DE468562C

DE468562C - Water flushing head for rock drilling machines, in which the sealing is carried out by sealing bodies made of leather, rubber or the like that are acted upon by the water

Info

Publication number: DE468562C
Application number: DEF63032D
Authority: DE
Original assignee: FLOTTMANN AG
Current assignee: FLOTTMANN AG
Priority date: 1927-02-12
Filing date: 1927-02-12
Publication date: 1928-11-16

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 16. NOVEMBER 1928ISSUED ON NOVEMBER 16, 1928

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 5 b GRUPPE .jeCLASS 5 b GROUP

Flottmann Akt-Ges. in HerneFlottmann Akt-Ges. in Herne

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Februar 1327 ab Patented in the German Empire on February 12, 1327

Bei Gesteinbohrmaschinen und Bohrhämmern wird in jüngster Zeit zur Beseitigung des gesundheitsschädlichen Bohrstaubes mehr und mehr die Wasserspülung eingeführt und sogar von der Aufsichtsbehörde zur Schonung der Bohrmannschaft stellenweise vorgeschrieben. Beim Herunterbringen von senkrechten Bohrlöchern größerer Tiefe (in feuchten Gebirgen über 2 bis 3 m, in trockenen Gebirgen über 10 m, wie beim Versteinungsverfahren, beim Schachtabteufen, bei Grundierungsarbeiten u. dgl.) ist die Wasserspülung der Luftspülung auch bezüglich Ermöglichung und Erhöhung des Bohrfortschrittes überlegen. Zur Wasserspülung benutzt man vielfach an Druckwasserleitungen angeschlossene Spülköpfe usw., welche auf das Einsteckende des Hohlbohrers aufgesetzt werden und durch die Bohrung des letzteren das Wasser auf-die Bohrlochsohle bringen. Hierbei erfolgt die Abdichtung in der Regel durch aus Gummi oder Leder gebildete Dichtungskörper, die durch Feder- oder Wasserdruck zur dichtenden Anlage gebracht werden. Bei Benutzung von durch den Druck des Spülwassers angepreßten Manschetten erfährt das in den Spülkopf eintretende Wasser gewissermaßen eine Teilung in zwei Teilströme, von denen der eine die Manschetten beaufschlagt, der andere durch die Bohrung des Hohlbohrers zur Bohrlochsohle gebracht wird.Rock drills and rotary hammers have recently been used for elimination of the harmful drilling dust introduced more and more the water flushing and even prescribed in places by the supervisory authority to protect the drilling team. When bringing down vertical Boreholes of greater depth (in moist mountains over 2 to 3 m, in dry mountains over 10 m, as in the petrification process, in shaft sinking, in priming work and the like), the water flushing is the air flushing also with regard to enabling and increasing the drilling progress think. For water flushing, one often uses pressure water pipes connected to them Flushing heads, etc., which are placed on the insertion end of the hollow drill and through the bore of the latter, bring the water to the bottom of the borehole. Here the sealing is usually carried out by means of sealing bodies made of rubber or leather, which are brought to the sealing system by spring or water pressure. When using the water entering the rinsing head experiences the water entering the rinsing head, so to speak, from the cuffs pressed on by the pressure of the rinsing water a division into two partial flows, one of which acts on the cuffs, the other is brought through the bore of the hollow drill to the bottom of the borehole.

Ohne besondere Vorkehrungen kann eine gute Abdichtung indessen nicht erreicht werden, da nämlich beim Durchströmen des Spülwassers vom Absperrventil im Zuführungsschlauch durch den Spülkopf zum Hohlbohrer, auf die Bohrlochsohle und wieder aus dem Bohrloch heraus normalerweise bzw. bei nicht allzu tiefen Bohrlöchern ein besonderer Widerstand nicht vorhanden ist, so daß infolgedessen auch auf die Dichtungsmanschetten nicht der erforderliche kräftige Druck ausgeübt wird, welcher die dichtende Anlage derselben verbürgt, wenigstens dann nicht, wenn man nicht mit außergewöhnlich hohen Wasserzuflußmengen arbeiten will. Die letztere Arbeitsweise ist, abgesehen von ihrer Unwirtschaftlichkeit, auch wegen der damit verknüpften starken Belästigungen der Arbeiter durch die aus dem Bohrloch austretenden Wassermengen nicht anwendbar.Without special precautions, however, a good seal cannot be achieved. because when the rinsing water flows through from the shut-off valve in the supply hose through the flushing head to the hollow drill, onto the bottom of the borehole and out of the Borehole out normally or a special one if the boreholes are not too deep Resistance is not present, so that, as a result, also on the sealing sleeves not the required strong pressure is exerted, which the sealing system the same guaranteed, at least not if one is not with exceptionally high Wants to work water inflow quantities. The latter work is apart from theirs Inefficiency, also because of the severe annoyance associated with the workers not applicable due to the amount of water escaping from the borehole.

Um nun die an sich bekannte Manschettendichtung überhaupt erst mit Vorteil anwenden zu können, sollen gemäß der Erfindung Druck und Menge des die Manschetten beaufschlagenden Teilstromes regelbar gestaltet werden, was durch ein im Spülkopf angeordnetes einstellbares Regelorgan erreicht wird.In order to now use the cuff seal known per se with advantage in the first place to be able to, should according to the invention pressure and amount of the cuffs acting Partial flow can be designed to be controllable, which can be achieved by an adjustable Control organ is reached.

Als Regelorgan findet zweckmäßig ein federbelastetes Ventil Verwendung, welches den Durchgangsquerschnitt für den zur Bohrlochsohle fließenden Spülstrom abdrosselt undA spring-loaded valve, which throttles the passage cross-section for the flushing flow flowing to the bottom of the borehole and

_v so einen Widerstand bildet, dessen Größe gleichzeitig für den Druck des die Manschetten beaufschlagenden Wasserstromes bestimmend ist und dementsprechend eingestellt werden muß. Auf diese Weise ist es möglich, die Manschetten stets unter einem genügend starken, die Abdichtung gewährleistenden Wasserdruck zu halten und gleichzeitig die zur Bohrlochsohle strömende Spülwassermenge auf das jeweils erforderliche Maß zu beschränken. _v thus forms a resistance, the size of which is at the same time decisive for the pressure of the water flow acting on the cuffs and must be adjusted accordingly. In this way it is possible to always keep the sleeves under a sufficiently strong water pressure ensuring the seal and at the same time to limit the amount of flushing water flowing to the bottom of the borehole to the required amount.

Durch die Einstellbarkeit des gemäß der Erfindung vorgesehenen Regelorgans und diejenige des im Zuführungsschlauch sowieso vorhandenen Absperrventils für das zum Spülkopf strömende Wasser ergibt sich eine weitgehende Differenzierungsmöglichkeit, welche ausreicht, um — entsprechend den jeweiligen Arbeitsbedingungen — stets das richtige Verhältnis zwischen dem Druck des die Manschetten beaufschlagenden Wasserstromes und Druck und Menge des das Regelorgan passierenden Spülwasserstromes einzustellen. Due to the adjustability of the regulating member provided according to the invention and that the shut-off valve for the water flowing to the flushing head, which is already present in the supply hose, results an extensive possibility of differentiation, which is sufficient to - according to the respective Working conditions - always the right ratio between the pressure of the water flow acting on the cuffs and adjust the pressure and amount of the rinsing water flow passing through the regulating element.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown for example.

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt durch den Spülkopf.Fig. Ι shows a longitudinal section through the flushing head.

Abb. 2 ist eine Ansicht.Fig. 2 is a view.

Der Wasserspülkopf besteht aus den beiden Teilen α und b, welche durch Schrauben c miteinander verbunden sind, und ■ wird auf den runden Teil d des Bohrereinsteckendes aufgesetzt, dessen Vierkant e von der Hülse f aufgenommen wird.The water flushing head consists of the two parts α and b, which are connected to one another by screws c , and ■ is placed on the round part d of the drill inserting end, the square e of which is received by the sleeve f .

Die Abdichtung des Spülkopfes erfolgt durch Ledermanschetten g¹, g², g⁵ und gⁱ, wie dies die linke Hälfte der Abb. 1 zeigt, oder durch Gummimanschetten h¹ und h², wie dies in der rechten Hälfte der Abb. 1 dargestellt ist. Jedes der Ledermanschettenpaare g¹, g² und g^s, g·⁴ wird durch einen Ring s¹ bzw. x² in der richtigen Lage gehalten, wobei gleichzeitig bereits eine gewisse Anpressung der Manschetten erreicht wird. Durch einen Zwischenring s werden die Manschettenpaare g¹, g~ und g³, g⁴ bzw. die Gummimanschetten h¹ und h² in der richtigen Entfernung gehalten. Das bei i eintretende Wasser wird in zwei Teilströme geteilt, von denen der Spülwasserstrom durch den Kanal k über das Kugelventil I, Bohrung to, Ringnut η des Ringes s, Kanal 0, Ringnut ρ, Ouerbohrung p¹ in die Bohrung p² des Hohlbohrers und durch diese zur Bohrlochsohle gelangt, während der andere Teilstrom durch Kanal q zum Teil das obere Manschettenpaar g¹, g² (bzw. Gummimanschette h¹), zum andern Teil über Kanal r und Bohrung r¹ das untere Manschettenpaar g³, g⁴ (bzw. die Gummimanschette h²) beaufschlagt und zur dichtenden Anlage bringt. Die Ringe x^x und x* sind mit Bohrungen s¹ bzw. s² versehen, welche dem Wasser den Durchtritt zur Innenseite der Manschetten ermöglichen sollen.The flushing head is sealed by leather sleeves g ¹ , g ² , g ⁵ and g ⁱ , as shown in the left half of Fig. 1, or by rubber sleeves h ¹ and h ² , as shown in the right half of Fig. 1 is. Each of the pairs of leather cuffs g ¹ , g ² and g ^s , g · ⁴ is held in the correct position by a ring s ¹ or x ² , with a certain pressure on the cuffs being achieved at the same time. The cuff pairs g ¹ , g ~ and g ³ , g ⁴ or the rubber cuffs h ¹ and h ^{2 are kept} at the correct distance by an intermediate ring s. The water entering at i is divided into two partial flows, of which the flushing water flow through channel k via ball valve I, bore to, ring groove η of ring s, channel 0, ring groove ρ, outer bore p ¹ into bore p ^{2 of} the hollow drill and through this to the bottom of the borehole, while the other partial flow through channel q is partly the upper pair of sleeves g ¹ , g ² (or rubber sleeve h ¹ ), on the other hand via channel r and bore r ¹ the lower pair of sleeves g ³ , g ⁴ ( or the rubber sleeve h ² ) is applied and brought to the sealing contact. The rings x ^x and x * are provided with bores s ¹ and s ² , which are intended to allow the water to pass through to the inside of the cuffs.

Die Kugel I steht unter dem Druck der Feder I¹, deren Vorspannung vermittels der Stellschraube t geregelt und damit der Durchgangsquerschnitt des Ventils für den Spülwasserteilstrom entsprechend eingestellt werden kann.The ball I is under the pressure of the spring I ¹ , the bias of which can be regulated by means of the adjusting screw t and thus the passage cross-section of the valve for the partial flow of the flushing water can be adjusted accordingly.

Nach Anstellen des Bohrhammers und öffnen des im Zuführungsschlauch befindlichen Ventils oder Hahnes tritt das Wasser zunächst über die Kanäle q und r zu den Manschetten. Nachdem sich zwischen den Manschettenflanken bzw. vor der Kugel I ein gewisser Überdruck (von beispielsweise 1 bis i,S atü) gebildet hat, der ausreicht, um die Manschetten zur dichtenden Anlage zu bringen und welcher der eingestellten Federvorspannung entspricht, öffnet sich das Kugelventil und läßt eine entsprechende Spülwassermenge zur Bohrlochsohle durch. Während des Betriebes ist darauf zu achten, daß allzu hohe Beaufschlagungsdrücke der Manschetten vermieden werden, da auf diese Weise eine unnötige Reibung der Manschette am Einsteckende d des Bohrers erzeugt wird, welche nicht nur zu schnellem Verschleiß der Manschetten führt, sondern auch die Umsetzbewegung des Bohrers bremst.After turning on the hammer drill and opening the valve or tap in the supply hose, the water first flows through channels q and r to the sleeves. After a certain overpressure (from 1 to i, S atü, for example) has formed between the cuff flanks or in front of the ball I , which is sufficient to bring the cuffs to the sealing contact and which corresponds to the set spring preload, the ball valve opens and lets a corresponding amount of flushing water through to the bottom of the borehole. During operation, care must be taken to avoid excessively high application pressures on the collars, as this creates unnecessary friction of the collar at the insertion end d of the drill, which not only leads to rapid wear of the collars, but also to the relocating movement of the drill brakes.

Durch das Zusammenwirken des Kugelventils I und des (hier nicht dargestellten) in der Wasserzuführungsleitung in bekannter Weise, angeordneten Absperrorgans ist eine einfache Regelung der Spülvorrichtung möglich. Ist beispielsweise die Einstellung dieser beiden Organe eine derartige, daß bis zu einer gewissen maximalen Bohrlochtiefe eine genügende Menge Spülwasser auf die Bohrlochsohle gelangt und daß gleichzeitig die Manschetten eine hinreichend starke Beaufschlagung erfahren, und sind nun bei Überschreiten der erwähnten maximalen Bohrlochtiefe größere Spülwassermengen erforderlich, so wäre es unzweckmäßig, wenn man dem einfach durch Verringerung der Federvorspannung, d. h. Vergrößerung des Durchgangsquerschnittes des Ventils I Rechnung tragen wollte, weil eine solche Regelung nur auf Kosten einer gleichzeitigen Verminderung des Druckes des die Manschetten beaufschlagenden Wassers erreichbar wäre. Um diesen Druck aber mit Rücksicht auf eine gute Abdichtung möglichst konstant zu halten, wird man vielmehr die gewünschte neue Einstellung durch das Zusammenwirken beider Organe, nämlich der Kugel I und des in der Wasserzuführungsleitung befindlichen Absperrorgans, erreichen, da es nur auf dieseThe interaction of the ball valve I and the shut-off element (not shown here) arranged in the water supply line in a known manner enables the flushing device to be regulated in a simple manner. If, for example, the setting of these two organs is such that a sufficient amount of flushing water reaches the bottom of the borehole up to a certain maximum borehole depth and that at the same time the sleeves experience a sufficiently strong impact, and larger amounts of flushing water are now required when the maximum borehole depth mentioned is exceeded, so it would be inexpedient to take this into account simply by reducing the spring preload, ie increasing the passage cross-section of valve I , because such a control could only be achieved at the expense of a simultaneous reduction in the pressure of the water acting on the cuffs. In order to keep this pressure as constant as possible with regard to a good seal, the desired new setting will rather be achieved through the interaction of both organs, namely the ball I and the shut-off element located in the water supply line, since it only affects these

Weise möglich ist, die Drücke der Teilströme unabhängig voneinander zu verändern.Way is possible to change the pressures of the partial flows independently of one another.

Claims

Patent claims:

i. Water flushing head for rock drilling machines, in which the sealing is carried out by sealing bodies made of leather, rubber or the like that are exposed to water, characterized by an adjustable element (7, P-) arranged in the flushing head, which determines the pressure and quantity of the partial flow reaching the bottom of the borehole and in connection so that the pressure of the partial flow acting on the cuffs regulates.

2. Water flushing head according to claim 1, characterized in that the pressures of the partial flows can be regulated independently of one another by the interaction of the regulating element (I, I ¹ ) arranged in the flushing water partial flow with the shut-off element present in the water supply line, known per se.

For this purpose ι sheet of drawings