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Soupape pour perforatrice de roche.
La présente invention a trait aux perforatrices
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de roche et plus particulièrement a. une sropape de distri- bution pour perforatrices actionnée par un fluide.
L'invention vise entre autres une disposition ga- rantissant un fonctionnement rapide et positif de la soupa- pe et la produotion d'une pression importante et énergique de l'organe de percussion sur l'outil proprement dit.
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D'autres particularités de l'invention ressorti- ront de la description détaillée, donnée oi-après, d'un mo- de de réalisation du disposit if objet de l'invention, et des dessina annexés dans lesquels les fig. 1 et 2 sont des coupes longitudinales d'une perforatrice de roche réalisée conformément à l'invention, la soupape étant représentée dans ses positions extrêmes.
Comme le montrent les dessins, la perf oratrice de roche 20 comporte un cylindre 21, alésé de manière à former une chambre 22 dans laquelle peut se déplacer un piston- marteau 23 animé d'un mouvement alternatif. Cette chambre 22 communique avec l'atmosphère par une lumière 24 oomman- dée par le piston 23.
Le piston représenté est du type différentiel et comporte à son extrémité antérieure une tige 25 qui coulis- se à travers une manchette 26 dans l'extrémité antérieure du cylindre, ae manière à produire des percussions sur un outil, non figuré.
L'extrémité postérieure du cylindre 21 comporte un alésage 27 de grand diamètre destiné à recevoir le dis- tributeur 28 qui, dans l'exemple figuré, se compose d'une série de plaques 29, 30, 31 et 32, disposées dans l'ordre indiqué en partant de l'extrémité extérieure de l'alésage 27, la plaque 32, la plus rapprochée de l'intérieur, for- lent en même temps l'obturation de l'extrémité postérieure de la chambre de piston 22.
Les plaques 30 et 31 smt convenablement alésées, de manière à former une ohambre de soupape 33, tandis que la plaque 29 comporte un prolongement 34 qui traverse les plaques 30 et 31 et forma une surface intérieure pour la
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chambre de soupape 33. Cette, .chambre, de forme annulaire, contient une soupape 35 du type à manchon quiassure la distribution du fluide o cmprimé aux extrémités de la oham- bre de piston, en vue d'actionner le piston y contenu.
Le fluide comprimé pénètre dans l'extrémité postérieure de la chambre de piston par un orifice d'admission 36 de la pla- que 32 qui débouche dans l'extrémité antérieure de la cham- bre de scupape; un canal d'admission 37 dans le cylindre 21 et dans le distributeur 28 amène le fluide comprimé de 1' extrémité postérieure de la chambre de soupape 33 jusqu'à l'extrémité antérieure de la chambre de piston.
Le fluide oomprimé utibisé à cet effet est amené à la chambre de soupape 33 par un canal d'admission 38 qui communique avec les extrémités antérieure et postérieure de lachambre de soupape par les oanaux 39 et 40 respective- ment. Le fluide comprimé arrive directement dans le canal
38 à travers un robinet réglable 41 logé dans une tête 42 qui constitue l'extrémité postérieure du carter de la per- foratrice de roche.
Entre ses extrémités, la soupape oomporte une bri- de extérieure 43 dont les faces antérieure et postérieure constituent respectivement les surfaces actives 44 et 45.
Ces surfaces 44 et 45 sont soumises par intermittence à 1' action du fluide comprimé, pour déplacer la soupape. Le fluide agissant sur la surface 44 y est amené par une dé- rivation 46 débouchant dans la chambre de piston 22 En un point situé en avant de la lumière d'échappement 24, tan- dis qu'une autre dérivation 47 partant de la chambre de @ piston 22, depuis un point situé en arrière de la lumière @ d'échappement 24 amène le fluide comprimé sur la surface aotive 45.
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Afin que la pression du fluide envoyé aux surfa- ces actives 44 et 45 puisse être réduite immédiatement après le déplacement de la soupape, les extrémités supérieure et postérieure de la partie de la chambre de soupape qui con- tient la bride 43 comportent des ouvertures 48 qui oommuni- quent avec un oanal d'échappement 49 dans le distributeur, ce canal communiquant lui-même avec l'atmosphère.
Dans le mode de réalisation figuré, lesextrémi- tés antérieure et postérieure de la soupape constituent des surfaces de maintien 50 et 51 sur lesquelles vient agir le fluide comprimé allant du canal d'arrivée 38 aux orifices d'admission pour maintenir la soupape dans ses positions extrèmes. Les surfaces 50 et 51 servent également de siè- ges pour le clapet et coopèrent avec des sièges correspon- dants 52 et 53 prévus sur les plaques 32 et 30, pour limi- ter les déplacements de la soupape et assurer l'étanohéité des extrémités de la chambre de soupape par rapport aux orifices d'admission.
Pour garantir la production d'une peroussion é- nergique par le piston 25 sur l'outil, et la course com- plète du piston dans les deux directions, sans freinage par la compression, le prolongement 34 oomporte des orifi- ces d'échappement antérieur 54 et postérieur 55 communiquent respectivement aveo les orifices d'admission 36 et 37 et débouchant à la périphérie du prolongement 34. Ce dernier comporte par ailleurs un canal d'évacuation 56 qui débou- che à sa périphérie, en un point situé entre les passages 54 et 55, et traverse le pcolongement 34 et la plaque 29 pour atteindre l'atmosphère.
Les passages 54 et 55 sont alternativement mis en communication avec le passage 56
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par une rainure annulaire ..interne 57 de la soupape 35,
Dans le mode de réalisation figuré, le prolonge- ment 34 sert de guidage à la fois pour la soupape et pour une barre 58 qui peut y tourner et sur laquelle coulisse le piston 23, suivant une disposition oonnue. Cette barre comporte la tête habituelle 59 munie de pistons 60 rappe- lés par des ressorts et pouvant pénétrer dans les dents 61 d'une bague à rochet 62 dans la tête 42 de la perforatrice, en vue de produire une rotat ion pasà pasdu piston et de l'outil actionné par celui-ci, suivant un mode opératoire é ga lement connu.
Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant: La soupape 35 et le piston 23 étant dans leur position de fin de course vers l'arrière, telle que repré- sentée fig. 1, le fluide comprimé arrive à travers le pas- sage 39 sur la surface de maintien 5 0 de la soupape en im- mob ilisant oelle-oi, puis à travers l'ouverture 36 dans 1' extrémité postérieure de la chambre de piston et actionne le piston qui effeotue sa course de travail normale. Lors- que pendant cette course le piston dépasse la lumière d'é- ohappement 24, une partie de l'air emprisonné dans l'extra- mité antérieure de la chambre de piston est chassée à tra- vers le canal 37, le canal 55, la rainure 57 et le canal 56 dans l'atmosphère, au lieu d'être comprimée.
L'air si- tué en avant du piéton oontinue à s'écouler de l'extrémité antérieure du cylindre, jusqu'à ce que la soupape soit à nouveau déplaoée vers l'avant, et seul l'air restant alors dans l'extrémité antérieure de la chambre du piston sera comprimé.
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Le dépècement de la soupape pour l'amener aans sa nouvelle position se produira immédiatement avant que l'extrémité postérieure de la chambre du piston soit mise en communication avec l'atmosphère et fait suite au déga- gement de la dérivation 47 par le piston. Lors du dégage- ment de cette dérivation, le fluide comprimé atteint la surface 45 et agit sur celle-ci,en entrainant la soupape 35 en avant jusqu'au contact du siège 52. Le fluide com- primé arrive ensuite depuis le passage 40 sur la surface de maintien 51, à travers le canal d'admission 37 dans 1' extrémité antérieure de la chambre de piston et assurera en passant sur la surface de maintien 51, l'application é- nergique de la soupape sur le siège 52.
Le fluide comprimé admis dansl'extrémité anté- rieure de la chambre du piston ramène le piston en arriè- re, et après que le piston ait obturé la luière d'échap- pement 24, une partie de l'air contenu dans l'extrémité postérieure de la chambre du piston est évacué à l'atmos- phère à travers le canal d'échappement 54, la rainure 57 de la soupape et le canal 56.
Lorsque le piston revient en arrière, il décou- vre l'orifice de la dérivation 46 et le fluide comprimé atteint alors la surface 44 et chasse à nouveau la sou- pape vers l'arrière, jusque dans une position dans la- quelle la surface de maintien 51 repose sur le siège 53 afin d'obturer l'extrémité postérieure de la chambre de soupape, en terminant ainsi le cycle de fonctionnement.
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Valve for rock drill.
The present invention relates to perforators
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of rock and more particularly a. a delivery sopape for fluid-actuated perforators.
The invention relates, inter alia, to an arrangement guaranteeing rapid and positive operation of the valve and the production of a significant and energetic pressure of the percussion member on the tool itself.
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Other features of the invention will emerge from the detailed description given below of an embodiment of the device which is the subject of the invention, and from the accompanying drawings in which FIGS. 1 and 2 are longitudinal sections of a rock drill produced in accordance with the invention, the valve being shown in its extreme positions.
As shown in the drawings, the rock perf orator 20 comprises a cylinder 21, bored to form a chamber 22 in which can move a piston-hammer 23 driven by a reciprocating motion. This chamber 22 communicates with the atmosphere by a light 24 controlled by the piston 23.
The piston shown is of the differential type and has at its front end a rod 25 which slides through a sleeve 26 in the front end of the cylinder, so as to produce impacts on a tool, not shown.
The rear end of the cylinder 21 has a bore 27 of large diameter intended to receive the distributor 28 which, in the example shown, consists of a series of plates 29, 30, 31 and 32, arranged in the The order indicated starting from the outer end of the bore 27, the plate 32, closest to the interior, at the same time forces the closure of the rear end of the piston chamber 22.
Plates 30 and 31 are suitably bored, so as to form a valve chamber 33, while plate 29 has an extension 34 which passes through plates 30 and 31 and forms an interior surface for the valve.
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valve chamber 33. This annular shaped chamber contains a sleeve-type valve 35 which distributes the compressed fluid to the ends of the piston chamber for actuation of the piston contained therein.
The compressed fluid enters the posterior end of the piston chamber through an inlet port 36 of the plate 32 which opens into the anterior end of the scupape chamber; an inlet channel 37 in the cylinder 21 and in the distributor 28 supplies the compressed fluid from the posterior end of the valve chamber 33 to the anterior end of the piston chamber.
The compressed fluid used for this is supplied to the valve chamber 33 through an inlet channel 38 which communicates with the anterior and posterior ends of the valve chamber through the channels 39 and 40 respectively. The compressed fluid goes directly into the canal
38 through an adjustable valve 41 housed in a head 42 which constitutes the rear end of the casing of the rock drill.
Between its ends, the valve has an outer bridle 43, the anterior and posterior faces of which respectively constitute the active surfaces 44 and 45.
These surfaces 44 and 45 are intermittently subjected to the action of the compressed fluid, to move the valve. The fluid acting on the surface 44 is brought there by a branch 46 opening into the piston chamber 22 at a point in front of the exhaust port 24, while another branch 47 leading from the chamber @ piston 22, from a point behind the exhaust port 24 brings the compressed fluid to the motor surface 45.
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In order that the pressure of the fluid supplied to the working surfaces 44 and 45 can be reduced immediately after displacement of the valve, the upper and rear ends of the part of the valve chamber which contains the flange 43 have openings 48. which communicate with an exhaust channel 49 in the distributor, this channel itself communicating with the atmosphere.
In the embodiment shown, the anterior and posterior ends of the valve constitute retaining surfaces 50 and 51 on which the compressed fluid acts from the inlet channel 38 to the inlet ports in order to maintain the valve in its positions. extreme. The surfaces 50 and 51 also serve as seats for the valve and cooperate with corresponding seats 52 and 53 provided on the plates 32 and 30, to limit the movements of the valve and ensure the sealing of the ends of the valve. the valve chamber relative to the inlet ports.
To ensure the production of energetic percussion by piston 25 on the tool, and full stroke of the piston in both directions, without compression braking, the extension 34 has exhaust ports. anterior 54 and posterior 55 respectively communicate with the intake orifices 36 and 37 and opening out at the periphery of the extension 34. The latter also comprises an evacuation channel 56 which opens out at its periphery, at a point situated between the passages 54 and 55, and passes through extension 34 and plate 29 to reach the atmosphere.
Passages 54 and 55 are alternately placed in communication with passage 56
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by an internal annular groove 57 of the valve 35,
In the illustrated embodiment, the extension 34 serves as a guide both for the valve and for a bar 58 which can turn therein and on which the piston 23 slides, in a known arrangement. This bar comprises the usual head 59 provided with pistons 60 biased by springs and able to penetrate into the teeth 61 of a ratchet ring 62 in the head 42 of the perforator, in order to produce a stepwise rotation of the piston and of the tool actuated by the latter, according to a procedure also known.
The operation of the device thus described is as follows: The valve 35 and the piston 23 being in their rearward end-of-travel position, as shown in FIG. 1, the compressed fluid arrives through passage 39 on the retaining surface 50 of the valve, immobilizing it, then through opening 36 in the posterior end of the piston chamber and actuates the piston which performs its normal working stroke. When during this stroke the piston passes the exhaust port 24, part of the air trapped in the anterior end of the piston chamber is expelled through the channel 37, the channel 55 , the groove 57 and the channel 56 in the atmosphere, instead of being compressed.
The air in front of the pedestrian continues to flow from the front end of the cylinder, until the valve is again moved forward, and only air then remains in the end. anterior of the piston chamber will be compressed.
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The disengagement of the valve to bring it to its new position will occur immediately before the posterior end of the piston chamber comes into communication with the atmosphere and follows the release of the bypass 47 by the piston. On disengaging from this bypass, the compressed fluid reaches and acts on surface 45, driving valve 35 forward until contact with seat 52. Compressed fluid then arrives from passage 40 on. the retaining surface 51, through the inlet channel 37 into the anterior end of the piston chamber and will ensure, by passing over the retaining surface 51, the energetic application of the valve to the seat 52.
The compressed fluid admitted into the front end of the chamber of the piston brings the piston back, and after the piston has closed the exhaust port 24, part of the air contained in the end. the piston chamber is vented to the atmosphere through the exhaust channel 54, the valve groove 57 and the channel 56.
As the piston moves back it uncovers the orifice of the bypass 46 and the compressed fluid then reaches the surface 44 and again pushes the valve rearward to a position in which the surface retainer 51 rests on seat 53 in order to close off the rear end of the valve chamber, thus terminating the operating cycle.