一种用于动力头的安全装置、控制方法及钻机与流程

本发明专利涉及液压控制系统领域，尤其涉及一种用于动力头的安全装置、控制方法及钻机。

背景技术：

1、在目前的煤矿用定向钻机中，动力头旋转装置及制动器装置均由液压系统驱动和控制，动力头马达带动旋转减速机旋转，传递至旋转箱体小齿轮，再经过齿轮箱减速，最终传递至主轴。通常由于空间所限，动力头结构较为紧凑，将制动器置于动力头旋转箱体小齿轮轴处。与动力头旋转马达减速机形成背靠背布置。

2、但如此以来，该处传动扭矩由于经过了旋转减速机，其有降速增扭作用，传递扭矩较大，而制动器只需满足定向钻进施工过程中钻杆反扭矩，数值较小。如果制动器加大，则造成较大浪费，因此制动器本身的制动扭矩一般较小，且一般为静态制动器，无法实现动态制动。造成动力头旋转时容易与制动器动作干扰，司钻在操作过程中需特别注意。有方案采用增加单向锁止的方式，初步实现了制动器工作过程中，旋转无动作，但未能彻底解决该问题，误操作现象依然存在，无法满足日益复杂的施工现场需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于动力头的安全装置、控制方法及钻机。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种用于动力头的安全装置，包括：油箱t、以及分别连接油箱t的快旋转多路阀、快旋转手柄、旋转马达、慢旋转多路阀、慢旋转手柄、制动器、制动器阀组和安全互锁阀组；所述安全互锁阀组设有进油口p1、进油口p2、进油口p3、进油口p4和进油口a，以及出油口a1、出油口a2、出油口a3、出油口a4和出油口b；所述快旋转手柄和慢旋转手柄分别设有出油口a和出油口b；所述快旋转多路阀和慢旋转多路阀分别设有控制油口a和控制油口b；制动器设有进油口br；制动器阀组设有出口a；所述安全互锁阀组的进油口p1和进油口p2分别连接快旋转手柄的出油口a和出油口b；所述安全互锁阀组的进油口p3和进油口p4分别连接慢旋转手柄的出油口a和出油口b；所述安全互锁阀组的进油口a连接制动器阀组的出口a；所述安全互锁阀组的出油口a1和出油口a2分别连接快旋转多路阀的控制油口a和控制油口b；所述安全互锁阀组的出油口a3和出油口a4分别连接慢旋转多路阀的控制油口a和控制油口b；所述安全互锁阀组的出油口b连接制动器的进油口br，旋转马达一端连接制动器，另一端分别连接快旋转多路阀和慢旋转多路阀。

3、进一步地，所述安全互锁阀组设有第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀、第四两位三通换向阀和第五两位三通换向阀；每个两位三通换向阀均设有p口、a口、a口和t口；第一两位三通换向阀的p口连接进油口p1，a口连接出油口a1；第二两位三通换向阀的p口连接进油口p2，进油口a出油口a2；第三两位三通换向阀的p口连接进油口p3，a口连接出油口a3；第四两位三通换向阀的p口连接进油口p4，a口连接出油口a4；第五两位三通换向阀的p口连接进油口a，a口连接出油口b；第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀和第四两位三通换向阀的a口互连，并共同连接第五两位三通换向阀的a口；每个两位三通换向阀的t口均连接油箱t。

4、进一步地，所述安全互锁阀组还设有第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀；每个梭阀均设有c口；第一梭阀一端连接第一两位三通换向阀的a口，另一端连接第二两位三通换向阀的a口；第二梭阀一端连接第三两位三通换向阀的a口，另一端连接第四两位三通换向阀的a口；第三梭阀一端连接第一梭阀的c口，另一端连接第二梭阀的c口；第三梭阀c口连接第五两位三通换向阀的a口。

5、进一步地，还包括第一泵，所述制动器阀组、快旋转手柄和慢旋转手柄的进油口p均通过第一泵连接油箱t。

6、进一步地，所述第一泵连接有溢流阀。

7、进一步地，还包括第二泵和第三泵；所述快旋转多路阀的进油口p通过第二泵连接油箱t；所述慢旋转多路阀通过第三泵连接油箱t。

8、进一步地，还包括快旋转压力表和慢旋转压力表；所述快旋转压力表连接快旋转多路阀；所述慢旋转压力表连接慢旋转多路阀。

9、相应地，用于动力头的安全装置的控制方法：

10、当钻机准备开始定向钻进施工时，推动制动器控制手柄，制动器阀组的进油口p与出口a沟通，控制油路通过管路传递至安全互锁阀组的进油口a，此时两位三通换向阀在弹簧作用下处于右位，进油口a压力油经第五两位三通换向阀后分两路油，一路经出油口b进入制动器的进油口br，使制动器进入制动状态，抱紧齿轮箱体齿轮轴，实现制动功能；另一路同时连至第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀和第四两位三通换向阀的a口，使四个两位三通换向阀克服弹簧力同时实现换向，换向后左位进入工作状态，换向后安全互锁阀组的出油口a1、出油口a2、出油口a3、出油口a4通过第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀和第四两位三通换向阀的a口与t口相连通，而t口与油箱相连，从而实现快旋转多路阀与慢旋转多路阀的控制油口a和控制油口b处于卸荷状态，此时进油口p1、进油口p2、进油口p3、进油口p4分别通过第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀和第四两位三通换向阀被堵死，切断了快旋转手柄和慢旋转手柄的动作输出。

11、相应地，用于动力头的安全装置的控制方法：

12、当制动器手柄和快旋转手柄、慢旋转手柄均未操作时，制动器的进油口br通过制动器阀组连通油箱t，使制动器处于默认松开状态，此时快旋转手柄或慢旋转手柄实现动力头正常运转；

13、当制动器手柄和快旋转手柄、慢旋转手柄均未操作时，出油口a1、出油口a2、出油口a3、出油口a4分别与各自两位三通换向阀的t口相通，制动器手柄正常操作，制动器自由松开和制动；

14、当先操作制动器手柄而未操作快旋转手柄或慢旋转手柄时，制动器的进油口br通过制动器阀组的出口a连通制动器阀组进油口p，使制动器的进油口br口连通压力油，从而使制动器处于制动状态，同时，此油路通过安全互锁阀组出油口b控制第一两位三通换向阀、第二两位三通换向阀、第三两位三通换向阀和第四两位三通换向阀换向，从而使出油口a1、出油口a2、出油口a3、出油口a4分别与各自两位三通换向阀的t口相通，与快旋转手柄和慢旋转手柄相连的进油口p1、进油口p2、进油口p3、进油口p4处于封闭状态，切断了快旋转手柄和慢旋转手柄的动作输出；

15、当先操作快旋转手柄或慢旋转手柄而未操作制动器手柄时，出油口a1、出油口a2、出油口a3、出油口a4中某一个油口压力升高，传递至快旋转多路阀或慢旋转多路阀控制油口a或控制油口b,实现快旋转多路阀或慢旋转多路阀换向，与此同时，控制油经过第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀流至第五两位三通换向阀a口，使其换向，换向后第五两位三通换向阀的a口与t口沟通，同时第五两位三通换向阀的a口与制动器的进油口br相连，实现制动器的进油口br与油箱t相连，从而实现此时制动器完全无动作。

16、相应地，一种钻机，所述钻机设有上述的用于动力头的安全装置。

17、本发明具有的有益效果：

18、通过安全互锁阀组的合理配置，根据煤矿定向钻机在施工时的需求特点，实现了动力头的旋转动作及制动器油路的双向互锁，解决了钻机容易误操作导致的制动器损坏从而影响施工效率的问题。