CN118019896A - 用于钻岩机的液压装置 - Google Patents

Abstract

一种用于钻机上的钻岩机(3)的液压装置，钻岩机借助于液压装置在进给梁(2)的第一端(21)和相对的第二端(22)之间可移动，该液压装置包括：‑第一液压导管和第二液压导管(11，12)，配置为使得对第一液压导管和第二液压导管中的一个加压分别在朝向进给梁的第一端和第二端(21，22)中的一个的方向上推进钻岩机(3)，‑用于提供加压液压流体以驱动钻岩机的冲击单元(4)的冲击单元输入端口(13)和冲击单元返回端口(14)，‑第一方向阀装置(15)，布置为将第一液压导管和第二液压导管(11，12)与冲击单元输入端口和冲击单元返回端口(13，14)流体连接，第一阀装置(15)配置用于：o当第一液压导管(11)中的压力超过第一阈值时呈现第一状态，在该第一状态下，第一阀装置将第一液压导管(11)流体连接到冲击单元输入端口(13)，并且将冲击单元返回端口(14)流体连接到第二液压导管(12)，o当第二液压导管(12)中的压力超过第二阈值时呈现第二状态，在该第二状态下，第一阀装置将第二液压导管(12)流体连接到冲击单元输入端口(13)，并且将冲击单元返回端口(14)流体连接到第一液压导管(11)，o当第一液压导管和第二液压导管中的压力分别低于第一阈值和第二阈值时呈现关闭状态。

Description

用于钻岩机的液压装置

技术领域

本公开涉及一种用于钻机上的钻岩机的液压装置以及包括这种液压装置的钻机。

背景技术

在当前可用的钻机配置中，一个或多个液压钻岩机布置在从钻机延伸的相应一个或多个吊杆的外端处的进给装置上。用以向进给装置和/或液压钻岩机提供液压流体的软管布置在卷轴或其他类型的提供灵活性的软管悬挂装置中，既用于液压钻岩机相对于进给装置的移动，也用于进给装置相对于吊杆的定位。液压钻岩机本身通常使用用于钻岩机的几个不同功能的液压压力，诸如用于驱动冲击单元、旋转单元和阻尼器单元的液压压力。

然而，用于提供液压压力的软管悬挂装置通常既笨重又暴露在恶劣条件下。在许多情况下，软管例如抵靠在岩石表面可能缠结在一起，导致软管破裂。当这种情况发生在支持进给装置或钻岩机的基本功能的液压软管时尤其麻烦。在那些情况下，液压软管破裂很可能导致操作停止。

钻机通常包括从单独的吊杆延伸的至少两个单独的进给器，每个进给器承载液压钻岩机和相关的液压软管悬挂装置。常见的问题是，这些液压软管悬挂装置可能彼此阻碍，这可能进一步加剧上述操作问题或软管破裂，并导致钻机长时间停机。最近的服务评估表明，钻机的80％的停机时间是由于与吊杆的进给装置有关的问题。此外，85％的吊杆/进给器相关问题是由于液压软管的损坏而发生的，该损坏包括其外部损坏和破裂。

因此，需要一种解决方案，该解决方案减少由于软管缠结或为钻岩机提供液压的导管中的泄漏而导致的问题。

发明内容

本公开的主要目的是在至少一些方面中实现用于钻岩机的改进的液压装置。特别地，目的是实现这样的液压装置，其降低在钻岩操作期间发生的软管缠结和软管破裂的风险。

根据本公开的第一方面，至少通过根据权利要求1所述的液压装置来实现主要目的。该液压装置旨在用于钻机上的钻岩机，其中钻岩机可滑动地安装在钻机的进给梁上，以便借助于液压装置在进给梁的第一端和相对的第二端之间可移动。液压装置包括：

-第一液压导管和第二液压导管，该第一液压导管和第二液压导管配置为使得对第一液压导管和第二液压导管中的一个加压分别在朝向进给梁的第一端和第二端中的一个的方向上推进钻岩机，

-用于提供加压液压流体以驱动钻岩机的冲击单元的冲击单元输入端口和用于使液压流体从冲击单元返回的冲击单元返回端口，

-方向阀装置形式的第一阀装置，该第一阀装置布置为将第一液压导管和第二液压导管与冲击单元输入端口和冲击单元返回端口流体连接，该第一阀装置配置用于：

o当第一液压导管中的压力超过预定的第一阈值时呈现第一状态，在该第一状态下，第一阀装置将第一液压导管流体连接到冲击单元输入端口，并且在该第一状态下，第一阀装置将冲击单元返回端口流体连接到第二液压导管，

o当第二液压导管中的压力超过预定的第二阈值时呈现第二状态，在该第二状态下，第一阀装置将第二液压导管流体连接到冲击单元输入端口，并且在该第二状态下，第一阀装置将冲击单元返回端口流体连接到第一液压导管，

o当第一液压导管和第二液压导管中的压力分别低于第一阈值和第二阈值时呈现关闭状态，在该关闭状态下，第一阀装置将第一液压导管和第二液压导管与冲击单元输入端口和冲击单元返回端口流体断开。

通过提供根据本公开的用于将第一液压导管和第二液压导管流体连接到冲击单元端口的方向阀装置，可以使用来自同一压力源的液压压力来驱动冲击单元，并且用于在沿着进给梁的两个方向上移动钻岩机。由于阀装置是方向性的，因此无论钻岩机在哪个方向上沿着进给梁移动，液压压力均可以被提供给冲击单元。冲击单元的返回端口自动连接到第一液压导管和第二液压导管中具有最低压力的那一个，即当前流体连接到罐装置的导管。因此，根据本公开的液压装置使得可以提供用于驱动冲击单元的液压压力，而无需提供与进给装置的任何液压回路分离的专用液压软管。因而在钻进期间产生的振动可以显著减少。

当第一阀装置在关闭状态下时，冲击单元根本不被加压，并且低于第一阈值和第二阈值的任何液压压力因此可以仅用于沿着进给梁移动钻岩机。在第一阀装置的第一状态下，冲击单元输入端口由第一液压导管加压，并且钻岩机朝向进给梁的第一端移动。在第一阀装置的第二状态下，冲击单元输入端口由第二液压导管加压，并且钻岩机朝向进给梁的第二端移动。

根据本发明的液压装置可以与包括可延伸进给梁的伸缩进给装置一起使用，或者与非伸缩进给装置一起使用。

可选地，第一阀装置是先导控制的方向阀装置。通过提供先导控制的阀装置，即包括用于控制状态的一个或两个先导导管的阀装置，不需要提供用于控制第一阀装置的状态的任何电子控制，诸如钻岩机上的任何电子控制。相反，第一阀装置的状态可以由第一液压导管和第二液压导管中的压力自动致动。这降低液压装置的复杂性。先导导管可以是内部孔，或者是诸如软管的外部导管。

可选地，第一阀装置包括阀体，该阀体具有控制阀体移动到第一状态的内部第一先导导管和控制阀体移动到第二状态的内部第二先导导管。通过在阀装置内部提供先导导管，不需要额外软管来提供致动阀的先导压力。内部先导导管通常是孔的形式。第一弹簧构件和第二弹簧构件可以被有利地提供，其中内部第一先导导管控制阀体抵抗第一弹簧构件的第一弹簧力移动到第一状态，并且内部第二先导导管控制阀体抵抗第二弹簧构件的第二弹簧力移动到第二状态。第一弹簧构件和第二弹簧构件可以被选择为相同的弹簧构件，或者被选择为具有不同弹簧力的弹簧构件。弹簧构件应被选择以获得用于将阀体移动到不同状态所需的压力阈值。

可选地，第一阀装置布置在钻岩机中或者布置在钻岩机被安装在其上的可滑动承载件中。

可选地，液压装置进一步包括用于提供加压液压流体以驱动钻岩机的阻尼器单元的阻尼器输入端口。液压装置可以进一步包括阻尼器返回端口，其中阻尼器返回端口可以流体连接到冲击单元返回端口，使得来自阻尼器和冲击单元两者的返回流使用同一导管。阻尼器单元确保在钻进期间的岩石接触。应注意，阻尼器输入端口可以流体连接到冲击单元输入端口，或者可替代地流体连接到液压装置的旋转单元端口，其配置用于驱动旋转单元，即钻岩机的液压马达。

可选地，液压装置包括顺序阀装置，该顺序阀装置配置用于首先将加压液压流体供应到阻尼器输入端口，并且仅随后供应加压液压流体以驱动冲击单元。这可以通过提供顺序阀装置来实现，该顺序阀装置配置成仅当顺序阀装置的压力侧上的压力超过第三预定阈值时打开，阻尼器输入端口被提供在顺序阀装置的压力侧。借助于顺序阀装置，可以确保在整个钻进操作期间的岩石接触，这是由于阻尼器输入端口在冲击单元之前被加压。

可选地，阻尼器输入端口在第一阀装置和冲击单元之间流体连接到冲击单元输入端口。

可选地，顺序阀装置与第一阀装置成一体。例如，阻尼器输入端口可以被提供在冲击单元输入端口的每侧，其中第一阀装置的阀体配置成在打开冲击单元输入端口之前移动来打开压力侧的阻尼器输入端口。这减少对额外单独的顺序阀装置的需要。

可选地，至少第一阀装置、第一液压导管和第二液压导管以及冲击单元输入端口和冲击单元返回端口形成第一液压回路的部分，第一液压回路进一步包括可控方向阀装置形式的第二阀装置，其中第二阀装置配置用于选择性地将第一液压导管和第二液压导管中的一个流体连接到第一液压压力源，并且将第一液压导管和第二液压导管中的另一个流体连接到罐装置。在本文中，第二阀装置配置成由用户例如经由电子控制单元或可替代地通过主动压力控制或机械控制来主动控制。通过主动控制第二阀装置以对第一液压导管或第二液压导管加压，第一阀装置可以被间接地控制。第一液压回路通常可以被控制以提供用于驱动冲击单元的预定液压压力。阻尼器单元输入端口和阻尼器单元返回端口也可以形成第一液压回路的部分。

可选地，液压装置进一步包括第二液压回路，该第二液压回路配置用于提供液压流体流以驱动钻岩机的旋转单元。第二液压回路通常可以被控制以提供预定的液压流体流而不是预定的液压压力。可选地，阻尼器单元输入端口和阻尼器单元返回端口可以形成第二液压回路而不是第一液压回路的部分。在本文中，钻岩机包括液压马达形式的旋转单元。旋转单元是冲击单元的附加单元，如果适用的话，是阻尼器单元的附加单元。因此，钻岩机可以包括配置为在钻岩操作中被同时驱动的冲击单元、旋转单元和阻尼器单元。

可选地，第二液压回路包括：

-第一旋转单元端口、第二旋转单元端口和可控方向阀装置形式的第三阀装置，该第三阀装置配置用于选择性地将第一旋转单元端口连接到液压流源和罐装置中的一个，

-第三液压导管和第四液压导管，配置为使得对第三液压导管和第四液压导管中的一个加压分别在朝向进给梁的第一端和第二端中的一个的方向上推进钻岩机，

-第四阀装置，布置为分别根据第三液压导管和第四液压导管中的压力将第三液压导管和第四液压导管中的任一个流体连接到第二旋转单元端口。

第四阀装置允许流体连接，以根据相对压力经由第三液压导管或第四液压导管中的一个提供到旋转单元或来自旋转单元的液压流体流。第四阀装置可以布置为打开第三液压导管和第四液压导管中的压力较低的一个，并且关闭第三液压导管和第四液压导管中的压力较高的一个。第四阀可以有利地是先导控制阀。类似于第一液压回路，第四阀装置减少对用于液压流体到旋转单元的单独软管的需要。

借助于第三阀装置，可以控制旋转单元的旋转方向和速度以及用于沿着进给梁移动钻岩机的进给方向。因此，钻岩机将根据如由第二阀装置和第三阀装置二者控制的相对压力沿着进给梁移动。由于第二阀装置和第三阀装置二者均可以用于控制进给方向和速度，因此根据本实施例的液压装置可以用于在许多不同操作(诸如钻进、有冲击和没有冲击的穿过和钻出等)中控制钻岩机的移动。

可选地，第三阀装置配置用于选择性地将第三液压导管和第四液压导管中的一个流体连接到第二液压压力源，并且将第三液压导管和第四液压导管中的另一个流体连接到罐装置。如上讨论的，第二液压压力源可以设定为根据需要提供用于控制钻岩机沿着进给梁的移动的液压压力。

可选地，第三阀装置包括在三个阀状态之间可移动的第一方向阀单元和在至少两个阀状态之间可移动的第二方向阀单元，第一方向阀单元和第二方向阀单元可单独控制。这能够单独控制旋转单元的旋转方向和钻岩机的进给方向。第一方向阀单元可以用于控制用于钻岩机的移动的进给方向，并且第二方向阀单元可以用于控制旋转单元的旋转方向。

可选地，第三液压导管和第四液压导管仅经由第一方向阀单元和第二方向阀单元的组合可流体连接到罐装置和液压流源。

可选地，第三液压导管和第四液压导管仅经由第一方向阀单元可流体连接到第二液压压力源，并且第一旋转单元端口仅经由第二方向阀单元可流体连接到液压流源和罐装置中的任一个。

根据本公开的第二方面，提供一种钻机。该钻机包括钻岩机、进给梁和根据第一方面所述的液压装置。该钻机进一步包括至少一个液压压力源、罐装置和吊杆，进给梁安装在吊杆上，并且经由该吊杆，液压装置可流体连接到至少一个液压压力源和罐装置。

在以下描述和从属权利要求中公开本公开的进一步优点和有益特征。

附图说明

参见所附附图，以下是作为示例引用的本公开的实施例的更详细描述。

在附图中：

图1是具有用于相应的钻岩机的三个吊杆的钻机的示意图；

图2是在第一位置的钻岩机的示意图，

图3是在第二位置的钻岩机的示意图，

图4是在第三位置的钻岩机的示意图，

图5是根据本公开的实施例的液压装置的示意性概览，

图6是液压装置内的阀的截面图，

图7是根据另一实施例的阀的截面图，并且

图8是液压装置内的另一阀的截面图。

附图示出本公开的示意性的示例性的实施例，因此不一定按比例绘制。应理解，示出和描述的实施例是示例性的，并且本公开不限于这些实施例。也应注意，为了更好地描述和例示本公开，附图中的一些细节可能被放大。在整个描述中，相同的附图标记指代相同的元件，除非另有说明。

具体实施方式

图1示意性地例示用于岩石钻进的钻机1。钻机1包括三个吊杆8A-8C，吊杆8A-8C配备有单独的钻岩机3A-3C。钻岩机3A-3C布置在相应的进给梁2A-2C上。在图1中，例示三台钻岩机3A-3C如何通过将单独的钻柱19A-19C钻入岩石面100中来操作。随着钻岩机3A-3C可以前进到岩石面100中，它们从进给梁2A-2C的后部第一端21A-21C前进到前部第二端22A-22C。

钻机1包括液压压力源PS和罐装置T。钻机1可以包括多于一个的压力源，其中至少一个液压压力源是液压泵，其适于提供液压压力以驱动钻岩机3的冲击单元。钻机1可以进一步包括液压泵形式的液压流源，其适于提供液压流以驱动钻岩机3的旋转单元。液压压力源和液压流源(如果适用的话)布置成供给钻岩机3A-3C的不同消耗器。这种消耗器通常至少包括冲击单元、阻尼器单元和旋转单元。进一步，液压源布置成向液压马达(诸如液压缸)提供液压流体，该液压马达布置成使钻岩机3A-3C沿着相应的进给梁2A-2C前进。用于液压流体的导管通常布置为沿着吊杆8A-8C或布置在吊杆8A-8C内。

图2-图4示出钻岩机3在沿着进给梁2的三个不同位置。钻岩机3安装在可滑动承载件35上。进给梁2的内部部件在本文中是暴露的。对于本领域技术人员显而易见的是，可以提供纵向延伸的梁结构或围绕图2-图4中暴露的内部部件的覆盖物。

第一梁2在第一端21和相对的第二端22之间延伸。钻岩机3布置为在第一端21和第二端22之间在轴向方向A1上操作。进给梁2的两个第一管连接件25(仅标记一个)在第一端21和第二端22之间延伸。钻岩机连接器26相对于每个第一管连接件25并相对于中间管连接件28可滑动地布置，进而相对于第一管连接件25可滑动。钻岩机连接器26可以包括在承载件35中或连接到承载件35。第一管连接件25经由提供在第一端21中的连接件可流体连接到钻机1上的压力源。第一管连接件25与钻岩机连接件26和中间管连接件28一起将钻岩机3连接到钻机1上的压力源和罐装置T，以提供加压液压流体来驱动液压钻岩机3的液压消耗器。

加压液压流体可以通过例示的进给梁2经由进给梁2内部的内部导管(例如经由刚性管)被提供给钻岩机3，由此由外部因素引起的对导管造成损坏的风险被最小化。

在图2中，钻岩机3定位在进给梁2的第一端21处的最缩回位置。在图3中，钻岩机3定位在中间位置，并且在图4中，钻岩机3定位在进给梁2的第二端22处的最前位置。钻支撑件27布置在第二端22处，以支撑在操作期间从钻岩机3延伸的钻柱19。

根据本公开的实施例的用于钻岩机3的液压装置示意性地例示在图5中。钻岩机3可滑动地安装在钻机1的进给梁2上，以便借助于液压装置可在进给梁2的第一端21和相对的第二端22之间移动，如图2-图4中例示的。液压装置进一步配置用于提供液压压力以借助于第一液压回路10驱动钻岩机3的冲击单元4和阻尼器单元5。第一液压回路10流体连接到第一液压压力源PS1和罐装置T。液压装置进一步配置成借助于第二液压回路50驱动钻岩机3的旋转单元6。应注意，尽管在图5中使用单独的示意框来表示钻岩机3，但是冲击单元4、阻尼器单元5和旋转单元6被提供在同一钻岩机3内。

第一液压回路10包括第一液压导管11和第二液压导管12。第一液压导管11和第二液压导管12配置为使得对第一液压导管11和第二液压导管12中的一个加压分别在朝向进给梁2的第一端21和第二端22中的一个的方向上推进钻岩机。因此，对第一液压导管11加压将使钻岩机3朝向进给梁2的第二端22移动，并且对第二液压导管12加压将使钻岩机3朝向进给梁2的第一端21移动。

第一液压回路10进一步包括用于提供加压液压流体以驱动冲击单元4的冲击单元输入端口13和用于使液压流体从冲击单元4返回到罐的冲击单元返回端口14。方向阀装置形式的第一阀装置15布置为将第一液压导管11和第二液压导管12与冲击单元输入端口13和冲击单元返回端口14流体连接。第一阀装置15配置成呈现如下所述的三种不同的阀状态。

当第一液压导管11中的压力超过预定的第一阈值时，第一阀装置15配置成呈现第一状态，在该第一状态下，第一阀装置15将第一液压导管11流体连接到冲击单元输入端口13，并且在该第一状态下，第一阀装置15将冲击单元返回端口14流体连接到第二液压导管12。在例示的实施例中，当第一阀装置15移动到最右边时实现第一状态。

当第二液压导管12中的压力超过预定的第二阈值时，第一阀装置15配置成呈现第二状态，在该第二状态下，第一阀装置15将第二液压导管12流体连接到冲击单元输入端口13，并且在该第二状态下，第一阀装置15将冲击单元返回端口14流体连接到第一液压导管11。在例示的实施例中，当第一阀装置15移动到最左边时实现第二状态。

当第一液压导管11和第二液压导管12中的压力分别低于第一阈值和第二阈值时，第一阀装置15配置成呈现关闭状态，在该关闭状态下，第一阀装置15将第一液压导管11和第二液压导管12与冲击单元输入端口13和冲击单元返回端口14流体断开。在例示的实施例中，当第一阀装置15移动到其中间位置时实现第二状态。

液压装置进一步包括用于提供加压液压流体以驱动阻尼器单元5的阻尼器输入端口30，配置成确保在钻进期间的岩石接触。在本文中，阻尼器输入端口30在第一阀装置15和冲击单元4之间流体连接到冲击单元输入端口13。先导控制的顺序阀装置31进一步布置在阻尼器输入端口30和冲击单元4之间。顺序阀装置31配置成首先将加压液压流体供应到阻尼器输入端口，并且仅随后，当顺序阀装置31的上游压力超过预定阈值时，供应加压液压流体以驱动冲击单元4。为此，顺序阀装置31可抵抗弹簧构件的力移动到打开状态。当在关闭状态下时，顺序阀装置31防止液压流体流到冲击单元4，但是允许对阻尼器单元5加压。来自阻尼器单元5的返回端口(尽管未例示)可以流体连接到冲击单元返回端口14。

在本文中，恒流阀32也被提供在阻尼器输入端口30中，用于向阻尼器单元提供恒定的液压流体流。另一种限流器可以被使用以代替恒流阀。

图6和图7示出第一阀装置15、15’的两个替代实施例。在两个实施例中，第一阀装置15、15’是先导控制的方向阀装置，其包括可移动阀体18，该阀体18具有控制阀体18移动到第一状态的内部第一先导导管16和控制阀体18移动到第二状态的内部第二先导导管17。提供第一弹簧构件23和第二弹簧构件24，其中阀体18可抵抗第二弹簧构件24的弹簧力移动到第一状态，并且可抵抗第一弹簧构件23的弹簧力移动到第二状态。当液压压力不足以克服第一弹簧构件23和第二弹簧构件24的弹簧力中的任何一个时，呈现关闭状态。在本文中，弹簧构件23、24是压力弹簧。

在图6中例示的实施例中，第一阀装置15包括7个端口15A-15G。当第一阀装置15在关闭状态下时，如图6中例示的，在端口15A-15G之间没有流体连接。当第一阀装置15在其第一状态下时，在端口15A和15E之间提供流体连接，将第一液压导管11连接到冲击单元输入端口13，并且在端口15G和15B之间提供流体连接，将冲击单元返回端口14连接到第二液压导管12。此外，端口15D流体连接到端口15A，将第一液压导管11连接到阻尼器输入端口30。当第一阀装置15在其第二状态下时，在端口15B和15E之间提供流体连接，将第二液压导管12连接到冲击单元输入端口13，并且在端口15C和15A之间提供流体连接，将冲击单元返回端口14连接到第一液压导管11。现在，端口15F流体连接到端口15B，将第二液压导管11连接到阻尼器输入端口30。因此，图6中例示的第一阀装置15包括成一体的顺序阀装置，以用于确保阻尼器单元5在冲击单元4之前被加压。

图7示出根据另一实施例的第一阀装置15’。本实施例与图6中例示的实施例的不同之处仅在于，没有提供用于连接到阻尼器单元输入端口30的端口15D、15F。当使用根据本实施例的第一阀装置15’时，可以提供单独的顺序阀装置31。

第一液压回路10进一步包括可控方向阀装置形式的第二阀装置40，在本文中配置成由电子控制单元70控制，尽管用于诸如手动地、机械地或通过使用压力控制控制第二阀装置40的其它手段也是可能的。第二阀装置40配置成选择性地将第一液压导管11和第二液压导管12中的一个流体连接到第一液压压力源PS1，并且将第一液压导管和第二液压导管中的另一个流体连接到罐装置T。第二阀装置40具有与第一阀装置15类似的配置，但是配置为主动控制而不是根据导管中的相对压力自动致动。因此，在第二阀装置40的第一状态下，它将第一压力源PS1连接到第二液压导管12，并且将第一液压导管11连接到罐装置T。在第二状态下，它将第一液压导管11连接到第一压力源PS1，并且将第二液压导管12连接到罐装置T。以此方式，可以控制钻岩机3沿着进给梁2的移动方向。在关闭状态下，没有液压压力被提供给液压导管11、12。

第二液压回路50与第一液压回路10平行布置。在本文中，例示由同一控制单元70控制，但是当然也可以提供单独的控制单元。第二液压回路50包括液压流源FS和第二压力源PS2，该液压流源FS配置成提供可控的液压流体流。它进一步包括第三液压导管53和第四液压导管54，该第三液压导管53和第四液压导管54配置为使得对第三液压导管53和第四液压导管54中的一个加压分别在朝向进给梁2的第一端21和第二端22中的一个的方向上推进钻岩机3。因此，类似于第一液压导管11和第二液压导管12，第三液压导管53和第四液压导管54用于移动钻岩机3。因此，钻岩机3沿着进给梁2移动的方向和速度将取决于所有这四个导管11、12、53、54内的相对压力。

第二液压回路50进一步包括第一旋转单元端口51、第二旋转单元端口52和可控方向阀装置形式的第三阀装置60。它还包括第四阀装置45，该第四阀装置45布置为分别根据第三液压导管53和第四液压导管54中的压力将第三液压导管53和第四液压导管54中的任一个流体连接到第二旋转单元端口52。第四阀装置45进一步配置为关闭高压侧，即第三液压导管53和第四液压导管54中的压力较高的一个。如果第三液压导管53中的压力超过第四液压导管54中的压力，则第四阀装置45呈现第一状态，在该第一状态下，该第四阀装置45将第四液压导管54流体连接到第二旋转单元端口52并关闭第三液压导管53。如果第四液压导管54中的压力超过第三液压导管53中的压力，则第四阀装置45呈现第二状态，在该第二状态下，第四阀装置45将第三液压导管53流体连接到第二旋转单元端口52并关闭第四液压导管54。根据示例实施例的第四阀装置45在图8中更详细地示出。如可见，在本文中，阀装置45被提供有内部先导导管46、47，但是没有弹簧构件。

第三阀装置60配置成选择性地将第一旋转单元端口51连接到液压流源FS或罐装置T。它进一步配置成选择性地将第三液压导管53和第四液压导管54中的一个流体连接到第二液压压力源PS2，并且将第三液压导管53和第四液压导管54中的另一个流体连接到罐装置T。为此，第三阀装置60包括可在三个阀状态之间移动的第一方向阀单元61和在本文中可在两个阀状态之间移动的第二方向阀单元62。第一方向阀单元61和第二方向阀单元62可通过控制单元70单独控制，但是也可通过其他手段控制，诸如机械地或通过使用压力控制控制。

第一方向阀单元61具有与第二阀装置40类似的配置。在第一方向阀单元61的第一状态下，该第一方向阀单元61将第二压力源PS2连接到第四液压导管54，并且将第三液压导管53连接到第二方向阀单元62。在第二状态下，该第一方向阀单元61将第三液压导管53连接到第二压力源PS2，并且将第四液压导管54连接到第二方向阀单元62。在关闭状态下，没有液压压力从压力源PS2提供到液压导管53、54。通过控制第一方向阀单元61，可以控制进给梁2的移动方向。

在本文中，第二阀装置62是二位阀。在其第一状态下，它将液压流源FS连接到第一旋转单元端口51，并且将罐装置T连接到第一方向阀单元61。在其第二状态下，它将液压流源FS连接到第一方向阀单元61，并且将罐装置T连接到第一旋转单元端口51。当然，代替二位阀，类似于第一方向阀单元61的三位阀也可以用作第二方向阀单元。通过控制第二方向阀单元62，可以控制旋转单元6的旋转方向和旋转速度。

以此方式，第三液压导管53和第四液压导管54仅可经由第一方向阀单元61和第二方向阀单元62的组合流体连接到罐装置T和液压流源FS。第三液压导管53和第四液压导管54仅可经由第一方向阀单元61流体连接到第二液压压力源PS2。第一旋转单元端口51仅可经由第二方向阀单元62流体连接到液压流源FS和罐装置T中的任一个。

通过根据本公开的液压装置，钻岩机3可以根据第二阀装置40和第三阀装置60的状态以及由压力源PS1、PS2和液压流源FS施加的液压压力以几种不同的操作模式操作。

例如，在岩石钻进操作期间，第二阀装置40被控制到其第二状态，使得第一液压导管11连接到第一压力源PS1，并且第二液压导管12连接到罐装置T。第一压力源PS1被控制以获得高于第二阈值的适于钻进的压力。因此，钻岩机3被朝向第二端22推进，并且冲击单元4被第一液压导管11加压。因此，第一液压回路10一方面在沿着进给梁2的向前方向上推进钻岩机3，另一方面驱动冲击单元4和阻尼器单元5。在第二液压回路50中，第一方向阀单元61被控制到其第二状态，将第二压力源PS2连接到第三液压导管53，从而施加与由第一压力源PS1施加的力协作的力，以朝向进给梁2的第二端22(即前端)进给钻岩机3。第二压力源PS2被控制以获得用于沿着进给梁2移动钻岩机3的合适的合力。第二方向阀单元62被控制到其第一状态，在其第一状态下，液压流源FS连接到第一旋转单元端口51以驱动旋转单元6。来自旋转单元的回流将经由第四阀装置45自动经过第二液压回路50的低压侧。由于第三液压导管53被加压，因此回流将经过第四液压导管54并经由第一方向阀单元61和第二方向阀单元62到罐装置T。

如果钻岩机3在钻进操作期间被卡住并且需要被拉出，则第二阀装置40和第一方向阀单元61均被控制到其第一状态，使得压力被施加以在朝向进给梁2的第一端21的向后方向上推进钻岩机。第一压力源PS1和第二压力源PS2可以被控制以施加高达最大压力。第二方向阀单元62被控制到其第一状态。

在另一示例中，液压装置被控制以在不驱动冲击单元4的情况下使钻岩机3钻出。在这种情况下，第二阀装置40可以被控制到其第二状态，使得第一液压导管11连接到第一压力源PS1，从而在朝向进给梁的第二端22的向前方向上推动钻岩机。然而，第一压力源PS1被控制以输送低于第一阈值的压力，使得第一阀装置15保持在其关闭状态。第一方向阀单元61被控制到其第一状态，因此使用第二压力源PS2以对第四液压导管54加压，抵消由第一压力源PS1施加的压力。第二压力源PS2被控制以提供合适的压力，从而沿着进给梁2以期望的方向和速度进给钻岩机3。第二方向阀单元62被控制到其第二状态，在该第二状态下，该第二方向阀单元62将液压流源FS连接到第一方向阀单元61，使得用于驱动旋转单元6的液压流以比由第二压力源PS2施加的压力低的压力经由第三液压导管53输送。由于第四液压导管54中的压力高于第三液压导管53中的压力，因此第四阀装置45将自动被控制到其第二状态，从而将第二旋转单元端口52连接到第三液压导管53。因此，旋转单元6将在与钻进操作相反的方向上旋转。

作为对第一阀装置15的内部先导导管16、17的替代方案，外部软管可以被提供作为先导导管。可替代地，可以使用电子控制单元(未示出)，该电子控制单元配置成响应于来自第一液压导管16和第二液压导管17中的压力传感器的压力信号而自动控制第一阀装置15。这同样适用于第四阀装置45。

第一阀装置15以及第四阀装置45可以布置在钻岩机3中，或者布置在钻岩机3被安装在其上的可滑动承载件35中，或者布置在钻岩机连接器26中。

在替代实施例中，阻尼器单元输入端口30可以被包括在第二液压回路50中而不是在第一液压回路中。在这种情况下，不需要顺序阀装置，这是因为第三阀装置60可以被控制以独立于冲击单元输入端口13何时被加压而对阻尼器输入端口30加压。因此，可以确保阻尼器单元5在对冲击单元4加压之前被加压。

液压压力源PS1、PS2和液压流源FS可以是可控的液压泵，其中第一压力源PS1和第二压力源PS2是可控的以提供期望的压力，并且液压流源FS是可控的以提供期望的流速。这也可以通过可调节的限流器或类似物来实现。

在示出的实施例中，第一液压导管11和第二液压导管12均流体连接到同一第二阀装置40，并且第三液压导管和第四液压导管均连接到同一第三阀装置60。然而，在其他实施例中，例如，可以将第一液压导管11和第四液压导管54连接到公共阀装置，并且类似地将第二液压导管12和第三液压导管53连接到另一公共阀装置。

总体上，本文中使用的所有术语应根据其在相关技术领域中的普通含义进行解释，除非明确给出和/或从其使用的上下文中暗示不同含义。

在本文中已经参考各种实施例。然而，本领域技术人员将认识到描述的实施例的许多变体仍将落入权利要求的范围内。

本文中公开的任何实施例的任一特征均可以被应用到任何其他实施例，只要合适。同样，任何实施例的任一优点均可以应用到任何其他实施例，反之亦然。

在附图和说明书中，已经公开本公开的示例性方面。然而，在基本上不背离本公开的原理的情况下，可以对这些方面做出许多变体和变型。因此，本公开应当被视为例示性的而非限制性的，并且不限于上面讨论的特定方面。因此，尽管使用特定术语，但是它们仅在一般和描述性的意义上使用，而不是出于限制的目的。

因此，应当理解，描述的实施例的细节仅仅是出于例示目的而提出的示例，并且落入权利要求的范围内的所有变体均旨在包含在其中。

Claims (16)

1.一种用于钻机(1)上的钻岩机(3)的液压装置()，所述钻岩机(3)能滑动地安装在所述钻机的进给梁(2)上，以便借助于所述液压装置在所述进给梁(2)的第一端(21)和相对的第二端(22)之间能移动，其中所述液压装置包括：

-第一液压导管(11)和第二液压导管(12)，所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)配置为使得对所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)中的一个加压分别在朝向所述进给梁(2)的所述第一端和所述第二端(21，22)中的一个的方向上推进所述钻岩机(3)，

-用于提供加压液压流体以驱动所述钻岩机(3)的冲击单元(4)的冲击单元输入端口(13)和用于使液压流体从所述冲击单元(4)返回的冲击单元返回端口(14)，

-方向阀装置形式的第一阀装置(15)，布置为将所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)与所述冲击单元输入端口和所述冲击单元返回端口(13，14)流体连接，所述第一阀装置(15)配置用于：

o当所述第一液压导管(11)中的压力超过预定的第一阈值时呈现第一状态，

在所述第一状态下，所述第一阀装置(15)将所述第一液压导管(11)流体连接到所述冲击单元输入端口(13)，并且在所述第一状态下，所述第一阀装置(15)将所述冲击单元返回端口(14)流体连接到所述第二液压导管(12)，

o当所述第二液压导管(12)中的压力超过预定的第二阈值时呈现第二状态，

在所述第二状态下，所述第一阀装置(15)将所述第二液压导管(12)流体连接到所述冲击单元输入端口(13)，并且在所述第二状态下，所述第一阀装置(15)将所述冲击单元返回端口(14)流体连接到所述第一液压导管(11)，

o当所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)中的压力分别低于所述第一阈值和所述第二阈值时呈现关闭状态，在所述关闭状态下，所述第一阀装置(15)将所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)与所述冲击单元输入端口和所述冲击单元返回端口(13，14)流体断开。

2.根据权利要求1所述的液压装置，其中所述第一阀装置(15)是先导控制的方向阀装置。

3.根据权利要求1或2所述的液压装置，其中所述第一阀装置(15)包括阀体(18)，所述阀体(18)具有控制所述阀体(18)移动到所述第一状态的内部第一先导导管(16)和控制所述阀体(18)移动到所述第二状态的内部第二先导导管(17)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置，其中所述第一阀装置(15)布置在所述钻岩机(3)中或者布置在所述钻岩机(3)被安装在其上的可滑动承载件(35)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置，进一步包括用于提供加压液压流体以驱动所述钻岩机(3)的阻尼器单元(5)的阻尼器输入端口(30)。

6.根据权利要求5所述的液压装置，包括顺序阀装置(31)，所述顺序阀装置(31)配置用于首先将加压液压流体供应到所述阻尼器输入端口(30)，并且仅随后供应加压液压流体以驱动所述冲击单元(4)。

7.根据权利要求5或6所述的液压装置，其中所述阻尼器输入端口(30)在所述第一阀装置(15)和所述冲击单元(4)之间流体连接到所述冲击单元输入端口(13)。

8.根据权利要求6所述的液压装置，其中所述顺序阀装置与所述第一阀装置(15)成一体。

9.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置，其中至少所述第一阀装置(15)、所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)以及所述冲击单元输入端口和所述冲击单元返回端口(13，14)形成第一液压回路(10)的部分，所述第一液压回路(10)进一步包括可控方向阀装置形式的第二阀装置(40)，其中所述第二阀装置(40)配置用于选择性地将所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)中的一个流体连接到第一液压压力源(PS1)，并且将所述第一液压导管和所述第二液压导管(11，12)中的另一个流体连接到罐装置(T)。

10.根据权利要求9所述的液压装置，进一步包括第二液压回路(50)，所述第二液压回路(50)配置用于提供液压流体流以驱动所述钻岩机(3)的旋转单元(6)。

11.根据权利要求10所述的液压装置，其中所述第二液压回路(50)包括：

-第一旋转单元端口(51)、第二旋转单元端口(52)和可控方向阀装置形式的第三阀装置(60)，所述第三阀装置(60)配置用于选择性地将所述第一旋转单元端口(51)连接到液压流源(FS)和所述罐装置(T)中的一个，

-第三液压导管和第四液压导管(53，54)，配置为使得对所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)中的一个加压分别在朝向所述进给梁(2)的所述第一端和所述第二端(21，22)中的一个的方向上推进所述钻岩机(3)，

-第四阀装置(45)，布置为分别根据所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)中的压力将所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)中的任一个流体连接到所述第二旋转单元端口(52)。

12.根据权利要求11所述的液压装置，其中所述第三阀装置(60)配置用于选择性地将所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)中的一个流体连接到第二液压压力源(PS2)，并且将所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)中的另一个流体连接到所述罐装置(T)。

13.根据权利要求11或12所述的液压装置，其中所述第三阀装置(60)包括在三个阀状态之间能移动的第一方向阀单元(61)和在至少两个阀状态之间能移动的第二方向阀单元(62)，所述第一方向阀单元和所述第二方向阀单元(61，62)能单独控制。

14.根据权利要求13所述的液压装置，其中所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)仅经由所述第一方向阀单元和所述第二方向阀单元(61，62)的组合能流体连接到所述罐装置(T)和所述液压流源(FS)。

15.根据权利要求13或14所述的液压装置，其中所述第三液压导管和所述第四液压导管(53，54)仅经由所述第一方向阀单元(61)能流体连接到所述第二液压压力源(PS2)，并且其中所述第一旋转单元端口(51)仅经由所述第二方向阀单元(62)能流体连接到所述液压流源(FS)和所述罐装置(T)中的任一个。

16.一种钻机(1)，包括钻岩机(3)、进给梁(2)和根据前述权利要求中任一项所述的液压装置，其中所述钻机(1)进一步包括至少一个液压压力源(PS1，PS2)、罐装置(T)和吊杆(8A，8B，8C)，所述进给梁(2)安装在所述吊杆(8A，8B，8C)上，并且经由所述吊杆(8A，8B，8C)，所述液压装置能流体连接到所述至少一个液压压力源(PS1，PS2)和所述罐装置(T)。