專利名稱：一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋挖鉆機主卷揚的回路系統(tǒng)，具體的說涉及一種可廣泛應(yīng)用于使用液壓卷揚機的旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的旋挖鉆機主卷揚回路系統(tǒng)，如圖1所示，由制動器1、主卷揚馬達2、緩沖溢流閥3、浮動溢流閥10、BVD平衡閥塊9、主閥11、先導(dǎo)手柄12組成，其中BVD平衡閥塊9由單向閥4、單向閥6、BVD主閥芯5、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(dāng)馬達進油口 A和馬達回油口 B壓差小于主閥設(shè)定壓差時BVD平衡閥處于關(guān)閉狀態(tài)；主卷揚提升先導(dǎo)手柄12向上拉，先導(dǎo)控制壓力進入主閥11的左控制腔，主閥11 閥芯在先導(dǎo)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后經(jīng)過單向閥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(cè)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(jīng)過梭閥7并經(jīng)過減壓閥8減壓后自制動口 Br進入主卷揚制動油缸，并打開制動器。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(zhuǎn)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(jié)能角度考慮，主卷揚的提升過程是液壓力做功，使得發(fā)動機旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為鉆桿鉆具的重力勢能，而下主卷揚下放過程中，原有系統(tǒng)仍然采用節(jié)流技術(shù)，必須依靠主泵做功才能使主卷揚下放。原有系統(tǒng)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(guān)閉過程中，由于壓力波動因為主卷揚馬達2油口壓力變化較為復(fù)雜，有時可造成BVD平衡閥塊9不能有效關(guān)閉，造成鉆桿失速掉落，也就是“溜桿”事故。BVD閥主閥芯5的結(jié)構(gòu)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(dāng)此背壓足夠大，則主卷揚制動被打開，主卷揚就會出現(xiàn)下溜故障現(xiàn)象。此現(xiàn)象在負控制系統(tǒng)中尤為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是為了克服傳統(tǒng)旋挖鉆機主卷揚回路系統(tǒng)的上述缺陷，提供一種能夠有效提高主卷揚下放速度，并且更加節(jié)能和穩(wěn)定的旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)。為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，包括主卷揚馬達、制動器、主閥和先導(dǎo)手柄，所述先導(dǎo)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(diào)節(jié)。以下是本發(fā)明對上述方案的進一步優(yōu)化所述回油再生專用平衡閥塊內(nèi)設(shè)有進油管路和回油管路，所述平衡閥塊上設(shè)有先導(dǎo)壓力出口、控制口、泄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(yōu)化方案主卷揚馬達上設(shè)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(dǎo)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(dǎo)手柄連通。更進一步優(yōu)化所述回油管路上分別設(shè)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(jié)流調(diào)速；更進一步優(yōu)化所述進油管路與回油管路之間連接有兩個緩沖溢流閥。更進一步優(yōu)化所述進油管路與回油管路之間設(shè)有液控方向閥，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(dāng)主卷揚下放時，液控方向閥被同時打開，此時液壓油由馬達排出后經(jīng)過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(xiàn)卷揚浮動跟隨功能。更進一步優(yōu)化所述回油管路上位于馬達回油口與液控比例方向閥之間的位置管路連接一個液控方向閥。液控方向閥連接有一個節(jié)流閥，液控方向閥的控制腔與先導(dǎo)比例方向閥相同，當(dāng)液控方向閥被打開后可通過節(jié)流閥排出一定流量的熱油，同時系統(tǒng)通過補油油路補充同量冷油到馬達中，以防止因節(jié)流發(fā)熱造成的馬達處溫度上升過快。更進一步優(yōu)化在馬達回油口和閥塊閥塊進油口之間設(shè)有一個與液控比例方向閥和壓力補償器并聯(lián)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(dǎo)手柄比例調(diào)節(jié)；當(dāng)液控單向閥開啟后，液壓油通過此單向閥后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(yōu)化所述控制裝置包括兩個梭閥，其中一個梭閥與主閥、梭閥、液控方向閥和液控方向閥分別通過管路連通；另一個梭閥與液控比例方向閥連通，所述梭閥與液控比例方向閥之間的連通管路上安裝有單向節(jié)流閥；
兩個電磁閥，其中一個電磁閥與梭閥和先導(dǎo)壓力出口分別連通，另一個電磁閥與梭閥、液控單向閥、控制口和泄油口分別連通。更進一步優(yōu)化所述制動器與主閥和先導(dǎo)手柄之間的連通管路上安裝有隔離閥，所述隔離閥上設(shè)有第一油口、第二油口、第三油口，第一油口通過制動口與梭閥管路連通；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(dǎo)手柄分別通過管路連通。具體使用時A、主卷揚下放先導(dǎo)手柄向前，先導(dǎo)壓力自控制口進入梭閥，并使液控方向閥、液控比例方向閥和液控方向閥打開，此時壓力油從馬達回油口流入平衡閥塊，經(jīng)過液控比例方向閥和壓力補償器組成的調(diào)速模塊后又經(jīng)過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。同時由于多路閥中位機能選用Y型機能，在主油路回油油路內(nèi)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(jié)流閥開口大小的調(diào)控，可保證卷揚下降動作關(guān)閉時更加平穩(wěn)。B、浮動當(dāng)鉆具接觸到孔底后，可通過手柄上的浮動按鈕控制電磁閥換向， 先導(dǎo)壓力經(jīng)過先導(dǎo)壓力出口進入梭閥，使液控比例方向閥和液控方向閥打開，馬達進油口和馬達回出油口被溝通，以實現(xiàn)主卷揚的浮動功能。C、強制下放利用按鈕控制電磁閥換向，此時先導(dǎo)手柄動作后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。本發(fā)明采用上述方案，具有以下優(yōu)點1、提高了效率加快主卷揚下放速度，減少成孔輔助作業(yè)時間，提高了成孔效率；2、節(jié)能環(huán)保主卷揚在下放過程中利用自身重力做功，發(fā)動機無需全功率運行，只需怠速即可，可節(jié)約燃油消耗，減少主機CO2排放。3、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性制動和調(diào)速控制信號來自先導(dǎo)手柄，相比原先馬達+BVD平衡閥控制信號來自BVD平衡閥內(nèi)部的形式，系統(tǒng)可控性更好，從根本上解決了卷揚機下溜失速的問題，有效防止因墜桿造成的鉆桿鉆具損壞。4、降低成本加裝此系統(tǒng)后，主卷揚下放最高轉(zhuǎn)速不是由主泵的最大排量決定，而是由節(jié)流調(diào)速閥的流量決定，因此主可相應(yīng)選擇較小排量的主油泵，降低了配件采購成本。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明


附圖1為本發(fā)明背景技術(shù)中傳統(tǒng)的旋挖鉆機主卷揚回路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為本發(fā)明實施例中旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1-制動油缸；2-主卷揚馬達；3-緩沖溢流閥；4、6、25_單向閥；5-BVD平衡閥閥芯；7、19、20-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(dǎo)手柄；13-隔離閥；131-第一油口 ；132-第二油口 ；133-第三油口 ；14、21_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(jié)流閥；22-節(jié)流閥；23,24-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(dǎo)壓力進口 ；Pl-先導(dǎo)壓力出口 ；Vl-閥塊第一進油口 ；V2-閥塊第二進油口 ；T-泄油口 ；X-控制口 ；Br-制動口 ；Yl-主閥第一油口 ；Y2-主閥第二油口。
具體實施例方式實施例，如圖2所示，一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，包括主卷揚馬達2、制動器1、主閥11和先導(dǎo)手柄12，所述先導(dǎo)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(diào)節(jié)。所述回油再生專用平衡閥塊沈內(nèi)設(shè)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(shè)有先導(dǎo)壓力出口 Pl、控制口 X、泄油口 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(shè)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?；赜凸苈返钠渲幸欢伺c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(dǎo)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(dǎo)手柄12連通。主閥11上設(shè)有先導(dǎo)壓力口 P，主閥11通過油路連接有單向閥25。所述進油管路與回油管路之間連接有兩個緩沖溢流閥3。所述回油管路上分別設(shè)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(jié)流調(diào)速；所述進油管路與回油管路之間設(shè)有液控方向閥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(dāng)主卷揚下放時，液控方向閥21被同時打開， 此時液壓油由馬達排出后經(jīng)過液控方向閥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(xiàn)卷揚浮動跟隨功能；所述回油管路上位于馬達回油口 B與液控比例方向閥16之間的位置管路連接一個液控方向閥14，液控方向閥14連接有一個節(jié)流閥22，液控方向閥14的控制腔與先導(dǎo)比例方向閥16相同，當(dāng)液控方向閥14被打開后可通過節(jié)流閥22排出一定流量的熱油，同時系統(tǒng)通過補油油路補充同量冷油到馬達中，以防止因節(jié)流發(fā)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并聯(lián)一個液控單向閥15，其開啟由電磁閥M控制，控制壓力大小則由先導(dǎo)手柄比例調(diào)節(jié)；當(dāng)液控單向閥15開啟后，液壓油通過此單向閥后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，其中一個梭閥19與主閥11、梭閥20、液控方向閥14和液控方向閥21 分別通過管路連通；另一個梭閥20與液控比例方向閥16連通，所述梭閥20與液控比例方向閥16之間的連通管路上安裝有單向節(jié)流閥18。兩個電磁閥，其中一個電磁閥23與梭閥20和先導(dǎo)壓力出口 Pl分別連通，另一個電磁閥M與梭閥19、液控單向閥15、控制口 X和泄油口 T分別連通。所述制動器1與主閥11和先導(dǎo)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(shè)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(dǎo)手柄 12分別通過管路連通。具體使用時A、主卷揚下放先導(dǎo)手柄12向前，先導(dǎo)壓力自控制口 X進入梭閥20，并使液控方向閥14、液控比例方向閥16和液控方向閥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26，經(jīng)過液控比例方向閥16和壓力補償器17組成的調(diào)速模塊后又經(jīng)過液控方向閥21流回至馬達進油口 A，從而完成主卷揚的下放合流動作。同時由于多路閥中位機能選用Y型機能，在主油路回油油路內(nèi)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(jié)流閥18開口大小的控制，可使卷揚下降動作關(guān)閉時更加平穩(wěn)。B、浮動當(dāng)鉆具接觸到孔底后，可通過手柄上的浮動按鈕控制電磁閥23換向， 35bar先導(dǎo)壓力經(jīng)過先導(dǎo)壓力出口 Pl進入梭閥20，使液控比例方向閥16和液控方向閥21 打開，馬達進油口 A和馬達回油口 B被溝通，以實現(xiàn)主卷揚的浮動功能。C、強制下放利用按鈕控制電磁閥M換向，此時先導(dǎo)手柄12動作后控制主閥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。本發(fā)明通過在馬達出口做出口節(jié)流調(diào)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(dǎo)比例調(diào)速閥調(diào)定，并可以通過先導(dǎo)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(yè)時間，提高了成孔效率。效益以22噸米旋挖鉆機為例，若不使用主卷揚下放合流調(diào)速系統(tǒng)，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(tǒng)，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(tǒng)計數(shù)據(jù)，無此下放合流系統(tǒng)主卷揚下放占整個成孔時間的沈％，在配置此下放合流系統(tǒng)后，系統(tǒng)單孔作業(yè)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(tǒng)工作過程中，發(fā)動機處于怠速狀態(tài)，而無此配置的鉆機，主卷揚下放作業(yè)時，發(fā)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(xiàn)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(tǒng)后可節(jié)約燃油消耗16. 5%。
權(quán)利要求
1.一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，包括主卷揚馬達O)、制動器 (1)、主閥(11)和先導(dǎo)手柄(12)，所述先導(dǎo)手柄(12)與主閥(11)通過油路連通，其特征在于所述主卷揚馬達( 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(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述回油再生專用平衡閥塊06)內(nèi)設(shè)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(shè)有先導(dǎo)壓力出口(P1)、控制口(X)、泄油口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(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于主卷揚馬達上設(shè)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(dǎo)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(dǎo)手柄(1 連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述回油管路上分別設(shè)有液控比例方向閥(16)和壓力補償器(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述出油管路與回油管路之間連接有兩個緩沖溢流閥(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述出油管路與回油管路之間設(shè)有液控方向閥01)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述回油管路上位于馬達回油口(B)與液控比例方向閥(16)之間的位置管路連接一個液控方向閥(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于在馬達回油口⑶和閥塊閥塊進油口(Vl)之間設(shè)有一個與液控比例方向閥(16)和壓力補償器(17)并聯(lián)的液控單向閥(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置包括兩個梭閥，其中一個梭閥(19)與主閥(11)、梭閥(20)、液控方向閥(14)和液控方向閥 (21)分別通過管路連通；另一個梭閥00)與液控比例方向閥(16)連通，所述梭閥00)與液控比例方向閥(16)之間的連通管路上安裝有單向節(jié)流閥(18)；兩個電磁閥，其中一個電磁閥03)與梭閥00)和先導(dǎo)壓力出口(Pl)分別連通，另一個電磁閥(24)與梭閥(19)、液控單向閥(15)、控制口 (X)和泄油口 (T)分別連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，其特征在于所述制動器(1)與主閥(11)和先導(dǎo)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(shè)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(dǎo)手柄(12)分別通過管路連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋挖鉆機主卷揚快速下放合流回油再生系統(tǒng)，包括主卷揚馬達、制動器、主閥和先導(dǎo)手柄，所述先導(dǎo)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(diào)節(jié)，本發(fā)明提高了效率加快主卷揚下放速度，減少成孔輔助作業(yè)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(fā)動機無需全功率運行，只需怠速即可，可節(jié)約燃油消耗，減少主機CO2排放，制動和調(diào)速控制信號來自先導(dǎo)手柄，相比原先馬達+BVD平衡閥控制信號來自BVD平衡閥內(nèi)部的形式，系統(tǒng)可控性更好，從根本上解決了卷揚機下溜失速的問題，有效防止因墜桿造成的鉆桿鉆具損壞。
文檔編號E21B19/00GK102167266SQ20111002466
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)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