用于钻进设备的多功能泵站

技术领域

本发明属于土层或岩石的钻进技术领域，更具体地说，是涉及一种用于钻进设备的多功能泵站。

背景技术

目前，钻进设备如液压竖井钻机、液压抓斗机等因其效率高、噪音低、逐步取代气动设备，已成为竖井掘进施工的主流设备，由于竖井施工现实工况的特点，竖井吊盘成为安装这些钻进设备的泵站的唯一平台。而竖井吊盘上不仅要布置两个用于吊桶上下的孔口，还要放置水泵或其他设备，因此，直径较小的竖井是没有足够的空间允许液压竖井钻机泵站和液压抓斗机泵站等全部布置在吊盘上的，从某种意义上说，限制了钻进设备在竖井施工中的应用，降低了竖井掘进或钻进的效率。

因此，要想使液压竖井钻机和液压抓斗机的泵站布置在竖井吊盘上，同时还要让该泵站为液压竖井钻机、液压抓斗机等提供油源，还能不影响其他设备在吊盘上放置，有效节省吊盘使用空间，这是值得研究的一个课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻进设备用多功能泵站及钻进设备，旨在解决竖井吊盘上由于空间有限，无法放置钻进设备的泵站，导致竖井掘进效率降低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于钻进设备的多功能泵站，包括：

机架，设于竖井吊盘上端，吊盘固定在竖井内部，所述吊盘具有多个孔口，用于竖井钻进的液压竖井钻机位于吊盘下方或井底、液压抓斗机位于吊盘上；

油箱，连接于所述机架，内部存储有液压油，具有进油口和出油口；

多台变量柱塞泵，连接于所述机架，具有进油端和出油端，所述进油端连通所述油箱的出油口、所述出油端连通有油管，所述变量柱塞泵用于向所述油管内泵送液压油，所述油管的出油端用于连通液压竖井钻机、液压抓斗机并提供油源；

摆动式进回油绞盘装置，一端转动连接于所述机架，具有在水平面内摆动的自由度，所述油管卷绕于所述摆动式进回油绞盘装置上，所述摆动式进回油绞盘装置摆动后用于使所述油管移动至吊盘孔口上方、还用于驱动所述油管上升或下降，以使所述油管在吊盘孔口内上下移动，进而使所述油管的出油端适于与液压竖井钻机对接；

其中，所述机架连接有阀组合，所述变量柱塞泵和所述摆动式进回油绞盘装置的运行均受控于所述阀组合。

在一种可能的实现方式中，所述摆动式进回油绞盘装置包括：

支撑架，一端转动连接于所述机架、另一端为自由端，所述支撑架具有在水平面内摆动的自由度；

推顶油缸，一端铰接所述机架、另一端铰接所述支撑架，用于推顶所述支撑架转动或摆动，所述推顶油缸连通所述阀组合且伸缩推顶受控于所述阀组合；

辊筒组件，转动连接于所述支撑架自由端，具有在水平面内圆周向旋转自由度，所述辊筒组件的旋转轴向垂直于所述支撑架长度方向，所述油管卷绕于所述辊筒组件上，所述油管在水平面内的位置调节受控于所述推顶油缸，所述油管在吊盘孔口内的高度调节受控于所述辊筒组件。

在一种可能的实现方式中，所述辊筒组件包括：

辊筒，所述支撑架自由端设置有安装孔，所述安装孔内设置有回转轴承，所述辊筒一端插入所述回转轴承内、通过所述回转轴承与所述支撑架转动连接，所述油管卷绕于所述辊筒上，所述辊筒旋转后用于卷绕或展放所述油管，以调节所述油管高度；

驱动器，连接于所述支撑架中部，具有动力输出端且动力输出端与所述辊筒动力传动连接并用于驱动所述辊筒旋转。

在一种可能的实现方式中，所述辊筒内部为中空，所述油管包括第一段管和第二段管，所述第一段管一端用于连通所述变量柱塞泵出油端，所述第二段管沿所述辊筒轴向穿入所述辊筒内部并从所述辊筒外圆周侧壁穿出，所述支撑架上连接有旋转接头，所述旋转接头和所述辊筒分别位于所述支撑架两侧，所述第二段管一端连通所述旋转接头一端、另一端呈竖直状延伸至所述辊筒下方并用于穿过吊盘孔口，所述第一段管的另一端用于连通所述旋转接头另一端。

在一种可能的实现方式中，所述辊筒上设置有两块间隔设置的呈圆环形的挡板，从所述辊筒上引出的所述第二段管位于两块所述挡板之间，所述挡板上设置有镂空结构。

在一种可能的实现方式中，所述驱动器包括：

驱动电机，设于所述支撑架中部，用于提供动力，动力输出端设置有小链轮；

控制器，与所述驱动电机电性连接并用于控制所述驱动电机运行；

大链轮，同轴套接在所述辊筒上，所述大链轮与所述辊筒固定连接；

链条，包绕在所述小链轮与所述大链轮上，所述小链轮旋转通过所述链条动力传送，以使所述大链轮驱动所述辊筒旋转。

在一种可能的实现方式中，所述支撑架上设置有张紧器，所述张紧器用于对所述链条上松弛的一侧进行张紧。

在一种可能的实现方式中，所述机架连接有散热器，所述散热器用于朝向多台所述变量柱塞泵并对所述变量柱塞泵进行散热。

在一种可能的实现方式中，所述机架连接有配电柜，所述配电柜用于电性连接多台所述变量柱塞泵和所述摆动式进回油绞盘装置并提供电力。

在一种可能的实现方式中，所述机架上端连接有支架，所述支架上端连接有快插接头，所述油管的出油端还用于连通所述快插接头的一端，所述快插接头另一端用于连通液压抓斗机。

本发明提供的用于钻进设备的多功能泵站的有益效果在于：与现有技术相比，本发明用于钻进设备的多功能泵站包括机架、油箱、多台变量柱塞泵和摆动式进回油绞盘装置，机架设于竖井吊盘上端，吊盘固定在竖井内部，吊盘具有多个孔口，用于竖井钻进的液压竖井钻机位于吊盘下方、液压抓斗机位于吊盘上；油箱连接于机架，内部存储有液压油，具有进油口和出油口；多台变量柱塞泵连接于机架，具有进油端和出油端，进油端连通油箱的出油口、出油端连通有油管，变量柱塞泵用于向油管内泵送液压油，油管的出油端用于连通液压竖井钻机、液压抓斗机并提供油源；摆动式进回油绞盘装置一端转动连接于机架，具有在水平面内摆动的自由度，油管卷绕于摆动式进回油绞盘装置上，摆动式进回油绞盘装置摆动后用于使油管移动至吊盘孔口上方、还用于驱动油管上升或下降，以使油管在吊盘孔口内上下移动，进而使油管的出油端适于与液压竖井钻机对接，通过快插接头为液压抓斗机对接，实现泵站的多功能；其中，机架连接有阀组合，变量柱塞泵和摆动式进回油绞盘装置的运行均受控于阀组合，解决了竖井吊盘上由于空间有限，无法放置钻进设备的泵站，导致竖井掘进效率降低的技术问题，具有泵站的多功能，能充分利用吊盘空间，进行单泵或多泵启动，油管移动和升降方便，延长油管寿命，提高液压竖井钻机的可靠性，能满足液压竖井钻机和液压抓斗机和其它一些井下液压设备对于压力流量的需求，实现全液压设备代替气动设备在竖井施工中的广泛应用，从而实现节能和绿色矿山的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站应用状态的结构示意图（竖井底部为液压竖井钻机）；

图2为图1中的结构俯视图；

图3为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站的立体结构示意图（图中不包括回油滤油器和其中一套摆动式进回油绞盘装置的驱动电机）；

图4为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站的另一视角立体结构示意图（图中不包括其中一套摆动式进回油绞盘装置的驱动电机）；

图5为图3中的钻进设备用多功能泵站的另一视角立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站的摆动式进回油绞盘装置结构示意图（去掉辊筒和挡板后）；

图7为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站的摆动式进回油绞盘装置的外侧视角结构示意图（图中不包括驱动电机）；

图8为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站的摆动式进回油绞盘装置的内侧视角结构示意图（图中不包括驱动电机）；

图9为图6的另一视角结构示意图（图中不包括驱动电机）；

图10为图6的另一视角结构示意图（图中位于油管左侧的圆盘形结构件表示辊筒的端部封堵端头，图中不包括驱动电机）；

图11为本发明实施例提供的钻进设备用多功能泵站应用状态的结构示意图（吊盘上为液压抓斗机）；

图12为图4中的回油滤油器结构立体图。

附图标记说明：

1、机架；2、油箱；3、变量柱塞泵；4、摆动式进回油绞盘装置；41、支撑架；42、推顶油缸；43、辊筒组件；431、辊筒；432、驱动器；4321、驱动电机；4322、大链轮；4323、链条；4324、小链轮；433、回转轴承；434、挡板；44、张紧器；5、吊盘；51、孔口；6、竖井；7、液压竖井钻机；8、油管；81、第二段管；82、旋转接头；9、阀组合；10、散热器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图12，现对本发明提供的钻进设备用多功能泵站进行说明。所述用于钻进设备的多功能泵站，包括机架1、油箱2、多台变量柱塞泵3和摆动式进回油绞盘装置4，机架1设于竖井吊盘5上端，吊盘5固定在竖井6内部，吊盘5具有多个孔口51，用于竖井6钻进的液压竖井钻机7位于吊盘5下方或井底、液压抓斗机位于吊盘5上；油箱2连接于机架1，内部存储有液压油，具有进油口和出油口，在进油口处设置有回油滤油器；多台变量柱塞泵3连接于机架1，具有进油端和出油端，进油端连通油箱2出油口、出油端连通有油管8，变量柱塞泵3用于向油管8内泵送液压油，油管8出油端用于连通液压竖井钻机7、液压抓斗机并提供油源；摆动式进回油绞盘装置4一端转动连接于机架1，具有在水平面内摆动的自由度，油管8卷绕于摆动式进回油绞盘装置4上，摆动式进回油绞盘装置4摆动后用于使油管8移动至吊盘5孔口51上方、还用于驱动油管8上升或下降，以使油管8在吊盘5孔口51内上下移动，进而使油管8出油端适于与液压竖井钻机7对接；其中，机架1连接有阀组合9，变量柱塞泵3和摆动式进回油绞盘装置4的运行均受控于阀组合9。

本发明提供的用于钻进设备的多功能泵站，与现有技术相比，通过将机架1设置在吊盘5上，通过摆动式进回油绞盘装置4调节油管8的位置和高度，灵活使用，便于与井底的液压竖井钻机7对接并提供油源，解决了竖井6吊盘5上由于空间有限，无法放置钻进设备的泵站，导致竖井6掘进效率降低的技术问题，具有能充分利用吊盘5空间，进行单泵或多泵启动，油管8移动和升降方便，延长油管8寿命，提高液压竖井钻机7的可靠性的技术效果。

本实施例中油箱2设置在机架1内部，机架1呈框架式结构，多台变量柱塞泵3并列设置在油箱2下方，泵站除了本实施例中设置的多台变量柱塞泵3和摆动式进回油绞盘装置4之外，还包括阀组合9和电气盒等，均采用现有技术产品，通过阀组合9的操控能控制变量柱塞泵3的进回油启闭，从而控制一台或多台泵的运行，实现了单泵启动、多泵启动的作业模式，从而能为液压竖井钻机7或液压抓斗机等提供液压动力油源。阀组合9包括电磁溢流阀，其与四台变量柱塞泵3连通，通过操作能实现单泵启动、双泵启动、三泵启动和四泵启动的运行模式。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，摆动式进回油绞盘装置4包括支撑架41、推顶油缸42和辊筒组件43，支撑架41的一端转动连接于机架1、另一端为自由端，支撑架41具有在水平面内摆动的自由度；推顶油缸42的一端铰接机架1、另一端铰接支撑架41，用于推顶支撑架41转动或摆动，推顶油缸42连通阀组合9且伸缩推顶受控于阀组合9；辊筒组件43转动连接于支撑架41自由端，具有在水平面内圆周向旋转自由度，辊筒组件43的旋转轴向垂直于支撑架41长度方向，油管8卷绕于辊筒组件43上，油管8在水平面内的位置调节受控于推顶油缸42，油管8在吊盘5孔口51内的高度调节受控于辊筒组件43。支撑架41能提供一种支撑，通过推顶油缸42的伸缩推顶，能使支撑架41绕其与机架1的转动连接处发生转动或摆动，从而实现在水平面内转动或摆动的自由度，通过操控推顶油缸42可控制支撑架41的摆动角度，从而可控制油管8是否靠近吊盘5孔口51，当油管8置于孔口51上方时，此时停止摆动或转动，然后再控制辊筒组件43的旋转滚动，则可以控制油管8的升降，进而调节油管8的高度，方便油管8的下端（出油端）与液压竖井钻机7的进油端对接，能向液压竖井钻机7提供油源，实现泵站的多功能。

具体的，油管8的出油端连通快插接头，方便与液压抓斗机和其他一些液压设备实现连接，进而实现油源的供给和泵站的多功能。本发明的多功能泵站具有能够匹配多种液压工具或设备的功能，根据不同液压工具的压力和流量需求，多功能泵站需要通过电磁溢流阀来调整，进而实现能匹配多种液压工具或设备并实现供油，以实现本发明的多功能的特点。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，辊筒组件43包括辊筒431和驱动器432，支撑架41自由端设置有安装孔，安装孔内设置有回转轴承433，辊筒431一端插入回转轴承433内、通过回转轴承433与支撑架41转动连接，油管8卷绕于辊筒431上，辊筒431旋转后用于卷绕或展放油管8，以调节油管8高度；驱动器432连接于支撑架41中部，具有动力输出端且动力输出端与辊筒431动力传动连接并用于驱动辊筒431旋转。辊筒431在水平面内旋转，轴向在水平方向上，支撑架41在摆动时与辊筒431一同移动，进而能调整辊筒431的位置，通过支撑架41的摆动能实现油管8在水平面内的位置的调节，通过驱动器432驱动辊筒431旋转，则可以调节辊筒431对油管8的卷绕和展放，从而调节油管8的高度，即本实施例中通过设置支撑架41和辊筒431，能实现对油管8的位置和高度的调整，方便使油管8从孔口51穿过并实现与液压竖井钻机7连通，连通后能提供油源。

本实施例中通过回转轴承433能为辊筒431的旋转提供回转支承，从图3中看，在机架1上设置有两套摆动式进回油绞盘装置4，设置有四台变量柱塞泵3，四台变量柱塞泵3配备四个油管8，一套摆动式进回油绞盘装置4可卷绕两个油管8，两套摆动式进回油绞盘装置4均可以单独控制运行。由于在吊盘5上设置有两个孔口51，则可使每套摆动式进回油绞盘装置4分别对应转动至靠近两个孔口51的位置，摆动式进回油绞盘装置4可按照图2中的弧形箭头表示的旋转方向进行摆动。

为实现油管8，一是能提供油源、二是能卷绕在辊筒431上便于调节高度，在一些实施例中，请参阅图1至图11，辊筒431内部为中空，油管8包括第一段管（在图中未示出）和第二段管81，第一段管一端用于连通变量柱塞泵3出油端，第二段管81沿辊筒431轴向穿入辊筒431内部并从辊筒431外圆周侧壁穿出，支撑架41上连接有旋转接头82，旋转接头82和辊筒431分别位于支撑架41两侧，第二段管81一端连通旋转接头82一端、另一端呈竖直状延伸至辊筒431下方并用于穿过吊盘5孔口51，第一段管的另一端用于连通旋转接头82另一端。通过设置的旋转接头82能实现在旋转的情况下，油源的不间断供油。该旋转接头82采用现有技术产品，第一段管和第二段管81之间通过旋转接头82相互连通，实现了油液的不间断输送，而第二段管81具有一定弹性，在辊筒431内部卷绕时不会发生折断、打结等现象，能保证油液的正常供给。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，辊筒431上设置有两块间隔设置的呈圆环形的挡板434，从辊筒431上引出的第二段管81位于两块挡板434之间，挡板434上设置有镂空结构。本实施例中挡板434能阻挡油管8沿辊筒431轴向移动并脱离辊筒431，相当于是给油管8限定了卷绕的范围或空间，即在两个挡板434之间卷绕和展放，此时的辊筒组件43相当于是一种卷扬机。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，驱动器432包括驱动电机4321、控制器、大链轮4322和链条4323，驱动电机4321设于支撑架41中部，用于提供动力，动力输出端设置有小链轮4324；控制器与驱动电机4321电性连接并用于控制驱动电机4321运行；大链轮4322同轴套接在辊筒431上，大链轮4322与辊筒431固定连接；链条4323包绕在小链轮4324与大链轮4322上，小链轮4324旋转通过链条4323动力传送，以使大链轮4322驱动辊筒431旋转。链条4323用于传递动力，驱动电机4321可选用普通的电机或减速电机，通过人工做控制器能控制驱动电机4321的运行，进而控制辊筒431的旋转以及油管8的升降调节。

具体的，控制器可设置在机架1上，也可设置在吊盘5上，该控制器为现有技术中的一种控制面板，内置有PLC控制器、控制电路和控制按键等，通过操作能控制辊筒431的正反转、转速等。该控制器包括无线通讯单元，本发明还包括移动终端，移动终端通过无线通讯单元与控制器无线通讯连接，在移动终端上能控制辊筒431运行，而移动终端可位于吊盘5上或竖井6上端的地面上，能实现对辊筒431运行的远程操作。

为实现对链条4323的张紧，防止出现松弛的状态影响使用，在一些实施例中，请参阅图1至图11，支撑架41上设置有张紧器44，张紧器44用于对链条4323上松弛的一侧进行张紧。该张紧器44为一种对链条4323进行张紧的器件，可选用现有技术。本实施例中张紧器44设置在小链轮4324与大链轮4322之间，能实现对链条4323上较松弛的一侧进行张紧，链条4323包绕在在小链轮4324与大链轮4322之间，则在在小链轮4324与大链轮4322之间形成链条4323的上、下两侧，张紧器44张紧的一侧是位于上侧或下侧，实现张紧。

为保证对泵体的散热，防止出现高温，在一些实施例中，请参阅图1至图11，机架1连接有散热器10，散热器10用于朝向多台变量柱塞泵3并对变量柱塞泵3进行散热。本发明中的泵体均是指变量柱塞泵3。该散热器10采用现有技术产品，其设置在机架1上且设置的位置能调节，方便对泵体进行散热。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，机架1连接有配电柜，配电柜用于电性连接多台变量柱塞泵3和摆动式进回油绞盘装置4并提供电力。配电柜通过电缆线与地面上的电源电性连接，通过配电柜的配电和电能的调节，能为变量柱塞泵3和摆动式进回油绞盘装置4提供电能，还能为阀组合9和电气盒等提供电能。

在一些实施例中，请参阅图1至图11，机架1上端连接有支架，支架上端连接有快插接头，油管8出油端还用于连通快插接头的一端，快插接头另一端用于连通液压抓斗机。

本发明还包括光伏供电组件，其设置在地面上，其电能输出端连接有电缆线，而电缆线与配电柜连接，从而能实现通过光伏供电组件能为配电柜提供电能的效果。

发明提供的用于钻进设备的多功能泵站能为液压竖井钻机7提供油源，还能向液压抓斗机和其它一些液压设备提供油源，实现泵站的多功能，具有能充分利用吊盘5空间，进行单泵或多泵启动，油管8移动和升降方便，延长油管8寿命，提高液压竖井6钻机的可靠性的技术效果。如果上述的其它一些液压设备也位于吊盘上，则也与液压抓斗机的连通方式相同，都是通过快插接头与油管8连通。液压竖井钻机7位于井底，其连通摆动式进回油绞盘装置4的目的是：能降低回油阻力。其中，其它一些液压设备使用前根据其额定压力流量，来确定采用几个液压泵（即变量柱塞泵3）进行工作，并调整电磁溢流阀的压力。

竖井6钻进工作结束后，将油管8从孔口51内上升，与液压竖井钻机7断开，收卷油管8即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。