同步连续输送钻杆液压系统

160 编辑：中冶有色技术网来源：中煤科工集团重庆研究院有限公司

2023-12-15 10:28:30

权利要求书： 1.一种同步连续输送钻杆液压系统，其特征在于：包括油箱、手动换向阀、液控换向阀、分流集流阀、左举升油缸、右举升油缸、托架、下行程阀和上行程阀；手动换向阀采用两位四通的钢球定位式M型滑阀；液控换向阀采用两位四通的弹簧复位式换向滑阀；上行程阀和下行程阀均采用两位两通的弹簧复位式滑阀；

手动换向阀的进油口P外接高压油源P1，手动换向阀的回油口T外接油箱，手动换向阀的工作油口A和工作油口B分别对应连接液控换向阀的进油口P和回油口T，液控换向阀的工作油口A与左举升油缸、右举升油缸的有杆腔连接，工作油口B与分流集流阀的进油口连接，分流集流阀的出油口与左举升油缸、右举升油缸的无杆腔连接，左举升油缸、右举升油缸并行设置，其活塞杆朝上与托架相连；

下行程阀的进油口外接低压控制油源P2，其出油口分别与上行程阀的进油口和液控换向阀的控制油口连接，上行程阀的出油口与油箱相连；

所述上行程阀和下行程阀对称设置，二者相互面向的一侧具有滚轮；托架在上行程阀和下行程阀之间往复升降，其中，托架在左举升油缸、右举升油缸的活塞杆缩回至最低行程时与下行程阀的滚轮接触，在左举升油缸、右举升油缸的活塞杆上升至最高行程时与上行程阀的滚轮接触，以此激发上行程阀、下行程阀的通断；

通过上行程阀和下行程阀的通断配合，实现液控换向阀的阀芯换向，以此控制左举升油缸、右举升油缸的油液流向，推动左举升油缸、右举升油缸的活塞杆同步伸出或缩回，进而带动托架往复升降，在此过程中，托架不断举升钻杆输送装置里的钻杆以将其输送至自动钻机的钻杆箱里。

说明书：一种同步连续输送钻杆液压系统技术领域[0001] 本发明属于液压控制技术领域，涉及一种同步连续输送钻杆液压系统。背景技术[0002] 煤炭开采过程中，因为安全所需，往往要进行瓦斯抽放以及探放水等操作，这些工作都需要进行钻孔作业。液压钻机是煤矿瓦斯抽采作业中普遍采用的生产设备。钻机的钻

杆箱容量有限，钻杆箱出现空箱势必会影响钻机的工作效率。因此，有必要对如何提升钻机

的钻杆携容量，从而提升钻机的工作效率投入研究。

发明内容[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同步连续输送钻杆液压系统，可持续向钻杆箱输送钻杆，提升钻机的钻杆携容量，克服因钻杆箱容量有限对钻机工作效率造成的不

利影响。

[0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：[0005] 一种同步连续输送钻杆液压系统，其特征在于：包括油箱、手动换向阀、液控换向阀、分流集流阀、左举升油缸、右举升油缸、托架、下行程阀和上行程阀；手动换向阀采用两

位四通的钢球定位式M型滑阀；液控换向阀采用两位四通的弹簧复位式换向滑阀；上行程阀

和下行程阀均采用两位两通的弹簧复位式滑阀；

[0006] 手动换向阀的进油口P外接高压油源P1，手动换向阀的回油口T外接油箱，手动换向阀的工作油口A和工作油口B分别对应连接液控换向阀的进油口P和回油口T，液控换向阀

的工作油口A与左举升油缸、右举升油缸的有杆腔连接，工作油口B与分流集流阀的进油口

连接，分流集流阀的出油口与左举升油缸、右举升油缸的无杆腔连接，左举升油缸、右举升

油缸并行设置，其活塞杆朝上与托架相连；

[0007] 下行程阀的进油口外接低压控制油源P2，其出油口分别与上行程阀的进油口和液控换向阀的控制油口连接，上行程阀的出油口与油箱相连；

[0008] 通过上行程阀和下行程阀的通断配合，实现液控换向阀的阀芯换向，以此控制左举升油缸、右举升油缸的油液流向，推动左举升油缸、右举升油缸的活塞杆同步伸出或缩

回，进而带动托架往复升降，在此过程中，托架不断举升钻杆输送装置里的钻杆以将其输送

至自动钻机的钻杆箱里。

[0009] 进一步，上行程阀和下行程阀对称设置，二者相互面向的一侧具有滚轮；托架在上行程阀和下行程阀之间往复升降，其中，托架在左举升油缸、右举升油缸的活塞杆缩回至最

低行程时与下行程阀的滚轮接触，在左举升油缸、右举升油缸的活塞杆上升至最高行程时

与上行程阀的滚轮接触，以此激发上行程阀、下行程阀的通断。

[0010] 进一步，下行程阀的阀芯处于常开位置，上行程阀的阀芯处于常闭位置。[0011] 本发明的有益效果在于：[0012] 本发明利用手动换向阀、液控换向阀、油缸、行程阀等，自动控制用于举升钻杆的托架的上升和下降过程，通过托架的往复升降，实现钻杆的连续自动输送目的。采用分流集

流阀，可保证左、右举升油缸保持运行速度同步，最终保证钻杆输送系统稳定、高效工作，从

而提高自动钻机打钻效率。

[0013] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可

以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和

获得。

附图说明[0014] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

[0015] 图1为本发明一种同步连续输送钻杆液压系统的原理示意图。[0016] 附图标记：油箱1、手动换向阀2、液控换向阀3、分流集流阀4、左举升油缸5、右举升油缸6、托架7、下行程阀8、上行程阀9。

具体实施方式[0017] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实

施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离

本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示

意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相

互组合。

[0018] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不

代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是

可以理解的。

[0019] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系

为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或

暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述

位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术

人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0020] 请参阅图1，为一种同步连续输送钻杆液压系统，包括油箱1、手动换向阀2、液控换向阀3、分流集流阀4、左举升油缸5、右举升油缸6、托架7、下行程阀8、上行程阀9。

[0021] 油箱1为该液压系统中储存油液的部件，同时在一定程度上也起到冷却散热的作用。手动换向阀2采用两位四通的钢球定位式M型滑阀，通过操纵手柄能切换油液流向。液控

换向阀3采用两位四通的弹簧复位式换向滑阀，能够控制左举升油缸5和右举升油缸6的活

塞杆的伸出和缩回。分流集流阀4具有分流和合流的功能，可精确控制出口油液比例分配，

实现左举升油缸5、右举升油缸6的同步动作。上行程阀9和下行程阀8均采用两位两通的弹

簧复位式滑阀，用于控制液控换向阀3的阀芯换向。下行程阀8的阀芯处于常开位置，上行程

阀9的阀芯处于常闭位置。

[0022] 具体而言，手动换向阀2的进油口P外接高压油源P1，手动换向阀2的回油口T外接油箱1，手动换向阀2的工作油口A和工作油口B分别对应连接液控换向阀3的进油口P和回油

口T，液控换向阀3的工作油口A与左举升油缸5、右举升油缸6的有杆腔连接，工作油口B与分

流集流阀4的进油口连接，分流集流阀4的出油口与左举升油缸5、右举升油缸6的无杆腔连

接，左举升油缸5、右举升油缸6并行设置，其活塞杆朝上与托架7相连。

[0023] 下行程阀8的进油口外接低压控制油源P2，其出油口分别与上行程阀9的进油口和液控换向阀3的控制油口连接，上行程阀9的出油口与油箱1相连。

[0024] 上行程阀9和下行程阀8对称设置，二者相互面向的一侧具有滚轮；托架7在上行程阀9和下行程阀8之间往复升降，其中，托架7在左举升油缸5、右举升油缸6的活塞杆缩回至

最低行程时与下行程阀8的滚轮接触，在左举升油缸5、右举升油缸6的活塞杆上升至最高行

程时与上行程阀9的滚轮接触，以此激发上行程阀9、下行程阀8的通断。

[0025] 该液压系统的工作原理是：[0026] 1.举升状态：[0027] 手动操纵手动换向阀2，其下位机能接通，系统开始工作。外接高压油源P1提供的油液经手动换向阀2下位，流经液控换向阀3上位，左举升油缸5和右举升油缸6的有杆腔进

油，无杆腔经过分流集流阀4的汇油合流回到油箱1，活塞杆带动托架7下降；当托架7与下行

程阀8的滚轮接触到位，下行程阀8的阀芯上位机能接通，低压控制油源P2提供的油液流入

下行程阀8后分成两股：一股油液流入上行程阀9，而此时，上行程阀9的阀芯处于上位位置，

阀芯处于断开状态，油液无法卸荷，处于保压状态；另一股油液通过控制油口流入液控换向

阀3，此时，液控换向阀3在低压控制油液的作用下，阀芯下位机能接通，左举升油缸5和右举

升油缸6的油液流向随即换向，即左举升油缸5和右举升油缸6的无杆腔进油，有杆腔回油，

此时活塞杆带动托架7开始上升，随后托架7与下行程阀8的滚轮脱离接触，下行程阀8在弹

簧作用下，阀芯下位机能接通，此时阀芯关闭，低压控制油源P2被切断，已有低压控制油液

被封闭，实现保压，持续对液控换向阀3作用，托架7持续上升。托架7举升钻杆输送装置里的

钻杆以将其输送至自动钻机的钻杆箱里。

[0028] 2.下降状态：[0029] 当托架7上升至最高位，托架7与上行程阀9的滚轮接触，此时上行程阀9的阀芯下位机能接通，阀芯打开，已有低压控制油液随即卸荷，回到油箱1。此时，液控换向阀3弹簧复

位，上位机能接通，阀芯换向，左举升油缸5和右举升油缸6的有杆腔进油，无杆腔回油，那么

活塞杆带动托架7又开始下降。

[0030] 3.连续重复“下降?上升?下降”的过程，直至钻杆输送完毕。[0031] 当系统需要停机或待机时，操纵手动换向阀2，使其上位机能接通，外接高压油源P1实现卸荷，回到油箱1。

[0032] 该液压系统利用手动换向阀2、液控换向阀3、油缸、行程阀等，自动控制用于举升钻杆的托架7的上升和下降过程，通过托架7的往复升降，实现钻杆的连续自动输送目的。

[0033] 分流集流阀4可精确控制出油口油液比例分配，实现左举升油缸5和右举升油缸6的同步动作，当油液反向，又可合流形成一股油液；通过两个油缸的同时动作能保证托架7

的运行平稳，提高系统的刚度特性。

[0034] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技

术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明

的权利要求范围当中。