<Desc/Clms Page number 1>
Stuurbare boormol.
EMI1.1
------------------ De uitvinding heeft betrekking op een stuurbare boormol die een hol rond lichaam bevat, een vooraan dit lichaam gelegen spuitstuk en een hogedrukleiding die op het spuitstuk aansluit.
Bij bekende stuurbare boormollen van deze soort is het spuitstuk gemonteerd in een neus die scharnierend op het lichaam gemonteerd is. Door mechanische middelen wordt in de grond de neus ten opzichte van het lichaam gekanteld waardoor de richting van het spuitstuk wordt gewijzigd. Door het gebruik van een wentelbare neus en middelen om deze neus te wentelen is de konstruktie van deze bekende boormollen relatief ingewikkeld.
De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een stuurbare boormol van het hiervoor bedoelde type te verschaffen waarvan de konstruktie zeer eenvoudig is en die op een eenvoudige manier kan gestuurd worden.
<Desc/Clms Page number 2>
Tot dit doel is de hogedrukleiding ten minste in het lichaam buigzaam maar toch relatief stijf en is ze vooraan en op een afstand meer naar achter door een steun centraal in het lichaam vastgehouden, terwijl de boormol middelen bevat om de hogedrukleiding tussen de steun vooraan en de steun achteraan naar buiten te buigen ten opzichte van het lichaam zodat het voorste einde van de hogedrukslang en het erop gemonteerd spuitstuk van richting veranderen.
Hierbij wordt gebruik gemaakt van de vaststelling dat, wanneer men een relatief stijve maar toch buigzame leiding in een richting uitbuigt, de buiten de steunen gelegen einden, althans indien ze vrij zijn, in de tegengestelde richting van de normale langsrichting gaan afwijken. Door hiervan gebruik te maken om het voorste einde van de hogedrukleiding en dus het erop gemonteerde spuitstuk te richten wordt een vrij eenvoudige konstruktie verkregen terwijl toch vrij nauwkeurig de spuitrichting en dus de boorrichting kunnen bepaald worden.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding, bevatten de middelen om de hogedrukleiding tussen de steunen naar buiten te buigen ten minste drie verplaatsingsinrichtingen die tussen de binnenzijde van het lichaam en de hogedrukleiding opgesteld zijn, verdeeld over de omtrek van de hogedrukleiding.
<Desc/Clms Page number 3>
Doelmatig bevatten de verplaatsingsinrichtingen elk een uitzetbare koker en middelen om deze koker afzonderlijk met fluidum onder druk te vullen zodat hij uitzet.
Door de keuze van de koker die gevuld wordt terwijl de andere niet gevuld worden, verkrijgt men een uitbuiging van de hogedrukleiding in de ene of andere richting. De koker kan gevuld worden met hetzelfde fluidum dat ook aan het spuitstuk wordt toegevoerd of een ander fluldum onder druk. De middelen om de koker te vullen kunnen dus behalve een bron van fluldum onder druk ook kleppen bevatten, die, hetzij op de kokers, hetzij op afzonderlijke toevoerleidingen daarvoor gemonteerd zijn.
In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de steunen voor de hogedrukleiding elastisch vervormbaar.
Voordelig is de voorste steun gevormd door de elastische afdichting die het lichaam vooraan rond de hogedrukleiding met spuitstuk afdicht.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan t. e tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een stuurbare boormol volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
<Desc/Clms Page number 4>
Figuur 1 een schematische voorstelling is van een inrichting voor het maken van een tunnel in de grond voorzien van een stuurbare boormol volgens de uitvinding ; figuur 2 een langse doorsnede voorstelt van de stuurbare boormol volgens de uitvinding uit de inrichting volgens figuur 1 ; figuur 3 een detail voorstelt uit figuur 2 op grotere schaal getekend ;
figuur 4 een doorsnede voorstelt van de boormol genomen ter plaatse van de lijn IV-IV uit figuur 2 ; figuur 5 een langse doorsnede voorstelt van de boormol volgens de uitvinding analoog met deze uit figuur 2 maar met betrekking of een andere stand van het spuitstuk.
Zoals geillustreerd in figuur 1 vervaardigt men een tunnel 1 in de grond 2 met behulp van een stuurbare boormol 3 volgens de uitvinding welke boormol gemonteerd is op een plooibare boorpijp 4.
De soepele boorpijp 4 wordt afgerold van een trommel 5 die boven de grond opgesteld is. Deze boorpijp 4 bezit een kleinere diameter dan de boormol 3.
De boormol 3 en vervolgens de boorpijp 4 treden in de grond 2 doorheen een bak 6 met spoelvloeistof of water voor het verstrekken van hydraulische druk in de tunnel 1. Deze bak 6
<Desc/Clms Page number 5>
is gemonteerd over een opening 7 in een plaat 8 die op de grond 2 ligt. Een opgeblazen ring 9 die de opening 7 in de plaat 8 en de uitmonding van de tunnel 1 op het grondoppervlak omringt, is tussen de plaat 8 en het grondoppervlak geplaatst.
De boormol 3 is van een hogedrukspuitstuk 10 voorzien voor het in de grond boren. Het hogedrukfluldum voor dit spuitstuk 10 wordt doorheen de plooibare boorpijp 4 gepompt door middel van een hogedrukpomp 11.
De diepte van de boormol 3 in de grond kan afgelezen worden van een boven de grond 2 gelegen doorschijnend bovenste einde van een leiding 12 die zieh langs de plooibare boorpijp 4 in de tunnel 1 uitstrekt en met zijn onderste, gesloten einde op het voorste einde van de boormol 3 is gelegen. Deze leiding 12 is gevuld met vloeistof waarop dus bovenaan de atmosferische druk inwerkt. Het niveau van de vloeistof in het bovenste doorschijnende en vertikaal gerichte gedeelte van de leiding 12 verandert in funktie van de diepte van de boormol.
Duidelijkheidshalve is deze leiding 12 niet voorgesteld in de figuren 2 tot 5 waarin wel de boormol 3 in detail is voorgesteld.
Zoals blijkt uit deze figuren, bevat de boormol 3 volgens de uitvinding een cilindervormig lichaam 13. Het spuitstuk 10,
<Desc/Clms Page number 6>
dat van een op zichzelf bekende konstruktie is, is centraal gemonteerd in een rubberen steun 14 die het voorste einde van het lichaam 13 afsluit en door elastische vorming het richten van het spuitstuk 10 toelaat.
Dit spuitstuk 10 sluit aan op een buigzame maar toch relatief stijve hogedrukslang 15 van polyethyleen versterkt met weefsel.
Halverwege het lichaam 13 is deze buigzame hogedrukslang 15 centraal ondersteund door een steun 16 in de vorm van een rubberen wand die dwars op de langsas van het lichaam 13 is gericht. Een aan de achterzijde van de steun 16 gelegen scheidingswand 17 houdt verder de hogedrukslang 15 vast op haar plaats in het midden van het lichaam 13. Vandaar strekt de slang 15 zieh axiaal uit tot in de kamer 18 die op het achterste einde in het lichaam 13 gevormd is en waarin meet apparatuur 19,20, 21 opgesteld is. Deze kamer 18 sluit aan op de boorpijp 4.
De buigzame hogedrukslang 15 is bijgevolg in het voorste gedeelte van het lichaam 13 ondersteund, vooraan onder tussenkomst van het spuitstuk 10 door de steun 14 en meer naar achter, door de steun 16. Tussen deze twee steunen 14 en 16 is de hogedrukslang 15 omringd door vier opblaasbare kokers 22
<Desc/Clms Page number 7>
die zieh in de langsrichting van het lichaam 13 uitstrekken, tussen de slang 15 en de binnenzijde van het lichaam 13.
Op het achteraan gelegen einde van elke koker 22 sluiten twee persluchtleidingen, namelijk een toevoerleiding 23 en een afvoerleiding 24, aan. In elk van deze leidingen 23 en 24 is een elektromagnetische klep 25 gemonteerd die van boven de grond uit bestuurbaar is.
De leidingen 23 en 24 van al de kokers 22 komen samen in het lichaam 13, strekken zich in de wand van de kamer 18 uit en strekken zieh verder doorheen de boorpijp 14 tot boven de grond uit waar de toevoerleidingen 23 aansluiten op een bron van perslucht.
Deze leidingen 23 en 24 kunnen zich gewoon doorheen de pijp 4 zelf uitstrekken of kunnen zieh uitstrekken doorheen een tweede buigzame pijp die zieh coaxiaal in de boorpijp 4 uitstrekt. De elektrische leidingen voor het bedienen van de elektromagnetische kleppen 25, welke leidingen eenvoudigheidshalve niet in de figuren voorgesteld zijn, volgen dezelfde weg als de leidingen 23 en 24. Ter plaatse van de boorpijp 4 kunnen deze elektrische leidingen zieh ook in de wand van de boorpijp 4 of in de erin gelegen coaxiale pijp uitstrekken.
<Desc/Clms Page number 8>
Wanneer de elektromagnetische kleppen 25 in de toevoerleidingen 23 gesloten zijn en de elektromagnetische kleppen 25 in de afvoerleidingen 24 open zijn bevinden zieh de kokers 22 in niet uitgezette toestand zoals voorgesteld in de figuren 2 en 3. De kokers 22 oefenen geen druk uit op het gedeelte van de hogedrukslang 15 dat tussen de steunen 14 en 16 is gelegen of oefenen alle vier dezelfde kleine druk uit, een en ander zodanig dat de hogedrukslang 15 zieh axiaal uitstrekt. Het spuitstuk 10 is dus ook axiaal gericht en de boormol 3 zal zieh rechtlijnig volgens zijn asrichting in de grond verplaatsen wanneer fluidum onder hoge druk doorheen de drukslang 15 en het spuitstuk 10 gepompt wordt.
Wanneer de elektromagnetische klep 25 in de toevoerleiding 23 van een van de opblaasbare kokers 22 geopend wordt en tegelijkertijd de elektromagnetische klep 25 in de afvoerleiding 24 van deze koker gesloten wordt, zal perslucht in de koker 22 binnen dringen en zal deze koker uitzetten en dus de hogedrukslang 15 van de binnenzijde van het lichaam 15 weg duwen. In figuur 5 is de bovenaan gelegen koker 22 in uitgezette toestand voorgesteld. Doordat van de ertegenover gelegen koker 22 de klep 25 in de afvoerleiding 24 nog steeds open is en de klep 25 in de toevoerleiding 23 nog steeds gesloten is, zal deze koker 22 plat geduwd worden.
<Desc/Clms Page number 9>
Dit alles heeft voor gevolg dat het tussen de steunen 14 en 16 gelegen gedeelte van de hogedrukslang zijdelings weggeduwd wordt en dus gebogen komt te staan zoals blijkt uit figuur 4.
Doordat deze hogedrukslang relatief stijf is zal ook het voorste einde van de hogedrukslang 15 dat voor de kokers 22 gelegen is, van richting veranderen en wel in de tegengestelde zin gericht worden als de doorbuiging van de hogedrukslang 15 veroorzaakt door de opgeblazen koker 22. Deze afwijking in richting van het voorste einde van de hogedrukslang 15 is mogelijk doordat de voorste steun 14 elastisch vervormbaar is.
Door deze verandering van richting van het voorste einde van de hogedrukslang 15 verandert ook de richting van de op het einde gemonteerd spuitstuk 10 zodat ook de spuitrichting verandert en gaat afwijken van de axiale richting van de boormol. Deze boormol 3 gaat zieh nu in de grond in de spuitrichting gaan verplaatsen m. a. w. wijkt af van zijn oorspronkelijke richting.
Het is duidelijk dat tegelijkertijd twee of zelfs drie kokers 22 kunnen opgeblazen worden hetgeen van boven de grond uit kan bestuurd worden door het bedienen van de gepaste kleppen 25.
In elk geval kan door het opblazen van een of meerdere kokers 22 naargelang de keuze van deze kokers 22 nauwkeurig de richting van het uitbuigen van de hogedrukslang 15 en
<Desc/Clms Page number 10>
bijgevolg ook de spuitrichting van het spuitstuk 10 ingesteld worden.
Om de boormol 3 nauwkeurig te sturen volstaat het niet de richting van het spuitstuk 10 ten opzichte van de as van de boormol 3 nauwkeurig te kunnen instellen, de stand van de boormol 3 rond zijn langsas en de ligging in de grond moeten ook nauwkeurig gekend zijn.
Daarom zijn in de kamer 18, zoals reeds vermeld, drie meettoestellen ingebouwd, namelijk een hellingsmeter 19, een torsiemeter 20 en een kompas 21.
De hellingsmeter 19 en de torsiemeter 20 zijn zogenoemde I1clinometers n waarvan de werking gebaseerd is op de kapaciteit-theorie, waarbij de hellingsmeter 19 evenwijdig aan een vertikaal symmetrievlak van de boormol 3 in zijn neutrale stand opgesteld is en dus de helling van de as van de boormol 3 meet, en de torsiemeter 20 dwars op de langsas van de boormol 3 opgesteld is en de helling meet van dit symmetrievlak ten opzichte van zijn vertikale beginstand.
Clinometers van deze soort zijn in de handel gebracht door Sperry Corporation en zijn onder meer beschreven in het artikel"Capacitance-based angular measurement" van Tom Donahoe gepubliceerd in het november 1985 nummer van nSensor Magazine".
<Desc/Clms Page number 11>
In hoofdzaak bestaat een dergelijke clinometer uit een kondensatorplaat die in twee delen verdeeld is en gevat is tussen twee helften van zink die aardingsplaten vormen. De ruimte tussen de laatstgenoemde platen is voor de helft gevuld met een di-elektrische vloeistof en voor de rest met een inert gas.
Naarmate de helling is de ene helft van de kondensatorplaat meer of minder ingedompeld in de vloeistof wat een verandering geeft in haar kapacitantie.
Het kompas 21 kan een zogenoemd"fluxgate"kompas zijn. Dergelijke kompassen zijn in de handel en bevatten in hoofdzaak en toroldale spoel waardoor een wisselstroom wordt gestuurd om het magnetisch veld van de aarde te voelen. Het geheel is ingebouwd in een afgesloten ring van kunststof waarin dit geheel op een vloeistof drijft om enigszins het schommelen en andere bewegingen van de boormol 3 op te vangen.
De spoel is horizontaal gericht en bij draaiingen neemt zij de veranderingen van de magnetische krachtlijnen zeer nauwkeurig waar. Deze veranderingen worden elektronisch versterkt en weergegeven op een scherm dat boven de grond opgesteld is en door middel van niet in de figuren voorgestelde leidingen met het kompas 21 verbonden is.
<Desc/Clms Page number 12>
Het kompas 21 kan ook een stationair kompas zijn dat bestaat uit drie zeer gevoelige mgneet-sensoren die door vektoranalyse ten opzichte van het boorvlak en door hun 120 graden verdraaing ten opzichte van de as, richtingsveranderingen volgens het azimutvlak juist aangeven. De drie meetinstrumenten 19,20 en 21 zijn in de kamer 8 nog omgeven door een mantel 26 van niet-magnetisch metaal.
De konstruktie van de hiervoor beschreven boormol 3 is relatief eenvoudig, toch kan hij nauwkeurig gestuurd en gepositioneerd worden.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke boormol kan in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
In het bijzonder moeten de kokers niet noodzakelijk met perslucht opgeblazen worden. Ze kunnen ook met vloeistof onder druk opgeblazen worden.
De afvoerleidingen van de kokers kunnen gedeeltelijk gemeenschappelijk zijn en ook de toevoerleidingen kunnen gedeeltelijk gemeenschappelijk zijn.
<Desc/Clms Page number 13>
De kleppen op deze leidingen moeten niet noodzakelijk van het getekende type zijn. Ze kunnen overigens ook boven de grond op de leidingen gemonteerd zijn in plaats van in de boormol, in welk geval de leidingen dan wel afzonderlijk moeten zijn.
Het spuitstuk is ook niet noodzakelijk een hydraulisch spuitstuk. Het kan ook een pneumatisch spuitstuk zijn in welk geval door de hogedrukleiding geen vloeistof onder druk maar wel lucht onder druk gepompt wordt.
<Desc / Clms Page number 1>
Steerable drill mole.
EMI1.1
The invention relates to a steerable drilling mill containing a hollow round body, a nozzle located in front of this body and a high-pressure pipe connecting to the nozzle.
In known steerable drilling moles of this kind, the nozzle is mounted in a nose which is hinged on the body. In the ground, the nose is tilted relative to the body by mechanical means, which changes the direction of the nozzle. The use of a rotatable nose and means for revolving this nose makes the construction of these known drilling moles relatively complicated.
The object of the invention is to overcome these drawbacks and to provide a controllable drill of the aforementioned type, the construction of which is very simple and which can be controlled in a simple manner.
<Desc / Clms Page number 2>
For this purpose, the high-pressure pipe is at least flexible in the body, yet relatively stiff, and is retained at the front and at a distance more rearwardly by a support centrally in the body, while the drill comprises means for separating the high-pressure pipe between the front support and the bend the rear support outward from the body so that the front end of the high pressure hose and the nozzle mounted on it change direction.
Here, use is made of the observation that, when a relatively rigid yet flexible pipe is bent in one direction, the ends located outside the supports, at least if they are free, will deviate in the opposite direction from the normal longitudinal direction. By using this to direct the front end of the high-pressure pipe and thus the nozzle mounted thereon, a fairly simple construction is obtained, while the spray direction and thus the drilling direction can still be determined quite accurately.
In a particular embodiment of the invention, the means for bending the high pressure pipe between the supports outwards comprise at least three displacement devices disposed between the inside of the body and the high pressure pipe distributed over the circumference of the high pressure pipe.
<Desc / Clms Page number 3>
Advantageously, the displacement devices each include an expandable sleeve and means for separately filling this sleeve with pressurized fluid to expand.
The choice of the tube to be filled while the others are not filled results in a deflection of the high-pressure pipe in one direction or the other. The sleeve can be filled with the same fluid that is also supplied to the nozzle or another pressurized fluid. Thus, in addition to being a source of fluid under pressure, the means for filling the sleeve may also include valves mounted either on the sleeves or on separate supply lines therefor.
In an effective embodiment of the invention, the supports for the high-pressure pipe are elastically deformable.
The front support is advantageously formed by the elastic seal which seals the body at the front around the high-pressure pipe with nozzle.
Better understanding the features of the invention t. The following is described, by way of example without any limitation, a preferred embodiment of a steerable drilling mill according to the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:
<Desc / Clms Page number 4>
Figure 1 is a schematic representation of an apparatus for making a tunnel in the ground provided with a steerable drilling mole according to the invention; figure 2 represents a longitudinal section of the steerable drilling mole according to the invention from the device according to figure 1; figure 3 represents a detail from figure 2 drawn on a larger scale;
figure 4 represents a cross-section of the drill mill taken at the line IV-IV of figure 2; figure 5 represents a longitudinal section of the drill mole according to the invention analogous to that of figure 2 but with regard to or another position of the nozzle.
As illustrated in figure 1, a tunnel 1 in the ground 2 is manufactured with the aid of a steerable drill mill 3 according to the invention, which drill mill is mounted on a flexible drill pipe 4.
The flexible drill pipe 4 is unwound from a drum 5 arranged above the ground. This drill pipe 4 has a smaller diameter than the drill mole 3.
The drill 3 and then the drill pipe 4 penetrate into the ground 2 through a bucket 6 with flushing fluid or water to provide hydraulic pressure in the tunnel 1. This bucket 6
<Desc / Clms Page number 5>
is mounted over an opening 7 in a plate 8 lying on the ground 2. An inflated ring 9 surrounding the opening 7 in the plate 8 and the outlet of the tunnel 1 on the ground surface is interposed between the plate 8 and the ground surface.
The drill mill 3 is provided with a high-pressure nozzle 10 for drilling into the ground. The high-pressure fluid for this nozzle 10 is pumped through the flexible drill pipe 4 by means of a high-pressure pump 11.
The depth of the drill mill 3 in the ground can be read from a translucent upper end of a conduit 12 located above the ground 2 which extends along the flexible drill pipe 4 in the tunnel 1 and with its lower, closed end on the front end of the drill mill 3 is located. This conduit 12 is filled with liquid, so that atmospheric pressure acts at the top. The level of the liquid in the upper translucent and vertically oriented portion of the conduit 12 changes in function of the depth of the drill.
For the sake of clarity, this conduit 12 is not shown in Figures 2 to 5, in which the drill mill 3 is shown in detail.
As can be seen from these figures, the drill mill 3 according to the invention comprises a cylindrical body 13. The nozzle 10,
<Desc / Clms Page number 6>
which is of a known per se construction is centrally mounted in a rubber support 14 which closes the front end of the body 13 and allows the nozzle 10 to be aligned by elastic shaping.
This nozzle 10 connects to a flexible yet relatively stiff high pressure hose 15 of polyethylene reinforced with fabric.
Halfway through the body 13, this flexible high-pressure hose 15 is centrally supported by a support 16 in the form of a rubber wall which is oriented transversely to the longitudinal axis of the body 13. A partition 17 located at the rear of the support 16 further holds the high pressure hose 15 in place in the center of the body 13. Hence, the hose 15 extends axially into the chamber 18 which is at the rear end in the body 13 in which measuring equipment 19,20, 21 is arranged. This chamber 18 connects to the drill pipe 4.
The flexible high-pressure hose 15 is thus supported in the front part of the body 13, at the front through the nozzle 10 through the support 14 and more to the rear, through the support 16. Between these two supports 14 and 16, the high-pressure hose 15 is surrounded by four inflatable tubes 22
<Desc / Clms Page number 7>
which extend in the longitudinal direction of the body 13, between the hose 15 and the inside of the body 13.
Two compressed air pipes, namely a supply pipe 23 and a discharge pipe 24, connect to the rear end of each sleeve 22. An electromagnetic valve 25 is mounted in each of these lines 23 and 24 and can be controlled from above the ground.
The lines 23 and 24 of all the sleeves 22 converge in the body 13, extend into the wall of the chamber 18 and extend further through the drill pipe 14 to above the ground where the supply lines 23 connect to a source of compressed air .
These lines 23 and 24 may simply extend through the pipe 4 itself or may extend through a second flexible pipe extending coaxially in the drill pipe 4. The electric lines for operating the electromagnetic valves 25, which lines are not shown in the figures for the sake of simplicity, follow the same route as the lines 23 and 24. At the location of the drill pipe 4, these electric lines can also be located in the wall of the drill pipe 4 or extend into the coaxial pipe located therein.
<Desc / Clms Page number 8>
When the solenoid valves 25 in the supply lines 23 are closed and the solenoid valves 25 in the discharge lines 24 are open, the sleeves 22 are in the unexpanded state as shown in Figures 2 and 3. The sleeves 22 do not apply pressure to the portion of the high-pressure hose 15 located between the supports 14 and 16, all four exert the same small pressure, all this so that the high-pressure hose 15 extends axially. Thus, the nozzle 10 is also axially oriented and the drill mill 3 will move rectilinearly in its direction in the ground when fluid is pumped under high pressure through the pressure hose 15 and the nozzle 10.
When the solenoid valve 25 in the supply line 23 of one of the inflatable tubes 22 is opened and at the same time the solenoid valve 25 in the discharge line 24 of this tube is closed, compressed air will enter the tube 22 and this tube will expand and thus push the high-pressure hose 15 away from the inside of the body 15. Figure 5 shows the top tube 22 in the expanded state. Since the valve 25 in the discharge pipe 24 of the opposite sleeve 22 is still open and the valve 25 in the supply pipe 23 is still closed, this sleeve 22 will be pushed flat.
<Desc / Clms Page number 9>
All this has the consequence that the part of the high-pressure hose located between the supports 14 and 16 is pushed away sideways and thus becomes bent as shown in figure 4.
Because this high-pressure hose is relatively stiff, the front end of the high-pressure hose 15 located in front of the sleeves 22 will also change direction and be directed in the opposite direction as the deflection of the high-pressure hose 15 caused by the inflated sleeve 22. This deviation towards the front end of the high-pressure hose 15 is possible because the front support 14 is elastically deformable.
This change of direction of the front end of the high pressure hose 15 also changes the direction of the end mounted nozzle 10 so that the spray direction also changes and deviates from the axial direction of the drill. This drill 3 will now move in the ground in the spraying direction. A. W. deviates from its original direction.
It is clear that two or even three tubes 22 can be inflated simultaneously, which can be controlled from above the ground by operating the appropriate valves 25.
In any case, by inflating one or more tubes 22, depending on the choice of these tubes 22, the direction of bending out of the high-pressure hose 15 and
<Desc / Clms Page number 10>
consequently, the spraying direction of the nozzle 10 can also be set.
It is not sufficient to accurately adjust the direction of the nozzle 10 relative to the axis of the drill mill 3 to accurately control the drill mill 3, the position of the drill mill 3 around its longitudinal axis and the location in the ground must also be accurately known .
Therefore, as already mentioned, three measuring devices are built into the chamber 18, namely an inclinometer 19, a torque meter 20 and a compass 21.
The inclinometer 19 and the torque meter 20 are so-called llinometers n, the operation of which is based on the theory of capacity, the inclinometer 19 being arranged parallel to a vertical plane of symmetry of the drill mill 3 in its neutral position and thus the inclination of the axis of the drill mill 3, and the torque meter 20 is disposed transverse to the longitudinal axis of the drill mill 3 and measures the slope of this plane of symmetry relative to its vertical starting position.
Clinometers of this type have been marketed by Sperry Corporation and are described, inter alia, in Tom Donahoe's article "Capacitance-based angular measurement" published in the November 1985 issue of nSensor Magazine ".
<Desc / Clms Page number 11>
Essentially, such a clinometer consists of a capacitor plate which is divided into two parts and is sandwiched between two halves of zinc that form ground plates. The space between the latter plates is half filled with a dielectric liquid and the rest with an inert gas.
As the slope, one half of the capacitor plate is more or less immersed in the liquid, which gives a change in its capacitance.
Compass 21 can be a so-called "fluxgate" compass. Such compasses are commercially available and essentially contain a toroidal coil through which an alternating current is sent to sense the Earth's magnetic field. The whole is built into a closed ring of plastic in which this whole floats on a liquid in order to somewhat compensate for the rocking and other movements of the drill mill 3.
The coil is oriented horizontally and, when rotated, it detects changes in the magnetic lines of force very accurately. These changes are amplified electronically and displayed on a screen positioned above the ground and connected to the compass 21 by means of conduits not shown in the figures.
<Desc / Clms Page number 12>
The compass 21 may also be a stationary compass consisting of three highly sensitive magnetic sensors which correctly indicate direction changes according to the azimuth plane by vector analysis with respect to the drilling plane and by their 120 degrees of rotation with respect to the axis. The three measuring instruments 19, 20 and 21 are still surrounded in the chamber 8 by a jacket 26 of non-magnetic metal.
The construction of the previously described drill mill 3 is relatively simple, yet it can be accurately controlled and positioned.
The present invention is by no means limited to the above-described and illustrated embodiment, but such drill mills can be realized in various shapes and sizes without departing from the scope of the invention.
In particular, the tubes do not necessarily have to be inflated with compressed air. They can also be inflated with liquid under pressure.
The discharge pipes of the ducts can be partly shared and the supply pipes can also be partly shared.
<Desc / Clms Page number 13>
The valves on these pipes need not necessarily be of the drawn type. They can also be mounted above the ground on the pipes instead of in the drill, in which case the pipes must be separate.
The nozzle is also not necessarily a hydraulic nozzle. It can also be a pneumatic nozzle, in which case the high-pressure pipe does not pump pressurized liquid but pressurized air.