本發(fā)明屬于自適應(yīng)鉆孔，具體涉及一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在井下錨桿支護(hù)過程中，由于煤巖的硬度是呈非線性變化的，因此支護(hù)時(shí)的鉆進(jìn)壓力也是不斷變化的，而鉆進(jìn)壓力和鉆進(jìn)速度存在耦合關(guān)系，鉆進(jìn)速度需要隨著鉆進(jìn)壓力的變化不斷調(diào)整。當(dāng)遇到煤巖硬度較小的工況時(shí)，鉆進(jìn)壓力較小，此時(shí)需要比較大的鉆進(jìn)速度，如果此時(shí)鉆進(jìn)速度也很小則會影響支護(hù)的效率；當(dāng)遇到煤巖硬度較大的工況時(shí)，鉆進(jìn)壓力很大，此時(shí)需要較小的鉆進(jìn)速度，如果此時(shí)鉆進(jìn)速度也很大則會損壞鉆桿或鉆頭，嚴(yán)重甚至威脅操作人員的人身安全。當(dāng)前的工作場景中，大部分情況下鉆進(jìn)壓力以及鉆進(jìn)速度的控制均由人為手動控制，即根據(jù)鉆進(jìn)壓力人為手動調(diào)節(jié)調(diào)速閥，調(diào)節(jié)鉆進(jìn)的速度。這種操作方式存在調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)，存在調(diào)節(jié)不到位或超調(diào)的情況，而且也會影響工作效率。而現(xiàn)在已有的一些自適應(yīng)鉆孔方法均需要電控系統(tǒng)參與，其控制策略一般為利用傳感器監(jiān)測壓力大小，電控系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的壓力數(shù)值調(diào)整輸出流量，從而達(dá)到自適應(yīng)鉆孔的目的。這種方式由于有壓力傳感器、控制器等電子元件的參與，在井下潮濕環(huán)境下其可靠性并不高，維護(hù)成本高。因此，有必要提供一種不需要電控系統(tǒng)參與的自適應(yīng)鉆孔調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)。

2、本公開提供了一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，包括：低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路和鉆機(jī)快速退回回路；且三回路共用油缸、換向閥和順序閥和一組進(jìn)、回油用的液壓泵、電機(jī)和油箱；換向閥用于實(shí)現(xiàn)油缸伸出、縮回狀態(tài)的切換；順序閥用于根據(jù)鉆孔壓力實(shí)現(xiàn)對低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路或鉆機(jī)快速退回回路的接通；換向閥切換至油缸伸出狀態(tài)，且鉆孔壓力小于，或，等于第一控制壓力時(shí)，低壓快速進(jìn)給回路接通，在油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成液壓差動回路，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為快速進(jìn)給且進(jìn)給力小；換向閥切換至油缸伸出狀態(tài)，且鉆孔壓力大于第一控制壓力時(shí)，高壓慢速進(jìn)給回路接通，在油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成正常液壓回路，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為慢速進(jìn)給且進(jìn)給力大；鉆孔完畢且換向閥切換至油缸縮回狀態(tài)時(shí)，鉆機(jī)快速退回回路接通，由于油缸兩腔的面積差，此時(shí)油缸縮回時(shí)速度大于慢速進(jìn)給時(shí)的速度，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為快速退回。

3、可選地，還包括：減壓閥；減壓閥用于控制高壓慢速進(jìn)給回路的油路壓力穩(wěn)定，當(dāng)鉆孔壓力大于第一控制壓力時(shí)，順序閥導(dǎo)通，減壓閥將鉆孔壓力降低至第二控制壓力；順序閥導(dǎo)通的壓力臨界值為第一控制壓力的值。

4、可選地，低壓快速進(jìn)給回路，包括：第一液控多通閥、換向閥以及油缸；鉆孔壓力小于，或，等于第一控制壓力時(shí)，順序閥截止，第一液控多通閥的控制端壓力為零，低于第二控制壓力，第一液控多通閥保持導(dǎo)通狀態(tài)，低壓快速進(jìn)給回路接通，壓力油通過換向閥且在第一液控多通閥處分支，其中一支分支直接流入油缸的無桿腔，另一分支經(jīng)第一液控多通閥后流入油缸的有桿腔，在油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成液壓差動回路；第一液控多通閥導(dǎo)通的壓力臨界值為第二控制壓力的值。

5、可選地，低壓快速進(jìn)給回路，還包括：第一單向閥；第一單向閥串聯(lián)在第一液控多通閥所在支路，用于控制液壓差動回路的壓力油流向。

6、可選地，高壓慢速進(jìn)給回路，包括：第二液控多通閥、換向閥以及油缸；鉆孔壓力大于第一控制壓力時(shí)，順序閥導(dǎo)通，第一液控多通閥的控制端壓力為第二控制壓力，第一液控多通閥切換為截止?fàn)顟B(tài)；同時(shí)第二控多通閥的控制端壓力為第二控制壓力，第二控多通閥切換為導(dǎo)通狀態(tài)，高壓慢速進(jìn)給回路接通，壓力油通過換向閥直接進(jìn)入油缸的無桿腔，油缸的有桿腔的油液經(jīng)第二控多通閥流入油箱，油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成正常液壓回路；第二液控多通閥導(dǎo)通的壓力臨界值為第二控制壓力的值。

7、可選地，鉆機(jī)快速退回回路，包括：換向閥、第二單向閥以及油缸；鉆孔結(jié)束鉆機(jī)退回時(shí)鉆孔壓力小于第一控制壓力，順序閥截止，第一液控多通閥維持導(dǎo)通狀態(tài)，第二液控多通閥維持截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)壓力油經(jīng)過換向閥以及第二單向閥進(jìn)入油缸，油缸的回油通過換向閥流入油箱；所述第二單向閥并聯(lián)在第二液控多通閥的進(jìn)出油路上。

8、可選地，控制閥組；所述控制閥組集成有第一液控多通閥、換向閥、第二液控多通閥、第一單向閥、順序閥、第二單向閥以及減壓閥；控制閥組與油缸、液壓馬達(dá)以及油箱連通。

9、可選地，控制閥組內(nèi)各連接關(guān)系為：

10、換向閥的a口與第一單向閥的a6口、順序閥的a1口連通，換向閥的b口與第二液控多通閥的b3口、第二單向閥的a4口連通，第二液控多通閥的a3口與第二單向閥的b4口、第一液控多通閥的b5口連通，第二液控多通閥的d1口與第一液控多通閥的d3口連通，第一液控多通閥的a5口與第一單向閥的b6口連通，順序閥的b1口與第二液控多通閥的d1口、第一液控多通閥的d3口連通；減壓閥設(shè)置在順序閥與第二液控多通閥之間的油路上，減壓閥的a2口與順序閥的b1口連通，減壓閥的b2口與第二液控多通閥的d1口、第一液控多通閥的d3連通。

11、可選地，控制閥組有a7、b7、p1、r1四個(gè)油路接口；控制閥組的a7口與油缸的a8口連通，控制閥組的b7口與油缸的b8口連通，控制閥組的p1口與液壓泵的p2口連通，控制閥組的r1口與油箱連通，液壓泵的c口與油箱連通，液壓泵和電機(jī)連接。

12、可選地，油缸缸體集成有雙平衡閥組；所述雙平衡閥組用于控制油缸的動作快慢，從而調(diào)節(jié)鉆孔時(shí)的鉆進(jìn)速度。

13、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

14、本發(fā)明提供一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，包括：壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路和鉆機(jī)快速退回回路；且三回路共用油缸、換向閥和順序閥和一組進(jìn)、回油用的液壓泵、液壓馬達(dá)和油箱；換向閥用于實(shí)現(xiàn)油缸伸出、縮回狀態(tài)的切換；順序閥用于根據(jù)鉆孔壓力實(shí)現(xiàn)對低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路或鉆機(jī)快速退回回路的接通；換向閥切換至油缸伸出狀態(tài)，且鉆孔壓力小于，或，等于第一控制壓力時(shí)，低壓快速進(jìn)給回路接通，在油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成液壓差動回路，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為快速進(jìn)給且進(jìn)給力??；換向閥切換至油缸伸出狀態(tài)，且鉆孔壓力大于第一控制壓力時(shí)，高壓慢速進(jìn)給回路接通，在油缸腔的兩側(cè)構(gòu)成正常液壓回路，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為慢速進(jìn)給且進(jìn)給力大；鉆孔完畢且換向閥切換至油缸縮回狀態(tài)時(shí)，鉆機(jī)快速退回回路接通，由于油缸兩腔的面積差，此時(shí)油缸縮回時(shí)速度大于慢速進(jìn)給時(shí)的速度，對應(yīng)鉆機(jī)的工作狀態(tài)為快速退回。本發(fā)明通過切換不同油路實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速，無需電氣元件參與，無需復(fù)雜編程，降低了維護(hù)成本，提升了錨桿支護(hù)鉆機(jī)在井下環(huán)境工作的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，包括：低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路和鉆機(jī)快速退回回路；且三回路共用油缸(1)、換向閥(8)和順序閥(5)和一組進(jìn)、回油用的液壓泵(9)、電機(jī)(10)和油箱(11)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，還包括：減壓閥(6)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓快速進(jìn)給回路，包括：第一液控多通閥(3)、換向閥(8)以及油缸(1)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓快速進(jìn)給回路，還包括：第一單向閥(2.1)；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓慢速進(jìn)給回路，包括：第一液控多通閥(7)、換向閥(8)以及油缸(1)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆機(jī)快速退回回路，包括：換向閥(8)、第二單向閥(2.2)以及油缸(1)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，包括：控制閥組(4)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥組(4)內(nèi)各連接關(guān)系為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥組(4)有a7、b7、p1、r1四個(gè)油路接口；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述油缸(1)缸體集成有雙平衡閥組；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種液驅(qū)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速系統(tǒng)，包括：低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路和鉆機(jī)快速退回回路；且三回路共用油缸、換向閥和順序閥和一組進(jìn)、回油用的液壓泵、液壓馬達(dá)和油箱；換向閥切換至油缸伸出狀態(tài)，根據(jù)鉆孔壓力與第一控制壓力的比較結(jié)果，切換低壓快速進(jìn)給回路、高壓慢速進(jìn)給回路，在鉆進(jìn)結(jié)束時(shí)，切換至鉆機(jī)快速退回回路，本發(fā)明通過切換不同油路實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鉆孔調(diào)速，無需電氣元件參與，無需復(fù)雜編程，降低了維護(hù)成本，提升了錨桿支護(hù)鉆機(jī)在井下環(huán)境工作的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉杰,弓旭峰,孟雯杰,周杰,高志強(qiáng),王壯,左崗永,張維果,王威,仇衛(wèi)建,王佳鳴,王富強(qiáng),陳明健,劉文武,桑盛遠(yuǎn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21