征是，包括：
供油单元，用于提供工作所需的液压油；
同步控制阀块，用于均衡流向各夹钳的液压油，以保持各夹钳的各个夹紧油缸同步运动。
2.根据权利要求1所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述供油单元包括发动机，所述发动机与液压泵传动连接，所述液压泵的吸油口与液压油箱连通，所述液压泵的出油口与多路阀的P口连通，所述多路阀的T口与液压油箱连通；所述多路阀的出油口与所述同步控制阀块连通。
3.根据权利要求2所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块的MF口、MS口、SS口和SF口分别与所述多路阀的出油口连通；
所述同步控制阀块的JA1口与夹钳一左夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的JA2口与夹钳一右夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的JB1口与夹钳一左夹紧油缸的b口连通，所述同步控制阀块的JB2口与夹钳一右夹紧油缸的b口连通；
所述同步控制阀块的XA1口与夹钳二左夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的XA2口与夹钳二右夹紧油缸的a口连通，所述同步控制阀块的XB1口与夹钳二左夹紧油缸的b口连通，所述同步控制阀块的XB2口与夹钳二右夹紧油缸的b口连通。
4.根据权利要求2所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块的RA口、RB口分别与所述多路阀的出油口连通；同步控制阀块的RA口与同步控制阀块的A口连通，同步控制阀块的A口与夹钳回转油缸的a口连通；同步控制阀块的RB口与同步控制阀块的B口连通，同步控制阀块的B口与夹钳回转油缸的b口连通。
5.根据权利要求1所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块包括液控单向阀一、液控单向阀二、分集流阀一、分集流阀二、节流堵一和节流堵二；
液控单向阀一的X1口与同步控制阀块的MF口连通；液控单向阀一的X2口分别与同步控制阀块的MB口、分集流阀一的X3口连通；液控单向阀一的X3口分别与同步控制阀块的MS口、同步控制阀块的MA口、同步控制阀块的JB1口、同步控制阀块的JB2口连通；
液控单向阀二的X1口与同步控制阀块的SF口连通；液控单向阀二的X2口分别与同步控制阀块的SB口、分集流阀二的X3口连通；液控单向阀二的X3口分别与同步控制阀块的SS口、同步控制阀块的SA口、同步控制阀块的XB1口、同步控制阀块的XB2口连通；
分集流阀一的X1口分别与节流堵一的X1口、同步控制阀块的JA1口连通；分集流阀一的X2口分别与节流堵一的X2口、同步控制阀块的JA2口连通；
分集流阀二的X1口分别与节流堵二的X1口、同步控制阀块的XA1口连通；分集流阀二的X2口分别与节流堵二的X2口、同步控制阀块的XA2口连通。
6.根据权利要求5所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块的MA口、同步控制阀块的SA口为备用口。
7.根据权利要求1所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块还包括节流阀一、节流阀二、蓄能器一、蓄能器二和梭阀；
节流阀一的X1口分别与蓄能器一的P口、梭阀的X2口、同步控制阀块的M2口、同步控制阀块的M1口连通，同步控制阀块的M1口与同步控制阀块的MB口连通；
节流阀二的X1口分别与蓄能器二的P口、梭阀的X1口、同步控制阀块的S2口、同步控制阀块的S1口连通，同步控制阀块的S1口与同步控制阀块的SB口连通；
节流阀一的X2口、节流阀二的X2口分别与同步控制阀块的T口连通，同步控制阀块的T口与液压油箱连通；
梭阀的X3口与同步控制阀块的M1口连通，同步控制阀块的M1口安装压力表。
8.根据权利要求7所述的夹钳同步控制系统，其特征是，所述同步控制阀块的M2口、同步控制阀块的S2口为备用口。
9.一种夹钳装置，其特征是，所述夹钳装置配置有权利要求1~8任一项所述的夹钳同步控制系统。
10.一种钻机，其特征是，所述钻机安装有权利要求9所述的夹钳装置。
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