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关于钻岩机的装置和方法以及钻岩机的制作方法

作者:168体育直播  来源:  时间:2021-10-28 04:55  点击:

  [0001]本发明涉及用在液压钻岩机中的用于保护活塞密封单元的装置,该活塞密封单元用于钻岩机的壳体内的缸体与冲击活塞之间的密封。本发明还涉及包括这种装置的钻岩机和方法。

  [0002]在活塞-缸体型的液压钻岩机中,在冲击活塞执行其往复运动的某些操作情形期间,由于冲击活塞在缸体的工作空间内的高运动速度而产生巨大的压力脉动,使得在液压流体内发生空化。

  [0003]一旦液压液体内的气泡到达活塞密封件,则当气泡破碎时存在损坏活塞密封件的风险,这将导致泄漏问题并缩短密封件的工作寿命。

  [0004]在先前已知的液压钻岩机中,一般来说,位于活塞密封件和用于冲击活塞的活塞导向件之间的区域与钻机的排液系统相连接。由此,将出现在活塞导向件与活塞之间的液压液体引走,并使得液压液体压力降低,这意在引起密封件上的载荷的减少。

  [0005]然而,已经注意到的是,该布置不能完全令人满意地减少对密封件的空化损坏。

  [0006]自WO2011/123028 Al中预先知道一种钻岩机,其中,该钻岩机设置有一种具有油通道的布置,该油通道在冲击阻尼布置中的室与邻近密封件的区域之间延伸。该油道包括用于防止空化气泡通过油通道运动的一系列限制件和油体积。该文档指出该布置能够应用在钻岩机中的冲击活塞方面。

  [0008]本发明的目的是提供先前已知的用于保护液压钻岩机中的活塞密封件的布置的进一步发展,以便至少减轻由发生的空化对活塞密封件所造成的问题。

  [0009]该目的通过如上所述的装置得以实现,其中,在活塞导向件与活塞密封单元之间设置有环绕的环形的向内敞开的室,该室形成为用于容纳液压液体体积,并且所述室与用于液压液体供给的液压供给流动通道相连接。

  [0010]通过该方式将流体流动提供至向内敞开的室一所述液体流动优选地为大体上连续的和/或恒定的一从而以有效的方式确保压力变化得到缓冲,并且特别地,邻近活塞密封单元的液压液体不包括空化气泡。即,通过液体流动确保在一段时间内持续存在过量的液压流体,其中,压力变化能够通过液体的弹性来调平,并且其中,避免了由于没有充足的未受影响的液压液体进入该区域而导致空化气泡的扩增。

  [0011]优选的是所述液压供给流动通道设置成起始于钻岩机中的液压冲击阻尼布置的回流通道,这是由于在此提供了具有适当量级的液压流动,此外该液压流动为已经进入钻岩机中并且也已经用于其主要目的的液压流动。因此,该回流的使用不会导致任何的效果减弱或者从钻岩机带走其他能量。替代性地,源是可调节的恒流源,这将会导致某些能量消耗,但会提供更大的控制流动的可能性。

  [0012]对制造而言,通过其中容纳有所述室的密封座来支承活塞密封单元是适当且合理的。

  [0013]适当地,活塞密封单元设置有布置成彼此间隔轴向距离的两个密封装置。

  [0014]所述室优选地经过至少一个连接通道邻接至辅助室,借此能够确保增加可进入的液压液体量。优选的是所述液压供给流动通道设置成经过辅助室与所述室相连接。

  [0015]在发明的液压钻岩机中,优选在所述室与活塞导向件之间设置有排渗结构。该排渗结构经过中间空间适当地连接至收集池。

  [0016]在室与排渗结构之间有利地设置有朝向冲击活塞的狭槽,所述狭槽具有狭窄的狭槽宽度及短的轴向长度,以便尽可能地提供良好的效果。

  [0017]在本发明的优选方面中,液压钻岩机包括用于实现响应于由压力传感器所感测的压力变化而对所述液压液体供给进行调节的处理器和调节装置。优选地,压力传感器感测在所述室中或者在所述辅助室中发生的压力变化。

  [0018]本发明还涉及一种用于保护活塞密封单元的方法,该活塞密封单元用于钻岩机的壳体内的缸体与冲击活塞之间的密封,其中,在活塞密封单元与缸体内的工作空间之间定位有活塞导向件。液压液体从液压液体供给部供应至环绕的环形的向内敞开的室,该环绕的环形的向内敞开的室设置在活塞导向件与活塞密封单元之间,用于容纳液压液体体积。

  [0019]如上文所指出的关于该装置的对应特征和优点在发明的方法方面也是有效的。

  [0020]当响应于所感测的压力变化而调节液压液体供给时,所述液压液体供给通常会响应于压力变化增大的指示而增加。

  [0021]现在将通过实施方式的方式和参照附图来更详细地描述本发明,其中:

  [0025]图1以轴向截面的形式示出了液压钻岩机1,该液压钻岩机I包括壳体2内的冲击活塞4,该冲击活塞4可以在缸体3的内部往复移动。冲击活塞4在壳体2的内部由导向套形式的活塞导向件5导向。布置用于防止液压液体延伸到钻岩机的下部中的活塞密封单元6设置有两个轴向分离的密封装置,该两个轴向分离的密封装置分别呈活塞密封件10和活塞密封件11的形式。

  [0026]在操作中,冲击活塞4抵靠钎尾8执行冲击作用,该钎尾8容纳在钻岩机的内部,并且阻尼活塞7以本身已知的方式抵接该钎尾8,以便减弱冲击反射。阻尼活塞7具有用于其供给的阻尼流动回路29。

  [0027]活塞密封单元6处形成有环形室9,该环形室9抵靠冲击活塞4向内敞开,并且该环形室9位于活塞密封件10、11与活塞导向件5之间。在所示实施方式中,将基本上连续并且适当恒定的液压流体流动供给至环形室9,该液压流体流动为从阻尼单元经过包括通道12和辅助通道13 (—败涂地个辅助通道)(见图2)的供给通道的回流的形式。该流动通过通道12到达室9,并且还经过位于离室9较近的位置处的辅助室14。通过辅助室14,在靠近环形室9的位置提供了额外的液压液体体积,这有益于增加本发明的效果。

  [0028]通过整体以29表示的阻尼流动回路来说明用于向室9提供液压液体流动的变体,该阻尼流动回路包括液压泵30和可控制的限制件31。通过回路29供给的液压液体通过导管33传送至阻尼布置,并且随即根据上文从阻尼布置经过通道12到达室9。替代性地,流动可以从液压泵30和限制件31 (或任意的其他液压液体源)直接到达室9,这由虚线更详细地示出了位于活塞密封件处的布置,其中,显而易见的是,在活塞导向件5与活塞密封件10、11之间布置有整体由34表示的排渗结构。该排渗结构34的抵靠活塞的最向内的位置处设置有向内敞开的连续延伸的环绕的槽,该槽经过径向延伸的通道19与收集空间15相连通,收集空间15进而经过通道17将收集到的液压液体引至收集池18。

  [0030]在根据本发明的装置的操作中,由于冲击活塞的运动,在某些操作情形中,在冲击活塞4与缸体3的壁之间的空间3内将会发生很大的压力变化。空间3在此为缸体内部的工作空间。

  [0031]在压力变化足够大的情况下,压力变化进而将导致空化气泡的形成,这些空化气泡趋向于跟随泄漏的液压液体并且通过形成在活塞导向件5与冲击活塞4之间的狭缝泄漏出去。在液体中具有大量空化气泡的情况下,在传统的钻岩机中存在如下风险:至少一些气泡会一直到达活塞密封件10、11,从而在空化气泡崩溃时对这些活塞密封件造成损坏。

  [0032]一些空化气泡经过排渗结构34被带走,但是如上文所指出的,已经注意到的是这种布置不能完全令人满意地消除损坏密封件的风险。还显示出的是,当钻机内的收集空间15与来自钻岩机中的

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