CN115111216A - 液压补偿控制阀组、凿岩机及其钻杆快速夹紧液压系统和接卸钻杆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液压补偿控制阀组、凿岩机及其钻杆快速夹紧液压系统和接卸钻杆方法，属于凿岩机液压系统技术领域，其中，液压系统包括液压补偿控制阀组，液压补偿控制阀组接通夹紧油缸和供油部分；液压补偿控制阀组包括：液压补偿控制阀组，包括液控单向阀a和夹杆单向阀；夹杆单向阀的进口用于外接，其出口至少分两路，至少一路用于外接，至少一路接液控单向阀a的进口；液控单向阀a的出口用于外接，其控制油口接通夹杆单向阀的进口，控制油口用于控制液控单向阀a正向进油时关闭。本发明能够满足液压凿岩机接卸钻杆时夹紧油缸夹紧钻杆的供油需求，实现较为快速夹紧钻杆。

Description

液压补偿控制阀组、凿岩机及其钻杆快速夹紧液压系统和接 卸钻杆方法

技术领域

本发明涉及凿岩机液压系统技术领域，具体地说，涉及液压补偿控制阀组、凿岩机及其钻杆快速夹紧液压系统和接卸钻杆方法。

背景技术

传统技术中，国内大多数地下开采矿山使用的凿岩设备主要为电煤钻、岩石电钻或者气动凿岩机，这些设备普遍存在着效率底下，作业环境恶劣等缺点，有些大型矿山使用综合掘机或者凿岩台车，存在占用设备多，系统复杂、故障率高、维修工作量大、效率低等缺点。而液压凿岩钻机由于具有效率高、结构和操作相对简单等优点而得到了广泛推广应用，目前已应用于冶金、煤炭、建材、铁路、水电建设、国防施工等工程爆破孔钻凿作业及水电、交通、能源、城建基坑支护的岩土锚固工程中。

液压凿岩钻机在接卸钻杆时，需要先用夹爪将钻杆夹紧，防止钻杆掉落到钻机所钻的孔中，同时也防止钻杆之间在拧紧螺纹或拆卸螺纹时，不需要钻杆转动时而发生转动。但由于夹紧钻杆的力量比较大，所使用的夹紧油缸缸径也比较大，而给油缸供油的液压系统流量又比较有限，导致油缸在夹紧时速度会比较慢，等待时间比较长，从而影响工作效率。因此，如何提高钻杆夹紧效率，对于进一步保证凿岩钻机工作效率具有重要的意义。

经检索，中国专利申请号为：201821123843.0，授权公告日为：2019年2月1日的专利文献，公开了凿岩台车自动加钻杆液压控制系统，包含：凿岩机推进油缸、连接套夹紧油缸、进油节流阀、手动换向阀一和手动换向阀二；手动换向阀一的两个油口分别与单向节流阀相连后，与凿岩机推进油缸的两个油腔连接，该两个油腔连接的管路上设置有凿岩台车自带的凿岩机推进控制阀；手动换向阀二的两个油口分别与连接套夹紧油缸的两个油腔连接。该方案通过液压控制实现钻杆接卸杆，提高施工效率。但是，液压凿岩钻机的钻杆夹紧油缸在夹紧时速度会比较慢，等待时间比较长的问题依然存在。

发明内容

1.发明所要解决的技术问题

本发明提供了一种液压补偿控制阀组，可以解决例如现有的液压凿岩机接卸钻杆时夹紧油缸夹紧钻杆存在的供油量有限导致的夹紧速度相对较慢的问题。

本发明还提供一种凿岩机钻杆快速夹紧液压系统，采用上述液压补偿控制阀组，能够满足液压凿岩机接卸钻杆时夹紧油缸夹紧钻杆的供油需求，实现较为快速夹紧钻杆。

本发明还提供了一种凿岩机接卸钻杆方法，采用上述凿岩机钻杆快速夹紧液压系统实现较为快速装卸杆。

本发明还提供了一种凿岩机，采用了上述钻杆快速夹紧液压系统，其中使用了液压补偿控制阀组。

2.技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种液压补偿控制阀组，包括液控单向阀a和单向阀；所述单向阀的进口用于外接，其出口至少分两路，其中，至少一路用于外接，至少一路接所述液控单向阀a的进口；所述液控单向阀a的出口用于外接，其控制油口接通所述单向阀的进口，控制油口用于控制液控单向阀a正向进油时关闭。

进一步的，所述单向阀的进口和出口之间并联有节流孔或节流阀。

一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，包括夹杆供油部分、夹紧油缸；所述夹杆供油部分用于为夹紧油缸提供压力油，还包括上述的液压补偿控制阀组；所述液控单向阀a的出口接通夹杆供油部分和夹紧油缸的无杆腔；所述单向阀的出口接通夹紧油缸的有杆腔，其进口接通夹杆供油部分。

进一步的，所述夹杆供油部分包括接卸杆油泵、夹杆控制阀和夹杆液压锁；所述接卸杆油泵的进口接油箱，其出口接夹杆控制阀的P口；夹杆控制阀的T口接油箱，在其中两个出油口上连接夹杆液压锁，通过夹杆液压锁接所述单向阀的进口和所述液控单向阀a的出口。

进一步的，还包括卸杆控制油路部分；所述卸杆控制油路部分包括依次连接的卸杆控制阀、卸杆液压锁和卸杆油缸，所述卸杆控制阀进口接通接卸杆油泵的出口。

进一步的，还包括除尘控制油路部分；所述除尘控制油路部分包括除尘控制阀和除尘马达，除尘控制阀的P口接接卸杆油泵，除尘控制阀至少两个出油口，其中至少一个出油口接除尘马达，至少一个出油口接卸杆控制阀和/或夹杆控制阀。

进一步的，所述除尘控制油路部分还包括捕尘罩油缸和捕尘罩控制阀；捕尘罩控制阀的P口接接卸杆油泵，捕尘罩控制阀的两个出油口分别接捕尘罩油缸的有杆腔和无杆腔。

一种凿岩机，包括上钻杆夹紧机构和下钻杆夹紧机构，上钻杆夹紧机构用于夹住靠上方钻杆，下钻杆夹紧机构用于夹住靠下方钻杆，采用上述的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统；所述夹杆供油部分和夹紧油缸至少具有两组，至少一组为用于液压控制上钻杆夹紧机构，另外至少一组用于液压控制下钻杆夹紧机构。

一种凿岩机接卸钻杆方法，采用上述的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其操作步骤为：

在钻杆接卸杆操作过程中需要夹紧钻杆时，夹杆供油部分提供压力油，压力油进入夹紧油缸的无杆腔，推动活塞向有杆腔一侧运动；有杆腔压力油经液控单向阀a补充进入夹紧油缸的无杆腔，加快夹紧油缸活塞向有杆腔一侧运动，完成夹紧动作；

在钻杆接卸杆操作过程中需要松开钻杆时，夹杆供油部分提供压力油，压力油经过单向阀进入夹紧油缸的有杆腔，推动活塞向无杆腔一侧运动；同时，压力油进入液控单向阀a的控制油口，使液控单向阀a保持关闭状态，压力油无法通过液控单向阀a进入夹紧油缸的无杆腔，夹紧油缸的无杆腔压力油流回油箱。

进一步的，所述单向阀的进口和出口之间并联有节流孔或节流阀；

当夹紧油缸夹紧钻杆时，夹紧油缸的有杆腔通过节流孔或节流阀连通油箱，卸去夹紧油缸的有杆腔中压力。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的液压补偿控制阀组，通过控制油口控制液控单向阀a正向进油时关闭，单向阀用于外接的出口进油时，液控单向阀a的控制油口控制液控单向阀a正向进油关闭，压力油通过液控单向阀a的进油口进入液控单向阀a的外接油路，对外接油路进行液压补偿，增加供油量，进而提高夹紧油缸夹紧钻杆的速度。

(2)本发明的液压补偿控制阀组的单向阀的进口和出口之间并联有节流孔或节流阀，当夹紧油缸的有杆腔内已无回油，此时可以通过节流孔或节流阀对夹紧油缸有杆腔的压力进行泄压，同时液控单向阀a阻止了无杆腔的压力油进入有杆腔，保持住了无杆腔的压力，从而可以有效保证夹紧油缸夹紧钻杆的夹紧力最大。

(3)本发明的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，包括液压补偿控制阀组，其中的液控单向阀a的出口接通夹杆供油部分和夹紧油缸的无杆腔，在夹紧钻杆时，夹紧油缸的无杆腔进油，从而带动夹紧油缸使夹爪向钻杆靠拢，而夹紧油缸的有杆腔的回油则会经过液控单向阀(液控关闭控制油口)合流到无杆腔，补偿无杆腔的供油，能够满足液压凿岩机接卸钻杆时夹紧油缸夹紧钻杆的供油需求，实现较为快速夹紧钻杆。

(4)本发明的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，夹杆控制阀能够对接卸杆油泵的泵出的压力油进行调节换向，夹杆液压锁可以起到保压作用，防止泄漏，保证负重的夹紧油缸的活塞稳定，确保夹紧油缸正常工作。

(5)本发明的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，卸杆控制油路部分的卸杆油缸在卸杆控制阀的作用下能够对上下两根连接的钻杆进行拆卸，卸杆液压锁能够对卸杆油缸起到保压作用，保证卸杆油缸能够正常工作。

(6)本发明的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，除尘控制油路部分的除尘控制阀控制除尘马达工作，对钻杆时产生的灰尘进行去除；捕尘罩控制阀控制捕尘罩油缸的有杆腔和无杆腔的进油和出油，进而控制捕尘罩的升降，从而调节捕尘罩的位置，对钻杆时产生的灰尘进行捕捉收集。

(7)本发明的凿岩机，凿岩机通过钻杆快速夹紧液压系统的供油部分和夹紧油缸对上钻杆夹紧机构、下夹紧机构进行夹紧控制，能够较快的实现上钻杆夹紧机构、下夹紧机构的夹紧动作，提高凿岩机的工作效率。

(8)本发明的凿岩机接卸钻杆方法，在夹紧钻杆时，夹紧油缸有杆腔压力油经液控单向阀a补充进入夹紧油缸的无杆腔，加快夹紧油缸活塞向有杆腔一侧运动，完成夹紧动作；在松开钻杆时，压力油进入液控单向阀a的控制油口，使液控单向阀a保持关闭状态，压力油无法通过液控单向阀a进入夹紧油缸的无杆腔，夹紧油缸的无杆腔压力油流回油箱；液控单向阀a有利于实现凿岩机较为快速地装卸钻杆。

附图说明

在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1是现有技术中凿岩机钻杆机构结构示意图；

图2是本发明钻杆快速夹紧液压系统的液压原理图；

图3是本发明钻杆夹紧控制油路部分的液压原理图；

图4是本发明卸杆控制油路部分的液压原理图；

图5是本发明除尘控制油路部分的液压原理图；

图6是本发明除尘控制阀和捕尘罩控制阀的原理图；

图7是本发明回转箱控制油路部分的液压原理图；

图8是本发明推进钻杆控制油路部分的液压原理图。

示意图中的标号说明：

1、夹杆控制阀；2、夹杆液压锁；201、液控单向阀b；202、液控单向阀c；3、液压补偿控制阀组；301、液控单向阀a；302、单向阀；303、节流孔；4、左夹紧油缸；5、右夹紧油缸；6、左夹爪；7、右夹爪；8、卸杆油缸；9、卸杆控制阀；10、回转箱油泵；11、回转箱马达；12、回转减速箱；13、回转箱溢流阀；14、回转箱液控单向阀；15、推进马达；16、推进控制阀；17、推进油泵；18、除尘马达；19、捕尘罩油缸；20、除尘控制阀；21、捕尘罩控制阀；22、除尘单向阀；23、除尘溢流阀；24、接卸杆油泵；25、卸杆液压锁；26、回转箱控制阀；27、钻杆夹紧机构。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，其他方式同样落入本发明的范围。

实施例

地下开采矿山使用的凿岩设备主要为液压凿岩机，液压凿岩钻机在钻孔时需要接卸钻杆，参考图1，提供了一种现有的凿岩机结构，这里对其结构进行简要说明，以便对于后续液压系统进行详细描述。现有凿岩机通常包括钻杆库，用于储存钻杆，便于多根钻杆进行装卸；钻杆库的一侧从上到下依次设置有推进马达15、回转箱马达11、回转减速箱12、上钻杆夹紧机构27和下钻杆夹紧机构27，上钻杆夹紧机构27和下钻杆夹紧机构27之间设置有卸杆油缸8；上钻杆夹紧机构27用于夹住靠上方钻杆，下钻杆夹紧机构27用于夹住靠下方钻杆，夹杆供油部分和夹紧油缸至少具有两组，至少一组为用于液压控制上钻杆夹紧机构27，另外至少一组用于液压控制下钻杆夹紧机构27。推进马达15通过链轮和链条带动回转减速箱12上下运行，回转箱马达11带动回转减速箱12运转，上钻杆夹紧机构27和下钻杆夹紧机构27分别夹紧靠上方的钻杆和靠下方的钻杆，卸杆油缸8用于拧松上下钻杆之间连接的螺纹。下面描述下凿岩机在工作过程中接卸杆的动作。

当第一根钻杆打入所钻的钻孔内后，需要在其上方再连接一根钻杆，钻杆的连接步骤如下：

(1)用上钻杆夹紧机构27夹紧第一根钻杆，用回转箱马达11反转将回转减速箱12与第一根钻杆之间的螺纹脱离；

(2)将第二根钻杆上的螺纹连接到回转减速箱12上，用回转箱马达11正转带动上面的钻杆一起正转，将第二根钻杆下面的螺纹连接到第一根钻杆上面的螺纹；

(3)松开上钻杆夹紧机构27，继续钻孔；

(4)第二根钻杆钻入孔内后，重复以上动作，连接第三根、第四根直至第六根钻杆或更多。

当钻孔完全打完后需要将钻杆一根一根的从孔中取出，钻杆的卸杆步骤如下：

(1)用上下两组钻杆夹紧机构27分别夹紧上下两根钻杆；

(2)用卸杆油缸8拧松上下两根钻杆之间的螺纹，螺纹拧松后松开上钻杆夹紧机构27，下钻杆夹紧机构27仍然保持夹紧；

(3)用回转箱马达11反转带动上方的钻杆一起反转，将上方钻杆与下方钻杆之间的螺纹脱开；

(4)将上方的钻杆从回转减速箱12上取下，将回转减速箱12连接到下方一根钻杆螺纹上；

(5)松开下钻杆夹紧机构27，操作推进马达15，反转提升，将下方的钻杆提上来；

(6)重复以上动作，直至取出全部钻杆。

本实施例的核心在于凿岩机的接卸钻杆的动作全部由液压系统控制，参考图2和图3，该液压系统包括两套夹杆控制油路部分，分别控制夹紧上下两根钻杆；夹杆控制油路部分包括夹杆控制阀1，夹杆控制阀1的P口通过管路接接卸杆油泵24，夹杆控制阀1的T口接油箱。夹杆控制阀1的出口A依次通过夹杆液压锁2、液压补偿控制阀组3与左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的无杆腔连接，夹紧控制阀的出口B依次通过夹杆液压锁2、液压补偿控制阀组3与左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的有杆腔连接。夹杆液压锁2的液压油路构造为现有技术，包括液控单向阀b201和液控单向阀c202，液控单向阀b201和液控单向阀c202的进口分别与夹杆控制阀1的出口A、B连接，它们的出口与液压补偿控制阀组3连接。

液压补偿控制阀组3的核心设计在于含有液控单向阀a301和单向阀302，单向阀302的进口通过夹杆液压锁2和夹杆控制阀1的出口B连接，单向阀302的出口分两路，一路连接液控单向阀a301的进口，另一路连接左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的有杆腔。液控单向阀a301的出口分两路，一路通过夹杆液压锁2与夹杆控制阀1的出口A连接，另一路连接左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的无杆腔。液控单向阀a301的控制油口接通单向阀302的进口，控制油口用于控制液控单向阀a301正向进油时关闭。所谓正向进油时关闭是指，在液控单向阀a301的控制油口无压力油时，压力油从控单向阀a301进口进入，控单向阀a301在压力油作用下开启，压力油从出口流出，此为正向进油开启；当液控单向阀a301的控制油口通入压力油时，控单向阀a301正向进油，但阀关闭，进出油口断开，此时为正向进油关闭。具体到本实施例中，在松开钻杆时，接卸杆油泵24从油箱中泵出压力油，压力油从夹杆控制阀1的出口B依次经过夹杆液压锁2、单向阀302的进口、出口进入左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的有杆腔；期间，压力油进入液控单向阀a301的控制油口，液控单向阀a301保持关闭状态，压力油无法通过液控单向阀a301，因而压力油不会进入左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的无杆腔，压力油全部流入夹紧油缸的有杆腔，推动活塞杆向无杆腔的方向移动，松开钻杆。在夹紧钻杆时，接卸杆油泵24从油箱中泵出压力油，压力油从夹杆控制阀1的出口A依次经过夹杆液压锁2、液压补偿控制阀组3进入左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的无杆腔，推动活塞杆向有杆腔方向移动，有杆腔的压力油进入液压补偿控制阀组3，由于单向阀302的出口与有杆腔连接，所以有杆腔的压力油无法通过单向阀302。有杆腔的压力油通过液控单向阀a301的进口，流入到左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的无杆腔中，增加无杆腔的供油量，进而提高夹紧油缸夹紧钻杆的速度。单向阀302的进口和出口之间并联设置有节流的构造或者装置，例如可以是节流孔303或节流阀，节流孔303或节流阀根据机械构造去选择，节流孔303更加节约空间。在夹紧钻杆后，节流孔303或节流阀对夹紧油缸有杆腔的压力进行泄压，从而可以有效保证夹紧油缸夹紧钻杆的夹紧力最大。本实施例中，夹杆控制阀1可以选择二位四通电磁阀，中位机能为Y型，中位A、B油口泄压。

需要特别说明的是，液压补偿控制阀组3应当理解为可以用在任何需要在经回油路径上实现补油的场景，上述仅以凿岩机使用场景为例进行说明，但并不仅限于此。

凿岩钻机接卸钻杆还具有配合夹杆控制油路工作的卸杆控制油路部分，参考图2和图4，卸杆控制油路部分也通过接卸杆油泵24泵出压力油，卸杆控制阀9的P口和夹杆控制阀1的P口通过同一油路并联接接卸杆油泵24，卸杆控制阀9的出口A、B通过卸杆液压锁25分别与卸杆油缸8的无杆腔、有杆腔连接。在卸杆控制阀9处于左位时，压力油从卸杆控制阀9的出口A流出经卸杆液压锁25进入卸杆油缸8的无杆腔，推动活塞杆向有杆腔一侧移动，有杆腔的压力油经过卸杆液压锁25从卸杆控制阀9的出口B回流到油箱。在卸杆控制阀9处于右位时，压力油从卸杆控制阀9的出口B流出经卸杆液压锁25进入卸杆油缸8的有杆腔，推动活塞杆向无杆腔一侧移动，无杆腔的压力油经过卸杆液压锁25从卸杆控制阀9的出口A回流到油箱。卸杆控制阀9调节压力油的流向从而控制卸杆油缸8的动作，以达到拧松上下两根钻杆之间的螺纹的目的。本实施例中，卸杆控制阀9可以选择二位四通电磁阀，中位机能为Y型，中位A、B油口泄压。

凿岩钻机在钻孔过程中会产生大量的灰尘，严重影响环境，扬尘也影响钻孔施工。为了有效处理钻孔扬尘，本实施例在以上液压系统结构基础上增加除尘控制油路部分，用以控制钻孔除尘。参考图2、图5和图6，除尘控制油路部分也通过接卸杆油泵24泵出压力油供油，接卸杆油泵24的出口可以分两路，例如，其中一路通过除尘控制阀20、捕尘罩控制阀21的两个油口连接至其他阀路；另一路通过除尘单向阀22再分出两路，其中一路连接除尘控制阀20的P口、捕尘罩控制阀21的P口。此处的除尘控制阀20和捕尘罩控制阀21以三位六通手动阀为例进行详细说明，接卸杆油泵24的出口一路通过除尘控制阀20的工作油口C、D和捕尘罩控制阀21的工作油口C、D连接到其他阀，其他阀可以是控制机械臂伸缩或转动的阀但不限于此，除尘控制阀20和捕尘罩控制阀21通过各自的工作油口C、D串联。接卸杆油泵24的出口另一路经过除尘单向阀22再分出两路，其中一路连接到除尘控制阀20的P口，除尘控制阀20的出口A连接到夹杆控制阀1的P口、卸杆控制阀9的P口；除尘控制阀20的出口B连接到除尘马达18的一个工作油口，除尘马达18的另一个工作油口连接到油箱。捕尘罩控制阀21的P口和除尘控制阀20的P口并联，接卸杆油泵24的出口另一路连接到捕尘罩控制阀21的P口，捕尘罩控制阀21的出口A连接到捕尘罩油缸19的有杆腔，捕尘罩控制阀21的出口B连接到捕尘罩油缸19的无杆腔。除尘控制阀20和捕尘罩控制阀21的T口连接油箱。经过除尘单向阀22分出的另一条油路连接除尘溢流阀23的进口，除尘溢流阀23的出口连接油箱。

钻孔到一定深度后，仍要继续连接钻杆，在连接钻杆的时候需要防止钻杆螺纹连接的扭矩过大，损伤螺纹。液压系统中还设置有具有防止扭矩过大功能的回转箱控制油路部分，参考图2和图7，回转箱油泵10的出口连接回转箱控制阀26的P口，回转箱控制阀26的出口A连接回转箱马达11的油口B，回转箱控制阀26的出口B连接回转箱马达11的油口A，回转箱马达11的油口A连接回转箱溢流阀13的进口。需要说明的是，在本实施例中，回转箱马达11的油口A为正转油口，正转油口表示通过此油口进压力油，回转箱马达11正转，可以拧紧钻杆。回转箱溢流阀13的出口连接回转箱液控单向阀14的出口，回转箱液控单向阀14的进口连接油箱。回转箱液控单向阀14的控制油口连接夹杆控制油路部分、卸杆控制油路部分。具体到本实施例中，在以上回转箱液控单向阀14的控制油口接在夹杆控制阀1和除尘控制阀20之间，也就是回转箱液控单向阀14的控制油口接在夹杆控制阀1的P口与除尘控制阀20的B口之间，当夹杆控制油路部分控制夹紧钻杆时，回转箱液控单向阀14反向打开，回转箱溢流阀13介入工作，控制回转箱马达11工作油压，避免两根钻杆间连接扭矩过大导致连接螺纹损伤。

在钻孔到达指定的深度后，需要将钻杆拆卸下来然后从钻孔中取出，向上取出钻杆需要用到液压系统中的推进钻杆控制油路部分，参考图2和图8，推进油泵17的出口连接推进控制阀16的P口，推进控制阀16的出口A、出口B分别与推进马达15的两个工作油口连接，推进控制阀16的T口连接油箱。

以上液压系统中各个油路控制部分并不是孤立存在的，它们的彼此之间的运作是具有联动的。下面结合压力油在各个油路控制部分的流向来说明各个油路控制部分的运作联动性，为了方便说明，夹杆控制阀1、卸杆控制阀9、回转箱控制阀26和推进控制阀16以采用三位四通电磁阀，中位机能为Y型为例，实际的阀组选择可以根据具体的液压控制进行选择。

在连接钻杆时，首先，接卸杆油泵24的出口泵出压力油，压力油通过除尘单向阀22流入除尘控制阀20，调节除尘控制阀20至左位，此时，除尘控制阀20的工作油口C、D封闭，压力油不流入其他阀，压力油从除尘控制阀20的P口流进、出口A流出到夹杆控制阀1的P口，控制靠上的钻杆夹紧机构27的夹杆控制阀1的出口A出油，经过夹杆液压锁2的液控单向阀b201进入左夹紧油缸4和右夹紧油缸5的无杆腔，推动活塞杆向有杆腔方向移动，有杆腔的压力油流出并经过液压补偿控制阀组3的液控单向阀a301的进口流进、出口流出补偿到左夹紧油缸4和右夹紧油缸5的无杆腔，增加供油量，加快左夹爪6和右夹爪7的夹紧速度。然后，回转箱油泵10的出口出油，回转箱控制阀26处于左位，其P口进油，出口A出油流入到回转箱马达11的油口B，回转箱马达11反转将回转减速箱12与第一根钻杆之间的螺纹脱离。然后，将第二根钻杆连接到回转减速箱12上，回转箱油泵10的出口出油，回转箱控制阀26处于右位，其P口进油，出口B出油流入到回转箱马达11的油口A，回转箱马达11正转带动回转减速箱12上的钻杆一起正转，将第二钻杆下面的螺纹连接到第一根钻杆上面的螺纹上，完成钻杆的连接。需要说明的是，在回转箱马达11正转拧紧钻杆螺纹的时候，回转箱液控单向阀14的控制油口进油，使得回转箱液控单向阀14反向打开，回转箱溢流阀13才能正常溢流，限制回转箱马达11正转的工作压力，从而限制回转箱马达11的扭力，也限制了拧紧钻杆螺纹的扭矩，防止螺纹损坏。

在上下两根钻杆连接完成后，液压系统控制松开靠上的钻杆夹紧机构27，继续钻孔。松夹时，除尘控制阀20扔在左位，压力油仍从接卸杆油泵24泵出经除尘控制阀20的出口A进入夹杆控制阀1的P口，压力油从夹杆控制阀1的出口B依次经过夹杆液压锁2的液控单向阀c202、单向阀302进入左夹紧油缸4、右夹紧油缸5的有杆腔，使得活塞杆向无杆腔的方向移动，左夹爪6、右夹爪7松开钻杆。与此同时，液控单向阀a301的控制油口控制液控单向阀302关闭，液控单向阀302正向无法进油，使得液控单向阀a301处于正向进油时关闭状态。此时，压力油不会进入夹紧油缸无杆腔，全部进入有杆腔。

钻杆松开之后继续钻孔，在钻孔时，仍然是接卸杆油泵24出油，此时调节除尘控制阀20到右位，除尘控制阀20的工作油口C、D封闭，压力油从除尘控制阀20的P口流进，出口B流出，再进入除尘马达18的一个工作口，带动除尘马达18进行除尘工作，最后压力油从除尘马达18的另一个工作口进入油箱。在除尘工作过程中，压力油不经过夹杆控制阀1、卸杆控制阀9，因此夹杆控制油路部分、卸杆控制油路部分暂停动作。需要说明的是，在除尘马达18工作前，可以调节捕尘罩控制阀21至左位或者右位，此时捕尘罩控制阀21的工作油口C、D封闭，压力油从捕尘罩控制阀21的P口流进、出口A或出口B流出，对应流入捕尘罩油缸19的有杆腔或无杆腔，进而带动捕尘罩下降或上升，能够使捕尘罩调节到合适的位置。

在结束钻孔时，需要将钻杆从钻孔中取出，取出钻杆时依然会用到夹杆控制油路部分、回转箱控制油路部分，它们的内部压力油的流动过程和原理在此不在赘述，可参考上述连接钻杆过程进行类推。取出钻杆的动作还需要用到卸杆控制油路部分，对上下两根钻杆之间的螺纹进行拧松。压力油仍然来自接卸杆油泵24，经除尘控制阀20的出口A流出，调节卸杆控制阀9到左位，卸杆控制阀9的P口进油，然后压力油从卸杆控制阀9的出口A经过卸杆液压锁25流入卸杆油缸8的无杆腔，使活塞杆向卸杆油缸8有杆腔的一侧移动。调节卸杆控制阀9到右位，压力油从卸杆控制阀9的出口B经过卸杆液压锁25进入卸杆油缸8的有杆腔，使活塞杆向卸杆油缸8的无杆腔的一侧移动。卸杆控制阀9对压力油换向从而调节卸杆油缸8的伸缩，使得卸杆油缸8可以拧松上下两根钻杆之间的螺纹。

两根上下钻杆之间的螺纹拧松后，还需要用到推进钻杆控制油路部分将钻杆从钻孔中提升上来。推进油泵17的出口泵出压力油，压力油从推进控制阀16的出口A流入推进马达15的反转工作口，压力油从推进马达15的另一工作口流出并经过卸杆控制阀9的出口B回流到油箱，推进马达15转动，将钻杆提升上来。反转工作口指，压力油进入推进马达15这个工作口，推进马达15转动能够将钻杆提升上来。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压补偿控制阀组，其特征在于，包括液控单向阀a(301)和单向阀(302)；所述单向阀(302)的进口用于外接，其出口至少分两路，其中，至少一路用于外接，至少一路接所述液控单向阀a(301)的进口；所述液控单向阀a(301)的出口用于外接，其控制油口接通所述夹杆单向阀(302)的进口，控制油口用于控制液控单向阀a(301)正向进油时关闭。

2.根据权利要求1所述的一种液压补偿控制阀组，其特征在于，所述单向阀(302)的进口和出口之间并联有节流孔(303)或节流阀。

3.一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，包括夹杆供油部分、夹紧油缸；所述夹杆供油部分用于为夹紧油缸提供压力油，其特征在于，还包括权利要求1或2所述的液压补偿控制阀组(3)；所述液控单向阀a(301)的出口接通夹杆供油部分和夹紧油缸的无杆腔；所述单向阀(302)的出口接通夹紧油缸的有杆腔，其进口接通夹杆供油部分。

4.根据权利要求3所述的一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其特征在于，所述夹杆供油部分包括接卸杆油泵(24)、夹杆控制阀(1)和夹杆液压锁(2)；所述接卸杆油泵(24)的进口接油箱，其出口接夹杆控制阀(1)的P口；夹杆控制阀(1)的T口接油箱，在其中两个出口上连接夹杆液压锁(2)，通过夹杆液压锁(2)接所述单向阀(302)的进口和所述液控单向阀a(301)的出口。

5.根据权利要求3所述的一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其特征在于，还包括卸杆控制油路部分；所述卸杆控制油路部分包括依次连接的卸杆控制阀(9)、卸杆液压锁(25)和卸杆油缸(8)，所述卸杆控制阀(9)进口接通接卸杆油泵(24)的出口。

6.根据权利要求3所述的一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其特征在于，还包括除尘控制油路部分；所述除尘控制油路部分包括除尘控制阀(20)和除尘马达(18)，除尘控制阀(20)的P口接接卸杆油泵(24)，除尘控制阀(20)至少有两个出油口，其中至少一个出油口接除尘马达(18)，至少一个出油口接卸杆控制阀(9)和/或夹杆控制阀(1)。

7.根据权利要求6所述的一种凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其特征在于，所述除尘控制油路部分还包括捕尘罩油缸(19)和捕尘罩控制阀(21)；捕尘罩控制阀(21)的P口接接卸杆油泵(24)，捕尘罩控制阀(21)的两个出油口分别接捕尘罩油缸(19)的有杆腔和无杆腔。

8.一种凿岩机，包括上钻杆夹紧机构(27)和下钻杆夹紧机构(27)，上钻杆夹紧机构(27)用于夹住靠上方钻杆，下钻杆夹紧机构(27)用于夹住靠下方钻杆，其特征在于，采用权利要求3-7中任一所述的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统；所述夹杆供油部分和夹紧油缸至少具有两组，至少一组为用于液压控制上钻杆夹紧机构(27)，另外至少一组用于液压控制下钻杆夹紧机构(27)。

9.一种凿岩机接卸钻杆方法，采用权利要求3-7任一所述的凿岩钻机钻杆快速夹紧液压系统，其操作步骤为：

在钻杆接卸杆操作过程中需要夹紧钻杆时，夹杆供油部分提供压力油，压力油进入夹紧油缸的无杆腔，推动活塞向有杆腔一侧运动；有杆腔压力油经液控单向阀a(301)补充进入夹紧油缸的无杆腔，加快夹紧油缸活塞向有杆腔一侧运动，完成夹紧动作；

在钻杆接卸杆操作过程中需要松开钻杆时，夹杆供油部分提供压力油，压力油经过单向阀(302)进入夹紧油缸的有杆腔，推动活塞向无杆腔一侧运动；同时，压力油进入液控单向阀a(301)的控制油口，使液控单向阀a(301)保持关闭状态，压力油无法通过液控单向阀a(301)进入夹紧油缸的无杆腔，夹紧油缸的无杆腔压力油流回油箱。

10.根据权利要求9所述的一种凿岩机接卸钻杆方法，所述液压补偿控制阀组(3)中，所述单向阀(302)的进口和出口之间并联有节流孔(303)或节流阀；

当夹紧油缸夹紧钻杆时，夹紧油缸的有杆腔通过节流孔(303)或节流阀连通油箱，卸去夹紧油缸的有杆腔中压力。

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