CN114962363B - 一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组 - Google Patents
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Abstract
一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组。涉及液压控制技术领域。包括连接阀块(1)、马达控制阀块(2)和油缸控制阀块(5),所述马达控制阀块(2)前接连接阀块(1)输出的液压油源,其输出口A2、B2后接液压马达,所述液压马达实现钻杆的旋转动作;所述油缸控制阀块(5)前接液压油源,所述油缸控制阀块(5)设有工作出口a5、b5,所述工作出口a5通过一平衡阀连接推进油口A5,所述工作出口b5连接回退油口B5;还包括加杆控制阀块(3)和逻辑功能切换阀块(4),本发明的深孔钻车可钻进复杂地层,配套普通扩孔钻头等钻具可进行回转钻进。
Description
技术领域
本发明涉及液压控制技术领域,尤其涉及一种多工况深孔勘探车液压控制系统的改进。
背景技术
深孔勘探车是新一代通过履带行走的探水、探瓦斯、探断层、放顶、注水等作业的勘探设备,主要用于掘进工作面有防突措施要求的在软岩或煤层中实施密集形钻孔,也适用于其他场合。其中深孔勘探车的钻头的动作是由多路阀控制的。目前现有深孔勘探车因其复杂工况,以往需要多套多路阀串联或者并联满足所有使用工况,但现有技术的普通多路阀在串联时,每次只能实现一个动作无法实现复合运动使得操作极其复杂,而并联时会使得深孔钻车其液压系统结构庞大、复杂、成本居高不下。另目前现有深孔勘探车采用液控和手动操作,无法无级流量调节与远程操作。
现有技术深孔钻车的液压系统如图16所示,针对钻车的几个动作,分别由旋转阀块Ⅰ、推进阀块Ⅱ、夹持阀块Ⅲ、卡盘阀块Ⅳ来实现钻车上夹持器、卡盘的开/合动作,并对其进行旋转或推进的驱动,进而实现钻杆旋转、进给,加钻杆(后接钻杆)等功能性动作,然而,从图16中可以看出,夹持阀块Ⅲ和卡盘阀块Ⅳ需分别控制,无法实现联动动作,使得操作极为不便,大大增加了人力成本。如在现有钻机上进行相关功能的“叠加”,则需要另行设置一套独立的执行机构。而另行设置独立的执行机构,存在成本高,液压系统关联性差的缺陷,并且增加多路阀组与执行机构会让机体宽度较宽,如遇窄小低矮的运行环境则运转不灵活,适用性差。
因此,如何提供一种适应深孔勘探的自动化电液压系统成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对以上技术问题,提供了一种液压系统结构的紧凑与集约,且能满足多工况下自动化作业需求,具有电控比例特性,控制性能好,流量成比例、微动控制的多工况深孔钻车集成化负载敏感比例电液控多路阀组。
本发明的技术方案是:包括连接阀块(1)、马达控制阀块(2)和油缸控制阀块(5),
所述马达控制阀块(2)前接连接阀块(1)输出的液压油源,其输出口A2、B2后接液压马达,所述液压马达实现钻杆的旋转动作;
所述油缸控制阀块(5)前接液压油源,所述油缸控制阀块(5)设有工作出口a5、b5,所述工作出口a5通过一平衡阀连接推进油口A5,所述工作出口b5连接回退油口B5;
还包括加杆控制阀块(3)和逻辑功能切换阀块(4),
所述逻辑功能切换阀块(4)为三位六通电磁阀,所述逻辑功能切换阀块(4)具有a4、b4两个控制油输出口,还设有下钻、起钻和加钻杆工作油口,所述逻辑功能切换阀块(4)具有两个工作油口,所述逻辑功能切换阀块(4)的两个工作油口分别连接所述油缸控制阀块(5)的所述工作出口a5、b5;
所述加杆控制阀块(3)包括夹持器松紧控制阀块(32)、卡盘松紧控制阀块(33)和附加功能块(31),
所述夹持器松紧控制阀块(32)为液控二位四通阀,前接连接阀块(1),后设有夹持器松紧油口A32、B32;所述夹持器松紧控制阀块(32)的液控口连接梭阀一(34)的出油口,所述梭阀一的比较油口一连接所述马达控制阀块(2)的A2口,所述梭阀一的比较油口二的比较油口二连接控制油输出口a4,所述夹持器松紧控制阀块(32)还设有夹持器松紧控制块附加油口(320);
所述附加功能块(31)包括二位三通电磁阀,所述附加功能块(31)的进口连通连接阀块(1),所述附加功能块(31)的工作油口A33连接所述夹持器松紧控制块附加油口(320),所述附加功能块(31)的出油口连接油箱;
所述卡盘松紧控制阀块(33)为液控二位三通阀,所述卡盘松紧控制阀块(33)前接液压油源,所述卡盘松紧控制阀块(33)的比较油口连接控制油输出口b4,所述卡盘松紧控制阀块(33)的输出油口A31连接卡盘,控制卡盘的紧动。
所述逻辑功能切换阀块(4)的阀芯(41)的外表面开设有一T型凹槽(410),所述逻辑功能切换阀块(4)阀体的主孔内设有回油口、控制油输出口a4和控制油输出口b4,所述T型凹槽(410)在所述主孔内轴向运动时,实现中位、下钻位和起钻位。
所述逻辑功能切换阀块(4)还设有螺杆旋合保护油路(42),所述螺杆旋合保护油路(42)前接马达控制阀块的B2油口,在所述螺杆旋合保护油路(42)设有单向阀。
还包括有打钻行走功能切换控制块(6),所述打钻行走功能切换控制块(6)包括梭阀二、两位三通电磁换向阀、阻尼器(61)和溢流阀,所述阻尼器(61)串接在P口与所述溢流阀之间,所述阻尼器(61)还连接所述两位三通电磁换向阀,所述两位三通电磁换向阀连接T口。
在所述马达控制阀块(2)的换向阀与液压油源之间设有马达控制阀块补偿器(21)。
在所述油缸控制阀块(5)的换向阀与液压油源之间设有油缸控制阀块补偿器(51)。
本发明的集成阀组能实现深孔钻车的工况使用,在马达和油缸的换向阀前置有压力补偿器,通过控制系统换向阀阀口压差或者是对阀口压差进行补偿,使多负载协同动作得以实现。同时,该压力补偿阀通过调压弹簧的设置从而使主阀阀口两端保持恒定压差,从而使主阀开度与流量成正比,配合换向阀上的比例减压阀和比例电磁铁,能够实现微动控制、无极调速和智能化控制。
本发明的阀组所需空间相比于现有技术大大缩小,也使得深孔钻车整车具有结构紧凑、操作灵活、一机多用等特点,本发明的深孔钻车可钻进复杂地层,配套普通扩孔钻头等钻具可进行回转钻进。本发明具有以下优点:
a、作业安全,能显著减轻工人的体力劳动强度。适用于各种断面的平、斜巷道施工;
b、结构紧凑、全液压控制 操作方便灵活、履带行走、移位方便、机动性好、省时、省力;
c、钻机动力头扭矩大,行程长,钻进效率高,可大大提高作业效率;
d、液压系统配备了快速推进功能,可节约装卸钻杆时间2倍多。并配带有装卸钻杆的部件,降低了操作人员的劳动强度;
e、采用了变量系统,在马达控制阀块、油缸控制阀块和打钻行走功能切换控制块上采用了比较油路,使得系统连接到泵的负载敏感,空载转速快,随负载变化转速降低扭矩逐步加大,使钻进更合理。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图,
图2是本发明的液压原理图,
图3是卡盘夹持器控制块的结构示意图(图中显示为P通A 、B通R状态),
图4是图3的另一工作状态示意图(图中显示为P通B、A通R状态),
图5是卡盘夹持器控制块中附加功能块的结构示意图,
图6是图5中A-A剖视图(二位三通内置阀的结构示意图,图中显示为R通M2口状态),
图7是二位三通内置阀另一工作状况的示意图(图中显示为M2口通A33口状态),
图8是逻辑功能控制块的结构示意图,
图9是图8的左视图,
图10是逻辑功能控制块中阀芯的结构示意图,
图11是逻辑功能控制块中位状态的原理图,
图12是逻辑功能控制块下钻状态的原理图,
图13是逻辑功能控制块起钻状态的原理图,
图14是本发明实现“正转加钻杆”工况的液压原理示意图;
图15是本发明实现“正传+夹持器松开+卡盘夹紧+后退”(起钻)工况的液压原理示意图;
图16是本发明的背景技术的液压原理图。
图中:
1-连接阀块,
2-马达控制阀块,21-马达控制阀块压力补偿器,
3-加杆控制阀块,
31-附加功能块,310-附加功能块本体,3101-内推杆,311-二位三通内置阀,3111-二位三通内置阀阀芯,32-夹持器松紧控制块,320-夹持器松紧控制块附加油口,321-限位杆,322-限位弹簧,323-夹持器松紧控制块阀芯,33-卡盘松紧控制阀块,34-梭阀一,
4-逻辑功能控制块,41-逻辑控制块阀芯,410-T形凹槽,42-螺杆旋合保护油路,
5-油缸控制阀块,51-油缸控制阀块压力补偿器,
6-打钻行走功能切换控制块,61-阻尼器;
Ⅰ是旋转阀块,Ⅱ是推进阀块,Ⅲ是夹持阀块,Ⅳ是卡盘阀块;
P是泵的压力输出口,LS压力反馈口,R是回油口,T是先导压力输出口,M是压力引出口;
图2、14、15、16中点化线框标示了各功能阀块的边界范围。
具体实施方式
以下结合附图1-15详细说明本发明。
本发明的一种多工况深孔钻车集成化负载敏感多路阀组,包括用于为后续多路阀组提供液压油源的连接阀块1、用于实现钻杆正反转动作的马达控制阀块2和用于实现对钻杆的前进后退动作的油缸控制阀块5;
马达控制阀块2前接连接阀块1输出的液压油源,其输出口A2、B2后接液压马达,液压马达用于实现钻杆的旋转动作;
油缸控制阀块5也前接液压油源,油缸控制阀块5设有工作出口a5、b5,工作出口a5通过一平衡阀连接推进油口A5,工作出口b5连接回退油口B5;实现钻杆轴线方向的推进和后退动作。
鉴于前述的三组阀块属于现有技术常规阀块,在本案中对其内容不再赘述。
本发明创新地在现有液压控制阀组上增加了加杆控制阀块3和逻辑功能切换阀块4,
逻辑功能切换阀块4为三位六通电磁阀,逻辑功能切换阀块4具有a4、b4两个控制油输出口,还设有下钻、起钻和加钻杆工作油路,下钻、起钻和加钻杆工作油路三个工作油路设在逻辑功能切换阀块4的内部;如图2、14、15所示,逻辑功能切换阀块4的上位为“下钻”油路,中位为“加钻杆”,下位为“起钻”。
逻辑功能切换阀块4还具有两个工作油口,逻辑功能切换阀块(4)的两个工作油口分别连接所述油缸控制阀块5的所述工作油口a5、b5;该两工作油口在图中未进行标识,即与图2中与a5、b5连通的工作油口,位于a5、b5的左侧。
加杆控制阀块3包括夹持器松紧控制阀块32、卡盘松紧控制阀块33和附加功能块31三大组件,
夹持器松紧控制阀块32为液控二位四通阀,前接连接阀块1(即连接液压油源),后设有夹持器松紧油口A32、B32,用于控制钻杆夹持器的松/紧动作;夹持器松紧控制阀块32的液控口连接梭阀一34的出油口,梭阀一34的比较油口一连接马达控制阀块2的A2口,梭阀一34的比较油口二连接逻辑功能切换阀块4的a4控制油口,A2口与a4控制油口哪路压力大,就接通其来控制夹持器松紧控制阀块32阀芯动作;通过梭阀比较A2口与a4控制油口油压使得只能有一路控制油通过液控二位四通阀液控口推动二位四通阀换位,使得夹持器松开,这样能够让两路控制油不会相互联通,避免对旋转或者进退动作造成误动作影响。
夹持器松紧控制阀块32还设有夹持器松紧控制块附加油口320;
附加功能块31为二位三通电磁阀,附加功能块31的进口连接连接阀块1,附加功能块31的工作油口A33连接夹持器松紧控制块附加油口320,附加功能块31的出油口连接油箱;当钻机处于待机或其他所需工作工况时,附加功能块31的M2口直接通入R口不对夹持器现有功能产生影响,而当附加功能块通电后,阀芯进行换向,从M口引出高压力油经过M2口通入夹持器松紧控制阀块32,结合其弹簧力,使得夹持器换向阀无法换向,从而实现钻机正转加钻杆功能。
卡盘松紧控制阀块33为液控二位三通阀,卡盘松紧控制阀块33前接液压油源,卡盘松紧控制阀块33的比较油口连接逻辑功能切换阀块4的b4控制油输出口,卡盘松紧控制阀块33的输出油口A31连接卡盘,控制卡盘的紧动,而卡盘的松动复位由卡盘内部弹簧实现,鉴于卡盘为现有技术产品,在本案中也不再赘述。
但通过前述加杆控制阀块3的改进,系统工作时,克服了A2点回油时,会产生较大的背压压力,导致夹持器松紧控制块32误动作的弊端。
本发明的逻辑功能切换阀块4的阀芯的外表面开设有一T型凹槽,逻辑功能切换阀块4阀体的主孔内设有回油口、a4口和b4口,T型凹槽在主孔内轴向运动时,实现中位(卡盘与夹持器均为卸荷的状态)、下钻位(下位)和起钻位(上位)三个动作的切换。这样就巧妙的解决了现有技术对此没有对应解决手段的技术难题。具体如图11所示,阀芯处于中位时,即加钻杆待机状态,当马达和油缸控制阀块不动作时,即整体阀组处于待机状态,a4和b4口通过T型凹槽410与R口相连,使得夹持器松紧控制块和卡盘松紧控制阀块(二位三通插装阀)的液控口无压力,让其处于初始状态,即卡盘和夹持器处于夹紧状态。当阀芯处于起钻和下钻状态时,即如图12和图13所示,此时a4和b4口因为T型凹槽410的移动,a4和b4口不再与R口相连,当处于起钻工况时,a4口与逻辑功能控制块的b5口相通,当处于下钻工况时,b4口与逻辑功能控制块的a5口相通。当加杆控制阀块处于起钻或者下钻工况时,若马达控制阀块和油缸控制阀块动作,压力控制油通过a4和b4口进入到夹持器松紧控制块和卡盘松紧控制阀块(二位三通插装阀)的液控口,使得夹持器和卡盘在松开与夹紧的状态进行切换,以满足工况使用的需要,通过内部油道的逻辑控制从而让整体阀组的控制更加简便。兼容原负载敏感阀结构的基础上,T型凹槽的设计,由于流道共通,巧妙的融入到负载敏感控制油路中,减少了液压系统中需增加液压元件的现状,使得系统更加紧凑。
在进行加杆作业时,由于前后钻杆采用螺纹连接,而正常的马达控制阀块2属于的旋转扭矩极大,易导致钻杆连接螺纹失效,在本案中逻辑功能切换阀块4还设置了保护油路,螺杆旋合保护油路42前接马达控制阀块2的B2油口,在螺杆旋合保护油路42中设有单向阀。在下钻状态,旋合两个钻杆,拧紧最后一段螺纹段时,为防止旋转控制油路加载过大的旋合力破坏螺纹,B2口的油,通过阀块的a4口、梭阀一34、驱动夹持器松紧控制阀块32将夹持器松开,以免导致过大扭矩的旋合力破坏连接螺纹。
为保证待机压力,本案还设有打钻行走功能切换控制块,所述打钻行走功能切换控制块6包括梭阀二、两位三通电磁换向阀、阻尼器61和溢流阀,所述阻尼器61串接在P口与所述溢流阀之间,所述阻尼器61还连接所述两位三通电磁换向阀,所述两位三通电磁换向阀连接T口。打钻行走功能切换控制块6属于保压控制油路,保证系统油路的最低压力,在卡盘处于倾斜角度打钻待机时,通过溢流阀保持压力使得卡盘夹持着钻杆时,让钻杆不会掉落,打钻行走功能切换控制块6包括梭阀二、两位三通电磁换向阀、阻尼器61和溢流阀,其工作原理是:打钻行走功能切换控制块6切换在打钻功能时,两位三通电磁换向阀不通电,a6口处于截止状态,不通油,P口油液经过溢流阀使得管道压力保持溢流阀调节的压力值(高于系统待机压力),油液再通过梭阀反馈到LS油路,LS油路反馈到泵,使得系统压力待机提高,从而卡盘能够夹持住钻杆让钻杆在俯仰时不下滑。当两位三通电磁换向阀电磁阀通电时,电磁阀换位,打钻行走功能切换控制块6中P口来的油液不再经过溢流阀产生背压,直接a6口与R口相通,无背压产生,系统压力处于初始待机压力。
在马达控制阀块2的换向阀与液压油源之间设有马达控制阀块补偿器(21)。在油缸控制阀块5的换向阀与液压油源之间设有油缸控制阀块补偿器(51)。通过设置阀前补偿器,使得系统多动作可以同时进行。如在运行接续钻杆工作时,就需要旋动+轴向进给两个动作同时进行。关于该补偿器的具体技术方案,是本申请人之前研发的产品,相关专利文献已经向公众披露,因此在本案中不再赘述。
本发明的系统应用时的工作原理如下:
打钻操作:首先,系统不启动时,夹持器和卡盘平台处于水平位置,此时因为没有压力油推动,钻杆可以手动从卡盘后端塞入卡盘中,然后启动系统,此时阀组内存在压力油,卡盘夹持住钻杆,然后将逻辑功能控制块切换到下钻状态,将油缸控制阀块切换到后退状态,卡盘松开并向后退,卡盘退后到钻杆后端时,然后再将油缸控制阀块切换到推进状态,当钻头遇到煤层时,进行打钻煤层的动作,因为煤层中含有瓦斯,会产生反向压力,将钻杆向后推,因此当钻杆遇到阻力时需要推进油缸控制阀块和正转马达控制阀块同时动作进行打钻。由于钻杆都是长于油缸行程,所以第一根钻杆第一次钻探到油缸最大行程后,先停止马达旋转(逻辑功能控制块依旧保持下钻状态),快速后退油缸控制阀块(此时由夹持器夹持第一根钻杆)让卡盘移动到接近第一根钻杆尾部停止再将油缸控制阀块切换到中位,然后重复上述正转松开夹持器,然后再正转马达和推进油缸进行打钻。
后加钻杆(一般用于钻杆长于油缸行程时,这也是目前矿上主要用法):待第一根钻杆第二次钻探到油缸最大行程后,进行从后加钻杆动作,此时夹持器和卡盘夹持住第一根钻杆,然后从卡盘后端手动拧入第二根钻杆两圈螺纹,然后手持住第二根钻杆,反转马达控制阀块,使得一根钻杆与第二根钻杆拧紧,此时完成后加钻杆,然后打钻重复上述打钻操作,当第二根不够时,可以重复上述操作。
中间加钻杆(一般用于钻杆长度小于油缸行程时):当第二根钻杆也接近全部伸出还钻不到煤层时,可以中间加钻杆,首先先将第二根钻杆脱扣,先将逻辑功能控制块放在加钻杆状态(即阀芯中位状态),然后将马达控制阀块切换到反转状态,使得第二根钻杆前端外螺纹与第一根钻杆尾部内螺纹松开,接着油缸控制阀块切换到后退状态,此时夹持器夹住第一根钻杆,卡盘夹持第二根钻杆向后移动,然后将第三根钻杆前端部分外螺纹手动拧入第一根钻杆尾部内螺纹,接着推进油缸控制阀块,让第二根钻前端外螺纹与第三根钻杆尾部内螺纹相接触,后再推进油缸控制阀块,接着将附加功能块通电,附加功能块中二位三通内置阀会切换位置,M2口与附加功能块R口断开,与A33相通,液压油从M口通入到夹持器松紧控制块附加油口,使得夹持器松紧控制块无法切换状态,夹持器继续保持夹紧状态,此时推进油缸控制阀块并且正转马达控制阀块直到三根钻杆完全拧紧,当三根钻杆完全拧紧后讲附加功能块切换为断电状态,推进油缸控制阀块并且正转马达控制阀块,此时夹持器松开,卡盘夹紧钻杆进行钻探煤层,当钻杆长度不够时,重复上述操作。
扫孔作业:煤层中含有瓦斯气体,钻探时会产生反向压力,将钻杆向后推,当钻探煤层越深,反向力越大,还有未完全排出的煤块产生阻力,当推进油缸压力无法克服压力和阻力推进时,需要泄压,若是以快进和快退动作油缸,卡盘会松开,钻杆会掉,所以逻辑功能控制块切换在中间加钻杆状态(即阀芯中位),快速推进油缸控制阀块和快速正转马达控制阀块往前击碎石块或者杂质,然后快速后退油缸控制阀块和快速反转马达控制阀块,通过麻花钻杆的缝隙带出碎石并排出瓦斯气体。
卸钻杆动作:当某处煤层打完时,需要更换位置,得卸除钻杆,逻辑功能控制块始终位于在起钻状态,后退油缸控制阀块并反转马达控制阀块,将最后一根钻杆的尾部往后拉,因为钻杆的长度一般都大于油缸的行程,所以接着快速推进油缸控制阀块,让卡盘夹持钻杆前面一段,接着慢速反转马达控制阀块,使得最后一根钻杆的外螺纹与倒数第二根的内螺纹脱扣,再慢速推进油缸控制阀块,手动卸除最后一根钻杆,然后一直重复上述操作,直到卸除所有钻杆。
本发明的深孔勘探车多路换向阀进一步缩小体积,减小了液压阀在主机上的安装空间,并且优化了多路阀与主机系统的匹配特性,将各个执行机构的微动控制做了优化设计,比例性能好,多种控制方式,可实现远程操控,并且将原有控制部分的辅助类阀更改为插装式,可使各个机构的控制点更加清晰,为主机液压系统调整提供了方便,该阀功能全面,操作简单,夹持器和卡盘在各工况下都处于联动状态,效率提升明显;在后加钻杆基础上,独创前加钻杆功能,切换方便;内置平衡阀解决了动力头下滑问题,产品结构紧凑,安装方便。本发明的系统具备了负载敏感特性,阀口的流量基本不变,使得控制执行元件的流量不受负载压力影响,负载低,泵出口压力就低,负载压力高,泵出口压力就高,从而实现节能。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,包括连接阀块(1)、马达控制阀块(2)和油缸控制阀块(5),
所述马达控制阀块(2)前接连接阀块(1)输出的液压油源,其输出口A2、B2后接液压马达,所述液压马达实现钻杆的旋转动作;
所述油缸控制阀块(5)前接液压油源,所述油缸控制阀块(5)设有工作出口a5、b5,所述工作出口a5通过一平衡阀连接推进油口A5,所述工作出口b5连接回退油口B5;
其特征在于,还包括加杆控制阀块(3)和逻辑功能切换阀块(4),
所述逻辑功能切换阀块(4)为三位六通电磁阀,所述逻辑功能切换阀块(4)具有a4、b4两个控制油输出口,还设有下钻、起钻和加钻杆工作油口,所述逻辑功能切换阀块(4)具有两个工作油口,所述逻辑功能切换阀块(4)的两个工作油口分别连接所述油缸控制阀块(5)的所述工作出口a5、b5;
所述加杆控制阀块(3)包括夹持器松紧控制阀块(32)、卡盘松紧控制阀块(33)和附加功能块(31),
所述夹持器松紧控制阀块(32)为液控二位四通阀,前接连接阀块(1),后设有夹持器松紧油口A32、B32;所述夹持器松紧控制阀块(32)的液控口连接梭阀一(34)的出油口,所述梭阀一的比较油口一连接所述马达控制阀块(2)的A2口,所述梭阀一的比较油口二的比较油口二连接控制油输出口a4,所述夹持器松紧控制阀块(32)还设有夹持器松紧控制块附加油口(320);
所述附加功能块(31)包括二位三通电磁阀,所述附加功能块(31)的进口连通连接阀块(1),所述附加功能块(31)的工作油口A33连接所述夹持器松紧控制块附加油口(320),所述附加功能块(31)的出油口连接油箱;
所述卡盘松紧控制阀块(33)为液控二位三通阀,所述卡盘松紧控制阀块(33)前接液压油源,所述卡盘松紧控制阀块(33)的比较油口连接控制油输出口b4,所述卡盘松紧控制阀块(33)的输出油口A31连接卡盘,控制卡盘的紧动。
2.根据权利要求1所述的一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,其特征在于,所述逻辑功能切换阀块(4)的阀芯(41)的外表面开设有一T型凹槽(410),所述逻辑功能切换阀块(4)阀体的主孔内设有回油口、控制油输出口a4和控制油输出口b4,所述T型凹槽(410)在所述主孔内轴向运动时,实现中位、下钻位和起钻位。
3.根据权利要求1所述的一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,其特征在于,所述逻辑功能切换阀块(4)还设有螺杆旋合保护油路(42),所述螺杆旋合保护油路(42)前接马达控制阀块的B2油口,在所述螺杆旋合保护油路(42)设有单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,其特征在于,还包括有打钻行走功能切换控制块(6),所述打钻行走功能切换控制块(6)包括梭阀二、两位三通电磁换向阀、阻尼器(61)和溢流阀,所述阻尼器(61)串接在P口与所述溢流阀之间,所述阻尼器(61)还连接所述两位三通电磁换向阀,所述两位三通电磁换向阀连接T口。
5.根据权利要求1所述的一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,其特征在于,在所述马达控制阀块(2)的换向阀与液压油源之间设有马达控制阀块补偿器(21)。
6.根据权利要求1所述的一种多工况深孔勘探车集成化负载敏感比例电液控多路阀组,其特征在于,在所述油缸控制阀块(5)的换向阀与液压油源之间设有油缸控制阀块补偿器(51)。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110454140A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-15 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 具备集成式液压联动阀块的钻机电液双控制系统及方法 |
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