CN205047146U - 一种锚杆钻机及其液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锚杆钻机及其液压控制系统，液压控制系统包括加压起拔回路，还包括设置在加压起拔回路中的补偿阀组，补偿阀组包括：与回油箱连通的溢流阀；在溢流阀连通有杆腔油路的第一连通支路上，设置有控制第一连通支路通断的第一阀体；在溢流阀连通无杆腔油路的第二连通支路上，设置有控制第二连通支路通断的第二阀体。本实用新型提供的液压控制系统，通过补偿阀组使得在上扣和卸扣操作中，加压起拔回路中的压力得到一定的限制，即使上扣和卸扣不成功时，丝扣上所承受的压力也不会过大，对丝扣起到了保护作用，从而避免了在上扣和卸扣操作中对丝扣造成损害，延长了钻杆的使用寿命。本实用新型还提供了具有上述液压控制系统的一种锚杆钻机。

Description

一种锚杆钻机及其液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及钻孔工具技术领域，特别涉及一种液压控制系统，本实用新型还涉及具有上述液压控制系统的一种锚杆钻机。

背景技术

锚杆钻机又称锚固钻机，是煤矿、港道锚杆支护工作中的钻孔工具。其在改善支护效果、降低支护成本、加快成港速度、减少辅助运输、减轻劳动强度、提高港道断面利用率等方面有着十分突出的优越性。

根据不同打孔深度的需要，锚杆钻机经常需要根据打孔深度进行钻杆的上扣或卸扣操作，即将锚杆钻机的动力头与钻杆通过丝扣进行连接或分离的操作，上扣的具体操作是动力头做直线运动的同时还做旋转运动，钻杆上的丝扣会受到动力头做直线运动时施加的一个作用力F1，以及一个动力头做旋转运动时施加的作用力F2，如图1所示。这两种运动同时作用在固定的钻杆上，从而通过丝扣的螺纹实现动力头与钻杆的连接，而卸扣时则进行反方向的直线和旋转运动即可。

锚杆钻机的上扣、卸扣操作，是由锚杆钻机的液压控制系统中的加压起拔回路来控制的，该加压起拔回路的工作原理如图2所示，其工作过程为：当需要进行钻杆上扣时，液压油从A口中流入加压油缸02的有杆腔，无杆腔中的液压油通过平衡阀组01中的a阀产生一定的背压，使液压油从B口流出到回油箱，加压油缸02的活塞杆回缩带动动力头进行直线进给运动，与此同时，动力头正转，两个动作同时作用于钻杆上使丝扣连接；当需要钻杆卸扣时，液压油从B口中流入，通过平衡阀组01中的b阀进入到加压油缸02的无杆腔内，有杆腔中的液压油通过A口流出到回油箱，加压油缸02的活塞杆伸出带动动力头进行直线回退运动，与此同时，动力头反转，使丝扣拆除。

在上述液压控制系统控制钻杆进行上扣、卸扣的操作过程中，有时会遇到两个运动不同步的情况，就是在一定的时间内，动力头实际的直线运动速度比旋转运动所需要匹配的直线运动速度更快或更慢，这容易发生动力头上的丝扣和钻杆上的丝扣无法正常啮合的现象。如果直线运动速度过快，则两个丝扣在直线运动方向上会发生挤压，随着加压起拔回路中压力的不断升高，丝扣的端面会受到很大的挤压力(如图3所示)或起拔力(与图3中的力方向相反)，从而容易造成丝扣的损坏，使钻杆之间出现无法顺利连接或连接松动的情况，严重的影响了钻杆的使用寿命和成孔的质量。

因此，如何保证丝扣始终能够正常啮合，以延长钻杆的使用寿命并提高成孔质量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种新型的液压控制系统，在钻杆上扣或卸扣的过程中，其能够保证丝扣能够正常啮合，从而延长了钻杆的使用寿命并提高了成孔质量。本实用新型还提供了具有上述液压控制系统的一种锚杆钻机。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种液压控制系统，包括加压起拔回路，其还包括设置在所述加压起拔回路中的补偿阀组，所述补偿阀组包括：

与所述加压起拔回路中的回油箱连通的溢流阀；

在所述溢流阀连通所述加压起拔回路的有杆腔油路的第一连通支路上，设置有控制所述第一连通支路通断的第一阀体；

在所述溢流阀连通所述加压起拔回路的无杆腔油路的第二连通支路上，设置有控制所述第二连通支路通断的第二阀体。

进一步的，上述液压控制系统中，还包括设置在所述第一连通支路和所述第二连通支路汇合而成的汇流管路上的开关阀；所述第一阀体为允许液压油从所述有杆腔油路流向所述溢流阀的单向阀，所述第二阀体为允许液压油从所述无杆腔油路流向所述溢流阀的单向阀。

进一步的，上述液压控制系统中，所述开关阀为电磁换向阀。

进一步的，上述液压控制系统中，所述第一阀体和所述第二阀体均为开关阀。

进一步的，上述液压控制系统中，所述补偿阀组与所述无杆腔油路连通的部位，位于所述加压起拔回路的加压油缸和平衡阀组之间。

一种锚杆钻机，包括动力头和驱动所述动力头工作的液压控制系统，该液压控制系统为上述任意一项所述的液压控制系统。

本实用新型提供的液压控制系统，在原有的加压起拔回路中，增加了补偿阀组，该补偿阀组具体包括溢流阀、第一阀体和第二阀体。在液压控制系统仅仅控制加压或起拔操作时，第一阀体和第二阀体均处于关闭状态，加压起拔回路以原来的方式工作，补偿阀组不参与工作。当进行上扣操作时，开启第一阀体，关闭第二阀体，此时溢流阀通过第一连通支路与有杆腔油路(本申请中有杆腔油路指的是令液压油能够进出加压油缸的有杆腔的部分油路)连通，液压油从有杆腔油路的A口进入，一部分流进有杆腔中，另一部分则通过第一连通支路到达溢流阀中，在液压油不断注入的情况下，加压起拔回路中的压力不断升高，当加压起拔回路中压力升至溢流阀的设定压力值时，溢流阀会将液压油溢流至回油箱中，从而避免压力继续上升，使得丝扣无法正常啮合时不会受到更大的挤压力。在动力头带动丝扣旋转的作用下，拖拽另一丝扣移动实现上扣。在这个过程中，由于第二阀体处于关闭状态，所以流经第一连通支路的液压油不会经第二阀体和第二连通支路进入到无杆腔中而影响正常工作。当进行卸扣操作时，开启第二阀体，关闭第一阀体，此时溢流阀通过第二连通支路与无杆腔油路(本申请中无杆腔油路指的是令液压油能够进出加压油缸的无杆腔的部分油路)连通，液压油从无杆腔油路的B口进入，一部分流进无杆腔中，另一部分则通过第二连通支路到达溢流阀中，在液压油不断注入的情况下，加压起拔回路中的压力不断升高，当加压起拔回路中压力升至溢流阀的设定压力值时，溢流阀会将液压油溢流至回油箱中，从而避免压力继续上升，使得丝扣上不会受到更大的脱拔力，在动力头带动丝扣旋转的作用下，推动另一丝扣移动实现卸扣。同样的，由于第一阀体处于关闭状态，所以流经第二连通支路的液压油不会经第一阀体和第一连通支路进入到有杆腔中而影响正常工作。

本实用新型提供的液压控制系统，通过补偿阀组使得在上扣和卸扣操作中，加压起拔回路中的压力得到一定的限制，即使上扣和卸扣不成功(即丝扣未正常啮合)时，丝扣上所承受的压力也不会过大，对丝扣起到了保护作用，从而避免了在上扣和卸扣操作中对丝扣造成损害，进而避免了钻杆之间出现无法顺利连接或连接松动的现象，延长了钻杆的使用寿命并提高了成孔质量。

所述的锚杆钻机与上述液压控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中上扣时丝扣的受力示意图；

图2为加压起拔回路的原理示意图；

图3为丝扣非正常啮合时受到的挤压力的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的液压控制系统的原理示意图。

在图1-图3中：

01-平衡阀组，02-加压油缸；

在图4中：

1-补偿阀组，2-有杆腔油路，3-第一连通支路，4-无杆腔油路，5-第二连通支路，6-汇流管路，7-加压油缸，8-平衡阀组；

11-溢流阀，12-第一阀体，13-第二阀体，14-开关阀。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种新型的液压控制系统，在钻杆上扣或卸扣的过程中，其能够保证丝扣的正常啮合，从而延长了钻杆的使用寿命并提高了成孔质量。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图4所示，本实用新型提供的液压控制系统，具有加压起拔回路，其改进之处在于，在此加压起拔回路中增设了补偿阀组1，该补偿阀组1具体包括溢流阀11、第一阀体12和第二阀体13。其中，溢流阀11通过第一连通支路3与有杆腔油路2(本申请中有杆腔油路2指的是令液压油能够进出加压油缸7的有杆腔的加压起拔回路的部分油路)连通，该第一连通支路3中设置有第一阀体12；溢流阀11还通过第二连通支路5与无杆腔油路4(本申请中无杆腔油路4指的是令液压油能够进出加压油缸7的无杆腔的加压起拔回路的部分油路)连通，并且第二连通支路5中设置有第二阀体13。

一种实施例中，第一阀体12为允许液压油从有杆腔油路2流向溢流阀11的单向阀，第二阀体13为允许液压油从无杆腔油路4流向溢流阀11的单向阀，则在第一阀体12和第二阀体13均为单向阀的基础之上，还需要在第一连通支路3和第二连通支路5汇流而成的汇流管路6上设置有开关阀14(本申请中的开关阀14均指的是仅仅具有控制管路通断作用的开关部件)，如图4所示，其具体工作方式为：

若不进行钻杆的上扣和卸扣操作而仅仅进行加压起拔操作时，令开关阀14关闭，则溢流阀11与第一连通支路3和第二连通支路5处于断开状态。加压动作时，液压油从有杆腔油路2的A口进入加压油缸7的有杆腔内，加压油缸7的无杆腔内的液压油进入到无杆腔油路4中，并通过平衡阀组8(平衡阀组8位于无杆腔油路4中)中的a阀产生一定的背压从B口流出回到油箱。起拔操作时，液压油从B口通过平衡阀组8中的b阀进入到加压油缸7的无杆腔内，有杆腔内的液压油则通过A口流出到回油箱。以上过程中，来自加压油缸7的有杆腔或无杆腔的液压油，流至关闭的开关阀14所在的部位时无法通过，所以位于开关阀14下游(此处的“下游”是相对于液压油的流动方向而言)的溢流阀11不会工作，因此不会对正常作业造成任何影响。

当需要进行钻杆上扣或卸扣时，开启开关阀14，使溢流阀11与第一连通支路3和第二连通支路5处于连通状态。进行上扣时，液压油从A口流入，一部分进入加压油缸7的有杆腔内，另一部分进入第一连通支路3，并通过第一阀体12和开关阀14流至溢流阀11中。当液压油的压力达到溢流阀11的设定压力时，溢流阀11开启，将液压油溢出至回油箱中。由于第二阀体13为仅能允许液压油从无杆腔油路4流向溢流阀11的单向阀，所以流至开关阀14中的液压油不会通过第二阀体13和第二连通支路5进入到无杆腔和无杆腔油路4中，同时第一阀体12为仅能允许液压油从有杆腔油路2流向溢流阀11的单向阀，所以从无杆腔中流出的液压油也不会流至有杆腔油路2中。进入到有杆腔内的液压油会推动油缸缩回，无杆腔内的液压油流至无杆腔油路4中，并通过平衡阀组8从B口流出到回油箱。在这个过程中，整个加压起拔回路中的压力由补偿阀组1中的溢流阀11决定。当上扣不成功时，两个进行连接的丝扣相互挤压，并且挤压力有上升的趋势。但由于溢流阀11的限压作用，导致加压油缸7中的压力无法继续升高，这就使丝扣上不会受到更大的挤压力，而在动力头带动丝扣旋转的作用下，拖拽另一丝扣移动就能实现上扣。

当进行卸扣时，液压油从B口流入，一部分通过经平衡阀组8中的b阀进入加压油缸7的无杆腔内，另一部分则通过第二阀体13和开关阀14流至溢流阀11处。当液压油的压力达到溢流阀11的设定压力时，溢流阀11开启将液压油溢出至回油箱中。此时由于第一阀体12为仅能允许液压油从有杆腔油路2流向溢流阀11的单向阀，所以流至开关阀14中的液压油不会通过第一阀体12和第一连通支路3进入到有杆腔油路2中而影响加压起拔回来的正常工作。进入到加压油缸7无杆腔内的液压油推动油缸伸出，有杆腔内的液压油从A口流出到回油箱。当卸扣不成功时，两个丝扣之间受到脱拔，并且脱拔力有上升的趋势。同样，由于溢流阀11的限压作用，使脱拔力无法上升，而在动力头带动丝扣旋转的作用下，推动另一丝扣移动就能实现卸扣。

优选的，上述的开关阀14优选为电磁阀，使得仅仅控制电路的通断就能够实现对开关阀14的控制，能够令控制操作更为简单。

另一种实施例中，直接令第一阀体12和第二阀体13为开关阀(本实施例中的开关阀与上一实施例中的开关阀相同，即为同一类型的阀体，但并不是指的同一个开关阀)，而溢流阀11则设置在第一连通支路3和第二连通支路5汇合后的管路上。在进行上扣操作时，令第一阀体12开启，第二阀体13关闭；在进行卸扣操作时，令第一阀体12关闭，第二阀体13开启；在不进行上扣、卸扣操作而仅仅进行加压及起拔操作时，令第一阀体12和第二阀体13均关闭。此种设置及操作方式，也能够实现与第一种实施例相同的目的。

本实用新型提供的液压控制系统，通过补偿阀组1使得整个加压起拔回路中的压力，在丝扣没有正常啮合时而不会继续上升，使丝扣能够正常啮合，从而避免了在上扣和卸扣操作中对丝扣造成损害，进而避免了钻杆之间出现无法顺利连接或连接松动的现象，延长了钻杆的使用寿命并提高了成孔质量。

无论采用上述哪种实施例，都可以优选的将补偿阀组1与无杆腔油路4连通的部位，设置在位于加压起拔回路的加压油缸7和平衡阀组8之间的位置。此种设置方式不会对原有的平衡阀组8造成影响，减小了对现有技术的改动程度，使其更适合与现有的机械结构配合。

基于上述实施例中提供的液压控制系统，本实用新型实施例还提供了一种锚杆钻机，该锚杆钻机具有上述实施例中提供的液压控制系统。

由于上述锚杆钻机采用了上述实施例提供的液压控制系统，所以该种锚杆钻机由液压控制系统带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间其余的相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种液压控制系统，包括加压起拔回路，其特征在于，还包括设置在所述加压起拔回路中的补偿阀组，所述补偿阀组包括：

与所述加压起拔回路中的回油箱连通的溢流阀；

在所述溢流阀连通所述加压起拔回路的有杆腔油路的第一连通支路上，设置有控制所述第一连通支路通断的第一阀体；

在所述溢流阀连通所述加压起拔回路的无杆腔油路的第二连通支路上，设置有控制所述第二连通支路通断的第二阀体。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，还包括设置在所述第一连通支路和所述第二连通支路汇合而成的汇流管路上的开关阀；所述第一阀体为允许液压油从所述有杆腔油路流向所述溢流阀的单向阀，所述第二阀体为允许液压油从所述无杆腔油路流向所述溢流阀的单向阀。

3.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，所述开关阀为电磁换向阀。

4.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述第一阀体和所述第二阀体均为开关阀。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的液压控制系统，其特征在于，所述补偿阀组与所述无杆腔油路连通的部位，位于所述加压起拔回路的加压油缸和平衡阀组之间。

6.一种锚杆钻机，包括动力头和驱动所述动力头工作的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统为如权利要求1-5中任意一项所述的液压控制系统。