CS270715B1 - Přístroj pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů - Google Patents

Abstract

Přístroj je určen pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů v několi-; ka směrech, s možností dálkového přenosu naJ měřených hodnot. Podstatou přístroje je řa- ; da pouzder navzájem čelně spojených tak, aby jejich osy byly totožné, přičemž v každém z , nich, kolmo k jejich podélné ose, je suvně uložen dotykový palec průběžně vytlačovaný pružinou, opatřený převodovou drážkou, jehož posun je přenášen na otáčivý pohyb potenciometru .

Description

Vynález se týká přístroje pro měření radiální defnrmace vrtů a ovality otvorů, v několika směrech. Konstrukce přístroje umožňuje instalaci například čtyřech přístrojů v různých lokalitách jednoho vrtu, s možností přenosu naměřených hodnot na dispečerské centrum. Přístrcj je vodctěsný a využitelný v prostředí s nebezpečím výbuchu plynů.

V současné době jsou vyvinuty elektromechanické přístroje pro měření radiální deforma ce vrtů, které jsou tvořeny tělesem, na jehož obvodu jsou na jeho obou koncích umístěny vodící prvky, přičemž mezi jeho oběma konci jsou umístěny měřící palce, které se ve vodících pouzdrech podélně posunují v ose, která je příčná k podélné ose přístroje a tedy i po délné ose vrtu. Uvnitř vodícího pouzdra je umístěn dotykový sběrač. Měřící palec jedním koncem vyčnívá z vodícího pouzdra a udržuje kontakt ze stěnou vrtu. Na jeho druhém konci je navita odporová dráha, se kterou je v kontaktu dotykový sběrač. Při posunu měřícího palce v podélné ose vodícího pouzdra pak dochází ke změně odporu na odporové dráze. Jiný druh přístrojů pro měření radiální deformace vrtů je řešen na principu induktivního snímače posuvu, vytvořeného jako měřící dotyk s jádrem a cívkami diferenciálního transformátoru. Cívky .jsou výškově nastavitelné. Nevýhodou těchto přístrojů je složitá výroba jemných mechanických uzlů a nutnost kusové výroby odporových drah. Tyto přístroje mají malý měřící rozsah, v průměru 6 mm. Nejsou konstruovány pro měření v hlubinných vrtech, kde je nutnost umístit v různých hloubkách jednoho vrtu i několik měřících stanic nad sebou tak, aby z každého přístroje přes další přístroj bylo možno vést samostatný kabel pro nese ní analogového signálu na dispečerské centrum.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny elektromechanickým přístrojem pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů, jehož podstata je v tom, že sestává z několika čelně spojených pouzder, ve kterých jsou uložena potenciometrická a snímací zařízení. V každém z nich, kolmo k jeho podélné ose, proniká přes jeho stěny vodící pouzdro dotykového palce, které nepřesahuje přes vnější průměr pouzdra přístroje. Ve vodicím pouzdru, ve směru jeho podélné osy, je suvně uložen měřící palec. Ten je na jedné straně vhodně tvarován pro dotyk, na jeho druhé straně je mezi něj a čelní stěnu vodícího pouzdra upravena pružina. Dotykový palec je ve směru své podélné osy, vně, opatřen tvarovou převodovou drážkou, do které zapadá tvarové převodové kolo. Tvarové převodové kolo je svou hřídelí napojené na hřídelku potenciometru. Mezi držák převodového kola a mezi vnitřní stěnu pouzdra přístroje jsou upraveny pružiny. Mezi držák převodového kola a mezi vnitřní stěnu pouzdra přístro je jsou dále upraveny vodící čepy, které jsou na jedné straně pevně připojeny ke stěně pouzdra přístroje, druhou stranou zapadají do vodicích otvorů v držáku převodového kola. Přístroj sestává z řady čelně spojených pouzder, jejichž podélné osy jsou totožné, je na jedné straně ukončen pouzdrem, které tvoří svorkovnicovou skříň, na druhé straně je uzavřen uzavíracím pouzdrem. Přes všechna pouzdra přístroje jsou vedeny kruhové průchodky, jejichž podélné osy se po spojení pouzder kryjí.

Výhody přístroje pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů, podle vynálezu, spočívají zejména v možnosti měření radiální deformace vrtu v několika jeho lokalitách sou časně. Z každého měřícího přístroje přes další přístroj možné vést samostatný kabel pro dálkový přenos naměřených hodnot na dispečerské centrum, každý přístroj je současně vodotěsný a konstruovaný s ohledem na normy jiskrové bezpečnosti. Zasouváním přístroje do vrtu lze získat grafický nebo číselný záznam o rozměrových změnách v jeho podélné ose, otáčením přístroje ve vrtu lze získat hodnoty rozměrových změn jeho ovality. Při využití přístroje jako měřící stanice v určité lokalitě vrtu lze kontinuálně dálkově sledovat radiální defor mači vrtu v závislosti na čase. Protože speciální převod na principu tvarového převodového kola s kontinuálním přítlakem do převodové drážky eliminuje i vůle, které vznikají výrobními tolerancemi, je mechanická přesnost měření přístroje 0,05 mm. Konečná přesnost měření z

CS 270715 81 v dispečerském centru je závislá na kvalitě a druhu elektronických součástí přístroje a kvalitě i druhu přenosového i záznamového systému. Konstrukce přístroje také brání nežádoucí fixaci přístroje zapadnutím některého měřícího palce do štěrbiny nebo kaverny ve vrtu. Dotyková část každého měřícího palce je kryta pásovou pružinou, suvně uloženou ve směru podélné osy přístroje. Přístroj lze vyrobit pro různé průměry měřených vrtů a otvorů, například 70 až 1200 mm. Měřící rozsah přístroje je ovlivněn průměrem pouzder přístroje, tedy také průměrem vrtu nebo otvoru, který má být měřen a který určuje dimenze celého přístroje. Například měřící rozsah přístroje pro vrty o průměru 70 mm je 35 mm celkem, pro vrty o průměru 100 mm 45 mm celkem. Pro vrty o průměru 1000 mm je měřící rozsah přístroje 500 mm. Úpravami konstrukce přístroje lze tyto hranice měřícího rozsahu do jisté míry ještě zvětšit. Měřící rozsah přístroje je několikanásobně větší než je měřící rozsah používaných měřících přístrojů pro tyto účely. Uvedené výhody konstrukce měřícího přístroje pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů jsou výrazně rozšířeny na oblast praktického využití přístroje. Například k prognózování deformace důlních děl vede cesta přímého měření deformací vrtů, a to v případech, kdy vývrt lze považovat za modelově podobný plánovanému, projektovanému a později vedenému důlnímu dílu. Typickým, ovšem ' zdaleka né jediným možným příkladem takové situace je vývrt v místě později vedené jámy či překopu kruhového průřezu. Tady znalost deformací vývrtu o známém průřezu poskytuje možnost předvídat deformace později vedeného důlního díla o průměru větším. Je přitom žádoucí znát deformace vývrtů ve více směrech, to přístroj plně umožňuje, protože v obecném případě nemusí být napětí, a tedy ani deformace, vůči vývrtu a později vedenému důlnímu dílů radiálně symetrické. Ovšem i v případech, kdy neexistuje geometrická podobnost mezi vývrtsn a později důlním dílem je měření deformací vývrtů pro prognózu deformací důlního díla tímto přístrojem cenné, protože znalost charakteru, průběhu a velikosti těchto deformací ze známých podmínek je významným parametrem ke stanovení geomechanického modelu prostředí v němž bude důlní dílo realizováno a-tudíž i pro stanovení optimálního modelu součinnosti prvků systému hornina-výztuž. Navrhovaný přístroj umožňuje měřit deformace vývrtů ve více směrech v dostatečném měřícím rozsahu, tím umožňuje řešení úlohy PROGNÓZA PROJEVU HORSKÝCH TLAkB V PLÁNOVANÝCH A PROJEKTOVANÝCH dBlNÍCH DÍLECH, respektive v kombinaci s jinými metodami k jejímu řešení přispět. Protože v mnoha případech je věrohodnost prognózy ome zená, nebo nelze vyloučit, že se podmínky, z nichž prognóza vycházela v průběhu realizace a životnosti důlního díla změní, je často nutno alespoň po určitou dobu životnosti důlního díla situaci průběžně kontrolovat. V tomto případě schopnost přístroje kontinuálně, s dál.kovým přenosem naměřených hodnot s uvedenou přesností přístroje sledovat vývoj radiální de formace vrtu, a to dokonce z různých lokalit stejného vrtu v závislosti na čase, je velmi významná. Protože deformace důlního díla jsou vždy vyvolány deformacemi stavebních jednotek horského masivu v jejich okolí a né vždy je reálné či dostatečně přesné sledovat přímo deformace důlních děl, je jednou z možností včasné signalizace nebezpečných stavů sledování deformací vývrtů vrtaných do okolí kontrolovaného místa důlního díla. Protože navrhovaný přístroj umožňuje měřit deformace vývrtů ve více směrech, umožňuje řešení obecné úlohy PrBbÉŽNÁ KONTROLA SITUACE V OKOLÍ DOLNÍCH DÉL Z HLEDISKA VĚASNÉ APLIKACE OPATŘENÍ PRO ZAMEZENÍ VZNIKU JEJICH NADMĚRNÝCH DEFORMACÍ, respektive v kombinaci s jinými metodami k jejímu řešení významně přispět.

Přístroj pro měření radiální:deformace vrtů a ovality otvorů podle vynálezu je tvořen řadou pouzder 2 přístroje čelně, tak aby jejich podélné osy byly totožné,spojených prostřednictvím svých osazení. Mezi jednotlivými pouzdry jsou upraveny těsnící kroužky £5. Například ve čtyřech pouzdrech 2 jsou umístěny samostatné převodové systémy s potenciometry. Každým z těchto pouzder 2 kolmo k jejich podélným osám pronikají vodící pouzdra £, ve kterých jsou suvně uloženy dotykové pálce £. Jedna strana dotykových palců £ je opatřena

CS 270715 Bl dotykovým rádiusem, na druhé straně dotykových palců £ jsou mezi ně a čelní stěny vodících pouzder 2 upraveny pružiny 13 palce. Dotykové palce £ jsou ve směru svých podélných os opa třeny převodovými drážkami 2, do kterých zapadají tvarová převodová kola £. Tvarová převo*dová kola £ jsou svými hřídelemi napojena na hrídelky potenciometrů £. Mezi držák převodo vého kola £ a mezi vnitřní stěnu pouzdra £ přístroje jsou vloženy pružiny £4. Mezi držák £ převodového kola 6 a mezi stěnu pouzdra 2 přístroje jsou dále upraveny vodící čepy 2, které jsou se stěnou pouzdra £ pevně spojeny svým jedním koncem. Druhým koncem zapadají do vodicích otvorů v držáku £ převodového kola £. Řada pouzder £ je na jedné straně ukončena posledním pouzdrem 20, jehož vnitřní prostor je využit jako svorkovnicová skříň 19. Poslední pouzdro 20 je jedním čelem připojeno k řadě pouzder £, jeho druná strana je opatřena vstup nimi pouzdry kabelů 10 a závěsným okem £8. Řada pouzder £ je na druhé straně ukončena uzavíracím pouzdrem 21 opatřeným otvory pro kruhové průchodky 11. Kruhové průchodky ££ pronikají všemi pouzdry £ souběžně s jejich podélnou osou. Na jedné straně měřícího přístroje £ jsou průchodky 11 osazeny do tvaru vstupních pouzder £0, na druhé straně přístroje £ pro nika jí uzavíracím pouzdrem 21 a tam na svém konci jsou opatřeny závitem a matkou 12. Pouzd ra £ jsou op.ro.ti sobě pootočena tak, aby osy dotykových palců £ byly u jednotlivých pouzde? £ úhlově směrovány podle požadavků.

Měřící přístroj pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů se do vrtu spouští na oku £8, pokud je vrt vertikální, do vrtů uložených horizontálně se do vrtu zatlačuje ná stávci. Přístroj £ klouže po stěnách vrtu na vodicích pružinách 23, případně na dalších vo dicích pružinách umístěných na pouzdrech 20 a ££.. Pokud je třeba vrt osadit více měřícími stanicemi, pak je do vrtu instalována první měřící stanice. Na kabel vycházející z vrtu z první měřící stanice je přes kruhové průchodky ££ navlečena další měřící stanice. Z vrtu vyčnívající dva kabely, každý z nich je provlečen průchodkami 11 třetí mířící stanice a td< je dosaženo, že například v jednom vrtu jsou umístěny čtyři měřící stanice. Každá měřící stanice může k měření využívat například čtyři dotykové palce £ vycházející ze čtyřech pou zder £ oproti sobě pootočených pod úhlem 90 °. Když dojde k deformaci stěny vrtu, pak přes vodicí pružinu 23 se posun stěny vrtu přenese na dotykový palec £, který se posune ve vodicím pouzdru £ ^a současně stlačí pružinu 13 palce. Tento pohyb se přenese prostřednictvím podélné tvarové drážky £ kterou je opatřen dotykový palec £ na tvarové převodové kolo £, které je do záběru s měřícím palcem £ průběžně dotlačováno pružinou 14 přes držák převodového kola £. Otáčivý pohyb z převodového kola £ je prostřednictvím jeho hřídele přenesen na hřídel potenciometrů £. V případě že dotykový palec £ zachytí divergentní pohyb stěny vrtu, v opačném směru, pružina 13 palce vytlačí dotykový palec £ do této nové polohy a tento posun stěny vrtu je zachycen jako v předcházejícím případě.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Přístroj pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů, sestávající z několika navzájem spojených pouzder ukončených svorkovnicovou skříní, ve kterých jsou potenciometrická a snímací zařízení, vyznačený tím, že kolmo k podélné ose každého pouzdra (2) je průnikem přes jeho stěny v něm pevně uloženo vodicí pouzdro (3), ve kterém je v jeho podélné ose suvně uložen dotykový palec (4), opatřený ve své podélné ose převodovou . drážkou (7), do které zapadá tvarové převodové kolo (6), svou hřídelí napojené na potenciometr (5), přičemž mezi držák (8) převodového kola (6) který je suvně kolmo k podélné □se dotykového palce (4) uložen na vodicích čepech (9) a mezi vnitřní stěnu pouzdra (2) jsou upraveny pružiny (14).

   CS 270715 Bl
2. 2. Přístroj pro měření radiální deformace vrtů a ovality otvorů podle bodu 1, vyznačený tím, že jednotlivá pouzdra (2) osazená potenciometrickými a snímacími zařízeními jsou na sebe nasazena tak, že jejich podélné osy jsou totožné, přičemž každé z nich je opatřeno několika kruhovými průchodkami (11), jejichž podélné osy se po spojení pouzder (2) kryjí, takže rovnoběžně s podélnou osou přístroje vzniknou v jeho celé délce průchodné otvory s tím, že těmito průchodnými otvory průchodkami (11) je opatřena i svorkovnicová skříň (19), kterou je jedna strana řady několika pouzder (2) ukončena a zavřena.