DE631394C - Hydraulischer Tiefbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Tiefbohrer, bei dem das Hohlgestänge mit einem Kolben verbunden ist, an dem sich ein den Meißel tragender Zylinder auf und ab bewegt.

Bei den bekannten Tiefbohrern dieser Art wird der Zylinder durch einen Kolben in zwei Teile zerlegt, in der Weise, daß das Wasser zunächst in den oberen Teil des Zylinders einströmt und hierbei den Zylinder hebt, während nach einer gewissen Hubhöhe ein Ventil geöffnet wird, das den Übertritt des Wassers in den unteren Teil des Zylinders und hierbei ein Fallen des Zylinders sowie des mit ihm verbundenen Meißels zuläßt. Diese Umsteuerung geschieht in den meisten Fällen durch kolben- oder ringschieberartig ausgebildete Steuervorrichtungen, die unter Federwirkung stehen und ausgelöst werden, wenn durch die gegenseitige Verschiebung der gegeneinander beweglichen Teile die Federspannung eine bestimmte Höhe erreicht hat. Diese Ventile haben aber, da die hydraulischen Motoren mit Dickspülung arbeiten, nur kurze Lebensdauer, weil zunächst kleine Teilchen von Gestein zwischen den Dichtflächen zerrieben werden und in die hierbei entstehenden Rillen sich bald größere Gesteinstücke einlagern, die die Zerstörung der Dichtfläche fortsetzen. Auch unterliegt die Hubhöhe der Motoren mit derartigen Ventilen größeren Schwankungen, weil die Feder je nach Größe der an den Gleitflächen der Ventile infolge von Reibung oder eingeklemmter Steinteilchen auftretenden Widerstände bei verschiedenen gegenseitigen Stellungen der gegeneinander gleitenden Teile die Wasserströmung umsteuert.

Man hat bereits versucht, die Ring- oder Kolbenschieber zu vermeiden. Hierbei zerlegt man das Ventil in zwei verschiedene Ventile, und die Kanäle für Zu- und Abströmung des Wassers liegen in gleicher Höhe, so daß nur geringe Durchgangsquerschnitte für Zu- und Abfluß des Wassers vorgesehen sind, wodurch die minutliche Schlagzahl erheblich herabgesetzt wird.

Gemäß der Erfindung werden nun im Gestänge oberhalb und außerhalb des Kolbens Aussparungen angeordnet, und zwischen diesen beiden dem Durchtritt des Wassers dienenden Aussparungen bzw. Gruppen von Aussparungen wird ein kugel-, kegel- oder tellerförmiges Ventil vorgesehen, dessen Ventilkörper über einer Feder unter dem Einflüsse des auf und ab gleitenden Zylinders steht.

Dieses Ventil arbeitet unabhängig von irgendwelchen Reibungswiderständen und kann auch nicht durch sich einklemmende Sandoder Steinteilchen behindert werden, und es gestattet, den Strömungsquerschnitt für das Wasser beliebig groß zu wählen. So läßt sich gemäß Erfindung eine hohe Schlagzahl bei regelmäßigern Gang des Motors erreichen.

Bei Dickspülung findet ein starker, aber gegebenenfalls auch verhältnismäßig gleichmäßiger Verbrauch der Dichtungsflächen statt, was sich bei allen aneinander vorüber-

gleitenden Dichtflächen sehr bald durch große Undichtheiten fühlbar macht, während bei Benutzung eines Ventils gemäß Erfindung bei., gleichmäßigem Verbrauche der Kegel: Undichtheiten nicht auftreten.

In den Abb. ι bis 5 sind fünf verschi Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwi Längsschnitt durch den Motor.

In den Abbildungen ist 1 das stillstehende Bohrgestänge, auf dem durch eine Stopfbüchse 2 abgedichtet ein Zylinder 3 gleitet. Das Bohrgestänge 1 ist mit einem Kolben 4 ausgerüstet, über den der Zylinder 3 gleitet, und sein Hohlraum erweitert sich zur Ventilkammer 5, in der sich der Ventilsitz 6 befindet. Mit dem Ventilsitz 5 arbeitet der Ventilkegel 7 zusammen, der an der Ventüstange 8 sitzt. Die Ventüstange 8 ist mit der Verstärkung 9 und mit den beiden Scheiben 10 und 11 ausgerüstet. Zwischen der Scheibe 10 und der im Zylinder 3 angeordneten, mit Löchern 12 versehenen Querwand 13 ist die Feder 14 eingeschaltet. Eine weitere Feder 15 befindet . sich zwischen dieser Querwand 13 und der Scheiben der Ventilstange 8. Am unteren Ende des Gestänges 1 sind Rollen 16 mit Hilfe der Hebel 17 angelenkt. Die Rollen 16 bzw. die Hebel 17 werden durch eine" Feder 18, die am Gestänge 1 gelagert ist, gegen die Ventilstange 8 gepreßt. Im Rohrgestänge befinden sich Schlitze 19 und 20, durch die das Wasser in den Zylinder 3 eintreten bzw. austreten kann.

Nach Abb. 2 ist an der Ventilstange 8 ein Entlastungskolben 21 vorgesehen, durch den das Ventil 6 entlastet wird.

Abb. 3 läßt ein Doppelsitzventil erkennen, des ebenfalls entlastet ist. Nach Abb. 4 ist der Ventilkegel durch eine Kugel 7 ersetzt. Die Entlastung erfolgt hier durch eine Feder 22. Abb. S zeigt die gleiche Entlastungsart wie Abb. 4 für ein Kegelventil.

Die Wirkungsweise der Ausführungsformen nach der Zeichnung ist folgende: Das Spülwasser tritt durch das Gestänge 1 und die Schlitze 19 oberhalb des Kolbens 4 in den Zylinder 3 ein. Der Zylinder wird durch das Wasser gehoben. Hierbei wird die Feder 14, da auch die Querwand 13 mit gehoben wird, gegen die Scheibe 10 der Ventüstange 8 gepreßt, und die Ventilstange 9 wird, wenn eine gewisse Spannung der Feder 14 erreicht ist, ebenfalls gehoben, wobei sie die Rollen 16 entgegen, der Spannung der Federn 18 nach außen drückt und das Ventil 7 vom Ventilsitz 6 abhebt. Wenn das Ventil 6, 7 geöffnet ist, strömt das oberhalb des Kolbens 4 angesammelte und das nachfließende Wasser durch die Schlitze 19, 20 und durch die Öffnungen 12 der' Querwand 13 gegen den Meißel hin ab, wobei der Zylinder 3 nach unten Mallt, bis er so weit gesunken ist, daß das Ltü 6, 7 sich wieder schließt. Das Wasser i hierbei in der Richtung durch den entilraum 5 hindurchfließen, in der es weiterhin nach dem Bohrer abströmt, und es wird bei dem Austritt durch die sofort in voller Länge geöffneten Schlitze 20 ohne wesentliche Ablenkung oder Wirbelbildung diese Strömungsrichtung weiter verfolgen, so daß das Wasser rasch aus dem über dem Kolben 4 liegenden Teile des Zylinders 3 entleert wird, was nicht nur eine größere Schlagzahl in der Zeiteinheit, sondern auch einen kräftigeren Schlag zur Folge hat.

Die Feder 15 hat die Aufgabe, das Ventil 7 gegen den Ventilsitz 6 zu pressen und so die Schwerkraft der Ventüstange zu unterstützen. Die Fe.dern haben die weitere Aufgabe, eine Vorspannung zu schaffen, um ein schlagartiges Öffnen und Schließen des Ventils zu ermöglichen.

Die Kugelform des Ventilkörpers 7 bietet den Vorteil besonders langer. Betriebsfähigkeit, weil die Auflagefläche der Kugel nach jeder Betätigung des Ventils wechselt und bis zu gewissem Grade die ganze Kugelmasse zur Abnutzung zur Verfügung steht. Auch kann die Kugel im Ventilraume dem Wasserstrahl besser ausweichen als der an der Ventilstange 8 festsitzende Kegel 7, so daß der Wasserdurchfluß durch, die Kugel noch weni- " ger gehemmt wird als durch den Kegel.

Auch durch besondere Ausgestaltung des Kegelventils läßt sich die Wirkung der Erfindung beeinflussen. Wenn man den Ventilkegel nach den Gesetzen über die Stromlinienform ausbildet, kann man den Wasserdurchfluß und somit auch die Schlagzahl des Bohrers weiter verbessern.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulischer Tiefbohrer, bei dem das Hohlgestänge mit einem Kolben verbunden ist, an dem sich ein -den Meißel tragender Zylinder auf und ab bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß im Gestänge oberhalb und unterhalb des Kolbens Aussparungen angeordnet sind und daß zwi- no sehen diesen beiden Aussparungen bzw. Gruppen von Aussparungen ein kugel-, kegel- oder tellerförmiges Ventil vorgesehen ist, dessen Ventilkörper über eine Feder, unter dem Einflüsse des auf und ab gleitenden Zylinders steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen