旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統的製作方法
2023-12-10 03:11:41 2
專利名稱：旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋挖鑽機主卷揚的迴路系統，具體的說涉及一種可廣泛應用於使用液壓卷揚機的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統。
背景技術：
現有的旋挖鑽機主卷揚迴路系統，如圖1所示，由制動器1、主卷揚馬達2、緩衝溢流閥3、浮動溢流閥10、BVD平衡閥塊9、主閥11、先導手柄12組成，其中BVD平衡閥塊9由第一單向閥4、第二單向閥6、BVD主閥芯5、第一梭閥7、減壓閥8組成。其工作原理為BVD主閥芯5的控制腔分別連接主卷揚馬達2的馬達進油口 A和馬達回油口 B，當馬達進油口 A和馬達回油口 B壓差小於主閥設定壓差時BVD平衡閥處於關閉狀態；主卷揚提升先導手柄12向上拉，先導控制壓力進入主閥11的左控制腔，主閥11 閥芯在先導壓力作用下向右移動，主閥換向至左位，高壓口與閥塊第一進油口 Vl接通，閥塊第二進油口 V2與油箱溝通，高壓油進入閥塊第一進油口 Vl後經過第一單向閥4進入馬達回油口 B，BVD主閥芯5兩端形成壓差，BVD主閥芯5向低壓側移動，直至BVD主閥芯5的油口 a和油口 c溝通；同時高壓油經過第一梭閥7並經過減壓閥8減壓後自製動口 Br進入主卷揚制動油缸，並打開制動器。此時馬達進油口 A與馬達回油口 B之間形成壓差，待壓差足夠克服所提重物重力，馬達開始轉動，完成主卷揚的提升動作。主卷揚下降下降動作與主卷揚上升過程相反。從節能角度考慮，主卷揚的提升過程是液壓力做功，使得發動機旋轉能轉化為鑽杆鑽具的重力勢能，而下主卷揚下放過程中，原有系統仍然採用節流技術，必須依靠主泵做功才能使主卷揚下放。原有系統的BVD平衡閥塊9的開啟控制信號來自主卷揚馬達2主油路，在主卷揚馬達2快速關閉過程中，由於壓力波動因為主卷揚馬達2油口壓力變化較為複雜，有時可造成BVD平衡閥塊9不能有效關閉，造成鑽杆失速掉落，也就是「溜杆」事故。BVD閥主閥芯5的結構決定了此閥必須配合Y型機能主閥芯使用，而且BVD平衡閥塊9的制動口 Br取壓口來自閥塊第一進油口 Vl或者閥塊第二進油口 V2，則此時如果主閥油路在主閥油口處有背壓，則此背壓就可通過主閥芯的主閥第一油口 Yl傳到閥塊第一進油口 VI，通過主閥第二油口 Y2傳到閥塊第二進油口 V2，當此背壓足夠大，則主卷揚制動被打開，主卷揚就會出現下溜故障現象。此現象在負控制系統中尤為明顯。
實用新型內容本實用新型要解決的問題是為了克服傳統旋挖鑽機主卷揚迴路系統的上述缺陷， 提供一種能夠有效提高主卷揚下放速度，並且更加節能和穩定的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統。為了解決上述問題，本實用新型採用以下技術方案[0011]一種旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，包括主卷揚馬達、制動器、主閥和先導手柄，所述先導手柄與主閥通過油路連通，所述主卷揚馬達與主閥之間通過管路連接有回油再生專用平衡閥塊，所述回油再生專用平衡閥塊由控制裝置控制調節。以下是本實用新型對上述方案的進一步優化所述回油再生專用平衡閥塊內設有進油管路和回油管路，所述平衡閥塊上設有先導壓力出口、控制口、洩油口和制動口以及閥塊第一進油口和閥塊第二進油口。進一步優化方案主卷揚馬達上設有馬達進油口和馬達回油口，進油管路的其中一端與閥塊第二進油口連通，另一端與馬達進油口連通；回油管路的其中一端與閥塊第一進油口連通，另一端與馬達回油口連通；所述先導手柄與控制口通過管路連通；所述制動器通過油路分別與主閥和先導手柄連通。更進一步優化所述回油管路上分別設有液控比例方向閥和壓力補償器，液控比例方向閥和壓力補償器共同控制組成馬達回油管路的節流調速；更進一步優化所述進油管路與回油管路之間連接有兩個緩衝溢流閥。更進一步優化所述進油管路與回油管路之間設有第二液控方向閥，其控制腔與液控比例方向閥的控制腔連通，與之同時開啟或者閉合。當主卷揚下放時，第二液控方向閥被同時打開，此時液壓油由馬達排出後經過第二液控方向閥直接被壓入馬達進油口進油口處，完成回油再生功能，同時實現卷揚浮動跟隨功能。更進一步優化所述回油管路上位於馬達回油口與液控比例方向閥之間的位置管路連接一個第一液控方向閥。第一液控方向閥連接有一個節流閥，第一液控方向閥的控制腔與先導比例方向閥相同，當第一液控方向閥被打開後可通過節流閥排出一定流量的熱油，同時系統通過補油油路補充同量冷油到馬達中，以防止因節流發熱造成的馬達處溫度上升過快。更進一步優化在馬達回油口和閥塊閥塊進油口之間設有一個與液控比例方向閥和壓力補償器並聯的液控單向閥。其開啟由電磁閥控制，控制壓力大小則由先導手柄比例調節；當液控單向閥開啟後，液壓油通過此單向閥後直接溝通馬達回油口和閥塊第一進油口，也就繞過液控比例方向閥和壓力補償器，可完成主卷揚馬達的快速下降動作。更進一步優化所述控制裝置包括兩個梭閥，包括第二梭閥和第三梭閥，第二梭閥與主閥、第三梭閥、第一液控方向閥和第二液控方向閥分別通過管路連通；第三梭閥與液控比例方向閥連通，所述第三梭閥與液控比例方向閥之間的連通管路上安裝有單向節流閥；CN 202131037 U
說明書
3/5頁兩個電磁閥，包括第一電磁閥和第二電磁閥，第一電磁閥與第三梭閥和先導壓力出口分別連通，第二電磁閥與第二梭閥、液控單向閥、控制口和洩油口分別連通。更進一步優化所述制動器與主閥和先導手柄之間的連通管路上安裝有隔離閥，所述隔離閥上設有第一油口、第二油口、第三油口，第一油口通過制動口與第二梭閥管路連通；所述第二油口與制動器通過管路連通，第三油口與主閥和先導手柄分別通過管路連通。具體使用時A、主卷揚下放先導手柄向前，先導壓力自控制口進入第三梭閥，並使第一液控方向閥、液控比例方向閥和第二液控方向閥打開，此時壓力油從馬達回油口流入平衡閥塊，經過液控比例方向閥和壓力補償器組成的調速模塊後又經過第二液控方向閥流回至馬達進油口，從而完成主卷揚的下放合流動作。同時由於多路閥中位機能選用Y型機能，在主油路回油油路內背壓的作用下，油路向馬達提供補油，可保證馬達不會吸空。其中液控比例方向閥的開啟速度受到單向節流閥開口大小的調控，可保證卷揚下降動作關閉時更加平穩。B、浮動當鑽具接觸到孔底後，可通過手柄上的浮動按鈕控制第一電磁閥換向， 先導壓力經過先導壓力出口進入第三梭閥，使液控比例方向閥和第二液控方向閥打
開，馬達進油口和馬達回出油口被溝通，以實現主卷揚的浮動功能。C、強制下放利用按鈕控制第二電磁閥換向，此時先導手柄動作後控制主閥的閥芯換向，同時液控單向閥被打開，此時主卷揚的下放動作可由主泵提供壓力油供油。本實用新型採用上述方案，具有以下優點1、提高了效率加快主卷揚下放速度，減少成孔輔助作業時間，提高了成孔效率；2、節能環保主卷揚在下放過程中利用自身重力做功，發動機無需全功率運行，只需怠速即可，可節約燃油消耗，減少主機(X)2排放。3、增加系統穩定性制動和調速控制信號來自先導手柄，相比原先馬達+BVD平衡閥控制信號來自BVD平衡閥內部的形式，系統可控性更好，從根本上解決了卷揚機下溜失速的問題，有效防止因墜杆造成的鑽杆鑽具損壞。4、降低成本加裝此系統後，主卷揚下放最高轉速不是由主泵的最大排量決定，而是由節流調速閥的流量決定，因此主可相應選擇較小排量的主油泵，降低了配件採購成本。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明
附圖1為本實用新型背景技術中傳統的旋挖鑽機主卷揚迴路系統的結構原理圖；附圖2為本實用新型實施例中旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統的結構原理圖。圖中1-制動油缸；2-主卷揚馬達；3-緩衝溢流閥；4-第一單向閥；6-第二單向閥；25-第三單向閥；5-BVD平衡閥閥芯；7-第一梭閥、19-第二梭閥、20-第三梭閥；8-減壓閥；9-BVD平衡閥塊；10-浮動電磁閥；11-多路閥閥芯；12-先導手柄；13-隔離閥；131-第一油口 ； 132-第二油口 ； 133-第三油口 ； 14-第一液控方向閥；21-第二液控方向閥；15-液控單向閥；16-液控比例方向閥；17-壓力補償器；18-單向節流閥；22-節流閥；23第一電磁閥；24-第二電磁閥；26-回油再生專用平衡閥塊；A-馬達進油口、B-馬達回油口 ；a、b、 c-油口 ；P-先導壓力進口 ；Pl-先導壓力出口 ；Vl-閥塊第一進油口 ；V2-閥塊第二進油口 ； T-洩油口 ；X-控制口 ；Br-制動口 ；Yl-主閥第一油口 ；Y2-主閥第二油口。
具體實施方式
實施例，如圖2所示，一種旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，包括主卷揚馬達2、制動器1、主閥11和先導手柄12，所述先導手柄12與主閥11通過油路連通，所述主卷揚馬達2與主閥11之間通過管路連接有回油再生專用平衡閥塊沈，所述回油再生專用平衡閥塊26由控制裝置控制調節。所述回油再生專用平衡閥塊沈內設有進油管路和回油管路，所述回油再生專用平衡閥塊26上設有先導壓力出口 P1、控制口 X、洩油口 T和制動口 Br以及閥塊第一進油口 Vl和閥塊第二進油口 V2。主卷揚馬達2上設有馬達進油口 A和馬達回油口 B，進油管路的其中一端與閥塊第二進油口 V2連通，另一端與馬達進油口 A連通。回油管路的其中一端與閥塊第一進油口 Vl連通，另一端與馬達回油口 B連通。所述先導手柄12與控制口 X通過管路連通。所述制動器1通過油路分別與主閥11和先導手柄12連通。主閥11上設有先導壓力口 P，主閥11通過油路連接有第三單向閥25。所述進油管路與回油管路之間連接有兩個緩衝溢流閥3。所述回油管路上分別設有液控比例方向閥16和壓力補償器17，液控比例方向閥 16和壓力補償器17共同控制組成馬達回油管路的節流調速；所述進油管路與回油管路之間設有第二液控方向閥21，其控制腔與液控比例方向閥16的控制腔連通，與之同時開啟或者閉合。當主卷揚下放時，第二液控方向閥21被同時打開，此時液壓油由馬達排出後經過第二液控方向閥21直接被壓入馬達進油口 A處，完成回油再生功能，同時實現卷揚浮動跟隨功能；所述回油管路上位於馬達回油口 B與液控比例方向閥16之間的位置管路連接一個第一液控方向閥14，第一液控方向閥14連接有一個節流閥22，第一液控方向閥14的控制腔與先導比例方向閥16相同，當第一液控方向閥14被打開後可通過節流閥22排出一定流量的熱油，同時系統通過補油油路補充同量冷油到馬達中，以防止因節流發熱造成的馬達處溫度上升過快。在馬達回油口 B和閥塊第一進油口 Vl之間，與液控比例方向閥16和壓力補償器 17並聯一個液控單向閥15，其開啟由第二電磁閥M控制，控制壓力大小則由先導手柄比例調節；當液控單向閥15開啟後，液壓油通過此單向閥後直接溝通馬達回油口 B和閥塊第一進油口 VI，也就繞過液控比例方向閥和壓力補償器，可完成主卷揚馬達的快速下降動作。所述控制裝置包括兩個梭閥，其中一個第二梭閥19與主閥11、第三梭閥20、第一液控方向閥14和第二液控方向閥21分別通過管路連通；另一個第三梭閥20與液控比例方向閥16連通，所述第三梭閥20與液控比例方向閥16之間的連通管路上安裝有單向節流閥18。[0066]兩個電磁閥，其中一個第一電磁閥23與第三梭閥20和先導壓力出口 Pl分別連通，另一個第二電磁閥對與第二梭閥19、液控單向閥15、控制口 X和洩油口 T分別連通。所述制動器1與主閥11和先導手柄12之間的連通管路山按照有隔離閥13，所述隔離閥13上設有第一油口 131、第二油口 132、第三油口 133，第一油口 131通過制動口 Br 與第二梭閥19管路連通。所述第二油口 132與制動器1通過管路連通，第三油口 133與主閥11和先導手柄 12分別通過管路連通。具體使用時A、主卷揚下放先導手柄12向前，先導壓力自控制口 X進入第三梭閥20，並使第一液控方向閥14、液控比例方向閥16和第二液控方向閥21打開，此時壓力油從馬達回油口 B流入回油再生專用平衡閥塊沈，經過液控比例方向閥16和壓力補償器17組成的調速模塊後又經過第二液控方向閥21流回至馬達進油口 A，從而完成主卷揚的下放合流動作。同時由於多路閥中位機能選用Y型機能，在主油路回油油路內背壓的作用下，油路向馬達提供補油，可保證馬達不會吸空。其中液控比例方向閥16的開啟速度受到單向節流閥18開口大小的控制，可使卷揚下降動作關閉時更加平穩。B、浮動當鑽具接觸到孔底後，可通過手柄上的浮動按鈕控制第一電磁閥23換向，先導壓力經過先導壓力出口 Pl進入第三梭閥20，使液控比例方向閥16和第二液控方向閥21打開，馬達進油口 A和馬達回油口 B被溝通，以實現主卷揚的浮動功能。C、強制下放利用按鈕控制第二電磁閥M換向，此時先導手柄12動作後控制主閥 11的閥芯換向，同時液控單向閥15被打開，此時主卷揚的下放動作可由主泵提供壓力油供油。本實用新型通過在馬達出口做出口節流調速方式代替原有馬達+BVD平衡閥組合，使主卷揚在下放過程中通過自身重力快速下降，液壓油從馬達出口出直接壓回至馬達進口處，其下放速度由液控比例方向閥+壓力補償器組成的先導比例調速閥調定，並可以通過先導手柄遠程實時控制，加快主卷揚下放速度，減少成孔輔助作業時間，提高了成孔效率。效益以22噸米旋挖鑽機為例，若不使用主卷揚下放合流調速系統，若同樣選用190ml/ r的主泵排量，其主卷揚下放速度39. 9m/min，而如果配置此系統，可達到65m/min。下放速度提高1.63倍。同樣距離的孔深，下放時間可縮短為原先的61%左右。按照統計數據，無此下放合流系統主卷揚下放佔整個成孔時間的沈％，在配置此下放合流系統後，系統單孔作業時間將會縮短為原先的89.9%，成孔速度提高了 10. 1%。同時在此下放合流系統工作過程中，發動機處於怠速狀態，而無此配置的鑽機，主卷揚下放作業時，發動機也必須全功率運行。按照怠速時油耗是全功率的60%計算，則現有油耗是原先油耗的83. 5%，也就是說，在配置此下放合流系統後可節約燃油消耗16. 5%。
權利要求1.一種旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，包括主卷揚馬達O)、制動器 (1)、主閥(11)和先導手柄(12)，所述先導手柄(12)與主閥(11)通過油路連通，其特徵在於所述主卷揚馬達( 與主閥(11)之間通過管路連接有回油再生專用平衡閥塊( )，所述回油再生專用平衡閥塊06)由控制裝置控制調節。
2.根據權利要求1所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 所述回油再生專用平衡閥塊06)內設有出油管路和回油管路，所述回油再生專用平衡閥塊06)上設有先導壓力出口(P1)、控制口(X)、洩油口⑴和制動口(Br)以及閥塊第一進油口 (Vl)和閥塊第二進油口(V2)。
3.根據權利要求2所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 主卷揚馬達(2)上設有馬達出油口(A)和馬達回油口(B)，出油管路的其中一端與閥塊第二進油口(V2)連通，另一端與馬達出油口(A)連通；回油管路的其中一端與閥塊第一進油口(Vl)連通，另一端與馬達回油口(B)連通；所述先導手柄(1 與控制口(X)通過管路連通；所述制動器(1)通過油路分別與主閥(11)和先導手柄(1 連通。
4.根據權利要求2或3所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於所述回油管路上分別設有液控比例方向閥(16)和壓力補償器(17)。
5.根據權利要求4所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 所述出油管路與回油管路之間連接有兩個緩衝溢流閥(3)。
6.根據權利要求5所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 所述出油管路與回油管路之間設有第二液控方向閥。
7.根據權利要求6所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 所述回油管路上位於馬達回油口(B)與液控比例方向閥(16)之間的位置管路連接一個第一液控方向閥(14)。
8.根據權利要求7所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於 在馬達回油口⑶和閥塊閥塊進油口(Vl)之間設有一個與液控比例方向閥(16)和壓力補償器(17)並聯的液控單向閥(15)。
9.根據權利要求8所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於所述控制裝置包括兩個梭閥，包括第二梭閥(19)和第三梭閥(20)，第二梭閥(19)與主閥(11)、第三梭閥 (20)、第一液控方向閥(14)和第二液控方向閥分別通過管路連通；第三梭閥OO)與液控比例方向閥(16)連通，所述第三梭閥OO)與液控比例方向閥(16)之間的連通管路上安裝有單向節流閥(18)；兩個電磁閥，包括第一電磁閥03)和第二電磁閥(M)，第一電磁閥03)與第三梭閥 (20)和先導壓力出口 (Pl)分別連通，第二電磁閥(24)與第二梭閥(19)、液控單向閥(15)、 控制口⑴和洩油口⑴分別連通。
10.根據權利要求9所述的旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，其特徵在於所述制動器(1)與主閥(11)和先導手柄(12)之間的連通管路上安裝有隔離閥(13)，所述隔離閥(13)上設有第一油口(131)、第二油口(132)、第三油口(133)，第一油口 (131) 通過制動口(Br)與第二梭閥(19)管路連通；所述第二油口(13 與制動器(1)通過管路連通，第三油口(133)與主閥(11)和先導手柄(12)分別通過管路連通。
專利摘要本實用新型公開了一種旋挖鑽機主卷揚快速下放合流回油再生系統，包括主卷揚馬達、制動器、主閥和先導手柄，所述先導手柄與主閥通過油路連通，所述主卷揚馬達與主閥之間通過管路連接有回油再生專用平衡閥塊，所述回油再生專用平衡閥塊由控制裝置控制調節，本實用新型提高了效率加快主卷揚下放速度，減少成孔輔助作業時間，提高了成孔效率；主卷揚在下放過程中利用自身重力做功，發動機無需全功率運行，只需怠速即可，可節約燃油消耗，減少主機CO2排放，制動和調速控制信號來自先導手柄，相比原先馬達+BVD平衡閥控制信號來自BVD平衡閥內部的形式，系統可控性更好，從根本上解決了卷揚機下溜失速的問題，有效防止因墜杆造成的鑽杆鑽具損壞。
文檔編號E21B19/00GK202131037SQ20112002105
公開日2012年2月1日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者劉佳, 劉文忠, 劉玉梅, 孟瑩, 張志山, 杜玲玲, 赫軍, 郗嚴靜 申請人:福田雷沃國際重工股份有限公司