專利名稱：鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆機(jī)用柱塞泵系統(tǒng)，特別是一種鉆機(jī)用的變量柱塞泵。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外鉆機(jī)上使用的各種液壓控制系統(tǒng)，都由動(dòng)力帶動(dòng)液壓 泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，再通過執(zhí)行元件將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 轉(zhuǎn)換過程中由各種功能的控制閥實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件(液壓馬達(dá)、油缸等) 的旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)。這些控制閥(溢流閥、節(jié)流閥、比例換向閥等) 不同程度的存在損耗液壓功率，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱高，噪音大，并且集成 度不高，無法把系統(tǒng)和泵組合成一體化，組成系統(tǒng)時(shí)連接管路多，體 積大，重量重，故障率高。現(xiàn)有國(guó)內(nèi)公開的專利技術(shù)，有的把普通閥 簡(jiǎn)單地集裝在一起，沒有采用容積變量技術(shù)。有的采用手動(dòng)比例多路 閥和變量泵用管路連接，連接管路多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有目前鉆機(jī)上存 在的實(shí)際問題，特別是在各種復(fù)雜地形(山地)上作業(yè)，經(jīng)常打一個(gè) 孔要搬一個(gè)位置，為了搬遷方便要分解設(shè)備，過多的管路連接拆解麻 煩，周邊環(huán)境也極易通過管路污染系統(tǒng)和液壓油，導(dǎo)致油泵和閥極易 出現(xiàn)故障損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)， 采用片式閥結(jié)構(gòu)，用螺絲把各閥串連成集成控制閥組，使系統(tǒng)與柱塞
泵組成整體，柱塞泵和控制系統(tǒng)集成一體，取消了柱塞泵主閥的連接 管路，閥的回油孔直通泵的進(jìn)油孔，油箱只起補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏作用，大 大減小了油箱體積，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，極大地方便搬遷時(shí)拆卸移機(jī)， 減小移機(jī)周邊環(huán)境對(duì)液壓系統(tǒng)和對(duì)油液的污染。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明采用片式 閥結(jié)構(gòu)，其外形為片狀，內(nèi)部裝有各種功能的控制閥芯和相應(yīng)的油路， 每個(gè)閥的油孔位置對(duì)應(yīng)，用螺絲把各閥體串接起來，使其集成為控制 閥組。本發(fā)明的鉆機(jī)用變量柱塞系統(tǒng)，包括集成控制閥組、柱塞泵、 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和上下馬達(dá)，其特點(diǎn)是，所述的集成控制閥組為片式閥，把 單向調(diào)節(jié)閥體、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥、上下馬達(dá)控制閥和單向減壓閥體相 應(yīng)的油孔位置對(duì)應(yīng)，使主油路和控制油路與各閥油腔聯(lián)通，用螺絲把 各閥串連聯(lián)接而成，再用油管與限壓流量控制閥體連接，最后與柱塞 泵連接成一體。所述的限壓流量控制閥體，其內(nèi)裝有限壓閥和流量控制閥組合而 成；限壓閥，包括限壓閥芯和復(fù)位彈簧；流量控制閥，包括流量控制閥芯和復(fù)位彈簧。所述的單向調(diào)節(jié)閥體，其內(nèi)裝有止逆單向閥和調(diào)節(jié)閥組合而成， 其一側(cè)有主油路的進(jìn)油孔和回油孔，另一側(cè)有主油路的出油孔和回油 孔及控制油孔。所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥和上下馬達(dá)控制閥，二者結(jié)構(gòu)基本相同， 包括控制閥體、控制閥芯和復(fù)位彈簧，控制閥體上設(shè)有控制閥進(jìn)油腔、控制閥排油腔A、控制閥排油腔B、控制閥回油腔和控制閥控制油腔， 在控制閥芯上開有依控制行程與控制閥體上的油腔相對(duì)應(yīng)的環(huán)形油 槽，同時(shí)在控制油腔相對(duì)應(yīng)的控制閥芯上的環(huán)形油槽兩邊軸向各開有 -一斜形槽，閥的兩側(cè)有主油路的進(jìn)出油孔、回油孔和控制油孔。
所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥，其控制閥排油腔A (12)和控制閥排油腔B (13)通過管路與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接。所述的上下馬達(dá)控制閥，其控制閥排油腔A (12)和控制閥排油 腔B (13)通過管路與上下馬達(dá)連接。所述的單向減壓閥體，其內(nèi)裝有減壓閥和單向閥，減壓閥，包括 減壓閥芯和復(fù)位彈簧，單向閥包括復(fù)位彈簧，其一側(cè)有進(jìn)油孔，出油 孔，回油孔。集成控制闊組中的控制閥進(jìn)油孔和回油孔與柱塞泵出油孔和進(jìn) 油孔位置相對(duì)應(yīng)，把集成控制閥組與柱塞泵用螺絲連接成一體。在鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)上還裝有系統(tǒng)壓力表、差壓壓力表和鉆 進(jìn)壓力表。本發(fā)明的優(yōu)越功效是1、 本發(fā)明為片式閥，其外形為片狀，內(nèi)部可根據(jù)需要裝有各種功能 的控制閥芯和相應(yīng)的油路，每個(gè)閥的油孔位置對(duì)應(yīng)，只要用螺絲把各 閥串起來固定即可，使柱塞泵和液壓控制系統(tǒng)集成一體整體，結(jié)構(gòu)緊 湊簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，制造維護(hù)方便。2、 柱塞泵與液壓系統(tǒng)無管路連接，集成控制閥的回油孔直通柱塞泵的進(jìn)油孔，具有液壓功率回收作用，主油路上取消了溢流閥和節(jié)流閥 等液壓損耗元件，無節(jié)流損失，效率高，發(fā)熱少。3、 本發(fā)明的上下馬達(dá)可用液壓油缸替代。4、 本發(fā)明的液壓系統(tǒng)與柱塞泵的集成組合，使用時(shí)，液壓油流量都 是從小到大或從大到小的一個(gè)漸變過程，馬達(dá)的啟動(dòng)和停止無沖擊， 使鉆機(jī)具有良好的操控性和穩(wěn)定性，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有本質(zhì)的飛躍。


圖1為本發(fā)明的變量圖2為本發(fā)明的變量附圖中標(biāo)號(hào)說明1 —柱塞泵202 —復(fù)位彈簧32 —復(fù)位彈簧341 —油管42 —復(fù)位彈簧6 —調(diào)節(jié)閥9一控制閥體12 —控制閥排油腔A14一控制閥回油腔16 —斜形槽19一減壓閥22 —上下馬達(dá)25 —主油路261 —差壓壓力表29 —進(jìn)油孔柱塞泵系統(tǒng)原理圖。 柱塞泵結(jié)構(gòu)示意圖。2 —變量缸3 —限壓閥33 —鉆進(jìn)壓力表 4一流量控制閥 5 —止逆單向閥 7—旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥 IO —控制閥芯 13 —控制閥排油腔B 15 —控制閥控制油腔 17 —復(fù)位彈簧 20_單向閥 23 —油箱 251 —系統(tǒng)壓力表 27 —出油孔 30_回油孔201 _斜盤 31 —限壓閥芯 34—限壓流量閥體 41 —流量控制閥芯 56 —單向調(diào)節(jié)閥體 8—上下馬達(dá)控制閥 11 —控制閥進(jìn)油腔18 —單向減壓閥體21—旋轉(zhuǎn)馬達(dá)24—集成控制閥組26—控制油路28—進(jìn)油孔具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。請(qǐng)參閱圖1、 2所示，本發(fā)明由片式閥組合后再與柱塞泵連接成 一體，由柱塞泵l、變量缸2、限壓閥3、流量控制閥4、止逆單向閥 5、調(diào)節(jié)閥6、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥7、上下馬達(dá)控制閥8、減壓閥19、單
向閥20、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21和上下馬達(dá)22組成。其中，限壓閥3和流量控制閥4安裝在限壓流量閥體34內(nèi)，限 壓閥3由限壓閥芯31和復(fù)位彈簧32組成；流量控制閥4由流量控制 閥芯41和復(fù)位彈簧42組成；止逆單向閥5和調(diào)節(jié)閥6安裝在單向調(diào) 節(jié)閥體56內(nèi)；減壓閥19和單向閥20安裝在單向減壓閥體18內(nèi)；所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥7和上下馬達(dá)控制閥8， 二者結(jié)構(gòu)基本相 同，包括控制閥體9、控制閥芯IO和復(fù)位彈簧17，控制閥體9上設(shè) 有控制閥進(jìn)油腔ll、控制閥排油腔A 12、控制閥排油腔B 13、控制 閥回油腔14和控制閥控制油腔15，在控制閥芯10上開有依控制行 程與控制閥體9上的油腔相對(duì)應(yīng)的環(huán)形油槽，同時(shí)在控制油腔相對(duì)應(yīng) 的控制閥芯上的環(huán)形油槽兩邊軸向各開有一斜形槽16，閥的兩側(cè)有 主油路的進(jìn)出油孔、回油孔和控制油孔。本發(fā)明是采用片式閥結(jié)構(gòu)，其外形為片狀，每個(gè)閥的油孔位置對(duì) 應(yīng)，用螺絲把各閥串連連接而成，即把單向調(diào)節(jié)閥體56、旋轉(zhuǎn)馬達(dá) 控制閥7、上下馬達(dá)控制閥8和單向減壓閥體18相應(yīng)的位置對(duì)應(yīng)， 使主油路25和控制油路26與各閥油腔聯(lián)通，用螺絲把各閥串連成集 成控制閥組24，再用油管341與限壓流量閥體34連接、集成控制閥 組24中進(jìn)油孔28、回油孔30與柱塞泵1上的出油孔27、進(jìn)油孔29 位置相對(duì)應(yīng)，用螺絲把集成控制閥組24與柱塞泵1連接成一體。集 成控制閥組24上的回油孔30直接對(duì)著柱塞泵1上的進(jìn)油孔29，具 有功率回收作用，油箱23只起油路泄漏的補(bǔ)油作用。本發(fā)明的鉆機(jī) 用變量柱塞泵系統(tǒng)上還裝有系統(tǒng)壓力表251、差壓壓力表261、鉆進(jìn) 壓力表33。工作過程旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的運(yùn)行工作前，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥7的手柄處于中位，主油路25關(guān)閉， 控制油路26打開，此時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柱塞泵1運(yùn)轉(zhuǎn)，有很少一部 份壓力油向控制油路26供油，由于調(diào)節(jié)閥6的阻尼作用，在此兩端 產(chǎn)生較大的壓力差信號(hào)，此信號(hào)加在流量控制閥4兩端，使流量控制 閥芯41移動(dòng)，導(dǎo)至部份壓力油進(jìn)入變量缸2，推動(dòng)斜盤201 (圖2) 角度至零，柱塞泵1不向主油路25排油。此時(shí)向右扳動(dòng)手柄位置， 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥7的控制閥芯10向左相應(yīng)的位置移動(dòng)，首先導(dǎo)通主 油路25，同時(shí)控制閥芯10上的斜形槽16在控制油路26中起阻尼作 用并加大，調(diào)節(jié)閥6至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥7間的壓力升高，調(diào)節(jié)閥6兩 端的壓力差減少，流量控制閥4兩端的壓力差也減少，使流量控制閥 芯41移動(dòng)，至進(jìn)入變量缸2的壓力油減少，斜盤201在復(fù)位彈簧202 作用下角度增大，柱塞泵1向主油路25排油增加。此時(shí)主油路25已 打開，壓力油推開止逆單向閥5進(jìn)入控制閥進(jìn)油腔11，通過控制閥 排油腔B 13經(jīng)管路接至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21運(yùn)轉(zhuǎn)，回油 經(jīng)管路接至控制閥排油腔A 12再通過控制閥回油腔14至柱塞泵1的 進(jìn)油孔29。當(dāng)扳動(dòng)手柄到終點(diǎn)，控制閥芯10上的斜形槽16把控制 油路25關(guān)閉，此時(shí)調(diào)節(jié)閥6兩端壓力相等，壓力差為零，流量控制 閥4兩端壓力差也為零，在彈簧作用下，流量控制閥芯41也移動(dòng)到 端點(diǎn)，變量缸2右腔同回油路接通，斜盤201也達(dá)到最大角度，柱塞 泵l達(dá)到最大排量(可設(shè)定)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21也達(dá)到最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)向相 反方向扳動(dòng)手柄，也產(chǎn)生同樣的變量效果，只是主油路25上旋轉(zhuǎn)馬 達(dá)控制閥7至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21的壓力油方向也改變，同時(shí)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)21向 相反方向運(yùn)行。上下馬達(dá)的運(yùn)行工作前，上下馬達(dá)控制閥8的手柄處于中位，主油路25關(guān)閉，
控制油路26打開，此時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柱塞泵1運(yùn)轉(zhuǎn)，有很少一部份壓力油向控制油路26供油，由于調(diào)節(jié)閥6的阻尼作用，在此兩端 產(chǎn)生較大的壓力差信號(hào)，此信號(hào)加在流量控制閥4兩端，使流量控制 閥芯41移動(dòng)，導(dǎo)至部份壓力油進(jìn)入變量缸2，推動(dòng)斜盤201 (圖2) 角度至零，柱塞泵1不向主油路25排油。此時(shí)向右扳動(dòng)手柄位置， 上下馬達(dá)控制閥8的控制闊芯10向左相應(yīng)的位置移動(dòng)，首先導(dǎo)通主 油路25，同時(shí)控制閥芯10上的斜形槽16在控制油路26中起阻尼作 用并加大，調(diào)節(jié)閥6至上下馬達(dá)控制閥8間的壓力升高，調(diào)節(jié)閥6兩 端的壓力差減少，流量控制閥4兩端的壓力差也減少，使流量控制閥 芯41移動(dòng)，至進(jìn)入變量缸2的壓力油減少，斜盤201在復(fù)位彈簧202 作用下角度增大，柱塞泵l向主油路25排油增加。此時(shí)主油路25已 打開，壓力油推開止逆單向閥5進(jìn)入控制閥進(jìn)油腔11，通過控制閥 排油腔B 13至減壓閥19再經(jīng)管路接至上下馬達(dá)22，推動(dòng)上下馬達(dá) 22運(yùn)轉(zhuǎn)，回油經(jīng)管路接至控制閥排油腔A 12再通過回油腔14至柱 塞泵進(jìn)油孔29。當(dāng)扳動(dòng)手柄到終點(diǎn)，控制閥芯10上的斜形槽16把 控制油路26關(guān)閉，此時(shí)調(diào)節(jié)閥6兩端壓力相等，壓力差為零，流量 控制閥4兩端壓力差也為零，在彈簧作用下，流量控制閥芯41也移 動(dòng)到端點(diǎn)，變量缸2右腔同回油路接通，斜盤201也達(dá)到最大角度， 柱塞泵l達(dá)到最大排量(可設(shè)定)，上下馬達(dá)22也達(dá)到最高轉(zhuǎn)速。當(dāng) 向相反方向扳動(dòng)手柄，也產(chǎn)生同樣的變量效果，只是主油路25上上 下馬達(dá)控制閥7至上下馬達(dá)22的壓力油方向也改變，同時(shí)上下馬達(dá) 22向相反方向運(yùn)行。上下馬達(dá)22的回油經(jīng)單向閥20返回至上下馬 達(dá)控制閥8的控制閥排油腔B13，再通過回油腔14至柱塞泵進(jìn)油孔 29。減壓閥19，單向閥20供鉆進(jìn)時(shí)壓力調(diào)整和返回快速提升用。 系統(tǒng)的壓力設(shè)定 當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過限壓閥3設(shè)定的值，部份壓力油推動(dòng)限壓閥 芯31移動(dòng)，至另一部份壓力油進(jìn)入變量缸2右腔，推動(dòng)斜盤201至 零，柱塞泵l不向系統(tǒng)排油，保護(hù)系統(tǒng)安全。以上可以看出，鉆機(jī)所 有動(dòng)作僅靠?jī)蓚€(gè)手柄的位置，完成正反轉(zhuǎn)和上下動(dòng)作以及動(dòng)作過程的 變速，操縱及其簡(jiǎn)單。
權(quán)利要求
1、 一種鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，包含集成控制閥組、柱塞泵、旋轉(zhuǎn) 馬達(dá)和上下馬達(dá)，其特征在于所述的集成控制閥組為片式閥，把單向調(diào)節(jié)閥體(56)、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥(7)、上下馬達(dá)控制閥(8)和單向減壓閥體(18)相應(yīng)的 油孔位置對(duì)應(yīng)，使主油路(25)和控制油路(26)與各閥油腔聯(lián)通， 用螺絲把各閥串連聯(lián)接而成，再用油管(341)與限壓流量控制閥體 (34)連接，最后與柱塞泵(1)連接成一體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于所述的限壓流量控制閥體(34)，其內(nèi)裝有限壓閥(3)和流量控 制閥(4)組合而成；限壓閥(3)，包括限壓閥芯(31)和復(fù)位彈簧 (32);流量控制閥(4)，包括流量控制閥芯(41)和復(fù)位彈簧(42)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于所述的單向調(diào)節(jié)閥體(56)，其內(nèi)裝有止逆單向閥(5)和調(diào)節(jié)閥 (6)組合而成，其一側(cè)有主油路的進(jìn)油孔(28)和回油孔(30)，另 一側(cè)有主油路的出油孔和回油孔以及控制油孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于-所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥(7)和上下馬達(dá)控制閥(8)， 二者結(jié)構(gòu) 基本相同，包括控制閥體(9)、控制閥芯(10)和復(fù)位彈簧(17)， 控制閥體(9)上設(shè)有控制閥進(jìn)油腔(11)、控制閥排油腔A (12)、 控制閥排油腔B (13)、控制閥回油腔(14)和控制閥控制油腔(15)， 在控制閥芯(10)上開有依控制行程與控制閥體(9)上的油腔相對(duì) 應(yīng)的環(huán)形油槽，同時(shí)在控制油腔相對(duì)應(yīng)的控制閥芯上的環(huán)形油槽兩邊 軸向各開有一斜形槽(16)，閥的兩側(cè)有主油路的進(jìn)出油孔、回油孔 和控制油孔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥(7)，其中控制閥排油腔A (12)和控制 闊排油腔B (13)通過管路與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(21)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于所述的上下馬達(dá)控制閥(8)，其中控制閥排油腔A (12)和控制 閥排油腔B (13)通過管路與上下馬達(dá)(22)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于所述的單向減壓閥體(18)，其內(nèi)裝有減壓閥(19)和單向閥(20)， 減壓閥(19)，包括減壓閥芯和復(fù)位彈簧，單向閥(20)包括復(fù)位彈 簧，其一側(cè)有進(jìn)油孔，出油孔，回油孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于集成控制閥組(24)中的控制閥進(jìn)油孔(28)和回油孔(30)與 柱塞泵出油孔(27)和進(jìn)油孔(29)位置相對(duì)應(yīng)，把集成控制閥組(24) 與柱塞泵(1)用螺絲連接成一體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，其特征在于在鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)上還裝有系統(tǒng)壓力表(251)、差壓壓力 表(261)和鉆進(jìn)壓力表(33)。
全文摘要
一種鉆機(jī)用變量柱塞泵系統(tǒng)，包含集成控制閥組、柱塞泵、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和上下馬達(dá)，其中所述的集成控制閥組為片式閥，把單向調(diào)節(jié)閥體、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥、上下馬達(dá)控制閥和單向減壓閥體相應(yīng)的油孔位置對(duì)應(yīng)，使主油路和控制油路聯(lián)通，用螺絲把各閥串連聯(lián)接而成，再用油管與限壓流量控制閥體連接，最后與柱塞泵連接成一體。優(yōu)點(diǎn)是外形為片狀，內(nèi)部可根據(jù)需要裝有各種功能的控制閥芯和相應(yīng)的油路，每個(gè)閥的油孔位置對(duì)應(yīng)，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，重量輕，制造維護(hù)方便，柱塞泵與液壓系統(tǒng)無管路連接，集成控制閥回油孔直通柱塞泵進(jìn)油孔，具有液壓功率回收作用，主油路取消溢流閥和節(jié)流閥液壓損耗元件，鉆機(jī)有良好的操控性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F15B15/00GK101144494SQ20071004753
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者李賢平 申請(qǐng)人:上海永精機(jī)械設(shè)備有限公司