專利名稱：基于雙泵互補自動合流工作方式的錨固鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及全液壓潛孔鑿巖設(shè)備，尤其涉及一種基于雙泵互補自動合流工作方式的 錨固鉆機。
背景技術(shù)：
錨固鉆機主要應(yīng)用于水電、公路、橋梁、鐵路等施工過程中的邊坡錨索加固工程，也可 用于各種爆破作業(yè)中100mm 220畫爆破孔的施工，適用巖石硬度為6<F<18，垂直鉆孔深度 可達220M 。不同地層，使用風(fēng)壓，鉆孔方式，成孔角度等都可能影響鉆孔深度。
在錨索加固工程中，錨索孔成孔特點可以簡單概括為難度高，要求嚴，直徑大，深度 深。由于軟弱巖層和滑動面造孔地段的地形復(fù)雜，經(jīng)常需要穿越如孤石區(qū)域、裂隙區(qū)域、強 風(fēng)化區(qū)、大斷裂帶、溶洞等，極易造成孔內(nèi)鉆具鉆桿被石塊卡住的現(xiàn)象。因為卡鉆深度深， 無法直視等因素，卡鉆事故極難排除，尤其是對成孔部位有極高要求的工程，卡鉆事故是造 成延誤工期的一個主要原因。
根據(jù)長期野外現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)可知，如孔內(nèi)地層情況正常時，回轉(zhuǎn)油壓基本在4MPa以內(nèi)， 推進油壓在lMPa 4MPa (受孔深、工作風(fēng)壓、排渣情況等綜合影響)。當(dāng)鉆孔進行到破碎地 層時，回轉(zhuǎn)阻力增大，當(dāng)回轉(zhuǎn)油壓升高到設(shè)定的最高工作油壓時，主溢流閥打開，主溢流回 路激活，回轉(zhuǎn)馬達停止轉(zhuǎn)動，此時被視為卡鉆。如處理不當(dāng)或者不及時就容易卡死造成廢孔。 而推進壓力過高或者不能跟隨巖層變化而相應(yīng)變化，也是造成卡死鉆的主要原因。
在我國的錨固類鉆機中，通常使用單油泵作為錨固鉆機的動力源，同時為推進油缸和回 轉(zhuǎn)液壓馬達供油，使用單油泵的錨固鉆機制造成本較低，技術(shù)相對簡單。由于回轉(zhuǎn)馬達工作 時油壓是隨地層情況變化而變化的，兩個不同工作壓力的執(zhí)行部件無法直接合流或者分流， 造成單泵帶動的液壓馬達和推進油缸在分流前要先經(jīng)一個阻尼裝置，使油壓在非工作狀態(tài)升 壓到主溢流閥溢流，達到液壓系統(tǒng)設(shè)定的最高工作壓力來供應(yīng)回轉(zhuǎn)馬達，溢流后的液壓油再 串聯(lián)到推進操作閥驅(qū)動推進油缸工作。采用這種結(jié)構(gòu)，電機和油泵始終在滿負荷狀態(tài)下工作， 不僅加大了能耗，而且縮短了電機和油泵的使用壽命，還容易因液壓油發(fā)熱造成內(nèi)漏增加， 降低工作效率。加之地層中的孤石、裂縫無規(guī)律出現(xiàn)，極易造成卡鉆事故。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型本著節(jié)能增效的目的，同時也是為了徹底解決單泵結(jié)構(gòu)造成的推進與回轉(zhuǎn)相 互影響的問題以及克服單泵結(jié)構(gòu)存在的能耗大、工作效率低和極易造成卡鉆事故的缺陷，特 別提供一種基于雙泵互補自動合流工作方式的錨固鉆機。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是 一種基于雙泵互補自動合流工作方式 的錨固鉆機，包括滑架體、泵站、操作臺三部分，滑架體部分包括推進油缸、回轉(zhuǎn)馬達，泵 站部分包括油箱、磁性過濾器、散熱器、過濾器和油泵，操作臺部分包括先導(dǎo)溢流閥、快速 操作閥、快速壓力表、推進操作閥、推進壓力表、回轉(zhuǎn)操作閥、單向減壓閥、單向閥，其特 征在于所述的油泵包括主泵和副泵，所述的先導(dǎo)溢流閥包括主泵先導(dǎo)溢流閥、副泵先導(dǎo)溢 流閥和回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥，所述的操作臺部分還包括一個高壓截止閥，以上所述滑架體、 泵站、操作臺三部分均通過液壓管路連接。
該錨固鉆機在正常工作時，雙泵各自為推進部分和回轉(zhuǎn)部分供油，相互之間不相互干擾； 在只有回轉(zhuǎn)部分工作時，主泵壓力油合流至回轉(zhuǎn)液壓管路，增大回轉(zhuǎn)馬達功率，增大馬達功 率可以更好的預(yù)防卡鉆事故的發(fā)生；在只有推進部分工作時，扳下快速推進閥，主副油泵合 流向推進油缸供油，使推進油缸快速動作，油缸的快速動作，可以加速更換鉆具等的操作速 度。當(dāng)液壓馬達油壓高于推進部分油壓時，由單向閥控制液壓油不會返回推進部分，保證了 推進部分和回轉(zhuǎn)部分各自的恒定壓力。單向閥確保了副泵的油可以補充至主泵，主泵的油不 會倒流回副泵破壞恒定壓力系統(tǒng)。本實用新型所產(chǎn)生的有益效果是徹底解決了單泵結(jié)構(gòu)造成的推進與回轉(zhuǎn)相互影響的問 題，明顯降低了能耗，提高了工作效率，有效地防止了儲備流量的浪費，保護了投資，節(jié)約 了資源并且極大延長了設(shè)備的使用壽命。

圖1是本實用新型液壓管路連接原理示意圖并作為摘要附圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
參照附圖，本實用新型包括滑架體、泵站、操作臺三部分，滑架體部分包括推進油缸ll、
回轉(zhuǎn)馬達I2 (低速大扭矩液壓馬達)，泵站部分包括油箱l、磁性過濾器2、散熱器18、過濾 器19和油泵，操作臺部分包括先導(dǎo)溢流閥、快速操作閥8 (三位換向閥)、快速壓力表16、 推進操作閥9 (三位換向閥)、推進壓力表17、回轉(zhuǎn)操作閥(三位換向閥)10、單向減壓閥 13、單向閥15。其中油泵包括主泵3和副泵4 (雙聯(lián)齒輪油泵)，先導(dǎo)溢流閥包括主泵先導(dǎo)溢 流閥6、副泵先導(dǎo)溢流閥5和回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥7，操作臺部分還包括一個高壓截止閥14， 以上滑架體、泵站、操作臺三部分均通過液壓管路連接。
在實際工作中，滑架體、泵站、操作臺三部分相互獨立，由液壓管路相互連接。滑架體 部分放在鉆孔工作面上，是鉆孔的直接實施部分，采用短機身設(shè)計，方便高空作業(yè)過程中的 搬運操作。推進油缸負責(zé)回轉(zhuǎn)部分(回轉(zhuǎn)減速箱，回轉(zhuǎn)馬達)、鉆桿以及鉆具的推進和抽出動 作的完成?；荏w部分還包括機械式補償架，底座等。
泵站部分采用滑靴式底座，還包括主動力電機、控制電路等，液壓油強制空冷散熱系統(tǒng) 強制送風(fēng)，為液壓油提供冷卻，以減小因溫度引起的內(nèi)漏。泵站放置于地面，便于加油、供 電、管理。
操作臺主要負責(zé)對鉆機的操作，由架體和各種操作閥組組成，另外輔助排渣系統(tǒng)，濕式 除塵控制系統(tǒng)，鉆具強制潤滑系統(tǒng)，液壓、壓縮空氣監(jiān)控系統(tǒng)等也集成在操作臺上。操作臺 可以放在相對接近鉆孔工作面的地方，即方便了操作，又有一個相對良好的操作環(huán)境。
本實用新型中滑架體、泵站、操作臺三部分的連接關(guān)系是油箱1經(jīng)磁性過濾器2由液 壓管路分別與主泵3、副泵4的進口連接，主泵3的出口經(jīng)液壓管路分別與主泵先導(dǎo)溢流閥6、 快速壓力表16及快速操作閥8的P 口連接，快速操作閥8的T 口經(jīng)液壓管路與回轉(zhuǎn)操作閥 IO的P口連接，副泵4的出口經(jīng)液壓管路分別與副泵先導(dǎo)溢流閥5、推進壓力表17及推進操 作閥9的P 口連接，推進操作閥9的T 口經(jīng)液壓管路且通過單向閥15與回轉(zhuǎn)操作閥10的P 口連接，快速操作閥)的A、 B 口分別經(jīng)液壓管路與推進油缸11的A、 B 口連接，推進操作 閥9的A 口經(jīng)液壓管路與單向減壓閥13的P 口連接，單向減壓閥13經(jīng)液壓管路與推進油缸 11的A 口連接，推進操作閥9的A 口經(jīng)液壓管路且通過高壓截止閥14及單向閥15與回轉(zhuǎn)操 作閥10的P 口連接，推進操作閥9的B 口經(jīng)液壓管路與推進油缸11的B 口連接，回轉(zhuǎn)操作 閥10的A、 B 口分別經(jīng)液壓管路與回轉(zhuǎn)馬達12的A、 B 口連接，回轉(zhuǎn)操作閥10的B 口經(jīng)液壓 管路與回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥7連接，回轉(zhuǎn)操作閥10T 口經(jīng)液壓管路與散熱器18連接，散熱器 18經(jīng)液壓管路與過濾器19連接，散熱、過濾后泄油至油箱l。
下面詳細論述本實用新型液壓管路的工作原理 1、液壓管路中所有閥組均處于中位時(開機后所有動作均未進行時)，液壓系統(tǒng)分為兩 個支路。在主泵支路中液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入主泵3，高壓液壓油由主泵3流 出后進入快速操作閥8，主泵先導(dǎo)溢流閥6和快速壓力表16并聯(lián)入液壓管路，主泵先導(dǎo)溢流 閥6的作用是防止非正常因素造成的油壓過高對系統(tǒng)造成損壞(主要是防止損壞油泵泵殼以 及油泵和工作閥組密封件)，快速壓力表16的作用是監(jiān)控主泵3油路工作壓力，回轉(zhuǎn)操作閥 10與快速操作閥8串聯(lián)至回轉(zhuǎn)操作閥10的P口，回油箱l;在副泵支路中液壓油由油箱l經(jīng) 磁性過濾器2進入副泵4，高壓液壓油由副泵4流出后進入推進操作閥9后經(jīng)過單向閥15串 聯(lián)至回轉(zhuǎn)操作閥10的P口，回油箱l,其中在液壓油流出副泵4后，并聯(lián)副泵先導(dǎo)溢流閥5 和推進壓力表17，副泵先導(dǎo)溢流閥5用于防止非正常因素造成的油壓過高對系統(tǒng)造成的損壞(主要是防止損壞油泵泵殼以及油泵和工作閥組密封件)，推進壓力表17用于監(jiān)控副泵4油 路工作壓力。
2、 推進油缸ll前進動作(此動作主要作用是鉆進作業(yè)以實現(xiàn)輸出力精準(zhǔn)微調(diào)) 當(dāng)推進操作閥9換向到A 口位置時(回轉(zhuǎn)操作閥IO、快速操作閥8均處于中位)，推進
操作閥9到回轉(zhuǎn)操作閥10的通路被自動關(guān)閉，液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入副泵4， 高壓液壓油由副泵4流出后進入推進操作閥9，推進壓力表17并聯(lián)入系統(tǒng)，用于監(jiān)控推進過 程中高壓液壓油的工作壓力，高壓液壓油經(jīng)推進操作閥9 A 口進入單向減壓閥13P 口，經(jīng)減 壓后進入主推進油缸11 A 口，實現(xiàn)鉆進動作。
3、 推進油缸11后退動作(此動作主要作用是處理卡鉆事故，處理卡鉆事故要求有最大 的提升力。)
當(dāng)推進操作閥9換向到B 口位置時(回轉(zhuǎn)操作閥10、快速操作閥8均處于中位)，推進 操作閥9到回轉(zhuǎn)操作閥10的通路被自動關(guān)閉，液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入副泵4， 高壓液壓油由副泵4流出后進入推進操作閥9，推進壓力表17并聯(lián)入系統(tǒng)，用于監(jiān)控推進過 程中高壓液壓油的工作壓力，高壓液壓油經(jīng)推進操作閥9B口進入推進油缸11的B口，實現(xiàn) 后退動作。
4、 推進油缸11快速前進、后退動作(快速前進、后退動作主要用于接卸鉆桿、洗孔及 清除孔內(nèi)殘渣。接卸鉆桿對位置要求較精確。)
當(dāng)快速操作閥8由中位換向到A(B) 口位置時，主泵3到回轉(zhuǎn)操作閥10的通路被自動關(guān) 閉，液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入主泵3，高壓液壓油由主泵3流出后進入快速操作 閥8，快速壓力表16并聯(lián)入系統(tǒng)，用于監(jiān)控快速推進過程中高壓液壓油的工作壓力，高壓液 壓油經(jīng)快速操作閥8 A (B)口進入推進油缸ll A (B)口，實現(xiàn)推進油缸ll的快速動作。
當(dāng)快速操作閥8操作時，同時操作推進操作閥9 (回轉(zhuǎn)操作閥IO處于關(guān)閉狀態(tài))，可以 實現(xiàn)主泵3、副泵4合流，加快前進后退速度(對于深孔、超深孔更快的速度意味著更短的 準(zhǔn)備時間)。
5、 只有回轉(zhuǎn)馬達(12)工作時(此動作的主要作用是處理塌孔造成的回轉(zhuǎn)阻力增加，以 及卡鉆臨界狀態(tài)，要求最大輸出功率。)
當(dāng)快速操作閥8和推進操作閥9均處于中位，回轉(zhuǎn)馬達12處于A(B)位置時，液壓油由油 箱1經(jīng)磁性過濾器2進入主泵3，高壓液壓油由主泵3流出后進入快速操作閥8 P 口，高壓 液壓油經(jīng)快速操作闊8后進入回轉(zhuǎn)操作閥10P 口，由回轉(zhuǎn)操作閥IOA(B) 口輸出驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達 12;另一路液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入副泵4，高壓液壓油由副泵4流出后進入推 進操作閥9后經(jīng)過單向閥15串聯(lián)至回轉(zhuǎn)操作閥10 P 口，由回轉(zhuǎn)操作閥10 A(B) 口輸出驅(qū)動 回轉(zhuǎn)馬達12。實現(xiàn)了主泵3、副泵4合流共同驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達12的作用。在回轉(zhuǎn)操作閥10B 口， 并聯(lián)一個回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥7，用以防止非正常因素造成的油壓過高對系統(tǒng)造成的損壞(主 要是防止損壞回轉(zhuǎn)馬達12的殼體以及回轉(zhuǎn)馬達12和回轉(zhuǎn)操作閥10的密封件)。
6、 在推進油缸11前進動作時，回轉(zhuǎn)馬達12工作(此動作主要作用是正常的鉆進。在鉆 進過程中，鉆進速度低，推進油缸11液壓油流量小，通常只有最大流量的5%左右，剩余流 量不僅造成了能量的浪費，還產(chǎn)生了大量對液壓系統(tǒng)有害的熱量，使液壓油溫度升高，增大 系統(tǒng)內(nèi)漏。在此處增加能量回收裝置是很必要的手段，不僅避免了浪費，還增加了系統(tǒng)的穩(wěn) 定性。)
在此工作狀態(tài)下，快速操作閥8處于中位，推進操作閥9處于A 口位置，回轉(zhuǎn)馬達12處 于A(B)口位置。液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入副泵4，高壓液壓油由副泵4流出后進 入推進操作閥9P口，推進壓力表17并聯(lián)入系統(tǒng)，監(jiān)控推進過程中高壓液壓油的工作油壓， 高壓液壓油由推進操作閥9 A 口輸出后經(jīng)單向減壓閥13減壓后進入推進油缸11 A 口。在此 支路中，剩余流量由推進操作闊9A 口流出，經(jīng)高壓截止閥14和單向閥15后進入回轉(zhuǎn)操作閥 10 P 口，為回轉(zhuǎn)馬達12補油。另一路液壓油由油箱1經(jīng)磁性過濾器2進入主泵3，高壓液壓 油由主泵3流出后進入快速操作閥8 P 口，高壓液壓油經(jīng)快速操作閥8后進入回轉(zhuǎn)操作閥10P口，與補油回路共同由回轉(zhuǎn)操作閥10 A(B)口輸出驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達12，之后泄油到油箱l(最
大的流量保證了最大的輸出功率，使之可以輕松處理卡鉆事故。)。
7、 高壓截止閥14的關(guān)閉
當(dāng)高壓截止閥14關(guān)閉時，主泵3、副泵4完全獨立工作,可以做髙精度測試使用。
8、 泄油到油箱(在實際的系統(tǒng)應(yīng)用中，把所有的回油支路并聯(lián)后進入強制風(fēng)冷散熱器 冷卻后過濾后回油箱，即保證了長時間工作時，液壓油溫保證在合理安全范圍內(nèi)，又減小了 液壓油的污染，增加了液壓油的使用壽命。)
在此系統(tǒng)中，所有回油支路并聯(lián)之后，經(jīng)散熱器18、過濾器19后泄油至油箱1。
權(quán)利要求1.一種基于雙泵互補自動合流工作方式的錨固鉆機，包括滑架體、泵站、操作臺三部分，滑架體部分包括推進油缸(11)、回轉(zhuǎn)馬達(12)，泵站部分包括油箱(1)、磁性過濾器(2)、散熱器(18)、過濾器(19)和油泵，操作臺部分包括先導(dǎo)溢流閥、快速操作閥(8)、快速壓力表(16)、推進操作閥(9)、推進壓力表(17)、回轉(zhuǎn)操作閥(10)、單向減壓閥(13)、單向閥(15)，其特征在于所述的油泵包括主泵(3)和副泵(4)，所述的先導(dǎo)溢流閥包括主泵先導(dǎo)溢流閥(6)、副泵先導(dǎo)溢流閥(5)和回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥(7)，所述的操作臺部分還包括一個高壓截止閥(14)，以上所述滑架體、泵站、操作臺三部分均通過液壓管路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙泵互補自動合流工作方式的錨固鉆機，其特征在于所述的 油箱(1)經(jīng)磁性過濾器(2)由液壓管路分別與主泵(3)、副泵(4)的進口連接，主泵(3) 的出口經(jīng)液壓管路分別與主泵先導(dǎo)溢流閥(6)、快速壓力表(16)及快速操作閥(8)的P 口連接，快速操作閥(8)的T 口經(jīng)液壓管路與回轉(zhuǎn)操作閥(10)的P口連接，副泵(4) 的出口經(jīng)液壓管路分別與副泵先導(dǎo)溢流閥(5)、推進壓力表(17)及推進操作閥(9)的P 口連接，推進操作閥(9)的T 口經(jīng)液壓管路且通過單向閥(15)與回轉(zhuǎn)操作閥(10)的P 口連接，快速操作閥(8)的A、 B 口分別經(jīng)液壓管路與推進油缸(11)的A、 B口連接，推 進操作闊(9)的A 口經(jīng)液壓管路與單向減壓閥(13)的P口連接，單向減壓閥(13)經(jīng)液 壓管路與推進油缸(11)的A 口連接，推進操作閥(9)的A 口經(jīng)液壓管路且通過高壓截止 閥(14)及單向闊(15)與回轉(zhuǎn)操作閥(10)的P 口連接，推進操作閥(9)的B 口經(jīng)液壓 管路與推進油缸(11)的B 口連接，回轉(zhuǎn)操作閥(10)的A、 B 口分別經(jīng)液壓管路與回轉(zhuǎn)馬 達(12)的A、 B 口連接，回轉(zhuǎn)操作閥(10)的B 口經(jīng)液壓管路與回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥(7) 連接，回轉(zhuǎn)操作閥(10) T 口經(jīng)液壓管路與散熱器(18)連接，散熱器(18)經(jīng)液壓管路 與過濾器(19)連接，散熱、過濾后泄油至油箱(1)。
專利摘要本實用新型涉及全液壓潛孔鑿巖設(shè)備，尤其涉及一種基于雙泵互補自動合流工作方式的錨固鉆機。它包括滑架體、泵站、操作臺三部分，泵站部分包括主泵和副泵，操作臺部分包括主泵先導(dǎo)溢流閥、副泵先導(dǎo)溢流閥和回轉(zhuǎn)馬達先導(dǎo)溢流閥及高壓截止閥，滑架體、泵站、操作臺三部分均通過液壓管路連接。本實用新型所產(chǎn)生的有益效果是徹底解決了單泵結(jié)構(gòu)造成的推進與回轉(zhuǎn)相互影響的問題，明顯降低了能耗，提高了工作效率，有效地防止了儲備流量的浪費，保護了投資，節(jié)約了資源，并且極大延長了設(shè)備的使用壽命。
文檔編號E21B7/02GK201391225SQ200920096238
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者趙全海 申請人:趙建宇