ES2564247B1 - Dispositivo perforador - Google Patents

Abstract

Dispositivo perforador que se caracteriza porque comprende un vástago (1) cilíndrico cuyo extremo inferior (1a) está conectado con el motor de rotación de la máquina y cuyo extremo superior (1b) está conectado con un tubo-guía; y una carcasa (2) que comprende un codo (6) que conecta dicha carcasa (2) con la boca de una manguera de inyección de aire y donde la carcasa (2) y el vástago (1) se encuentran unidos mediante al menos una rosca circular (3) cubriendo el rodamiento doble (2e) de la carcasa (2); un cuerpo cilíndrico (4) que sujeta el primer rodamiento (2d) de la carcasa (2); y una arandela cilíndrica (5) roscada que fija el cuerpo cilíndrico (4) y que comprende un tornillo fijador.

Description

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DESCRIPCION

DISPOSITIVO PERFORADOR

Objeto de la invencion

La presente invencion tiene como objeto un dispositivo perforador, del tipo de los empleados en equipos de trabajo para mineria subterranea y cuyo ambito de aplicacion es el barrenado de suelos y terrenos blandos, especialmente en aquellos que no es factible la perforation con metodos de excavation con agua mas habituales, y para el caso de pernos en donde su armadura no pueda introducirse simultaneamente con la ejecucion de los propios taladros de perforacion, como por ejemplo, en el caso de los micro-pilotes auto-perforantes.

Antecedentes de la invencion

En la actualidad, los principales componentes que conforma un sistema de perforacion, son entre otros:

- la perforadora o jumbo, como fuente de energia mecanica;

- el varillaje, para la transmision de la energia mecanica;

- la broca o cabeza de perforacion, herramienta que transmite dicha energia mecanica al terreno;

- y finalmente, el barrido-evacuacion del detrito producido.

El equipo de perforacion de la maquina perforadora o jumbo, esta compuesto generalmente por un conjunto de martillos montados sobre brazos articulados de accionamiento hidraulico para la ejecucion de los trabajos de perforacion en el frente. Y una serie de equipos de generation de aire, se situan en el exterior del tunel, efectuandose la transmision desde esta instalacion al interior de la maquinaria de perforacion a traves de una serie de mangueras de goma (mediante la union solidaria de la boca de la manguera a la valvula integrada en la carcasa exterior del nuevo util), garantizando la transmision de aire de inyeccion, y consiguiendo asi, el arranque del sistema de funcionamiento del util perforador.

La perforacion, por tanto, se hace efectiva gracias a la roto-percusion de los martillos hidraulicos, ya que la barrena gira de forma continua e impacta al mismo tiempo sobre el fondo del taladro.

Por ello, el dispositivo aqu presentado, mejora las prestaciones del sistema perforador,

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integrandose entre el varillaje de la citada maquina y el martillo de perforation, ya que posibilita tanto la transmision de energia mecanica al terreno como el realizar la perforation sin afectar a su competencia portante.

Description de la invention

El dispositivo perforador, objeto de la presente invention, solventa los problemas descritos en el estado de la tecnica. Dicho dispositivo perforador, esta caracterizado por comprender un vastago cilmdrico cuyo extremo inferior esta conectado con el motor de rotation de la maquina perforadora o martillo de roto-percusion, y cuyo extremo superior esta conectado con un tubo-gtia; y una carcasa que comprende: un codo que conecta dicha carcasa con la boca de una manguera de inyeccion de aire; una camara central e interna, unida a una pluralidad de anillos metalicos y a unos elementos de retention que se integran en la propia carcasa, estando dichos elementos de retention configurados para evitar la fuga del aire de inyeccion circulante en la camara; un primer rodamiento en su parte trasera configurado para transmitir el giro de la maniobra ejercida; un rodamiento doble en su parte delantera; y donde la carcasa y el vastago se encuentran unidos mediante: al menos una rosca circular cubriendo el rodamiento doble de la carcasa; un cuerpo cilmdrico que sujeta el primer rodamiento de la carcasa; y una arandela cilmdrica roscada que fija el cuerpo cilmdrico y que comprende un tornillo fijador.

Gracias a su especial diseno, el dispositivo perforador, objeto de la presente invention, esta destinado a ser aplicado en barrenados de suelos y terrenos blandos (en los que no es factible la perforation del macizo mediante los metodos mas habituales de excavation con agua), y para el caso de pernos cuya armadura no puede introducirse simultaneamente junto con los taladros propios de la perforation.

La presion de inyeccion de aire, necesaria para el optimo funcionamiento del dispositivo, vendra determinada por las caractensticas geologicas del terreno, que oscilaran generalmente en un rango entre los cuatro y cinco bares.

Del mismo modo, para su funcionamiento optimo el dispositivo, necesitara del empleo de grasa que garanticen la lubrication de los rodamientos, agua que refrigere el motor de la maquina perforadora y aire, mediante un generador conectado con el dispositivo.

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Por tanto, el dispositivo perforador, se presenta como una solucion optima en aquellos perforaciones donde se tenga que recurrir a la introduction de pernos como maniobra independiente y separada de la ejecucion de los taladros en el macizo rocoso, puesto que en los casos donde los terrenos tengan poca cohesion (como por ejemplo, en arenas o limos) o terrenos arcillosos (susceptibles a variaciones en su consistencia ante la presencia de agua), no es factible recurrir a la perforation del frente, mediante la inyeccion de agua, siendo el unico modo posible, el atacar el terreno a traves de inyecciones de aire a presion.

A lo largo de la description y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracterlsticas tecnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracterlsticas de la invention se desprenderan en parte de la descripcion y en parte de la practica de la invencion. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustracion, y no se pretende que restrinjan la presente invencion. Ademas, la presente invencion cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aqul indicadas.

Breve descripcion de las figuras

A continuation se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invencion y que se relacionan expresamente con una realization de dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.

FIG 1. Muestra una vista del dispositivo perforador, objeto de la presente invencion.

FIG 2. Muestra una vista de los elementos que conforman el dispositivo perforador.

FIG 3. Muestra una vista en detalle de la parte trasera de la carcasa (2), como parte del dispositivo perforador.

FIG 4. Muestra una vista en detalle del vastago (1), como parte del dispositivo perforador. FIG 5. Muestra una vista lateral del dispositivo perforador.

FIG 6. Muestra una vista en detalle de la parte delantera de la carcasa (2), como parte del dispositivo perforador.

Realizacion preferente de la invencion

En las figuras adjuntas se muestra una realizacion preferida de la invencion. Mas concretamente, el dispositivo perforador, objeto de la presente memoria, esta caracterizado

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porque comprende un vastago (1), que constituye esencialmente la camisa rotor del dispositivo de perforacion; y una carcasa exterior (2), por donde se introduce el aire a la camia interior del dispositivo, acoplada al vastago (1) gracias a la presencia de una primera rosca circular (3), que cubre el rodamiento doble (2e) presente en la carcasa (2); un cuerpo cillndrico (4) que sujeta el rodamiento (2d) de la carcasa y finalmente una arandela cillndrica (5) roscada que fija el cuerpo cillndrico (4) y que cuenta con un tornillo fijador que evita la posibilidad de que dicha arandela (5) pueda desenroscarse.

El vastago (1), es una pieza esencialmente cillndrica, cuya funcion es garantizar el funcionamiento del dispositivo aqul presentado, por su extremo inferior (1a) se conecta con el motor de rotacion de la maquina perforadora o martillo de roto-percusion, generalmente mediante roscado.

En su extremo superior (1b) el vastago (1), se conexiona con un tubo a modo de gula o "tubo barrena”, del mismo modo, en dicho extremo superior (1b), el vastago (1) presenta dos hendiduras (1c) que reducen la seccion cillndrica del vastago, y cuya funcion es la facilitar la maniobra de desmontaje de los barrenos o pernos de perforacion empleados, durante su uso.

En su zona central (1d), el vastago (1) incorpora una pluralidad de orificios (1e), que atraviesan todo el vastago (1) y que encajan con la camara de aire (2a) situada en la carcasa exterior (2).

La carcasa exterior (2), es la pieza que garantiza tanto la proteccion del mecanismo interno del propio sistema como la conexion a la manguera de inyeccion de aire, gracias a la presencia de un codo (6) metalico integrado en la propia carcasa (2).

Internamente, la carcasa (2) comprende una camara central (2a), unida a una serie de anillos metalicos (2b) y a unos elementos de retention (2c) que se integran en la propia carcasa, de tal forma que eviten que el aire de inyeccion circulante en la camara (2a) pueda perderse.

Del mismo modo, la carcasa (2) incorpora en su parte trasera, un primer rodamiento (2d) que transmite el giro de la maniobra ejercida; mientras que en su parte delantera, incorpora un rodamiento doble (2e).

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En su parte exterior, la carcasa (2) cuenta con dos orificios (2f), por donde se introduce la grasa necesaria para lubricar los rodamientos (2d, 2e) y donde, en una realizacion particular, dicha carcasa (2) en su parte exterior, incorpora un codo (6) que la conecta con la boca de la manguera de inyeccion de aire.

En una realizacion preferida, el tornillo fijador de la arandela cillndrica (5) se encuentra ajustado en sentido contrario a las agujas del reloj, de tal forma, que fije solidariamente las piezas de acoplamiento durante el barrenado.

La maquina perforadora o jumbo es el equipo de perforacion guiado por un operario en el interior de la cabina, que produce los efectos de roto-percusion de las barrenas o pernos, que son las barras introducidas en el terreno provistas de una broca en su extremo de ataque. El barrenado se realiza a traves de los propios brazos de la maquina, elementos articulados que pueden adoptar todas las posiciones y que son movidos por gatos hidraulicos.

El dispositivo aqul presentado, se coloca entre el varillaje de la maquina perforadora y el motor de perforacion, de forma que a traves del codo integrado en la carcasa exterior, se introduce el aire de inyeccion. Este aire, pasa al interior de la camara de aire de la carcasa, por los cuatro orificios alojados en el sector central del vastago, de forma que unos de los extremos del citado vastago encaje (por su parte delantera) con el martillo motor de la maquina perforadora a traves de una arandela cillndrica.

Al rodamiento doble (2e) que incorpora la carcasa (2), se le transfiere el movimiento de roto- percusion generado por el motor de la maquina perforadora, a continuation, el aire introducido es impulsado a presion a traves de la barrena hueca (que gira de forma continua), y desde ella, a la broca o cabeza de perforacion, que es el elemento que impacta con el terreno y transfiere la energla mecanica generada por el sistema.

Claims (6)

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   REIVINDICACIONES

   1. - Dispositivo perforador conectado con una maquina perforadora o martillo de roto- percusion y que se caracteriza porque comprende:

   a) un vastago (1) cillndrico cuyo extremo inferior (1a) esta conectado con el motor de rotacion de la maquina perforadora o martillo de roto-percusion, y cuyo extremo superior (1b) esta conectado con un tubo-gula; y

   b) una carcasa (2) que comprende:

   - un codo (6) que conecta dicha carcasa (2) con la boca de una manguera de inyeccion de aire;

   - una camara central (2a) e interna, unida a una pluralidad de anillos metalicos (2b) y a unos elementos de retention (2c) que se integran en la propia carcasa (2), estando dichos elementos de retencion (2c) configurados para evitar la fuga del aire de inyeccion circulante en la camara (2a);,

   - un primer rodamiento (2d) en su parte trasera configurado para transmitir el giro de la maniobra ejercida;

   - un rodamiento doble (2e) en su parte delantera;

   c) y donde la carcasa (2) y el vastago (1) se encuentran unidos mediante:

   - al menos una rosca circular (3) cubriendo el rodamiento doble (2e) de la

   carcasa (2);

   - un cuerpo cillndrico (4) que sujeta el primer rodamiento (2d) de la carcasa

   (2); y

   - una arandela cillndrica (5) roscada que fija el cuerpo cillndrico (4) y que

   comprende un tornillo fijador.
2. 2. - Dispositivo perforador de acuerdo con la revindication 1 en donde la union del vastago (1) con el motor de rotacion de la maquina perforadora se realiza mediante roscado.
3. 3. - Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en donde el vastago (1) presenta dos hendiduras (1c) que reducen la section cillndrica del vastago, y cuya funcion es la facilitar la maniobra de desmontaje de los barrenos o pernos de perforation empleados, durante su uso.
4. 4. - Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en donde el vastago (1) en su zona central (1d) incorpora una pluralidad de orificios (1e), que atraviesan

   todo el vastago (1) y que encajan con la camara de aire (2a) situada en la carcasa exterior (2).
5. 5. - Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en donde la 5 carcasa (2) incorpora dos orificios (2f), por donde se introduce la grasa necesaria para

   lubricar los rodamientos (2d, 2e).
6. 6. - Dispositivo perforador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la arandela cillndrica (5) se encuentra ajustada en sentido contrario a

   10 las agujas del reloj.