用于控制鉆桿的控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】用于引導(dǎo)鉆桿的控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括：框架(6)；兩個引導(dǎo)卡爪(8a、8b)，所述引導(dǎo)卡爪設(shè)有引導(dǎo)面且被安裝成可相對于框架(6)移動，在鉆孔期間，鉆桿(5)被設(shè)置在引導(dǎo)卡爪之間；和致動器(9)，用于相對于鉆桿(5)移動引導(dǎo)卡爪(8a、8b)。所述控制設(shè)備包括：同步裝置，該同步裝置聯(lián)接在引導(dǎo)卡爪(8a，8b)之間，使得引導(dǎo)卡爪(8a、8b)總是以相同的速度在彼此相反的方向上移動；和檢測器，該檢測器檢測引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的引導(dǎo)面和鉆桿(5)的接觸。
【專利說明】用于控制鉆桿的控制設(shè)備
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)鉆桿的控制設(shè)備，該控制裝置包括:框架；兩個引導(dǎo)卡爪，所述引導(dǎo)卡爪設(shè)有引導(dǎo)面并且被安裝成可相對于框架線性移動，在鉆孔過程中，在引導(dǎo)卡爪之間設(shè)置鉆桿；和致動器，用于橫向于鉆桿軸線移動引導(dǎo)卡爪，以使引導(dǎo)卡爪彼此遠(yuǎn)離移動，以及相應(yīng)地使引導(dǎo)卡爪朝向彼此移動移動，以便引導(dǎo)鉆桿。
[0003]鉆機往往使用不同直徑的鉆桿，通常是兩種不同的鉆桿。在鉆孔過程中，鉆桿必須被引導(dǎo)并且因此通常使用兩個單獨的控制器，即針對每種桿直徑使用一個控制器。每個引導(dǎo)件需要用于操作控制器的單獨的液壓系統(tǒng)，因此操作人員還必須具有分別用于每個引導(dǎo)件的單獨的控制裝置。而且，雙重裝置的使用增加了設(shè)備的重量，特別是在對設(shè)備不利的位置，即在進料裝置的端部。
[0004]從美國專利申請公開7，814，994已知一種解決方案，該解決方案使用了用于支撐不同直徑的桿的一種裝置。該解決方案包括在鉆桿的任一側(cè)上的大致V形的引導(dǎo)卡爪，該引導(dǎo)卡爪都通過特定的液壓缸朝向鉆桿進給，直到它們和鉆桿接觸為止。該裝置在某種程度上工作不可靠，這是因為引導(dǎo)卡爪的移動可能存在差異，并且不確定引導(dǎo)卡爪的任何的實際位置。此外，在公開的解決方案中，處在引導(dǎo)位置的引導(dǎo)卡爪和鉆桿連續(xù)接觸，這將導(dǎo)致不必要的摩擦和磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種控制器，通過控制器能夠以容易和簡單的方式操縱不同直徑的鉆桿，并且控制器在操作期間是易于操作和可靠的。本發(fā)明的控制器的特征在于包括檢測器，該檢測器檢測引導(dǎo)卡爪的引導(dǎo)面與鉆桿的接觸。
[0006]本發(fā)明的基本構(gòu)思是，引導(dǎo)卡爪的致動裝置包括檢測元件，例如檢測器，通過檢測器檢測引導(dǎo)卡爪夾緊鉆桿的情況。進一步，本發(fā)明的實施例的構(gòu)思是，引導(dǎo)卡爪以強迫受控的方式相互連接，使得它們都總是沿相同的方向以相同的距離同時移動。因此，鉆桿總是在正確的位置準(zhǔn)確地居中，而不論條件和直徑如何。進一步，根據(jù)本發(fā)明的實施例包括控制單元，該控制單元用于控制引導(dǎo)卡爪，使其離開鉆桿移動一個較短的距離，使得引導(dǎo)卡爪不夾緊鉆桿并且不連續(xù)接觸鉆桿的表面。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，檢測元件包括壓力感測器，該壓力感測器檢測用于引導(dǎo)卡爪的進給氣缸的液壓流體的壓力上升，并且基于壓力感測器的信號，控制設(shè)備使引導(dǎo)卡爪從鉆桿移動離開。
[0007]本發(fā)明的控制裝置具有如下的優(yōu)點，S卩:為了引導(dǎo)不同直徑的鉆桿僅需要一對引導(dǎo)卡爪。本發(fā)明的另一優(yōu)點是簡單和易于使用，這是因為操作人員只需要切換引導(dǎo)卡爪的閉合運動并且控制設(shè)備自動執(zhí)行其余的運動，即:根據(jù)具體的正在使用中的鉆桿來檢測引導(dǎo)卡爪的位置，以及從引導(dǎo)卡爪夾具自動釋放鉆桿。此外，和常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相t匕，控制設(shè)備的重量顯著減少。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]現(xiàn)在參考附圖對本發(fā)明進行更詳細(xì)的描述，其中
[0009]圖1示意性地示出了巖石鉆機，在該巖石鉆機中使用了控制設(shè)備，
[0010]圖2a和圖2b是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖，
[0011]圖3是用于操作本發(fā)明的控制設(shè)備的液壓系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1示意性地示出了鉆機，該鉆機包括運載裝置1，吊臂2連接至該運載裝置。進給梁3則安裝到吊臂2，鉆孔機器4在進給梁上移動。鉆桿5則聯(lián)接到鉆孔機器4上，并在進給梁3的下端有用于引導(dǎo)鉆桿5的控制設(shè)備6。
[0013]圖2a和圖2b是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的示意性透視圖?？刂圃O(shè)備6包括框架7和兩個相對的引導(dǎo)卡爪8a和Sb，該引導(dǎo)卡爪被安裝成相對于框架7線性移動，并且該引導(dǎo)卡爪被聯(lián)接成在橫向于鉆桿5的方向上在鉆桿5的任一側(cè)上移動。為了移動引導(dǎo)卡爪，該控制設(shè)備6包括致動器9，在這種情況下是位于引導(dǎo)卡爪8a和Sb的任一側(cè)上的液壓缸，使得將對稱的力施加在引導(dǎo)卡爪上。引導(dǎo)卡爪8a和Sb分別包括引導(dǎo)面8a'和Sb'，該引導(dǎo)面控制鉆桿5。
[0014]為了使引導(dǎo)卡爪的移動同步而使得它們以相同的速度沿彼此相反的方向移動，且因此移動相同的距離，引導(dǎo)卡爪之間連接有同步裝置。在圖2的實施例中，同步裝置包括聯(lián)接元件10，在本實施例中為盤，其在框架中可旋轉(zhuǎn)地安裝在引導(dǎo)卡爪8b的任一側(cè)上，且傳動臂11從該盤的軸線的相對側(cè)轉(zhuǎn)到引導(dǎo)卡爪。理論上，盤的旋轉(zhuǎn)軸線可以具有各種方向，但由于實際的原因，以如下這樣的方式安裝盤最簡單，即:每個盤的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于引導(dǎo)卡爪的運動方向。傳動臂11的長度是相互相等的，以便使引導(dǎo)卡爪的行進完全相同，并且相應(yīng)地，盤的軸線處于鉆桿5的中心軸線處。
[0015]當(dāng)液壓流體被引導(dǎo)進入液壓缸，進入液壓缸的缸室中的任一個時，液壓缸的活塞移動。由于液壓缸在一端被聯(lián)接到一個弓丨導(dǎo)卡爪，在這個實施例中被聯(lián)接到引導(dǎo)卡爪8a，且活塞桿的端部相應(yīng)地聯(lián)接到相對的引導(dǎo)卡爪，在這種情況下聯(lián)接到8b，所以活塞的移動使得引導(dǎo)卡爪之間的距離或者更短或者更長。隨著引導(dǎo)卡爪8a和Sb移動，傳動臂11和引導(dǎo)卡爪一起相應(yīng)地移動并且使聯(lián)接元件10 (即盤)旋轉(zhuǎn)。盤的旋轉(zhuǎn)則具有使引導(dǎo)卡爪8a和Sb總是以相同的速度沿相反的方向強迫地移動的效果，且因此引導(dǎo)卡爪8a和Sb的移動長度也是相互一樣的。傳動臂11在兩端都連接到盤上，以可繞平行于盤軸線的軸線旋轉(zhuǎn)的方式，以相同的距離處在軸線的相對側(cè)上，并且相應(yīng)地以可相對于引導(dǎo)卡爪8a或Sb旋轉(zhuǎn)的方式。替代盤，還能夠?qū)H僅支承臂用作聯(lián)接元件10，該支撐臂具有在傳動臂11之間的相似的支承件或類似物。
[0016]圖3是用于操作控制設(shè)備的引導(dǎo)卡爪的液壓系統(tǒng)的簡單示意圖。通過液壓流體通道12和13將液壓流體供給到液壓缸，使得液壓流體沿著通道12被供給到控制閥14且液壓流體沿著通道13返回到液壓流體容器15?？刂崎y14是電控的，且該控制閥允許液壓流體沿著通道16被引導(dǎo)到液壓缸的每個缸室以閉合引導(dǎo)卡爪，或者沿著通道17被引導(dǎo)到液壓缸的每個缸室以打開引導(dǎo)卡爪。因此，通道16和17中的另一個用作用于液壓流體的返回通道。
[0017]為了引導(dǎo)卡爪的閉合步驟中的自動控制，通道16包括檢測器18，在這種情況下是壓力感測器。隨著引導(dǎo)卡爪閉合，液壓流體被供給到液壓缸，由控制單元20控制，從而控制單元20沿控制通道21向控制閥14發(fā)送控制信號。當(dāng)引導(dǎo)卡爪在兩側(cè)上均和鉆桿5的表面接觸時，引導(dǎo)卡爪將不能再沿所述方向移動。這則導(dǎo)致通道16中的壓力上升。當(dāng)引導(dǎo)卡爪8a和Sb的引導(dǎo)面8a'和Sb'與鉆桿5接觸時，S卩引導(dǎo)面壓靠于鉆桿5的表面且不能夠再進一步朝向鉆桿移動時，壓力感測器檢測到通道16中的壓力上升。
[0018]壓力上升被指示在通向控制單元20的信號通道22上，控制單元基于此而在引導(dǎo)卡爪的閉合方向上中止液壓流體供給。此后，借助于閥14，通過控制通道23，控制單元20將液壓流體供給短時間(momentarily)連接到通道17,以這樣的方式，即:使得引導(dǎo)卡爪8a和8b遠(yuǎn)離鉆桿5移動一個較小的距離，至多為幾毫米，使得間隙被提供在引導(dǎo)卡爪8a與Sb和鉆桿之間，在該間隙內(nèi)，鉆桿5可以在不和任一引導(dǎo)卡爪連續(xù)接觸的情況下移動。
[0019]控制設(shè)備還包括測量裝置24，該測量裝置測量引導(dǎo)卡爪8a和Sb相對于控制設(shè)備的框架的位置。當(dāng)已知鉆桿5的直徑時，在每個特定的控制位置中的引導(dǎo)卡爪8a和Sb的位置和鉆桿的直徑或識別鉆桿的其它數(shù)據(jù)可以被存儲在控制單元20的存儲器中，且因此，當(dāng)隨后使用相同直徑的鉆桿時，引導(dǎo)卡爪可以被直接移動到正確的引導(dǎo)位置，由控制單元20控制，而無需單獨地檢測引導(dǎo)卡爪與鉆桿的接觸。因此，在使用給定的直徑進行第一次鉆進后，能夠針對所述直徑存儲引導(dǎo)卡爪的位置，并且然后針對設(shè)備中使用的所有鉆桿逐步提供有關(guān)引導(dǎo)卡爪的預(yù)設(shè)位置的信息。如果那樣，則每次鉆桿的直徑改變時，鉆孔機可以利用控制裝置25直接從控制單元20的存儲器中選擇出引導(dǎo)卡爪所需的位置。
[0020]因為在使用過程中引導(dǎo)卡爪磨損，所以由給定的鉆桿直徑所需的引導(dǎo)卡爪的位置可能要進行檢查，如果需要的話，則從開始到結(jié)束執(zhí)行整個過程，從而引導(dǎo)卡爪的磨損將被補償。
[0021]上文僅作為示例的方式在說明書和附圖中描述了本發(fā)明，并且本發(fā)明不以任何方式限定于此。引導(dǎo)卡爪的同步移動可以由多種不同的解決方案，諸如齒條，連桿機構(gòu)等提供。另外，引導(dǎo)卡爪的同步移動可以通過使用已知的、所謂的引導(dǎo)缸解決方案來提供，其中，一個液壓缸的移動從所述液壓缸向相似的液壓缸的對應(yīng)的液壓缸室供給液壓流體，且因此在一個液壓缸中的移動產(chǎn)生在另一液壓缸中的相同的移動。
[0022]替代壓力感測器，能夠使用指示液壓流體流動速率的各種運動感測器或檢測器作為檢測器，從而運動的結(jié)束或液壓流體的流動產(chǎn)生用于控制設(shè)備的檢測結(jié)果。替代利用鉆桿執(zhí)行的引導(dǎo)卡爪位置的測定，在通過某一其它的控制設(shè)備對相似的引導(dǎo)卡爪執(zhí)行相同位置的測定時，引導(dǎo)卡爪位置的數(shù)據(jù)可以被輸入到控制單元20的存儲器內(nèi)。對本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說顯而易見的是，隨著技術(shù)的進步，本發(fā)明的基本構(gòu)思可以以多種方式實現(xiàn)。本發(fā)明及其實施例并不限于上面描述的實例，而是在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以變化。
【權(quán)利要求】
1.用于引導(dǎo)鉆桿的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備包括:框架(6);兩個引導(dǎo)卡爪(8a、8b)，所述引導(dǎo)卡爪設(shè)有引導(dǎo)面且被安裝成可相對于所述框架(6)線性移動，且在鉆孔期間，鉆桿(5)被設(shè)置在所述引導(dǎo)卡爪之間；和致動器(9)，所述致動器用于橫向于所述鉆桿(5)的軸線移動所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)，以使所述引導(dǎo)卡爪彼此遠(yuǎn)離，以及相應(yīng)地使所述引導(dǎo)卡爪朝向彼此移動，以便引導(dǎo)所述鉆桿，所述控制設(shè)備的特征在于包括檢測器(18)，所述檢測器檢測所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的所述引導(dǎo)面和所述鉆桿(5)的接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其特征在于包括同步裝置，所述同步裝置聯(lián)接在所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)之間，使得所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)總是以相同的速度在彼此相反的方向上移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其特征在于所述致動器(9)是液壓缸，所述卡爪(8a，8b)通所述液壓缸來移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制設(shè)備，其特征在于所述檢測器(18)是壓力感測器，當(dāng)所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)停下來抵靠所述鉆桿(5)的表面時，所述壓力感測器檢測所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的所述液壓缸的液壓流體供給通道中的液壓流體的壓力上升。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的控制設(shè)備，其特征在于包括用于指示所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的位置的測量裝置(24)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的控制設(shè)備，其特征在于包括控制單元(20)，通過所述控制單元來控制所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制設(shè)備，其特征在于所述檢測器(18)被連接到所述控制單元(20)，且所述控制單元(20)被布置成:當(dāng)從所述檢測器(18)接收到所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)與所述鉆桿(5)接觸的信號時，使所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)自動地遠(yuǎn)離所述鉆桿(5)移動一個預(yù)定距離到達引導(dǎo)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制設(shè)備，其特征在于所述控制單元(20)包括存儲器裝置，用于當(dāng)將所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)從所述鉆桿(5)移動離開到達引導(dǎo)位置時，將所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)的位置和有關(guān)所述鉆桿(5)的信息存儲到存儲器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制設(shè)備，其特征在于所述控制單元(20)可以被設(shè)置用以根據(jù)所選擇的鉆桿(5)來將所述引導(dǎo)卡爪(8a、8b)直接移動到正確的引導(dǎo)位置。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的控制設(shè)備，其特征在于所述同步裝置包括:可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述控制設(shè)備的所述框架(6)上的聯(lián)接元件(10);和傳動臂(11)，所述傳動臂可旋轉(zhuǎn)地安裝在兩端處，并且在所述聯(lián)接元件(10)的旋轉(zhuǎn)軸線的相對側(cè)上被布置到所述聯(lián)接元件(10)，并且被布置到任一引導(dǎo)卡爪(8a、8b)。
【文檔編號】E21B19/24GK103429839SQ201280009430
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月18日
【發(fā)明者】奧西·蒂耶納里 申請人:山特維克礦山工程機械有限公司