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MARTEAU-BENNE DE ECRASE.
La présente invention a pour objet un appareil spéciale- ment adapté pour le fonçage des puits verticaux ou peu inclinés de tous diamètres et dans tout terrain aquifère ou non, par l'extraction des terres, ou pour tout travail similaire, sondages 1 etc...
L'appareil est un marteau actionné par un fluide sous pression - plus particulièrement de l'air comprimé - et muni à sa partie inférieure par des mâchoires, griffes, cylindres, etc.. se refermant à l'aide d'un piston ; la terre qui a été travaillée ' par le marteau et a pénétré dans l'appareil est ainsi coincée et ensuite remontée à la surface.
L'appareil est universel pour travaux publics, pouvant servir pour tous travaux de battage de pilotis, palplanches,etc..
Suivant une des caractéristiques principales de l'inven- tion, plusieurs vibrateurs pneumatiques ou électriques, ou un deuxième piston, selon le terrain, permettent au marteau-benne arrivé en chute libre au fond du puits, de continuer sa descente, jusqu'à ce que la cavité de la benne soit remplie: il résulte entre autre une augmentation sensible de la capacité de celle-ci en même temps qu'une diminution de son poids.
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D'autre part la souplesse et la variation de la pression permettent un travail de l'appareil adéquat à chaque terrain. Le marteau-benne peut servir à la détermi- nation de la résistance dynamique du sol au fond des puits; au fonçage de tubes nécessaires à retenir les terres et grâce aux outils interchangeables, à toutes les opérations nécessaires à un forage du sol.
Les dessins annexés à titre d'exemple représentent:
La fig.l une coupe verticale d'un marteau-benne du type de l'invention muni de plusieurs vibrateurs (vibreurs) et de trois coquilles (sur le dessin il n'est indiqué qu'un seul vibrateur);
La fig.2 une vue par dessous de l'appareil avec les coquilles enlevées;
La fig.3 une coupe verticale du marteau-benne avec un piston supplémentaire à la place des vibrateurs;
La fig. 4 une coupe verticale de l'assemblage rempla- çant les mâchoires et applicable aux terrains vaseux ou de faible consistance ;
La fig.5 une coupe verticale du trépan 50 à trois couteaux dans l'ensemble choisi et du mouton remplaçant les coquilles (mâchoires) applicable pour des terrains durs et compacts;
La fig. 6 une coupe horizontale du mouton de la fig.5;
La fig. 7 une coupe horizontale du trépan;
La fig.8 une coupe verticale d'un marteau-benne composé d'une benne amovible et de plusieurs pistons permettant à l'appareil de rester immobile pendant que celle-là pénètre dans le sol;
La fig.9 une coupe à travers un de ces pistons-verins;
La fig.10 l'assemblage du couvercle avec le corps de
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l'appareil à l'aide de goujons munis de ressorts amortisseurs;
La fig.11 une coupe d'un cylindre pouvant remplacer dans certains terrains les mâchoires amovibles;
La fig.12 une coupe verticale d'un marteau-benne avec piston de frappe fonctionnant mécaniquement;
La fig.13 une coupe verticale d'un piston de frappe fonctionnant avec fluide sous pression;
La fig.14 une coupe verticale schématique avec variante dans la fermeture des coquilles;
Les fig.15 et 16 un fonctionnement automatique à double effet du piston de frappe ;
La fig.17. une coupe schématique verticale d'un appareil avec piston de frappe fonctionnant avec un moteur électrique;
La fig.18 uns coupe verticale d'un appareil fonctionnant par l'explosion et la détente d'un mélange gazeux.
Le marteau-benne représenté comme exemple à la fig.1 comprend un corps creux 1 de forme cylindrique ou approchée à l'intérieur duquel se trouve le piston 2 qui est en liaison - par l'intermédiaire de sa tige 3 et d'une chape 24 à joues 15 - avec les coquilles 20.
Le cylindre 1 est obturé à sa partie inférieure avec le couvercle 5 ; les boulons 19 (fig. 2) assurent avec le joint 14 (fig.1) une étanchéité à l'intérieur. D'autres boulons 10 (figl) servent à fixer les chapes 11 destinées à recevoir les coquilles 20 ; ces chapes peuvent être en nombre convenable et aussi réunies ensemble dans une couronne,
Le mode de fixation peut être différent, par exemple claveté comme indiqué sur la fig.5.
Les coquilles 20 en nombre égal à celui des chapes, sont conçues de manière que 1'appareils fermé, elles forment une
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surface de révolution plus ou moins conique. Pour les galets, il y a intérêt de les remplacer par des griffes. L'axe 12 traverse une nervure 17 de la coquille et permet à celle-ci un mouvement de rotation autour de celui-ci. Une rainure 21 à fente 22 est solidaire avec la coquille. Un axe 23 fixé sur les deux joues 15 de la chape 24 coulisse à l'intérieur de la fente 22. La chape 24 est fixée soit avec les écrous 16,18 soit claveté 25 sur la tige 3.
Dans la fig.l les coquilles sont dessinées complètement ouvertes ; l'axe 23 bute à l'ex- trémité de la fente 22; le piston 2 peut buter sur le cou- vercle avec une bague fixée sur sa tige, en limitant ainsi la course descendante du piston ; d'autres moyens simples, appropriés de butage peuvent être envisagés.
Dans le couvercle 5 au droit du passage de la tige 3 un presse-étoupe assure l'étanchéité. Le stauffer 13 sert pour le graissage.
Il est évident que l'organe de transmission entre le mouvement translatoire du piston 2 et celui de rotation des coquilles 20 autour des axes 12 peut être différent de celui indiqué dans l'exemple pris, similaire à celui de la figure 4 ou tout autre organe approprié.
Le 9 est une membrure solidaire du couvercle 5 et servant à la fixation du vibrateur (vibreur) 4; sur le dessin il est indiqué un seul vibrateur, en réalité pour l'exemple du de ssin il y a trois de prévu. Le mode de fixa- tion et l'emplacement des vibrateurs peuvent être diffé- rents, par exemple fixés sur le piston 2. Un tuyau 7 met en contact les vibrateurs par le tube percé dans le cylindre 1 et le raccord 26 avec le tuyau d'alimentation (air comprimé, courant électrique, ondes liquides de pression).
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La chambre 38 en dessous du piston est en communication avec l'ouverture 37, le tube 8 de la paroi du cylindre 1 et le raccord 29 avec le câble clos 32 et avec le réservoir contenant le fluide sous pression. Le marteau-benne est accroché par les anses 30 et les câbles 31 au câble clos 32. La chambre 39 au- dessus du piston peut être mise en communication avec l'exté- rieur par le tube circulaire 27 traversant le cylindre 1 : la vanne 28 l'obture.'
La fig.3 indique le même appareil dans lequel les vibra- teurs sont remplacés par un piston 40 coulissant sur la tige 3 du piston 2.
Le fonctionnement du marteau-benne est le suivant: Dans un terrain à faible cohésion l'appareil de la figl descend en chute libre à l'aide d'un treuil, le câble clos 32 étant enroulé sur le tambour-de celui-ci. Les coquilles sont maintenues ouvertes à l'aide de la surpression dans la chambre 39, par rapport à la pression atmosphérique se trouvant dans 38.
L'appareil arrivé au fond, les coquilles pénètrent dans le terrain. A ce moment par le tuyau raccordé en 26 les vibrateurs entrent en fonction et le marteau-benne par les vibrations s'enfonce davantage dans le terrain jusqu'à ce que les coquilles se remplissent. Les vibrateurs sont arrêtés et le fluide sous pression est envoyé par le câble clos 32 ; le piston 2 monte et ferme les coquilles. La force de serrage est indépendante du poids du marteau-benne. Celui-ci est remonté à la surface et en enlevant la pression de la chambre 38, les coquilles s'ouvrent par le poids mort du piston et la surpression de la chambre 39, les opérations sont continuées ainsi en approfon- dissant le puits.
Si le terrain en plus de la faible cohésion n'a pas de consistance, il est intéressant pour augmenter la
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capacité des coquilles, d'intercaler entre les chapes 11 et les coquilles, un cylindre 43 (voir fig.4). La tige 3 du piston est prolongée par une autre 46. Les coquilles 49 sont parfaitement étanches, leur fermeture se fait à l'aide du bras mobile 50, articulé en 53 avec la rainure 52 de la coquille, et en 55 dans la cavité 54 de la tige 46. Comme pour l'exemple de la fig.l le mode de transformation des mouvements de rotation en mouvement translatoire du piston peut se faire par tout autre moyen connu,
Si au contraire, le terrain présente des gros blocs, gros galets, un trépan de la forme présentée dans les fig.5, 6,7 -ou toute autre forme appropriée- remplace les coquilles.
Des tiges 57 sont fixées avec des clavettes 56 sur les boulons 10. A la partie inférieure 65 des boulons 64 serrent entre les deux tiges 65 des lames en acier 63 formant le trépan proprement dit. La partie 58 liaisonnant les deux tiges 65 de chacune des trois branches du trépan sert de butée aux lames de celui-ci. Le mouton 60 claveté en 25 à la tige 3 du piston se trouve à l'intérieur d'une enceinte étanche 62.
Le fonctionnement est le suivant :
Le marteau-benne muni du trépan arrive en chute libre au fond du puits. Le fluide sous pression lève le piston 2 et le mouton 60 ; fin de course, c'est-à-dire au moment où la pression dans la chambre 39 est égale à la pression dans 38 plus le poids mort du système translatoire - on chasse le fluide de 38 en déchargeant, le mouton tombe et frappe sur le trépan. Les opérations continuent. Il est possible d'entourer le trépan avec une enceinte légèrement tronconique dans laquelle le terrain pénètre, se tasse et
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est remonté ensuite à la surface avec un marteau-benne.
Dans des terrains ayant une cohésion importante le dispo- sitif avec le deuxième piston de la fig.3 est celui qui convient.
Le fonctionnement est le suivant :
Le marteau-benne arrivé au fond du puits avec les coquilles ouvertes, le fluide sous pression pénètre par l'ouverture 37 dans la chambre 42 et soulève le piston 40 (qui reposait sur le couvercle) jusqu'à ce que la pression dans 42 arrive à égaler celle dans 41, plus le poids mort de 40 et égale ou supérieure en même temps à la pression initiale dans 39. Le piston 2 est resté immobile. A ce moment une soupape s'ouvre et permet au fluide de 42 d'être chassé, le piston 40 descend et frappe sur le couvercle, grâce aussi à une surpression initiale ; les coquilles pénètrent davantage dans le soi. L'opération est répétée jusqu'à ce que les coquilles soient pleines. La pression envoyée par 37 est augmentée au-dessus de celle de 39, le piston 2 entre en mouvement et ferme les coquilles.
Le marteau- benne est remonté et vidé. Le cycle de l'opération 60 recommence.
Bien entendu, le trépan peut être adapté directement au martel-benne et le piston 40 peut servir de mouton à la place du 60. Le marteau-benne sert à enfoncer le tubage 65 si celui-ci est nécessaire, et à toute autre opération de battage, car c'est un marteau en même temps.
Le câble clos peut être remplacé par un câble ordinaire et le tube 8 se raccorde dans ce cas avec un autre tuyau. De même, l'admission et l'expulsion du fluide sous pression dans le marteau-benne peut être fait de toute autre manière appro- priée. Si un refroidissement est nécessaire, il sera adapté comme pour les cylindres des machines. L'appareil peut être suspendu de toute autre manière connue.
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Le marteau-benne représenté dans la fig. 8 comprend une benne amovible formée d'un cylindre 106 avec bords, cou- lissant dans le corps 101 de l'appareil, ce cylindre étant fermé à la partie supérieure et à la partie inférieure, il est obturé par le couvercle 105; un joint 115 sert à l'étan- chéité; des charnières 107 sont fixées au couvercle 105 par des goujons, des queues d'hirondelles réduisant au minimum le travail des goujons.
Des coquilles 120 sont attachées aux charnières, des chapes 121 à fente permettent le verrouillage des coquilles grâce à leur forme, un moyeu 124 à chapes multiples est attaché à la tige 103 du piston 102, muni de cuir embouti 147, se trouvant à l'intérieur de la benne. Le nombre des coquilles dans l'exemple de la figure 8 est de 4.
Le cylindre présente une ouverture 108 et un robinet 113. Le corps principal 101 de l'appareil est obturé à la partie supérieure avec le couvercle 111.
Des ouvertures permettent le passage des pistons 135 destinés à l'immobilisation de l'appareil. A la partie inférieure du corps 101 se trouve une rainure circulairer pour l'emplacement de l'étanchéité. Deux orifices 118 et 130 sont réunis par le tube percé 109 dans 101.
Les pistons 135 avec la partie saillante 136 cou- vrant les lumières 132 coulissent à l'intérieur des corps 133 fixés sur les parois 101.
Le presse étoupe 134 et le cuir 137 assurent l'étan- chéité.
Les goujons 140 ont une partie 110 de diamètre plus grand faisant piston à l'intérieur du cylindre 126 fixé par 125 et 127 au corps 101. L'appareil est accroché à un
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câble avec l'anneau 141, en 145 on fixe le tuyau raccordant le réservoir avec fluide sous pression, au cas où on ne se sert pas d'un câble clos.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
On peut au début et ceci jusqu'à une petite profondeur laisser tomber l'appareil en chute libre et en envoyant la- pression par 145 grâce aux différentes ouvertures arriver à fermer les coquilles, Arrivé avec le tubage à une certaine profondeur on laisse descendre l'appareil en chute libre ; parl'ouverture 145 le fluide sous pression est introduit dans la chambre 142 et pousse le piston 135, grâce à la surpression de la chambre 142 par rapport à la chambre 139 de façon que les pistons 135 coulissant dans 133 arrivent à s'encastrer dans le tubage ou dans le sol au cas où le tubage ne descend pas si profond.
Grâce au frottement entre les surfaces des pistons 135 et du tubage, dû à la pression dans 142 l'appareil peut résister à un effort vertical tendant à le soulever. Le fluide sous pression traversant les ouvertures 132 laissées ouvertes par les pistons 125 dans leurs courses, pénètre dans la chambre 143 et pousse la benne amovible dans le sol, le corps 101 restant immobile grâce aux pistons 135.
L'emplacement de la lumière 132 est réglable en pré- voyant une chape coulissant à volonté sur la lumière.
Une fois la benne remplie, c'est-à-dire à peu près en même temps que l'ouverture 130 est dégagée par la benne, le fluide passe par 130,109 et 118, par l'orifice 108 de la benne-se trouvent à ce moment-là en face de 118- à l'inté- rieur dans la chambre 104 et poussant le piston 102 ferme les coquilles.
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En diminuant la pression les pistons 135 coulissent dans le sens opposé grâce à la pression de la chambre 139 couvrant les lumières 132.
Une certaine pression reste dans la chambre 104 et permet de maintenir les coquilles fermées. Alors on remonte l'appareil on décharge la pression de la chambre 104 et la surpression de la chambre 129 plus le poids ouvre les coquilles.
Les tiges 140 coulissant dans 125 et 127 servent à la liaison de la benne avec le corps 101. Dans les cylindres
126 l'air ou des ressorts permettent de mainte nir la benne à l'intérieur du corps 101, et pendant la descente de l'appareil, quand la benne s'enfonce dans le sol. L'air de ' 126 est comprimé par la tige 140 descendant en même temps que la benne. Il est évident que sans s'écarter du principe de l'invention qu'on peut apporter différentes modifications dans les dispositions des organes de l'appareil ou des variantes. Le principe qui consiste à avoir un appareil de forage à benne et est capable par un moyen moteur enfermé dans son intérieur de continuer à descendre une fois que l'appareil ait atteint le fond du puits.
L'appareil sert à l'arrachement du tubage, il suffit de remplacer les coquilles par une plaque qui, s'appuyant sur le fond du forage ou du béton du pieu foré en coulage coinçant le tube latéralement, l'oblige à monter pendant que le fond est comprimé.
, Pour amortir les chocs du piston de frappe de l'appa- reil et éviter la rupture des goujons 119 servant de liai- son aux couvercles avec le corps, il est prévu des ressorts amortisseurs 146 placés entre le couvercle et les écrous
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(voir fig.10).
A la place des coquilles, pour certains terrains on peut employer des cylindres 151 avec des chapes 144 se fixant dans les charnières 107; le marteau-benne pénètre dans le sol et ces cylindres se bourrent de terre. En remontant le marteau- benne, la terre y reste grâce à la forme tronconique de l'in- térieur du cylindre 151.
Les trous 148 permettent l'évacuation de l'eau de l'inté- rieur du 151 au fur et à mesure que celui-ci s'enfonce dans le sol. On peut concevoir un appareil pour certains terrains réduit à un cylindre ou une forme approchée munie de vibrateurs enfer- més dans des chambres s'il y a de l'eau, le serrage à l'inté- rieur du cylindre permettant de remonter du terrain, c'est-à- dire le forage. On dimensionne le poids de l'appareil en fonction des vibrations et du terrain.
Les coquilles peuvent être attachées sur un rectangle ou toute autre forme polygonale; fermées elles ont une forme pyra- midale. Dans 'd'autres cas les coquilles ont une forme de tronc de pyramide ou peu différente permettant le coincement de la benne.
On peut avec le même appareil faire des puits de diamètre variable ou un puits ayant un diamètre variable. Il suffit de changer les charnières et les coquilles. '
Dans la fig.12 le piston de frappe 149 fonctionne comme piston poids travaillant avec un treuil. Ce piston se trouve au-dessus du piston de fermeture 102 et frappe sur des proémi- nences 152 de la paroi de l'appareil. Le piston 149 est très lourd, percé de quelques trous pour le passage de l'air et accroché au câble. Quand l'appareil est descendu, le piston se trouve à la partie supérieure et bute sur le couvercle 111.
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Une fois arrivé au fond du puits, le piston descend par son propre poids et frappe sur les parties 102, enfonçant l'appareil davantage. On fait remonter le piston de sa course et on le laisse tomber en chute libre. On recommence plusieurs fois jusqu'à ce que les coquilles soient pleines.
On continue comme pour l'appareil décrit à la figl.
On peut prévoir des ressorts au-dessus du piston de frappe, pouvant emmagasiner de l'énergie pendant la course ascendante du piston. Le piston de frappe peut être placé aussi en-dessous du piston de fermeture. La forme du piston de frappe de la fig.3 peut être différente, par exemple comme l'indique la fig.l6, au toute autre employée dans les marteaux. Le développement 156 de la partie inférieure du piston permet au fluide pénétrant par 153 de soulever le piston 158 même si à la partie supérieure 157 une sur- pression importante le fait bloquer contre le couvercle, surpression introduite par l'ouverture 154.
Le fonctionne- ment se fait comme dans la fig.3 par une vanne à trois ouvertures dont l'une est branchée sur l'ouverture 153, l'autre sur l'arrivée du fluide et la troisième servant d'échappement et au cas de présence d'eau étant munie d'un tuyau d'échappement, Le fluide sous pression pénétrant par 153, l'échappement étant fermé, fait monter le piston 158, la pression au-dessus du piston montant jusqu'à la pression d'arrivée, moins environ la pression correspondant au poids mort. En fermant à la vanne (distributeur) l'arrivée et ouvrant l'échappement la pression au-dessus de 157 fait plaquer avec énergie le piston contre le couvercle; le fluide sous le piston échappe .
L'emplacement du piston de frappe peut être au-dessus du piston de fermeture, diminuant
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ainsi la longueur du tuyau qui conduit à la vanne placée pour des petits diamètres de forage à la partie supérieure de l'appareil. Ce tuyau qui, dans la fig.1 tait dans la paroi, peut aussi longer l'appareil à l' extérieur. La vanne est actionnée d'habitude avec un levier et ressort de rappel.
Le piston de frappe peut fonctionner à double effet prévoyant une admission sur la face supérieure du piston. On emploie alors un distributeur qui permet l'échappement du fluide au-dessus du piston en même temps que le fluide pénètre par la partie supérieure. Pendant la course descendante du piston le fluide pénètre au-dessus du piston et il est chassé de la chambre sous le piston,
Les distributeurs peuvent être placés dans les endroits les plus propices (encombrement, pertes de charge) et ils peuvent être du type d'un de ceux connus adoptés pour le fonc- tionnement sous l'eau, c'est-à-dire tuyau d'échappement arri- vant jusqu'au dessus du niveau de l'eau, etc....
L'échappement se fait directement à l'air libre, s'il 'n'y a pas d'eau dans le forage. Les sections d'échappement se déter- minent en fonction de la longueur des tuyauteries, de la pression et de la cylindrée.
La pression dans la chambre supérieure (au-dessus du pis- ton de fermeture) peut être inférieure à la pression de travail du piston de frappe, car tout le poids de l'appareil repose sur les pointes des coquilles et empêche leur fermeture ; les coquilles commencent à se fermer (si la pression n'est pas trop grande) seulement quand le câble qui tient l'appareil le soulage .La fermeture des coquilles peut se faire par exemple pour appareils de forage munis de vibrateurs électriques, par l'enlèvement de la pression au-dessus du piston de fermeture,
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de façon que la pression en-dessous le fasse monter.
La fermeture des coquilles peut se faire avec le piston de frappe comme l'indique la fig.14, c'est-à-dire celui-ci vient buter la bague 159 fixée sur la tige et le fait monter fermant les coquilles, le piston 160 servant seulement de guidage et ayant n'importe quelle forme ; des trous 161 pour le passage de l'air, le piston 160 dans certains cas peut être supprimé, gardant seulement la bague 159.
Le piston de frappe peut fonctionner automatiquement suivant les figures schématiques 15 et 16 ou de toute autre manière connue et appliquée dans les marteaux fonctionnant automatiquement, ayant soin de prolonger et d'adapter l'échappe- ment jusqu'au dessus du niveau de l'eau qui se trouve dans le forage.
En 153 se trouve l'admission du fluide sous le piston de frappe, le tuyau 170 s'y raccorde. En 162, c'est la lumière d'échappement sous le piston donnant le cylindre 166. Le piston 164 muni d'une tige creuse 167 se trouve enfermé dans 166 et 174 ; en 168 une lumière met l'intérieur de la tige 167 en communication soit avec 170 dans la portion de la fig.15 soit avec 171 et 159, c'est-à-dire l'admission au-dessus du piston de frappe. La lumière 173 à travers la tige 167 permet l'échappe- ment par 163 du fluide au-dessus du piston de frappe.
Le tuyau 169 c'est l'échappement et le 175 l'admission.
Le fonctionnament est le suivant : Dans la position indiquée dans la fig.15, le fluide sous pression pénètre par 175 dans 167 et par 168,170 et 153 à l'intérieur de l'appa- reil soulevant le piston de frappe se trouvant sur le couvercle
A ce moment l'échappement 163 est ouvert, le fluide au- dessus du piston s'y échappe ; l'admission 159 est fermée de
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mme que l'échappement 162.
Le piston de frappe montant, il découvre la lumière 162 et le fluide s'échappant pousse le piston 164, grâce à la sur- pression la surface de 164 étant supérieure à la section de la tige 167, l'admission par 153 est coupée parce que la lumière 168 ne se trouve plus en face du raccord du tuyau 170; le piston 164 découvre l'échappement 176-169 , le fluide sous le piston de frappe s'échappe. L'échappement 163 est fermé parce que 173 est obturé, le piston 164-167 se trouvant à sa course supérieure .
Le raccord du tuyau 171 est en communication avec l'ad- mission du fluide 175-167' par la lumière 168. Le piston de frappe étant arrivé au point le plus haut descend chassé par le fluide pénétrant par 159, ferme la lumière 162 et frappe sur le couvercle.
Pendant ce temps, le piston 164 descend grâce à la sur- pression dans 165 et dans l'intérieur de 167, ferme l'admission 159 et ouvre l'échappement 163 et l'admission 153 sous le pis- ton de frappe et le cycle recommence.
Tous les organes du distributeur peuvent être enfermés dans une enceinte protectrice ou même à l'intérieur, par exemple dans une tige fixe creuse sur laquelle le mouton cou- lisse. Pour la manoeuvre des coquilles on ferme l'échappement 169 et la pression dans le cylindre pousse le piston de fermeture.
Dans la figure 17 le marteau-benne est adapté pour fonctionner avec un moteur électrique. La coupe schématique l'indique à titre d'exemple.
En 185 se trouve un moteur électrique, le courant arrivant par le câble 180. Des engrenages coniques 177. et un ou plusieurs
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trains d'engrenages 187, servant à réduire la vitesse du moteur se trouvent dans la chambre 186 séparée éventuellement par paroi 184 du moteur ; peut employer aussi une vis sans fin. La dernière roue de l'engrenage met en mouvement la crémaillère 178 qui sert de tige au piston de frappe et le fait monter. L'air est comprimé à l'intérieur de 186.
Le piston de frappe arrivé au point le plus haut, le courant électrique est coupé automatiquement par un dispositif mis en mouvement par le piston de frappe ou par la pression de la chambre 186 ou par un mouvement d'horloge à l'intérieur ou à la surface ou de toute autre manière, voire à la sur- face non automatiquement par un simple interrupteur.
A ce moment, la pression de 186 pousse le piston vers le bas, la dernière roue actionnant la crémaillère tournant dans le sens opposé à celui de la course ascendante peut éventuellement automatiquement être débrayée et ne pas en- trainer les trains d'engrenages dans leur mouvement, dimi- nuant le freinage. Le choc du piston de frappe produit, le courant électrique est rétabli soit par un levier ac- tionné par le piston ou par un mouvement d'horloge ou de toute autre manière appropriée et le cycle recommence. Il est évident que la tige-crémaillère peut être remplacée par un câble entrainé par la dernière roue de l'engrenage et s'enroulant sur un petit tambour ou arbre.
Dans la chambre 186 il peut y avoir une surpression initiale, c'est-à-dire alors que le piston de frappe se trouve au point le plus bas.
La soupape 179 actionnée par le même câble électrique 180 met en communication par 181 et 182, la chambre 186 avec la chambre sous le piston de fermeture et permet la
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fermeture des coquilles , grâce à la pression de 186, le piston de frappe se trouvant au point haut de sa course ascendante.
Par le robinet 183 on introduit de l'air de temps en temps pour remplacer celui perdu par le 179, 181, 162. La soupape 179 peut être actionnée par un électro-aimant.
Dans la figure 18 une coupe schématique indique à titre d'exèmple un marteau-benne avec piston de frappe fonctionnant par la détente produite par l'explosion d'un mélange gazeux.
Le piston de frappe 190 très.lourd d'une forme appropriée est traversé par un canal muni d'une soupape 191 s'ouvrant vers le bas. En 201, c'est une bougie.servant à l'allumage, l'étincelle étant produite par une batterie avec bobine d'in- duction liée par le câble 202.
En 211 c'est une soupape d'aspiration d'air frais.
En 205distributeur permettant l'échappement et par l'action du câble 202 la communication de la chambre 189 avec 199 sous le piston de fermeture. La soupape 192 sert pour l'admission du mélange gazeux explosible du réservoir schéma- tique 196 qui est adapté comme carburateur à surface en même temps.
En 204 une vanne actionnée avec 207 pour le piston de frappe 190. En 195 une chambre de compression.
Le fonctionnement est le suivant :
Dans la figure 18, le piston de frappe touche la surface 209 de frappe. A ce moment l'air est comprimé en 195 ; en 189' un appel d'air frais se produit par la soupape 211; la vanne 204 en communication avec le tuyau d'échappement est ouverte.
Après le choc, la pression de 195 pousse le piston vers le haut, la vanne 204 est fermée, dans la chambre 210 il se pro- duit une sous-pression qui a pour effet un appel par la soupape
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192 du mélange gazeux de 196, Il se produit un équilibre du piston, l'étincelle produite par la bougie 201 produit l'explosion du mélange gazeux. Par la détente le piston est jeté vers le haut, comprimant l'air dans 189. La lumière
205 étant dégagée, la pression dans 210 diminue, l'échappe- ment se produisant par 203. Les gaz brûlés sont vivement chassés, grâce à l'air qui traverse la soupape 191 et qui fonctionne sous une certaine surpression et sortent par 203.
Le piston commence à descendre et couvre la lumière 205 et grâce à la surpression de 189 et à son poids mort élevé frappe énergiquement sur 209, la vanne d'échappement 204 étant ouverte par le piston. En 189 un appel d'air, en 195 l'air est comprimé, et le cycle recommence.
La fermeture des coquilles se fait en tirant sur le câble 202 fermant l'échappement 205 et ouvrant la communica- tion entre 189 et 199. Pendant le mouvement ascendant du piston de frappe, on donne à l'appareil la forme et la surface de refroidissement nécessaires, voire même une circulation d'eau si nécessaire.
Le marteau-benne fonctionne comme un moteur à gaz à deux temps.
Les moutons à explosion existants, soit fonctionnant avec batterie, soit avec magnéto oscillante peuvent être adaptés pour marteaux-bennes, en enfermant dans un corps le cylindre de frappe avec son piston, le corps ayant les mâchoires et le piston de fermeture à sa partie inférieure.
On peut construire des marteaux-bennes dans lesquels le mouton de frappe travaille comme moteur-hydraulique de forage.
Il est évident qu'on peut adopter n'importe quel dis-
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positif connu et approprié pour les différentes soupapes et sans s'écarter du principe de l'invention, apporter des change- ments de détails. On peut employer l'injection d'eau pour des terrains durs et secs. On peut construire à l'intérieur de l'appareil un vase pour un fluide sous pression et à l'aide d'une soupape actionnée par un électro-aimant amener le fluide sous pression sous le piston de fermeture.
Toutes les modifications apportées à l'un des types de marteau-benne décrits peuvent éventuellement s'appliquer aux autres.
Les différents câbles sont réunis à l'aide de broches à ressorts sur le câble principal, le câble destiné pour le dis- tributeur coulisse dans les broches. Quand on remonte l'appareil les câbles sont enlevés des broches, lesquelles glissent le long du câble principal qui s'entoure sur le tambour.
Naturellement l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
Elle s'étend à tout marteau-benne utilisant pour le travail du sol une percussion avec effort prolongé, à l'aide d'un fluide sous pression ou autre moyen moteur enfermé dans l'appareil, principalement après que l'appareil marteau-benne ait atteint le fond du puits dans sa chute et ensuite fermeture des coquilles avec un fluide sous pression.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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CRUSH HAMMER.
The present invention relates to an apparatus specially adapted for the sinking of vertical or slightly inclined wells of all diameters and in any ground that may or may not be aquifer, by extracting land, or for any similar work, boreholes 1, etc. .
The apparatus is a hammer actuated by a pressurized fluid - more particularly compressed air - and provided at its lower part with jaws, claws, cylinders, etc. which are closed by means of a piston; the soil which has been worked by the hammer and has entered the apparatus is thus trapped and then brought to the surface.
The device is universal for public works, and can be used for all piling work, sheet piles, etc.
According to one of the main characteristics of the invention, several pneumatic or electric vibrators, or a second piston, depending on the terrain, allow the bucket hammer, which has come in free fall to the bottom of the well, to continue its descent, until that the cavity of the bucket is filled: among other things, this results in a significant increase in its capacity at the same time as a reduction in its weight.
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On the other hand, the flexibility and the variation of the pressure allow an adequate work of the apparatus on each ground. The bucket hammer can be used to determine the dynamic resistance of the soil at the bottom of the wells; to the sinking of tubes necessary to retain the soil and thanks to the interchangeable tools, to all the operations necessary for drilling the soil.
The accompanying drawings by way of example show:
The fig.l a vertical section of a bucket hammer of the type of the invention provided with several vibrators (vibrators) and three shells (in the drawing only one vibrator is indicated);
Fig.2 a view from below of the device with the shells removed;
Fig.3 a vertical section of the bucket hammer with an additional piston in place of the vibrators;
Fig. 4 a vertical section of the assembly replacing the jaws and applicable to muddy or weak ground;
Fig.5 a vertical section of the trephine 50 with three knives in the chosen set and of the ram replacing the shells (jaws) applicable for hard and compact grounds;
Fig. 6 a horizontal section of the sheep of fig.5;
Fig. 7 a horizontal section of the bit;
Fig.8 a vertical section of a bucket hammer composed of a removable bucket and several pistons allowing the device to remain motionless while it penetrates the ground;
Fig. 9 a section through one of these piston-cylinders;
Fig. 10 the assembly of the cover with the body of
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the device using studs fitted with shock-absorbing springs;
Fig.11 a section of a cylinder that can replace the removable jaws in certain areas;
Fig. 12 a vertical section of a bucket hammer with a mechanically operating impact piston;
Fig.13 a vertical section of a striking piston operating with pressurized fluid;
Fig. 14 a schematic vertical section with variant in the closing of the shells;
The fig.15 and 16 an automatic operation with double effect of the striking piston;
Fig. 17. a vertical schematic sectional view of a device with a striking piston operating with an electric motor;
Fig. 18 uns vertical section of an apparatus operating by the explosion and expansion of a gas mixture.
The bucket hammer shown as an example in fig.1 comprises a hollow body 1 of cylindrical or approximate shape inside which is the piston 2 which is connected - by means of its rod 3 and a yoke 24 cheekbones 15 - with shells 20.
The cylinder 1 is closed at its lower part with the cover 5; the bolts 19 (fig. 2) ensure with the seal 14 (fig.1) a seal inside. Other bolts 10 (figl) are used to fix the yokes 11 intended to receive the shells 20; these copings can be in suitable number and also joined together in a crown,
The fastening method can be different, for example keyed as shown in fig. 5.
The shells 20, in number equal to that of the yokes, are designed so that the apparatus closed, they form a
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more or less conical surface of revolution. For the rollers, it is advantageous to replace them with claws. The axis 12 passes through a rib 17 of the shell and allows the latter a rotational movement around the latter. A slot 21 groove 22 is integral with the shell. A pin 23 fixed on the two cheeks 15 of the yoke 24 slides inside the slot 22. The yoke 24 is fixed either with the nuts 16,18 or keyed 25 on the rod 3.
In fig.l the shells are drawn completely open; the pin 23 abuts at the end of the slot 22; the piston 2 can abut on the cover with a ring fixed on its rod, thus limiting the downward stroke of the piston; other simple, appropriate means of abutment can be envisaged.
In the cover 5 to the right of the passage of the rod 3 a stuffing box ensures the seal. The stauffer 13 is used for lubrication.
It is obvious that the transmission member between the translatory movement of the piston 2 and that of rotation of the shells 20 around the axes 12 may be different from that shown in the example taken, similar to that of Figure 4 or any other member appropriate.
The 9 is a frame integral with the cover 5 and used for fixing the vibrator (vibrator) 4; on the drawing it is indicated only one vibrator, in reality for the example of the ssin there are three of envisaged. The method of fixing and the location of the vibrators can be different, for example fixed on the piston 2. A pipe 7 brings the vibrators into contact through the tube drilled in the cylinder 1 and the coupling 26 with the pipe d. 'power supply (compressed air, electric current, liquid pressure waves).
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The chamber 38 below the piston is in communication with the opening 37, the tube 8 of the wall of the cylinder 1 and the connection 29 with the closed cable 32 and with the reservoir containing the pressurized fluid. The bucket hammer is hooked by the handles 30 and the cables 31 to the closed cable 32. The chamber 39 above the piston can be placed in communication with the outside by the circular tube 27 passing through the cylinder 1: the valve 28 closes it. '
Fig. 3 shows the same apparatus in which the vibrators are replaced by a piston 40 sliding on the rod 3 of the piston 2.
The operation of the bucket hammer is as follows: In low cohesion terrain, the apparatus of figl descends in free fall using a winch, the closed cable 32 being wound on the drum thereof. The shells are kept open using the overpressure in chamber 39, relative to the atmospheric pressure in 38.
The device arrived at the bottom, the shells penetrate in the ground. At this moment by the pipe connected at 26 the vibrators come into operation and the hammer-bucket by the vibrations sinks further into the ground until the shells fill. The vibrators are stopped and the pressurized fluid is sent through the closed cable 32; piston 2 rises and closes the shells. The clamping force is independent of the weight of the bucket hammer. This has risen to the surface and by removing the pressure from the chamber 38, the shells open by the dead weight of the piston and the overpressure of the chamber 39, operations are thus continued by deepening the well.
If the ground in addition to the weak cohesion has no consistency, it is interesting to increase the
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capacity of the shells, to insert between the yokes 11 and the shells, a cylinder 43 (see fig. 4). The piston rod 3 is extended by another 46. The shells 49 are perfectly sealed, their closing is done using the mobile arm 50, articulated at 53 with the groove 52 of the shell, and at 55 in the cavity 54 of the rod 46. As for the example of fig.l the mode of transformation of the rotational movements into translatory movement of the piston can be done by any other known means,
If, on the contrary, the ground presents large blocks, large pebbles, a trephine of the shape presented in fig. 5, 6,7 - or any other suitable shape - replaces the shells.
Rods 57 are fixed with keys 56 on the bolts 10. At the lower part 65 of the bolts 64 clamp between the two rods 65 steel blades 63 forming the actual bit. The part 58 connecting the two rods 65 of each of the three branches of the bit serves as a stop for the blades of the latter. The ram 60 keyed at 25 to the piston rod 3 is located inside a sealed enclosure 62.
The operation is as follows:
The bucket hammer fitted with the bit arrives in free fall at the bottom of the well. The pressurized fluid lifts the piston 2 and the ram 60; end of stroke, that is to say at the moment when the pressure in chamber 39 is equal to the pressure in 38 plus the dead weight of the translatory system - the fluid is expelled from 38 while discharging, the sheep falls and hits on the trephine. Operations continue. It is possible to surround the bit with a slightly frustoconical enclosure in which the ground penetrates, settles and
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is then brought to the surface with a bucket hammer.
In areas with significant cohesion, the device with the second piston in fig.3 is the one that is suitable.
The operation is as follows:
The bucket hammer arrived at the bottom of the well with the shells open, the pressurized fluid enters through the opening 37 into the chamber 42 and lifts the piston 40 (which was resting on the cover) until the pressure in 42 arrives to equal that in 41, plus the dead weight of 40 and at the same time equal to or greater than the initial pressure in 39. The piston 2 remained stationary. At this moment a valve opens and allows the fluid from 42 to be expelled, the piston 40 descends and strikes on the cover, also thanks to an initial overpressure; the shells penetrate more into the self. The operation is repeated until the shells are full. The pressure sent by 37 is increased above that of 39, the piston 2 begins to move and closes the shells.
The bucket hammer is raised and emptied. The cycle of operation 60 begins again.
Of course, the bit can be adapted directly to the bucket hammer and the piston 40 can serve as a ram instead of the 60. The bucket hammer is used to drive the casing 65 if it is necessary, and for any other operation. threshing, because it is a hammer at the same time.
The closed cable can be replaced by an ordinary cable and the tube 8 is connected in this case with another pipe. Likewise, the admission and expulsion of the pressurized fluid in the bucket hammer can be done in any other suitable manner. If cooling is required, it will be adapted as for machine cylinders. The apparatus can be suspended in any other known manner.
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The bucket hammer shown in fig. 8 comprises a removable bucket formed by a cylinder 106 with edges, sliding in the body 101 of the apparatus, this cylinder being closed at the upper part and at the lower part, it is closed by the cover 105; a seal 115 is used for sealing; hinges 107 are fixed to the cover 105 by studs, swallow tails reducing the work of the studs to a minimum.
Shells 120 are attached to the hinges, slot yokes 121 allow the locking of the shells thanks to their shape, a hub 124 with multiple yokes is attached to the rod 103 of the piston 102, fitted with crimp 147, located at the inside the bucket. The number of shells in the example of figure 8 is 4.
The cylinder has an opening 108 and a valve 113. The main body 101 of the apparatus is closed at the top with the cover 111.
Openings allow the passage of the pistons 135 intended for immobilizing the device. At the lower part of the body 101 there is a circular groove for the location of the seal. Two orifices 118 and 130 are joined by the pierced tube 109 in 101.
The pistons 135 with the projecting part 136 covering the slots 132 slide inside the bodies 133 fixed on the walls 101.
The stuffing box 134 and the leather 137 ensure watertightness.
The studs 140 have a portion 110 of larger diameter making a piston inside the cylinder 126 fixed by 125 and 127 to the body 101. The apparatus is hung from a
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cable with the ring 141, at 145 the pipe connecting the tank with pressurized fluid is fixed, if a closed cable is not used.
The operation of the device is as follows:
We can at the beginning and this until a small depth drop the apparatus in free fall and by sending the pressure through 145 thanks to the different openings manage to close the shells, Arrived with the casing at a certain depth we let the 'apparatus in free fall; through the opening 145 the pressurized fluid is introduced into the chamber 142 and pushes the piston 135, thanks to the overpressure of the chamber 142 relative to the chamber 139 so that the pistons 135 sliding in 133 manage to fit into the casing or in the ground in case the casing does not go so deep.
Thanks to the friction between the surfaces of the pistons 135 and the casing, due to the pressure in 142 the apparatus can withstand a vertical force tending to lift it. The pressurized fluid passing through the openings 132 left open by the pistons 125 in their strokes, enters the chamber 143 and pushes the removable bucket into the ground, the body 101 remaining stationary thanks to the pistons 135.
The location of the light 132 is adjustable by providing a cap sliding at will on the light.
Once the bucket is full, that is to say at about the same time that the opening 130 is cleared by the bucket, the fluid passes through 130, 109 and 118, through the orifice 108 of the bucket - are located at then facing 118- inside into chamber 104 and pushing piston 102 closes the shells.
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By reducing the pressure the pistons 135 slide in the opposite direction thanks to the pressure of the chamber 139 covering the ports 132.
A certain pressure remains in the chamber 104 and makes it possible to keep the shells closed. Then we reassemble the apparatus, we release the pressure of the chamber 104 and the overpressure of the chamber 129 plus the weight opens the shells.
The rods 140 sliding in 125 and 127 serve to connect the bucket with the body 101. In the cylinders
126 air or springs make it possible to maintain the bucket inside the body 101, and during the descent of the apparatus, when the bucket sinks into the ground. The air from '126 is compressed by the rod 140 descending together with the bucket. It is obvious that without departing from the principle of the invention that various modifications can be made in the arrangements of the members of the apparatus or variations. The principle of having a bucket drilling rig and is capable by a motor means enclosed in its interior to continue to descend once the rig has reached the bottom of the well.
The device is used to tear off the casing, it suffices to replace the shells with a plate which, resting on the bottom of the borehole or the concrete of the bored pile in casting wedging the tube laterally, forces it to rise while the bottom is compressed.
, In order to absorb the shocks of the striking piston of the apparatus and to prevent the breakage of the studs 119 serving to connect the covers with the body, shock-absorbing springs 146 placed between the cover and the nuts are provided.
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(see fig. 10).
Instead of the shells, for certain terrains, cylinders 151 can be used with clevises 144 which are fixed in the hinges 107; the bucket hammer penetrates the ground and these cylinders become stuffed with soil. By raising the bucket hammer, the earth remains there thanks to the frustoconical shape of the interior of the cylinder 151.
The holes 148 allow water to drain from the interior of the 151 as it sinks into the ground. We can conceive of an apparatus for certain grounds reduced to a cylinder or an approximate form provided with vibrators enclosed in chambers if there is water, the clamping inside the cylinder allowing to go up from the ground. , that is to say drilling. The weight of the device is sized according to the vibrations and the terrain.
The shells can be attached to a rectangle or any other polygonal shape; closed, they have a pyramidal shape. In other cases the shells have a shape of a truncated pyramid or little different allowing the wedging of the bucket.
It is possible with the same apparatus to make wells of variable diameter or a well of variable diameter. Just change the hinges and shells. '
In fig. 12 the striking piston 149 functions as a weight piston working with a winch. This piston is located above the closing piston 102 and strikes on protrusions 152 on the wall of the apparatus. The piston 149 is very heavy, pierced with a few holes for the passage of air and hooked to the cable. When the device is lowered, the piston is at the top and abuts on the cover 111.
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Once at the bottom of the well, the piston descends by its own weight and strikes on the parts 102, pushing the device further. We make the piston go up its stroke and let it fall in free fall. We repeat several times until the shells are full.
We continue as for the apparatus described in figl.
Springs can be provided above the striking piston, which can store energy during the upward stroke of the piston. The impact piston can also be placed below the closing piston. The shape of the striking piston of fig.3 may be different, for example as shown in fig.l6, to any other used in hammers. The development 156 of the lower part of the piston allows the fluid entering through 153 to lift the piston 158 even if at the upper part 157 a significant overpressure causes it to lock against the cover, overpressure introduced through the opening 154.
The operation is carried out as in fig. 3 by a valve with three openings, one of which is connected to the opening 153, the other to the fluid inlet and the third serving as an exhaust and in the case of presence of water being provided with an exhaust pipe, The pressurized fluid entering through 153, the exhaust being closed, causes the piston 158 to rise, the pressure above the piston rising to the inlet pressure , approximately minus the pressure corresponding to the dead weight. By closing the inlet valve (distributor) and opening the outlet, the pressure above 157 causes the piston to press firmly against the cover; the fluid under the piston escapes.
The location of the striking piston may be above the closing piston, decreasing
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thus the length of the pipe which leads to the valve placed for small drilling diameters at the top of the apparatus. This pipe, which in fig.1 was in the wall, can also run alongside the appliance outside. The valve is usually operated with a lever and return spring.
The impact piston can operate double acting providing an admission on the upper face of the piston. A distributor is then used which allows the fluid to escape above the piston at the same time as the fluid enters through the upper part. During the downward stroke of the piston, the fluid penetrates above the piston and is expelled from the chamber under the piston,
The distributors can be placed in the most suitable places (space requirement, pressure drops) and they can be of the type of one of those known adopted for operation under water, that is to say pipe d. 'exhaust reaching above water level, etc ....
The exhaust takes place directly in the open air, if there is no water in the borehole. The exhaust sections are determined by the length of the pipes, the pressure and the displacement.
The pressure in the upper chamber (above the closing piston) may be less than the working pressure of the striking piston, since all the weight of the apparatus rests on the tips of the shells and prevents their closing; the shells begin to close (if the pressure is not too great) only when the cable which holds the device relieves it. The closing of the shells can be done for example for drilling devices equipped with electric vibrators, by the removal of the pressure above the closing piston,
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so that the pressure below causes it to rise.
The shells can be closed with the striking piston as shown in fig. 14, that is to say, the latter abuts the ring 159 fixed on the rod and makes it rise by closing the shells, the piston 160 serving only as a guide and having any shape; holes 161 for the passage of air, the piston 160 in some cases can be omitted, keeping only the ring 159.
The striking piston may operate automatically according to schematic figures 15 and 16 or in any other known manner applied in automatically operating hammers, taking care to extend and adapt the exhaust up to above the level of the cylinder. water that is in the borehole.
At 153 is the fluid inlet under the impact piston, the pipe 170 is connected to it. At 162, it is the exhaust port under the piston giving the cylinder 166. The piston 164 provided with a hollow rod 167 is enclosed in 166 and 174; at 168 a light places the interior of the rod 167 in communication either with 170 in the portion of fig. 15 or with 171 and 159, that is to say the inlet above the striking piston. The lumen 173 through the rod 167 allows the escape through 163 of the fluid above the striking piston.
Pipe 169 is the exhaust and the 175 is the intake.
The operation is as follows: In the position shown in fig. 15, the pressurized fluid enters through 175 in 167 and through 168, 170 and 153 inside the device lifting the striking piston located on the cover.
At this moment the exhaust 163 is open, the fluid above the piston escapes there; admission 159 is closed from
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same as the 162 exhaust.
The striking piston rising, it discovers the slot 162 and the escaping fluid pushes the piston 164, thanks to the overpressure the surface of 164 being greater than the section of the rod 167, the admission by 153 is cut off because that the light 168 is no longer located in front of the connection of the pipe 170; the piston 164 discovers the exhaust 176-169, the fluid under the striking piston escapes. The exhaust 163 is closed because 173 is blocked, the piston 164-167 being at its upper stroke.
The connection of the pipe 171 is in communication with the inlet of the fluid 175-167 'through the port 168. The impact piston having reached the highest point descends driven by the fluid entering through 159, closes the port 162 and knock on the lid.
During this time, the piston 164 descends thanks to the overpressure in 165 and in the interior of 167, closes the inlet 159 and opens the exhaust 163 and the inlet 153 under the striking piston and the cycle. start again.
All the parts of the dispenser can be enclosed in a protective enclosure or even inside, for example in a hollow fixed rod on which the sheep slides. For the operation of the shells, the exhaust 169 is closed and the pressure in the cylinder pushes the closing piston.
In figure 17 the bucket hammer is adapted to operate with an electric motor. The schematic section shows it as an example.
In 185 is an electric motor, the current arriving through the cable 180. Bevel gears 177. and one or more
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gear trains 187, used to reduce the speed of the motor are located in the chamber 186 possibly separated by wall 184 of the motor; can also use a worm. The last wheel of the gear sets in motion the rack 178 which serves as a rod for the striking piston and makes it rise. Air is compressed inside 186.
The striking piston arrived at the highest point, the electric current is cut automatically by a device set in motion by the striking piston or by the pressure of the chamber 186 or by a clock movement inside or in the chamber. surface or in any other way, or even on the surface not automatically by a simple switch.
At this moment, the pressure of 186 pushes the piston downwards, the last wheel actuating the rack rotating in the direction opposite to that of the upstroke can possibly be automatically disengaged and not pull the gear trains in their movement, reducing braking. When the impact of the striking piston occurs, the electric current is restored either by a lever operated by the piston or by a clock movement or in any other suitable manner and the cycle begins again. It is obvious that the rod-rack can be replaced by a cable driven by the last wheel of the gear and winding on a small drum or shaft.
In chamber 186 there may be an initial overpressure, that is to say while the impact piston is at the lowest point.
The valve 179 actuated by the same electric cable 180 puts in communication through 181 and 182, the chamber 186 with the chamber under the closing piston and allows the
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closing of the shells, thanks to the pressure of 186, the striking piston being at the high point of its upward stroke.
Air is introduced from time to time through the valve 183 to replace that lost by the 179, 181, 162. The valve 179 can be actuated by an electromagnet.
In figure 18 a schematic section shows by way of example a bucket hammer with impact piston operating by the trigger produced by the explosion of a gas mixture.
The appropriately shaped heavy impact piston 190 is traversed by a channel with a downwardly opening valve 191. In 201, it is a spark plug used for ignition, the spark being produced by a battery with an induction coil linked by cable 202.
In 211 it is a fresh air suction valve.
In 205distributor allowing the exhaust and by the action of the cable 202 the communication of the chamber 189 with 199 under the closing piston. The valve 192 serves for the inlet of the explosive gas mixture from the schematic tank 196 which is adapted as a surface carburetor at the same time.
In 204 a valve actuated with 207 for the impact piston 190. In 195 a compression chamber.
The operation is as follows:
In Figure 18, the striking piston touches the striking surface 209. At this time the air is compressed in 195; in 189 'a call for fresh air occurs through valve 211; the valve 204 in communication with the exhaust pipe is open.
After the shock, the pressure of 195 pushes the piston upwards, the valve 204 is closed, in the chamber 210 an underpressure is produced which has the effect of a call by the valve.
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192 of the gas mixture of 196, The piston balances, the spark produced by the spark plug 201 produces the explosion of the gas mixture. By the trigger the piston is thrown upwards, compressing the air in 189. The lumen
205 being released, the pressure in 210 decreases, the exhaust being produced by 203. The burnt gases are strongly expelled, thanks to the air which passes through the valve 191 and which operates under a certain overpressure and exits by 203.
The piston begins to descend and covers the lumen 205 and thanks to the overpressure of 189 and its high dead weight strongly hits 209 with the exhaust valve 204 being opened by the piston. In 189 a call for air, in 195 the air is compressed, and the cycle begins again.
The shells are closed by pulling on the cable 202 closing the exhaust 205 and opening the communication between 189 and 199. During the upward movement of the striking piston, the device is given the shape and the cooling surface. necessary, or even water circulation if necessary.
The bucket hammer works like a two-stroke gas engine.
Existing explosion sheep, either battery operated or with oscillating magneto can be adapted for bucket hammers, by enclosing in a body the striking cylinder with its piston, the body having the jaws and the closing piston at its lower part. .
Bucket hammers can be built in which the hammer hammer works as a drilling hydraulic motor.
It is obvious that we can adopt any dis-
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positive known and appropriate for the different valves and without departing from the principle of the invention, make changes in details. Water injection can be used for hard and dry soils. A vessel for a pressurized fluid can be built inside the apparatus and with the aid of a valve actuated by an electromagnet bring the pressurized fluid under the closing piston.
Any modifications made to one of the dump hammer types described may apply to the others.
The various cables are joined together by means of spring pins on the main cable, the cable intended for the distributor slides in the pins. When the device is reassembled the cables are removed from the pins, which slide along the main cable which is wrapped around the drum.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described which have been chosen only by way of example.
It extends to any bucket hammer using percussion with prolonged force for working the soil, using a pressurized fluid or other driving means enclosed in the device, mainly after the bucket hammer device has reached the bottom of the well in its fall and then closed the shells with a pressurized fluid.
CLAIMS.
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