具有压缩机的顶锤式凿岩钻机分配液压能量的方法和系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及分配液压能量的方法和系统，尤其是，用于具有压缩机的顶锤式凿岩钻机分配液压能量的方法和系统。
【背景技术】
[0002]
[0003]现有多种凿岩用的钻机。其中一些钻机是移动式的，其它是固定式的。一些移动式和固定式的钻机公开在专利号为 3，245，180，3，692，123，3，708，024，3，778，940，3，815，690，3，833，072，3，905，168，3，968，845，3，992，831，4，020，909，4，595，065，5，988，299，6，672，410，6，675，915，7，325，634，7，347，285 和 7，413，036 的美国专利中。
[0004]—个典型的移动式钻机包括一个运载部和一个钻塔。钻塔具有一个可转的头部和钻柱。运行时，可转的头部驱动钻柱进入岩层，并从而钻穿岩层。关于钻机以及钻机如何运行的信息，可在以上列出的专利文件中找到。典型的钻机包括动力单元，动力单元包括连接在发动机的压缩机。发动机可以选自多种类型，例如柴油发动机，汽油发动机，压缩天然气发动机或电动机。发动机为压缩机提供动力，压缩机依赖其运行。在运行中，压缩机通过可转的头部和钻柱向钻头提供压缩空气。压缩空气用于从钻孔中冲刷钻肩。
[0005]然而，现有技术由发动机向压缩机提供动力有多种问题。例如，发动机会为了向压缩机提供动力而消耗许多能量。当钻机在移动时，压缩机经常处于所谓的待机模式，但压缩机在待机模式时所消耗的能量仍然相当高。
[0006]图1展示了一个钻机的液压系统的示意图。四个液压栗(101，102，103和104)以及一个压缩机105装置在凿岩钻机上。液压栗用于提供凿岩，行走，冷却，除尘以及其它辅助功能的液压油。压缩机用于钻孔冲刷，轴承润滑和除尘和过滤功能。压缩机所需动力是由压缩机转速和输出压力所决定。当钻机从一个工作位移动到另一个工作位，此时不需要冲刷并且需要更多的动力用来使机器移动，但是压缩机系统仍消耗如冲刷时一样的能量，因为系统压力和转速仍保持不变。这将导致更多的燃油消耗在压缩机所产生的热量以及更少的发动机动力用于机器移动。现有发送机动力分配原理如图1所示。
[0007]栗101用于冷却。
[0008]栗102用于机器的行走，进给和锤击。
[0009]栗103用于转动和液压缸驱动。
[0010]栗104用于除尘。
[0011]压缩机105用于气流冲刷，轴承润滑和除尘。
【发明内容】
[0012]本发明的一个方面涉及一种用于具有压缩机，第一栗和第二栗的顶锤式凿岩机分配液压能量的系统，该系统包括先导换向阀，其具有连接所述第二栗的压力输出口的入口，以及连接行走控制阀的P端口的出口 ；连接在所述第一栗的负载敏感口和所述第二栗的负载敏感口之间的先导控制阀；第一梭阀，其两个入口分别连接先导控制阀和旋转控制阀的负载敏感口，其出口连接所述第二栗的负载敏感口 ；以及第二梭阀，其两个入口分别连接行走控制操纵杆的输出压力口，其出口连接先导换向阀的控制口和先导控制阀的控制口。
[0013]根据本发明的一个方面，先导换向阀被设置为常闭，并且当所述第二梭阀的出口所提供的压力信号足够触发时，先导换向阀开启。
[0014]根据本发明的一个方面，先导控制阀被设置为常闭，并且当所述第二梭阀的出口所提供的压力信号足够触发时，先导控制阀开启。
[0015]根据本发明的一个方面，先导换向阀的触发压力不超过所述先导控制阀的触发压力。
[0016]根据本发明的一个方面，系统还包括入口连接所述第一栗的输出压力口并且出口连接所述行走控制阀P 口的止回阀。
[0017]根据本发明的一个方面，系统还包括入口连接所述第二栗的输出压力口并且出口连接所述先导换向阀的止回阀。
[0018]根据本发明的一个方面，第一栗的负载敏感口和先导控制阀都连接行走控制阀的负载敏感口。
[0019]根据本发明的一个方面，先导控制阀是液压控制的2位4通换向阀；所述先导控制阀的入口连接所述第一栗的负载敏感口和行走控制阀的负载敏感口 ；以及所述先导控制阀的其它3个口分别连接封闭端，所述第一梭阀的入口或储液罐。
[0020]根据本发明的一个方面，提供一种用于具有压缩机，第一栗和第二栗的凿岩机分配液压能量的方法，所述方法包括:通过先导换向阀控制所述第一栗的输出压力口和所述第二栗的压力输出口之间的连接；通过先导控制阀控制所述第一栗的负载敏感口和所述第二栗的负载敏感口之间的连接；通过将所述先导换向阀和所述先导控制阀的控制口都连接至行走控制阀的负载敏感口控制所述先导换向阀和所述先导控制阀；通过第二梭阀控制所述先导换向阀和所述先导控制阀的控制口在连接至前向负载敏感口或连接至后向负载敏感口之间切换；以及通过第一梭阀控制所述第二栗的负载敏感口在连接至旋转控制阀的负载敏感口或连接至行走控制阀的负载敏感口之间切换。
[0021]根据本发明的一个方面，先导换向阀被设置为常闭，并且当所述第二梭阀的出口所提供的压力信号足够触发时，先导换向阀开启。
[0022]根据本发明的一个方面，先导控制阀被设置为常闭，并且当所述第二梭阀的出口所提供的压力信号足够触发时，先导控制阀开启。
[0023]根据本发明的一个方面，先导换向阀的触发压力不超过所述先导控制阀的触发压力。
[0024]根据本发明的一个方面，方法还包括提供入口连接所述第一栗的输出压力口并且出口连接所述行走控制阀P 口的止回阀。
[0025]根据本发明的一个方面，方法还包括提供入口连接所述第二栗的输出压力口并且出口连接所述先导换向阀的止回阀。
[0026]本发明的其它目的和特征将从说明书和权利要求中变得明显。
【附图说明】
[0027]图.1是现有液压能量分配系统的示意图。
[0028]图.2是根据本发明的一个方面的液压能量分配系统的示意图。
[0029]图.3是根据本发明的一个方面的液压能量分配系统的示意图。
【具体实施方式】
[0030]本发明的实施方式涉及具有压缩机的顶锤式凿岩钻机的液压能量分配系统。图1展示了液压系统的示意图。由马达产生的液压能量被提供给栗201，202，203，204和压缩机205。栗201提供液压能量用于冷却。栗202提供液压能量用于机器的行走，进给和锤击。栗203提供液压能量用于转动，辅助液压缸功能并与栗202 —起提供行走所需液压能。栗204提供能量用于除尘。压缩机205提供压缩空气用于冲刷，轴承润滑和除尘器清洗。
[0031]压缩机205与马达直接连接，并且压缩机205的输出压力及其能耗与马达的转速成正比。这样，当栗201，202，203或204需要马达以更高的转速运行时，压缩机205的能耗也会更高。
[0032]如图2所示，液压示意图中各个节点的说明如下。
[0033]P点连接至行走控制阀的P 口。
[0034]Pl点连接栗202的输出压力口。
[0035]P2点连接栗203的输出压力口。
[0036]Xl点连接栗202的负载敏感口。
[0037]X2点连接行走控制阀的负载敏感口。
[0038]X3点连接栗203的负载敏感口。
[0039]X4点连接转动控制阀的负载敏感口。
[0040]XF和XR分别连接行走控制操纵杆的输出压力口。
[0041]L点直接连接液压油储液罐。
[0042]如图2所示，栗202是一个负载敏感栗。其输出口经Pl点和止回阀207连接行走控制阀的P 口。止回阀207是一个单向阀，它防止液压油从行走控制阀回流至栗202。栗202的负载敏感口经节点Xl和X2连接行走控制阀的负载敏感口。
[0043]栗203是一个负载敏感栗，其输出口经节点P2和止回阀209连接先导换向阀208的入口。止回阀207是一个单向阀，它防止液压油从行走控制阀回流至栗203。栗203的负载敏感口连接梭阀211的输出口。如图3所示，栗203也连接旋转控制阀集合。这样，当先导换向阀208关闭时，栗203所产生的液压能量将仅仅提供给旋转控制阀集合。由于旋转控制阀集合控制钻机的旋转钻孔，