CS261207B2 - Guiding and centring mechanism for drill rod - Google Patents

Description

Vynález se týká vodícího a středícího ústrojí vrtací tyče vrtací soupravy, v provedení se dvěma čelistmi, připevněnými к dvěma dvouramenným pákám poháněným společným hnacím válcem.

Je známo vodicí ústrojí vrtací tyče, u něhož jsou vodicí čelisti otočné kolem společné osy. Čelisti jsou rozvírány a svírány rameny, uspořádanými po obou stranách společné osy a opatřenými vačkami a klínovými plochami pro svírání čelistí. Nevýhoda tohoto vodícího ústrojí spočívá v tom, že nečistota a kamenný prach, vnikající mezi klínové plochy a vačky a usazující se na jejich činných plochách způsobují jejich opotřebení a tím nepřesné středové umístění. Jelikož čelisti jsou svírány systémem strmých klínových ploch, dochází ke ztrátě značné části energie hnacího válce třením, přičemž jedna složka síly působí v nesprávném směru.

Je též známo vodicí a středící ústrojí vrtací tyče, u něhož jsou čelisti uváděny do pohybu dvěma hnacími válci působícími vzájemně protisměrně. Hnací válce však mohou mít v důsledku rozdílného tření různé rychlosti pohybu, což se projeví tím, že jedna z čelistí začne působit na vrtací tyč dříve než druhá a odtlačuje ji, pokud na ni nezačne působit tlak druhé čelisti stranou, čímž dochází к nepřesnému středovému umístění vrtací tyče. Toto vodicí a středící ústrojí není také vhodné pro vrtací práce s odsávacími trubkami vyvrtané drti velkého průměru, protože při zvětšování zdvihu čelistí se dále zhoršuje přesnost středového umístění vrtací tyče.

Dále je známé vodicí a středící ústrojí, jehož obě čelisti jsou uloženy na vodičích, nikoli na otočných ramenech. Čelisti a páky a rovněž hnací válec se mohou otáčet volně jako jednotka na dvou čepech. Může proto jedna z čelistí dosáhnout, například v důsledku tření, к němuž dochází v ústrojí ramena páky, své koncové polohy dříve než druhá čelist dosáhne své odpovídající koncové polohy. Vzhledem к tomu se mohou sevřené čelisti nacházet na vodičích v různých polohách. Nejsou proto samotné čelisti schopny vystředit umístění vrtací tyče v bočním směru vůči vrtacímu stroji a hlavní ose vrtání, což znamená, že čelisti nenastavují automaticky a přesně střední osu vrtací tyče tak, aby splynula, když je vrtací tyč sevřena mezi čelistmi, se střední osou vrtacího stroje. Přesné vystředění vrtací tyče vyžaduje další prvek, totiž pevné pouzdro.

Další nedostatek tohoto provedení spočívá v tom, že uzavřená konstrukce, která je důsledkem vodičů a pevného pouzdra vyžaduje, aby vrtací tyč byla zasunuta do ústrojí nebo z něj vyjmuta axiálně pouzdrem. Ústrojí tedy neumožňuje zasunutí nebo vyjmutí vrtací tyče v bočním směru.

Další nevýhodou provedení je skutečnost, že ústrojí je v důsledku nutnosti používání vodičů čelistí velmi citlivé na nečistotu a kamenný prach. Ještě další nevýhoda v popisovaném ústrojí souvisí s tím, že je schopné vést pouze jednu vrtací tyč, nikoli však sadu vzájemně spojených vrtacích tyčí.

Známá vodicí a středící ústrojí vrtacích tyčí mají mimoto ještě další nevýhody, spočívající v tom, že se snižuje vrtací rychlost, směr vrtání se stává méně přesný, vrtací souprava je vystavena zvláštním torzním zatížením a zkracuje se životnost redukční vložky dříku. Pro automatické ovládání vrtací tyče je absolutně nutné přesné středové umístění vrtací tyče. Tento požadavek není uvedený známými vodícími a středícími ústrojími vrtacích tyčí dostatečně plněn.

Cílem vynálezu je vývoj ústrojí, které je méně citlivé na opotřebení a provozní poruchy způsobené nečistotou, kamenným prachem apod., nýbrž je nejen spolehlivým nosným, nýbrž i přesným středícím prostředkem vrtací tyče pouze pohyblivými čelistmi umožňujícími i boční zasouvání vrtací tyče do čelistí a vysouvání z čelistí.

Podstata vynálezu u vodícího a středícího ústrojí vrtací tyče, sestávajícího z nosného tělesa, z dvojice čelistí, z nichž každá je připevněna na jedné ze dvou dvouramenných pák spojených s nosným tělesem, a z hnacího válce obou dvouramenných pák spočívá v tom, že v nosném tělesu je na otočném čepu uložena vnějším koncem prvního ramena první dvouramenná úhlová páka a na protilehlém otočném čepu je mezi svými rameny uložena druhá dvouramenná úhlová páka, přičemž к vnitřnímu konci prvního ramena první dvouramenné úhlové páky je připevněna jedna čelist а к vnitřnímu konci prvního ramena druhé dvouramené páky je připevněna druhá čelist.

Dvouramenné rameno první rovnoramenné úhlové páky je opatřeno prodloužením.

S kterýmkoli z ramen dvouramenných úhlových pák, popřípadě s prodloužením druhého ramena první dvouramenné páky je otočně spojena písnice hnacího válce, jehož těleso je otočně připojeno к nosnému tělesu vodícího a středícího ústrojí. První rameno první dvouramenné úhlové páky a první rameno druhé dvouramenné úhlově páky jsou stejné délky.

Čelisti jsou opatřeny na svých protilehlých stěnách vzájemně symetricky provedenými půlkruhovými vybráními, jejichž střed při sevření čelistí leží na spojnici otočných čepů dvouramenných úhlových pák.

Vynálezem se dosahuje přesného automatické nastavení nejen vrtací tyče sevřené mezi čelistmi ve vrtacím středu, nýbrž i spojovací objímky při vrtání s nastavenými tyčemi.

Ústrojí podle vynálezu je možno používat jak ve vodorovné, tak i ve svislé vrtací poloze a zajišťuje souosost i v případě, kdy vrtací tyč není přesně nad jednou z čelistí. К středovému umístění a vedení vrtací tyče není třeba dalších středících a vodicích prvků. Je proto ústrojí podle vynálezu velmi jednoduché a méně citlivé na opotřebení a provozní poruchy způsobené nečistotou, kamenným prachem apod. Ústrojí podle vynálezu je možno snadno zasunout nebo vyjmout bočně к ose vrtací tyče.

Na výkrese je schematicky znázorněna jedna z možných variant provedení ústrojí podle vynálezu.

Ústrojí podle vynálezu setává z nosného tělesa 14, v němž je na otočném čepu £ vnějším koncem svého prvého ramena 2 uložena první dvouramenná páka 5 a na protilehlém otočném čepu 9 je mezi svými rameny £, £ uložena druhá dvouramenná páka ГО. Délka A-Д' obou к sobě obrácených ramen, prvního ramena 2 první dvouramenné páky 5 a prvního ramena £ a druhé dvouramenné páky 10 je stejná. Obě dvouramenné páky 5, 10 jsou úhlové. Na vnitřním konci prvního ramena 2 první dvouramenné úhlové páky £ je připevněna čelist £ a na vnitřním konci prvního ramena £ druhé dvouramenné úhlové páky 10 je připevněna čelist £. Obě čelisti £, 6 jsou opatřeny na svých protilehlých stěnách půlkruhovými vybráními pro sevření vrtací tyče nebo objímky při napojování nahoru nadstavených tyčí. Střed protilehlých čelistí £, 6, leží při jejich sevření na spojnici středů otočných čepů 4 a 9. Dvouramenné úhlové páky 5, 10 jsou spojeny tuhým táhlem 11 uloženým jedním koncem na otočném čepu 12, umístěném v druhém ramenu £ první dvouramenné páky 5 a druhým koncem na otočném čepu 13 druhého ramena £ druhé dvouramenné úhlové páky £0. Otočné čepy £, 12 první dvouramenné úhlové páky £, a otočné čepy j), 13 druhé dvouramenné úhlové páky 10 jsou od sebe vzdáleny o stejnou vzdálenost B. Otočné čepy £, £, 12, 13 tvoří vrcholy rovnoběžníka. Druhé rameno £ první dvouramenné úhlové páky ,5 je opatřeno prodloužením 16, к němuž je v znázorněném příkladu provedení otočně připojena pístnice hnacího válce 15 obou dvouramenných úhlových pák 5, 10. Těleso hnacího válce 15 je připojeno otočně к nosnému tělesu £4. Vzdálenost C je vymezena vzdáleností otočného čepu 9 druhé dvouramenné úhlové páky 10 od přípoje tělesa hnacího válce 15 к nosnému tělesu 14.

Pístnice hnacího Válce 15 může být podle vhodnosti uspořádání v daných provozních poměrech připojena ke kterémukoli ramenu 2, £, £, £ dvouramenných úhlových pák 5, 10.

Ostrojí podle vynálezu pracuje takto:

Při vysouvání pístnice hnacího válce 15 se čelisti 1^ £ působením dvouramenných úhlových pák 5, 10 vzhledem к ose vrtací tyče symetricky rozvírají. Při stejné délce А а А'гатеп 2_r 2 dvouramenných úhlových pák 5_f 10, je stejná i dráha pohybu obou čelistí .1, 6_. Tím ‘ se dosahuje přesného středového umístění čelisti 1^ £, i když se tyto čelisti 1^, 6 v sevřené poloze vzájemně nedotýkají, jak je tomu při držení spojovací objímky nadstavených vrtacích tyčí.

Vzájemným seřízením délky A prvního ramena 2 první dvouramenné úhlové páky 5^, délky A' prvního ramena 2 druhé dvouramenné úhlové páky 10, vzdálenosti В mezi otočnými čepy 2, 12 první dvouramenné úhlové páky .5 a otočnými čepy 2/ 13 druhé dvouramenné otočné páky 10 a vzdálenosti C otočného čepu 2 druhé dvouramenné úhlové páky 10 od přípoje tělesa hnacího válce 15 к nosnému tělesu 14 je možno dráhu čelistí 1., 6. a jejich přítlačnou sílu upravit v závislosti na velikosti zdvihu a tlačné síle F hnacího válce 15.

Při zvětšování poměru A:B se dráha čelistí _1, 6 zvětšuje, i když zdvih hnacího válce 15 zůstane nezměněn. Rozměry úhlových pák .1, 5 jsou tedy určovány silou F, kterou hnací válec 15 otáčí u znázorněného provedení druhým ramenem 2 první dvouramenné úhlové páky 5.

Při spojení pístnice hnacího válce 15 s některým z ramen 2* 2* 2» 2 rovnoramenných úhlových pák 5, 10 se otáčením příslušného ramena na odpovídajícím čepu uvádí do pohybu celé ústrojí podle vynálezu.

Jelikož se čelisti 1^ 6 otvírají symetricky, jsou vhodné i pro montáž sacích trubek vyvrtané drti.

Claims (6)

1. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče, sestávající z nosného tělesa, z dvojice čelistí, u nichž každá je připevněna na jedné ze dvou dvouramenných pák spojených s nosným tělesem otočnými čepy, a z hnacího válce obou dvouramenných pák, vyznačující se tím, že v nosném tělesu (14) je na otočném čepu (4) uložena vnějším koncem prvního ramena (2) první dvouramenná úhlová páka (5) a na protilehlém otočném čepu (9) je mezi svými rameny (7, 8) uložena druhá dvouramenná úhlová páka (10), přičemž к vnitřnímu konci prvního ramena (2) první dvouramenné úhlové páky (5) je připevněna jedna čelist (1) а к vnitřnímu konci prvního ramena (7) druhé dvouramenné úhlové páky (10) je připevněna druhá čelist (6).

2. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče podle bodu 1, vyznačující se tím, že dvouramenné úhlové páky (5, 10) jsou spojeny táhlem (11), uloženým jedním koncem na čepu (12) umístěným v druhém ramenu (3) první dvouramenné úhlové páky (5) a druhým koncem na čepu (13) umístěným v druhém ramenu (8) druhé dvouramenné úhlové páky (10), přičemž čepy (4, 12) první dvouramenné úhlové páky (5) a čepy (9, 13) druhé dvouramenné úhlové páky (10) tvoří vrcholy rovnoběžníku.

3. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče podle bodu 2, vyznačující se tím, že druhé rameno (3) první rovnoramenné úhlové páky (5) je opatřeno prodloužením (16).

4. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče podle bodu 1, 2, vyznačující' se tím, že s kterýmkoli z ramen (2, 3, 7, 8) dvouramenných úhlových pák (5, 10), popřípadě s prodloužením (16) druhého ramena (3) první dvouramenné páky (5) je otočně spojena pístnice hnacího válce (15), jehož těleso je otočně připojeno к nosnému tělesu (14).

5. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče podle bodu 1, vyznačující se tím, že první rameno (2) první dvouramenné úhlové páky (5) a první rameno (7) druhé dvouramenné úhlové páky (10) jsou stejné délky (A, A').

6. Vodicí a středící ústrojí vrtací tyče podle bodu 1, vyznačující se tím, že čelisti (1, 2) jsou opatřeny na svých protilehlých stěnách vzájemně symetricky provedenými půlkruhovými vybráními, jejichž střed při sevření čelistí (1, 6) leží na spojnici otočných čepů (4, 9) dvouramenných úhlových pák (5, 10).