устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка

Формула изобретения

Устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка, имеющее в своем составе блоки клапанного распределения, каждый из которых содержит корпус с подводными, отводными и сливными каналами со встроенными в него предохранительным и управляемым клапанами, дроссельную плиту и пилоты управления, отличающееся тем, что корпус, предохранительный и управляемый клапаны, дроссельная плита, установленная на управляемый клапан, и пилоты образуют трехлинейный, трехпозиционный блок распределения рабочей жидкости с защитой гидролинии подвода рабочей жидкости к потребителю от перегрузок и свободный ее отвод в обратном направлении на слив с регулируемым временем срабатывания управляемого клапана при отключении гидропривода с исключением гидроударов, при этом распределение рабочей жидкости для управления гидравлическими механизмами осуществляют тремя блоками согласно схемы подключения линий подвода, отвода и слива, а также программой включения электромагнитов пилотов управления клапанов.

Описание изобретения к патенту

Устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка, обеспечивающее силовые и скоростные перемещения механизмов с помощью трехлинейного блочного клапанного распределения с непосредственной защитой гидролиний от перегрузок и гидроударов.

Изобретение относится к гидроприводу карьерного бурового станка, предназначенного для бурения взрывных скважин в горных породах с изменяющимися физическими свойствами.

Аналогом изобретения является гидропривод карьерного бурового станка (Руководство по эксплуатации карьерного бурового станка СБШ 250 МНА-32. Раздел: «Гидропривод станка. Маслостанция 091-02.69.0000-02», производство ОАО «Рудгормаш», г.Воронеж), в котором применен золотниковый тип распределения жидкости для управления механизмом подачи бурового става и подвода ее к гидроблокам управления вспомогательными механизмами посредством золотниковых распределителей 1P 203 (1P 203 РЭ «Гидроаппарат» г.Ульяновск). Защита от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном гидросистемы с давлением настройки, необходимым для работы вспомогательных механизмов. Процесс бурения ведется посредством дистанционного управления этим клапаном в режиме дроссельного регулирования, при котором избыток жидкости, подаваемый насосом, дросселируется через предохранительный клапан. Недостатком данного гидропривода является низкая пропускная способность золотниковых гидрораспределителей и гидролиний, не обеспечивающих требуемые скоростные перемещения бурового става, составляющие не менее 15 метров в минуту, а также сложность конструкции маслостанции с низкой ремонтопригодностью. Для применяемых гидроцилиндров подачи с диаметром поршня 280 мм, диаметром штока 180 мм и максимальным ходом поршня 2420 мм, предназначенных для привода бурового става с помощью четырехкратной канатно-полиспастной системы, необходим расход жидкости 460 литров в минуту.

Аналогом изобретения является гидропривод бурового станка (Станок направленного бурения 2СБШ-200 Н, М., Недра, 1980, стр.44-52, рис.4.1, рис.4.2, автор НАНКИН Ю.А.), в котором применен золотниковый тип распределения жидкости для управления механизмом подачи бурового става и вспомогательными механизмами. Система распределения построена на серийно выпускаемых электрогидрораспределителях золотникового типа 44ПГ73-24 с дросселями, встроенными в торцевые крышки корпуса распределителя. Защита всех механизмов от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном гидросистемы. Процесс бурения ведется в режиме объемного регулирования посредством дистанционного управления регулятором потока управляющего расходом жидкости нерегулируемого насоса.

Аналогом изобретения является распределитель гидропривода (патент РФ № 2285157 С2, кл. F15B 13/08, 2006, авторы БУДНИКОВ Н.Г. и др.), состоящий из корпуса, каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, расположенных симметрично относительно осевого отверстия, отличающийся тем, что в корпус встроены втулки, служащие корпусами для рабочих золотников, и центральная магистральная втулка, служащая магистралью поступления и слива рабочей жидкости, причем канавки центральной магистральной втулки, а также канавки втулок для золотников образуют совместно с поверхностями отверстий в корпусе распределителя необходимые для работы распределителя полости, а соединение полостей осуществляется с помощью соединительных каналов в корпусе и овальных отверстий на дне канавок втулок, причем крепление и герметизация втулок в корпусе произведены с помощью анаэробного клея.

Данный распределитель гидропривода относится к разновидности золотниковых распределителей.

Заявленное устройство распределения жидкости отличается от известных тем, что оно относится к клапанному типу распределения с непосредственной защитой всех внешних гидролиний от перегрузок с требуемым давлением и исключением гидроударов, состоит из корпуса с подводными, отводными и сливными каналами и встроенными в него предохранительным и управляемым клапанами, причем предохранительный клапан выполняет функции как защиты, так и распределения.

Раскрытие изобретения

Из уровня техники, относящегося к гидроприводу, известно, что существуют два основных типа распределения потоков рабочей жидкости: золотниковое и клапанное (КОВАЛЬ П.В., М.: Машиностроение, 1979, Гидравлика и гидропривод горных машин, стр.159-180). По утверждению автора клапанные распределители не получили широкого распространения из-за своей громоздкости и сложности в управлении.

Сущность изобретения заключается в получении технического решения на разработку гидравлического устройства которым обеспечивается:

1 - необходимый расход жидкости для обеспечения требуемых скоростных характеристик перемещения бурового става;

2 - защита всех механизмов от перегрузок, требующих различных настроек предельных значений давления, в том числе и ведения процесса бурения в дроссельном режиме без применения дистанционного управления предохранительным клапаном;

3 - защита гидросистемы от гидроударов;

4 - однотипность (унифицированность) гидроаппаратов с функцией распределения, защиты от предельных нагрузок и гидроударов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик карьерного бурового станка.

Поставленная цель достигается с помощью заявленного на изобретение устройства распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка, имеющего в своем составе блоки клапанного распределения рабочей жидкости, каждый из которых содержит корпус (1) с подводными, отводными и сливными каналами с соосно встроенными в него предохранительным (2) и управляемым (3) клапанами, дроссельную плиту (4) и пилоты управления (5) и отличающегося от известных тем, что корпус, предохранительный и управляемый клапаны, дроссельная плита, установленная на управляемый клапан, и пилоты образуют трехлинейный трехпозиционный блок распределения рабочей жидкости с защитой гидролинии подвода рабочей жидкости к потребителю от перегрузок и свободный ее отвод в обратном направлении на слив с регулируемым временем срабатывания управляемого клапана при отключениях гидропривода с исключением гидроударов, при этом распределение рабочей жидкости для управления гидравлическими механизмами осуществляют тремя блоками согласно схеме подключения линий подвода, отвода и слива, а также программой включения электромагнитов пилотов управления клапанов.

Получаемый технический результат

- Обеспечение устройством требуемых расходных характеристик при условных проходных каналах клапанов D_y=25 мм и отводных каналов устройства D_y=30 мм.

- Обеспечение устройством защиты внешних линий от перегрузок с настройкой требуемых давлений, а также защита гидропривода от гидроударов.

- Унифицированность устройства, обусловленная применением однотипных гидроаппаратов.

- Простота конструкции, легкость в управлении.

- Высокая надежность и ремонтопригодность.

Перечень чертежей

Фиг.1 - блок распределения жидкости с защитой внешней линии от перегрузок и гидроударов. Сборочный чертеж.

1 - корпус гидроблока;

2 - предохранительный клапан вставного монтажа нормально открытого типа МКПВ25/3Ф3П3, производство ОАО «Гидравлик», г.Грязи, Липецкая обл.;

3 - управляемый клапан, модернизированный обратный клапан МКОВ25/3Ф2, производство ОАО «Гидравлик», г.Грязи, Липецкая обл.;

4 - дроссельная плита Д1 ФСБ1 со встроенным регулируемым дросселем и обратным клапаном, производство ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;

5 - элекрогидрораспределитель ВЕ6-574А Г24В УХЛ-4, производство ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;

Фиг.2 - устройство распределения жидкости для управления гидравлическими механизмами карьерного бурового станка. Гидравлическая схема;

6, 7 - гидроблоки управления вспомогательными механизмами;

8 - гидроцилиндры подачи бурового става с соотношением объемов поршневой и штоковой полостей 2:1;

9 - линия подвода жидкости от насоса;

10 - линия подвода жидкости к поршневым полостям гидроцилиндров;

11 - линия подвода жидкости к штоковым полостям гидроцилиндров;

12 - линия подвода жидкости к гидроблокам 6, 7.

Блок, Фиг.1, состоит из стального корпуса 1 прямоугольной формы, имеющего каналы: Р - подвода жидкости от насоса; А - отвода жидкости к потребителю; Т - свободного слива жидкости от потребителя и слива избытка жидкости при создании в линии А требуемого давления. В корпус встроены предохранительный клапан и соосно ему управляемый клапан 3. Управление клапанами осуществляется электрогидрораспределителями 5 (далее пилоты управления). Блок имеет каналы независимого слива жидкости с пилотов управления, а также канал подвода жидкости от напорной магистрали Р к пилоту клапана управления через дроссельную плиту 4, причем последняя установлена между фланцем и пилотом управляемого клапана 3.

Блоки монтируются как по отдельности, так и собираются в модуль через уплотнительные прокладки и фланцы с помощью шпилек и крепятся фланцами к верхней крышке бака через прокладку и отверстия в баке для слива с блоков. Присоединение магистральных трубопроводов возможно любым способом: сварным, фланцевым и резьбовым.

В исходном состоянии (Фиг.2) поток жидкости, подаваемый насосом по линии (9), поступает к управляемым клапанам нормально открытого типа (3) и, преодолевая усилие их пружин, поступает по линиям (10, 11, 12) к поршневым и штоковым полостям гидроцилиндров подачи (8), к гидроблокам (6, 7) управления вспомогательными механизмами и через нормально открытые предохранительные клапаны (2) сливается в гидробак. Блоки устройства однотипны и каждый из них, в зависимости от положения клапанов, закрытом или открытом, осуществляет, индивидуально для каждой из линий (10, 11, 12) подвод жидкости от насоса, защиту магистралей и механизмов от перегрузок посредством настройки пружины предохранительного клапана (2) и отвод жидкости на слив через этот же клапан, тем самым обеспечивая трехлинейную схему распределения с требуемым расходом. Настройка каждого из клапанов производится на требуемое давление для каждого из механизмов и не изменяется в процессе работы, при этом процесс бурения ведется в дроссельном режиме со сливом избытка жидкости через предохранительный клапан поршневых полостей гидроцилиндров.

Управление предохранительными и управляемыми клапанами устройства осуществляется пилотами управления (5) дистанционно с пульта оператора. В исходном состоянии схемой определено положение выше названных клапанов как нормально открытое, при этом все линии соединены со сливом. Таких позиций (состояний) каждого из блоков возможно еще две: вторая позиция - линия 9 заперта, линия отвода (10, 11, 12) соединена со сливом; третья позиция - линия 9 соединена с линией отвода (10, 11, 12), сливные линии заперты. Экспериментально установлено, что одновременный сброс давления с механизма и насоса через один и тот же блок, вне зависимости от его пропускной способности, при отключении гидропривода, имеющего клапанное распределение, приводит к мощным гидроударам. В связи с этим, электрогидравлической схемой с программным обеспечением, предусмотрено производить сброс давления с насоса через два других блока с настройкой времени срабатывания управляемых клапанов (3) посредством регулируемых дросселей (4), которые обеспечивают не мгновенный сброс давления, а растянутый во времени, при этом управляемый клапан отключенного механизма закрывается за тоже время.