ES2573678T3 - Aparato rotopercutor hidráulico destinado a la perforación de orificios de mina - Google Patents

Aparato rotopercutor hidráulico destinado a la perforación de orificios de mina Download PDF

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ES2573678T3 ES11764832.9T ES11764832T ES2573678T3 ES 2573678 T3 ES2573678 T3 ES 2573678T3 ES 11764832 T ES11764832 T ES 11764832T ES 2573678 T3 ES2573678 T3 ES 2573678T3
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Abstract

Aparato rotopercutor hidráulico (2) del tipo perforador, destinado a la perforación de orificios de mina, que comprende: - un cárter (3) que forma un soporte, - un mecanismo de golpeo que comprende un cuerpo longitudinal (8), montado en rotación en el cárter (3) según el eje (A) del cuerpo, que comprende un cilindro (9) que se extiende según el eje del cuerpo, un pistón de golpeo (11) montado deslizante en el interior del cilindro y destinado a venir a golpear un elemento de enmangado (13) acoplado a una barra de perforación equipada con una herramienta, y un dispositivo de distribución dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del pistón de golpeo (11) según el eje del cuerpo, - un motor (6) dispuesto para arrastrar en rotación el cuerpo (8) del mecanismo de golpeo según un eje de rotación (B) sustancialmente coincidente con el eje del cuerpo, caracterizado por que el mecanismo de golpeo comprende una tapa de cierre (12) montada sobre el cuerpo (8) y dispuesta para cerrar uno de los extremos del cuerpo, estando la tapa de cierre acoplada en rotación a un árbol de salida (7) del motor y comprendiendo por lo menos en parte el dispositivo de distribución.

Description

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DESCRIPCION
Aparato rotopercutor hidraulico destinado a la perforacion de orificios de mina.
La presente invencion se refiere a un aparato rotopercutor hidraulico del tipo perforador destinado a la perforacion de orificios de mina.
Se utilizan unas maquinas de perforacion en diversas aplicaciones, tales como la perforacion de canteras, tuneles o minas. Estas maquinas estan compuestas por una parte portante, denominada portador, sobre la cual se encuentra una deslizadera, recibiendo esta ultima un aparato rotopercutor del tipo perforador.
Un aparato rotopercutor esta constituido generalmente por un mecanismo de golpeo y un mecanismo de rotacion. Este aparato, instalado sobre el portador, recibe entonces una potencia hidraulica y la transforma en potencia mecanica de golpeo y de rotacion para efectuar los orificios de minado gracias a un elemento de enmangado, una barra de perforacion y un filo en contacto con la roca.
El mecanismo de golpeo esta en general ensamblado rfgidamente en el carter del aparato rotopercutor, mientras que el mecanismo de rotacion, que comprende un motor montado lateralmente sobre un eje paralelo al del mecanismo de perforacion, arrastra en rotacion, por medio de pinones de reduccion, el elemento de enmangado de la barra de perforacion. Por tanto, este elemento de enmangado esta animado con un movimiento de rotacion y recibe los choques proporcionados por el piston del mecanismo de golpeo.
El inconveniente de esta solucion clasica reside en el coste importante del aparato debido a la presencia de pinones que son unas piezas caras y cuya implantacion en el aparato necesita unos dispositivos mecanicos costosos.
El documento FR 2 902 821 describe un aparato rotopercutor que comprende un carter que forma soporte y un mecanismo de golpeo que comprende un cuerpo longitudinal, montado en rotacion en el carter segun el eje del cuerpo, que comprende un cilindro que se extiende segun el eje del cuerpo, un piston de golpeo montado deslizante en el interior del cilindro y destinado a venir a golpear un elemento de enmangado acoplado a por lo menos una barra de perforacion, y un dispositivo de distribucion dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del piston de golpeo segun el eje del cuerpo. El aparato rotopercutor comprende ademas un motor dispuesto para arrastrar en rotacion el cuerpo del mecanismo de golpeo segun un eje de rotacion sustancialmente coincidente con el eje del cuerpo.
El dispositivo de distribucion perteneciente al aparato rotopercutor descrito en el documento FR 2 902 821 comprende, aunque no se representa en las figuras, un distribuidor anular dispuesto alrededor del piston de golpeo.
Una solucion tecnica de este tipo permite paliar los inconvenientes de la solucion clasica descrita anteriormente, pero implica, debido a la presencia de un distribuidor anular de gran diametro, una anchura incrementada del aparato y unas fugas importantes de fluido a presion que provocan una disminucion del rendimiento del aparato.
Las dificultades tecnicas de esta solucion residen asimismo en el hecho de que, en caso de funcionamiento en rotacion, es decir, sin alimentacion del mecanismo de golpeo, el cuerpo de este mecanismo puede ser puesto en contacto de rozamiento intenso con la pared interna trasera del carter del aparato.
El documento GB 670 538 divulga un aparato rotopercutor neumatico que comprende un carter y un mecanismo de golpeo neumatico que incluye un cuerpo longitudinal, montado en rotacion en el carter segun el eje del cuerpo, que comprende un cilindro que se extiende segun el eje del cuerpo, un piston de golpeo montado deslizante en el interior del cilindro y dispuesto para venir a golpear un elemento de enmangado de una barra de perforacion, y un dispositivo de distribucion dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del piston de golpeo segun el eje del cuerpo. El dispositivo de distribucion comprende un racor que rodea el cuerpo del mecanismo de golpeo y esta destinado a ser conectado a una fuente de aire comprimido, y diferentes canales dispuestos para permitir la alimentacion con aire comprimido de los volumenes dispuestos a una y otra parte del piston de golpeo con el fin de asegurar su desplazamiento alternativo, estando los diferentes canales dispuestos en el racor, el carter y el mismo piston de golpeo.
Un dispositivo de distribucion de este tipo tiene particularmente como consecuencia complicar la estructura del aparato rotopercutor.
El aparato rotopercutor descrito en el documento GB 670 538 comprende ademas un motor neumatico dispuesto para arrastrar en rotacion el cuerpo del mecanismo de golpeo segun un eje de rotacion sustancialmente coincidente con el eje del cuerpo.
Ahora bien, la utilizacion de un motor neumatico impone la presencia de pinones y ruedas dentadas para transmitir el par de rotacion al cuerpo del mecanismo de golpeo, lo cual aumenta de manera importante el coste del aparato.
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La presente invencion pretende remediar la totalidad o parte de estos inconvenientes.
El problema tecnico en la base de la invencion consiste particularmente en proporcionar un aparato rotopercutor hidraulico que sea de estructura simple, economica y compacta y que presente un rendimiento mejorado.
Con este fin, la presente invencion se refiere a un aparato rotopercutor hidraulico del tipo perforador destinado a la perforacion de orificios de mina, que comprende:
- un carter que forma un soporte,
- un mecanismo de golpeo que comprende un cuerpo longitudinal, montado en rotacion en el carter segun el eje del cuerpo, que comprende un cilindro que se extiende segun el eje del cuerpo, un piston de golpeo montado deslizante en el interior del cilindro y destinado a venir a golpear un elemento de enmangado acoplado a una barra de peroracion equipada con una herramienta, y un dispositivo de distribucion dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del piston de golpeo segun el eje del cuerpo,
- un motor dispuesto para arrastrar en rotacion el cuerpo del mecanismo de golpeo segun un eje de rotacion sustancialmente coincidente con el eje del cuerpo,
caracterizado por que el mecanismo de golpeo comprende una tapa de cierre montada sobre el cuerpo y dispuesta para cerrar uno de los extremos del cuerpo, acoplandose la tapa de cierre en rotacion a un arbol de salida del motor y comprendiendo por lo menos en parte el dispositivo de distribucion.
El hecho de que la tapa de cierre comprenda por lo menos en parte el dispositivo de distribucion permite obtener un aparato rotopercutor mas compacto y utilizar un distribuidor de dimensiones mas pequenas, lo que limita las fugas de fluido a presion y, por tanto, mejora el rendimiento del aparato.
Ademas, el hecho de que el aparato rotopercutor sea hidraulico y, por tanto, que el motor sea un motor hidraulico y que el mecanismo de golpeo sea un mecanismo de golpeo hidraulico permite librarse de la presencia de pinones y de ruedas dentadas, lo cual disminuye el coste del aparato.
De forma ventajosa, la tapa de cierre esta directamente acoplada en rotacion al arbol de salida del motor.
Ventajosamente, el aparato comprende un circuito de alimentacion de fluido de alta presion, un circuito de retorno de baja presion y una camara de empuje delimitada por lo menos en parte por el cuerpo y el piston de golpeo y dispuesta para ser puesta alternativamente en relacion con el circuito de alimentacion y el circuito de retorno bajo la accion del dispositivo de distribucion.
Preferentemente, el dispositivo de distribucion comprende un distribuidor y unos medios de pilotaje del movimiento del distribuidor dispuestos por lo menos en parte en la tapa de cierre.
Segun un primer modo de realizacion, el distribuidor esta montado en un primer orificio mecanizado dispuesto en la tapa de cierre.
Preferentemente, el distribuidor comprende una primera cara de pilotaje y una segunda cara de pilotaje opuesta a la primera cara, y los medios de pilotaje comprenden por lo menos un primer canal de pilotaje que desemboca, por una parte, en el cilindro y, por otra parte, en una primera porcion del primer orificio mecanizado situado en el lado de la primera cara del distribuidor, y un segundo canal de pilotaje que desemboca, por una parte, en el cilindro y, por otra parte, en una segunda porcion del primer orificio mecanizado situado en el lado de la segunda cara del distribuidor, estando los primer y segundo canales de pilotaje dispuestos por lo menos en parte en la tapa de cierre y estando dispuestos para pilotar el distribuidor en funcion de la posicion del piston de golpeo en el cilindro.
De acuerdo con un segundo modo de realizacion, el distribuidor comprende una porcion central, una primera porcion extrema que se extiende paralelamente al eje del distribuidor y una segunda porcion extrema antagonista a la primera porcion extrema y que se extiende paralelamente al eje del distribuidor, la porcion central esta montada deslizante en un primer orificio mecanizado dispuesto en el cuerpo del mecanismo de golpeo, la primera porcion extrema esta montada deslizante en un alojamiento dispuesto en la tapa de cierre y que desemboca en el segundo orificio mecanizado, y la segunda porcion extrema esta montada deslizante en un alojamiento dispuesto en el cuerpo y que desemboca en el segundo orificio mecanizado.
Ventajosamente, los medios de pilotaje comprenden una primera camara de pilotaje delimitada por el extremo libre de la primera porcion extrema y la tapa de cierre, una segunda camara de pilotaje delimitada por el extremo libre de la segunda porcion extrema y el cuerpo, un primer canal de pilotaje unido permanentemente al circuido de alimentacion y que desemboca en la primera camara de pilotaje, y un segundo canal de pilotaje que desemboca, por una parte, en el cilindro y, por otra parte, en la segunda camara de pilotaje, estando el segundo canal de pilotaje dispuesto para ser puesto alternativamente en relacion con el circuito de alimentacion y el circuito de retorno, en
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funcion de la posicion del piston de golpeo en el cilindro. Ventajosamente, el primer canal de pilotaje esta dispuesto por lo menos en parte en la tapa de cierre.
Preferentemente, la segunda porcion extrema presenta una seccion superior a la de la primera porcion extrema.
Segun un tercer modo de realizacion, el distribuidor esta montado deslizante en el cilindro y comprende una porcion tubular cuyo extremo girado hacia el piston de golpeo es obturado por una pared de fondo que delimita, con el piston de golpeo y el cuerpo, la camara de empuje.
Ventajosamente, los medios de pilotaje comprenden por lo menos una primera camara de pilotaje delimitada por lo menos en parte por la tapa de cierre y la porcion tubular del distribuidor, y un primer canal de pilotaje que desemboca, por una parte, en la primera camara de pilotaje y, por otra parte, en el cilindro, estando el primer canal de pilotaje dispuesto para ser unido alternativamente al circuito de alimentacion y al circuito de retorno en funcion de la posicion del piston de golpeo en el cilindro.
De forma preferida, la pared de fondo del distribuidor posee por lo menos un orificio calibrado, preferentemente axial, dispuesto para poner en comunicacion la camara de empuje y la primera camara de pilotaje.
De forma ventajosa, el dispositivo de distribucion comprende una porcion de empuje que se extiende paralelamente al eje del distribuidor y montada deslizante en un alojamiento dispuesto en la tapa de cierre, comprendiendo la porcion de empuje un primer extremo y un segundo extremo, opuesto al primer extremo, dispuesto para cooperar con la pared de fondo del distribuidor, y los medios de pilotaje comprenden por lo menos una segunda camara de pilotaje delimitada por la tapa de cierre y el primer extremo de la porcion de empuje, y un segundo canal de pilotaje que desemboca en la primera camara de pilotaje y unido permanentemente al circuito de alimentacion. Segun un modo de realizacion, la porcion de empuje es solidaria al distribuidor y se extiende a partir de la pared de fondo de este ultimo. Segun otro modo de realizacion, la porcion de empuje no es solidaria al distribuidor y esta formada por una pieza independiente de este ultimo.
Preferentemente, el distribuidor esta montado deslizante en el cilindro entre una primera posicion, denominada aproximada, en la cual la porcion tubular del distribuidor esta situada en la proximidad de la tapa de cierre y, preferentemente, se apoya contra la tapa de cierre, y una segunda posicion, denominada alejada, en la cual la porcion tubular del distribuidor esta situada a distancia de la tapa de cierre, y el piston de golpeo esta dispuesto para desplazar el distribuidor de la segunda porcion hacia la primera posicion cuando tiene lugar su carrera de retroceso. Estas disposiciones permiten, por una parte, simplificar el dispositivo de distribucion y, por otra parte, mejorar el rendimiento del aparato, puesto que ya no es necesario inyectar aceite para arrastrar el distribuidor hacia su segunda posicion.
Preferentemente, el dispositivo de distribucion comprende por lo menos un primer canal de distribucion que desemboca, por una parte, en el cilindro o el orificio mecanizado en el cual esta montado el distribuidor y, por otra parte, en una primera camara anular delimitada por el carter y el cuerpo y unida al circuito de alimentacion, y un segundo canal de distribucion que desemboca, por una parte, en el cilindro o el orificio mecanizado en el cual esta montado el distribuidor y, por otra parte, en una segunda camara anular delimitada por el carter y el cuerpo y unida al circuito de retorno, estando los primer y segundo canales de distribucion dispuestos para ser unidos alternativamente a la camara de empuje bajo la accion del distribuidor. Ventajosamente, los primer y segundo canales de distribucion estan dispuestos para ser unidos alternativamente a la camara de empuje a traves del distribuidor.
Segun una variante de realizacion, el aparato comprende unos medios de rodadura dispuestos entre la tapa de cierre y el carter. Dichos medios de rodadura permiten soportar los esfuerzos en traslacion inducidos sobre el cuerpo y evitar eventuales rozamientos mecanicos entre la tapa de cierre y el carter.
De forma preferida, el aparato comprende un elemento de enmangado que incluye una primera porcion acoplada en rotacion al cuerpo del mecanismo de golpeo y una segunda porcion acoplada en rotacion a por lo menos una barra de perforacion que comprende una herramienta destinada a estar en contacto con una roca a perforar.
El aparato comprende ventajosamente un circuito de inyeccion de fluido dispuesto para llevar un fluido de inyeccion de un conducto de aportacion de fluido hasta la herramienta y la roca a perforar con el fin de extraer, durante la perforacion, los restos de roca fuera de un orificio de mina.
Preferentemente, el cuerpo delimita, con el piston de golpeo, una camara de retroceso unida permanentemente a una fuente de alimentacion a alta presion y dispuesta para atraer el piston de golpeo hacia una posicion alejada del elemento de enmangado.
De cualquier forma, la invencion se comprendera bien con ayuda de la descripcion que sigue con referencia al dibujo esquematico adjunto, que representa, a tftulo de ejemplos no limitativos, varias formas de realizacion de este aparato rotopercutor hidraulico.
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La figura 1 es una vista en seccion longitudinal de un aparato rotopercutor segun una primera forma de realizacion de la invencion;
la figura 2 es una vista parcial en seccion longitudinal de un aparato rotopercutor de acuerdo con una segunda forma de realizacion de la invencion;
la figura 3 es una vista en seccion longitudinal de un aparato rotopercutor segun una tercera forma de realizacion de la invencion.
las figuras 4 y 5 son unas vistas en seccion longitudinal de un aparato rotopercutor segun una cuarta forma de realizacion de la invencion, que muestran respectivamente el aparato en dos posiciones de funcionamiento diferentes.
la figura 6 es una vista parcial en seccion longitudinal, a escala ampliada, de una variante de realizacion del dispositivo de distribucion representado en las figuras 4 y 5.
La figura 1 representa un aparato rotopercutor hidraulico 2 del tipo perforador destinado a la perforacion de orificios de mina.
El aparato rotopercutor 2 comprende un carter 3 al que estan unidos un circuito de alimentacion de fluido de alta presion 4 y un circuito de retorno de baja presion 5. El carter 3 esta equipado con un motor hidraulico 6 que comprende un arbol de salida 7, estando el motor hidraulico 6 situado en la parte trasera del aparato.
El aparato rotopercutor 2 comprende ademas un mecanismo de golpeo que incluye un cuerpo 8, sustancialmente cilfndrico, montado libre en rotacion en el carter 3 segun el eje A del cuerpo y en el cual esta dispuesto un cilindro 9 que se extiende segun el eje del cuerpo 8. El mecanismo de golpeo comprende asimismo un piston de golpeo 11 montado deslizante en el interior del cilindro 9, y una tapa de cierre 12 montada fija sobre el cuerpo 8 y dispuesta para cerrar un primer extremo del cuerpo. La tapa de cierre 12 esta acoplada en rotacion al eje de salida 7 del motor hidraulico 6. El acoplamiento se realiza por medio de un arrastre coaxial directo, por ejemplo del tipo arbol y alojamiento acanalados o acoplamiento elastico.
Se debe observar que el eje A del cuerpo 8 y de la tapa de cierre 12 coincide con el eje de rotacion B del motor 6. Por este hecho, el motor hidraulico 6 esta dispuesto para arrastrar en rotacion, en el carter 3, el cuerpo 8 alrededor del eje A de este ultimo.
El aparato rotopercutor 2 comprende un elemento de enmangado 13 que incluye una primera porcion 13a acoplada en rotacion al cuerpo 8 y una segunda porcion 13b destinada a acoplarse en rotacion a por lo menos una barra de perforacion (no representada en las figuras) que comprende una herramienta destinada a estar en contacto con una roca a perforar.
El aparato rotopercutor 2 comprende asimismo una camara de empuje 14 delimitada por el cuerpo 8, el piston de golpeo 11 y la tapa de cierre 12, y una camara de retroceso 15 sometida a la presion de alimentacion de la fuente de alta presion y delimitada por el cuerpo 8 y el piston de golpeo 11.
El aparato rotopercutor 2 comprende ademas un dispositivo de distribucion dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del piston de golpeo 11 en el interior del cilindro 9. El dispositivo de distribucion comprende un distribuidor 16 montado deslizante en un orificio mecanizado 17 dispuesto en la tapa de cierre 12, comprendiendo el distribuidor 16 una primera cara de pilotaje y una segunda cara de pilotaje opuesta a la primera cara.
El dispositivo de distribucion comprende ademas un primer canal de distribucion 18 que desemboca, por una parte, en el orificio mecanizado 17 y, por otra parte, en una primera camara anular 19 delimitada por el carter 3 y el cuerpo 8 y unida al circuito de alimentacion 4, y un segundo canal de distribucion 20 que desemboca, por una parte, en el orificio mecanizado 17 y, por otra parte, en una segunda camara anular 21 delimitada por el carter 3 y el cuerpo 8 y unida al circuito de retorno 5. Los primer y segundo canales de distribucion 18, 20 estan dispuestos, en parte, en la tapa de cierre 12 y, en parte, en el cuerpo 8, y estan dispuestos para ser unidos alternativamente a la camara de empuje 14 bajo la accion del distribuidor 16 y por medio de un canal de union 22, dispuesto en la tapa de cierre 12, que desemboca, por una parte, en el orificio mecanizado 17 y, por otra parte, en la camara de empuje 14. Por este hecho, la camara de empuje 14 esta destinada a ser unida alternativamente al circuito de alimentacion 4 y al circuito de retorno 5.
La alternancia de las presiones, alta y despues baja, en la camara de empuje 14 provoca, de forma conocida, el movimiento alternativo del piston 11 en el interior del cilindro 9 y el golpeo del piston de golpeo 11 sobre el elemento de enmangado 13.
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El dispositivo de distribucion comprende asimismo unos medios de pilotaje dispuestos para pilotar el desencadenamiento del movimiento del distribuidor 16. Los medios de pilotaje comprenden un primer canal de pilotaje 23 que desemboca, por una parte, en el cilindro 9 y, por otra parte, en el orificio mecanizado 17 enfrente de la primera cara del distribuidor 11, y un segundo canal de pilotaje 24 que desemboca, por una parte, en el cilindro 9 y, por otra parte, en el orificio mecanizado 17 enfrente de la segunda cara del distribuidor 11. Los primer y segundo canales de pilotaje 23, 24 estan dispuestos en parte en la tapa de cierre 12 y en el cuerpo 8. Los primer y segundo canales de pilotaje 23, 24 estan dispuestos para pilotar el distribuidor 16 en funcion de la posicion del piston de golpeo 11 en el cilindro 9 y, mas particularmente, para desencadenar el desplazamiento del distribuidor 16 en un sentido o en otro sentido segun la posicion del piston de golpeo 11 en el cilindro.
Ventajosamente, el aparato rotopercutor 2 comprende un circuito de inyeccion de fluido 25 dispuesto para llevar un fluido de inyeccion de un conducto de aportacion de fluido hasta la herramienta y la roca a perforar con el fin de extraer, cuando tiene lugar la perforacion, los restos de roca fuera de un orificio de mina.
Cuando el mecanismo de golpeo del aparato rotopercutor 2 representado en la figura 1 es alimentado por el circuito de alimentacion 4, el volumen 28 delimitado por la tapa y la brida esta asimismo a presion, y empuja el conjunto formado por el cuerpo 8 y la tapa de cierre 12 para que se apoye contra un tope de bolas 29 dispuesto entre el cuerpo 8 y una gufa delantera 31 del carter. Estas disposiciones permiten limitar los rozamientos entre el cuerpo y la tapa, por una parte, y el carter, por otra parte.
No obstante, cuando el mecanismo de golpeo no esta alimentado, el operario puede provocar un empuje importante de la barra de perforacion sobre el elemento de enmangado 13, que vuelve a empujar entonces el cuerpo 8 y la tapa de cierre contra la brida 27, lo cual provoca unos rozamientos importantes entre la tapa de cierre y el carter que pueden perjudicar al funcionamiento del aparato rotopercutor.
La figura 2 representa un aparato rotopercutor 2 de acuerdo con una segunda forma de realizacion que permite paliar este inconveniente.
De acuerdo con esta segunda forma de realizacion, el aparato rotopercutor comprende un tope de bolas 26 o de rodillos dispuesto entre la tapa de cierre 12 y el carter 3 y, mas particularmente, entre la cara de la tapa de cierre 12 opuesta al piston de golpeo 11 y una brida trasera 27 del carter 3.
La presencia del tope de bolas 26 evita un contacto perjudicial entre la tapa de cierre 12 y la brida 27 fijada al carter 3, incluso cuando el mecanismo de golpeo no esta alimentado.
La figura 3 representa un aparato rotopercutor 2 segun una tercera forma de realizacion. Segun esta tercera forma de realizacion, el distribuidor 32 comprende una porcion central 33, una primera porcion extrema 34 que se extiende segun el eje del distribuidor y que presenta una seccion inferior a la de la porcion central, y una segunda porcion extrema 35, antagonista a la primera porcion extrema, que se extiende segun el eje del distribuidor y que presenta una seccion inferior a la de la porcion central 33 y superior a la de la primera porcion extrema 34.
La porcion central 33 esta montada deslizante en un orificio mecanizado 36 dispuesta en el cuerpo 8 del mecanismo de golpeo, mientras que la primera porcion extrema 34 esta montada deslizante en un alojamiento de forma complementaria dispuesto en la tapa de cierre 12 y que desemboca en el orificio mecanizado 36, y la segunda porcion extrema 35 esta montada deslizante en un alojamiento de forma complementaria dispuesto en el cuerpo 8 y que desemboca en el orificio mecanizado 36.
Los medios de pilotaje comprenden una primera camara de pilotaje 37 delimitada por el extremo libre de la primera porcion extrema 34 y la tapa de cierre 12, y un primer canal de pilotaje 38 que desemboca, por una parte, en la camara anular 19 unida permanentemente al circuito de alimentacion y, por otra parte, en la primera camara de pilotaje 37. Los medios de pilotaje comprenden asimismo una segunda camara de pilotaje 39 delimitada por el extremo libre de la segunda porcion extrema 35 y el cuerpo 8, y un segundo canal de pilotaje 41 que desemboca, por una parte, en el cilindro 9 y, por otra parte, en la segunda camara de pilotaje 39. El segundo canal de pilotaje 41 esta dispuesto para ser puesto alternativamente en comunicacion con el circuito de alimentacion 4 y el circuito de retorno 5 en funcion de la posicion del piston de golpeo 11 en el cilindro 9.
Se debe observar que los primer y segundo canales de distribucion 18, 20, el segundo canal de pilotaje 41 y el canal de union 22 estan dispuestos en el cuerpo 8, mientras que el primer canal de pilotaje 38 esta dispuesto en parte en la tapa de cierre 12 y en parte en el cuerpo 8.
Las figuras 4 y 5 representan un aparato rotopercutor 2 segun una cuarta forma de realizacion. Segun esta cuarta forma de realizacion, el distribuidor 42 esta montado deslizante en el cilindro 9 y comprende una porcion tubular 43 cuyo extremo girado hacia el piston de golpeo 11 es obturado por una pared de fondo 44 que delimita, con el piston de golpeo 11 y el cuerpo 8, la camara de empuje 14.
El distribuidor 42 comprende ademas una porcion de empuje 45 que se extiende a partir de la pared de fondo 44
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sobresale de la cara de la tapa de cierre 12 girada hacia el lado del piston de golpeo 11.
Los medios de pilotaje comprenden una primera camara de pilotaje 47 delimitada por lo menos en parte por la porcion tubular 46 de la tapa de cierre 12, la porcion tubular 43 del distribuidor 42 y una ranura anular 48 practicada en la cara
de la tapa de cierre 12 girada hacia el piston de golpeo 11. Los medios de pilotaje comprenden asimismo un primer
canal de pilotaje 49 que desemboca, por una parte, en la primera camara de pilotaje 47 y, mas particularmente, en la ranura anular 48 y, por otra parte, en el cilindro 9. El primer canal de pilotaje 49 esta dispuesto para ser unido alternativamente al circuito de alimentacion 4 y al circuito de retorno 5 en funcion de la posicion del piston de golpeo
11 en el cilindro 9.
Los medios de pilotaje comprenden ademas una segunda camara de pilotaje 51 delimitada por la tapa de cierre 12 y el extremo libre de la porcion de empuje 45, y un segundo canal de pilotaje 52, dispuesto parcialmente en la tapa 12, que desemboca, por una parte, en la segunda camara de pilotaje 51 y, por otra parte, en la camara anular 19 unida permanentemente al circuito de alimentacion 4.
El movimiento alternativo del distribuidor 42 se obtiene por comunicacion de la primera camara de pilotaje 47 alternativamente con el circuito de alimentacion 4 y el circuito de retorno 5, de tal modo que la fuerza resultante aplicada al distribuidor se ejerza sucesivamente en un sentido y en otro.
La pared de fondo 44 del distribuidor 42 posee una pluralidad de orificios calibrados 53 que desembocan, por una parte, en la camara de empuje 14 y, por otra parte, en la primera camara de pilotaje 47, y un nervio anular de estanqueidad 54 girado hacia la porcion tubular 46 y dispuesto para cooperar con el extremo libre de esta ultima con el fin de impedir la puesta en relacion de la camara de empuje 14 y de la primera camara de pilotaje 47 a traves de los orificios calibrados 53.
Se debe observar que los primer y segundo canales de pilotaje 49, 52 estan dispuestos en parte en la tapa de cierre
12 y en parte en el cuerpo 8, y que los primer y segundo canales de distribucion 18, 20 desembocan en el cilindro 9.
Se describira ahora el funcionamiento del aparato representado en las figuras 4 y 5.
El estado inicial es el representado en la figura 4, en el cual el distribuidor 42 esta en posicion de apoyo contra la tapa de cierre y el piston de golpeo 11 esta en posicion de apoyo contra el distribuidor 42. Cuando el fluido a presion circula en el circuito de alimentacion 4, la resultante de las fuerzas aplicadas al distribuidor 42 mantiene a este ultimo en su posicion representada en la figura 4, estando la primera camara de pilotaje 47 unida al circuito de retorno 5 por medio particularmente del primer canal de pilotaje 49 y del piston de golpeo 11. La resultante de las fuerzas aplicadas al piston de golpeo 11 provoca la carrera de golpeo del piston 11 sobre el elemento de enmangado 13, puesto que la camara de empuje 14 esta unida al circuito de alimentacion por medio del primer canal de distribucion 18.
En el curso de la carrera de golpeo del piston de golpeo 11, se producen las operaciones siguientes:
- Cuando el piston de golpeo 11 ha efectuado una cierta porcion de su carrera de golpeo, este ultimo establece una comunicacion entre el circuito de alimentacion 4 y el primer canal de pilotaje 49.
- La primera camara de pilotaje 47 esta entonces a alta presion de tal modo que la resultante de las fuerzas aplicadas al distribuidor 42 provoque un desplazamiento de este ultimo hasta que haga contacto con el piston de golpeo 11, como esta representado en la figura 5.
- En esta posicion del distribuidor 42, este ultimo obtura la desembocadura del primer canal de distribucion 18 en el cilindro 9 y abre la desembocadura del segundo canal de distribucion 20 en el cilindro 9, siendo entonces la camara de empuje 14 puesta en comunicacion con el circuito de retorno 5 por medio de los orificios calibrados 53, de la primera camara de pilotaje 47 y del segundo canal de distribucion 20.
Debido a la presion ejercida sobre el piston de golpeo 11 por el fluido a presion contenido en la camara 15 y a la puesta en comunicacion de la camara de empuje 14 con el circuito de retorno 5, la resultante de las fuerzas aplicadas al piston de golpeo 11 provoca la carrera de retroceso del piston 11. Cuando tiene lugar su carrera de retroceso, el piston de golpeo 11 arrastra consigo el distribuidor 42 hasta ponerlo en contacto con la tapa de cierre 12. El piston de golpeo 11 y el distribuidor 42 se vuelven a encontrar en su posicion representada en la figura 4, y se puede iniciar entonces el ciclo siguiente.
La figura 6 representa un dispositivo de distribucion que difiere del representado en las figuras 4 y 5 esencialmente en que la porcion de empuje 45a esta formada por una pieza independiente del distribuidor 42, pero cuyo movimiento sigue siendo solidario al movimiento del distribuidor 42.
Como es evidente, la invencion no esta limitada a las unicas formas de realizacion de este aparato rotopercutor descritas mas arriba a tftulo de ejemplos, sino que abarca, por el contrario, todas sus variantes de realizacion.

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Aparato rotopercutor hidraulico (2) del tipo perforador, destinado a la perforacion de orificios de mina, que comprende:
    - un carter (3) que forma un soporte,
    - un mecanismo de golpeo que comprende un cuerpo longitudinal (8), montado en rotacion en el carter (3) segun el eje (A) del cuerpo, que comprende un cilindro (9) que se extiende segun el eje del cuerpo, un piston de golpeo (11) montado deslizante en el interior del cilindro y destinado a venir a golpear un elemento de enmangado (13) acoplado a una barra de perforacion equipada con una herramienta, y un dispositivo de distribucion dispuesto para controlar un desplazamiento alternativo del piston de golpeo (11) segun el eje del cuerpo,
    - un motor (6) dispuesto para arrastrar en rotacion el cuerpo (8) del mecanismo de golpeo segun un eje de rotacion (B) sustancialmente coincidente con el eje del cuerpo,
    caracterizado por que el mecanismo de golpeo comprende una tapa de cierre (12) montada sobre el cuerpo (8) y dispuesta para cerrar uno de los extremos del cuerpo, estando la tapa de cierre acoplada en rotacion a un arbol de salida (7) del motor y comprendiendo por lo menos en parte el dispositivo de distribucion.
  2. 2. Aparato segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende un circuito de alimentacion (4) de fluido de alta presion, un circuito de retorno de baja presion (5), y una camara de empuje (14) delimitada por lo menos en parte por el cuerpo (8) y el piston de golpeo (11) y dispuesta para ser puesta alternativamente en relacion con el circuito de alimentacion y el circuito de retorno, bajo la accion del dispositivo de distribucion.
  3. 3. Aparato segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el dispositivo de distribucion comprende un distribuidor (16, 32, 42) y unos medios de pilotaje del movimiento del distribuidor dispuestos por lo menos en parte en la tapa de cierre (12).
  4. 4. Aparato segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el distribuidor (16) esta montado en un primer orificio mecanizado (17) dispuesto en la tapa de cierre (12).
  5. 5. Aparato segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el distribuidor (16) comprende una primera cara de pilotaje y una segunda cara de pilotaje opuesta a la primera cara, y por que los medios de pilotaje comprenden por lo menos un primer canal de pilotaje (23) que desemboca, por una parte, en el cilindro (9) y, por otra parte, en una primera porcion del primer orificio mecanizado (17) situado en el lado de la primera cara del distribuidor, y un segundo canal de pilotaje (24) que desemboca, por una parte, en el cilindro (9) y, por otra parte, en una segunda porcion del primer orificio mecanizado (17) situado en el lado de la segunda cara del distribuidor, estando los primer y segundo canales de pilotaje (23, 24) dispuestos por lo menos en parte en la tapa de cierre (12) y estando dispuestos para pilotar el distribuidor (16) en funcion de la posicion de piston de golpeo (11) en el cilindro (9).
  6. 6. Aparato segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el distribuidor (32) comprende una porcion central (33), una primera porcion extrema (34) que se extiende paralelamente al eje del distribuidor y una segunda porcion extrema (35) antagonista a la primera porcion extrema y que se extiende paralelamente al eje del distribuidor, por que la porcion central (32) esta montada deslizante en un segundo orificio mecanizado (36) dispuesto en el cuerpo (8) del mecanismo de golpeo, por que la primera porcion extrema (34) esta montada deslizante en un alojamiento dispuesto en la tapa de cierre (12) y que desemboca en el segundo orificio mecanizado (36), y por que la segunda porcion extrema (35) esta montada deslizante en un alojamiento dispuesto en el cuerpo (8) y que desemboca en el segundo orificio mecanizado (36).
  7. 7. Aparato segun la reivindicacion 6 en combinacion con la reivindicacion 2, caracterizado por que los medios de pilotaje comprenden una primera camara de pilotaje (37) delimitada por el extremo libre de la primera porcion extrema (34) y la tapa de cierre (12), una segunda camara de pilotaje (39) delimitada por el extremo libre de la segunda porcion extrema (19) y el cuerpo (8), un primer canal de pilotaje (38) unido permanentemente al circuito de alimentacion y que desemboca en la primera camara de pilotaje (37), y un segundo canal de pilotaje (41) que desemboca, por una parte, en el cilindro (9) y, por otra parte, en la segunda camara de pilotaje (39), estando el segundo canal de pilotaje (41) dispuesto para ser puesto alternativamente en relacion con el circuito de alimentacion (4) y el circuito de retorno (5) en funcion de la posicion del piston de golpeo (11) en el cilindro (9).
  8. 8. Aparato segun la reivindicacion 3 en combinacion con la reivindicacion 2, caracterizado por que el distribuidor (42) esta montado deslizante en el cilindro (9) y comprende una porcion tubular (43) cuyo extremo girado hacia el piston de golpeo (11) es obturado por una pared de fondo (44) que delimita, con el piston de golpeo y el cuerpo, la camara de empuje (14).
  9. 9. Aparato segun la reivindicacion 8, caracterizado por que los medios de pilotaje comprenden por lo menos una
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    primera camara de pilotaje (47) delimitada por lo menos en parte por la tapa de cierre (12) y la porcion tubular (43) del distribuidor (42), y un primer canal de pilotaje (49) que desemboca, por una parte, en la primera camara de pilotaje (47) y, por otra parte, en el cilindro (9), estando el primer canal de pilotaje (49) dispuesto para ser unido alternativamente al circuito de alimentacion (4) y al circuito de retorno (3) en funcion de la posicion del piston de golpeo (11) en el cilindro.
  10. 10. Aparato segun la reivindicacion 9, caracterizado por que la pared de fondo (44) del distribuidor (42) posee por lo menos un orificio calibrado (53), preferentemente axial, dispuesto para poner en comunicacion la camara de empuje (14) y la primera camara de pilotaje (47).
  11. 11. Aparato segun una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que el dispositivo de distribucion comprende una porcion de empuje (45) que se extiende paralelamente al eje del distribuidor (42) y montada deslizante en un alojamiento dispuesto en la tapa de cierre (12), comprendiendo la porcion de empuje (45) un primer extremo y un segundo extremo, opuesto al primer extremo, dispuesto para cooperar con la pared de fondo (44) del distribuidor (42), y por que los medios de pilotaje comprenden por lo menos una segunda camara de pilotaje (51) delimitada por la tapa de cierre (12) y el primer extremo de la porcion de empuje (45), y un segundo canal de pilotaje (52) que desemboca en la segunda camara de pilotaje (51) y unido permanentemente al circuito de alimentacion (4).
  12. 12. Aparato segun una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por que el distribuidor (42) esta montado deslizante en el cilindro (9) entre una primera posicion, denominada aproximada, en la cual la porcion tubular (44) del distribuidor esta situada en la proximidad de la tapa de cierre y, preferentemente, se apoya contra la tapa de cierre (12), y una segunda posicion, denominada alejada, en la cual la porcion tubular (44) el distribuidor esta situada a distancia de la tapa de cierre, y por que el piston de golpeo (11) esta dispuesto para desplazar el distribuidor (42) desde la segunda posicion hacia la primera posicion cuando tiene lugar su carrera de retroceso.
  13. 13. Aparato segun una de las reivindicaciones 4 a 12 en combinacion con la reivindicacion 2, caracterizado por que el dispositivo de distribucion comprende por lo menos un primer canal de distribucion (18) que desemboca, por una parte, en el cilindro (9) o el orificio mecanizado (17, 36) en el cual esta montado el distribuidor y, por otra parte, en una primera camara anular (19) delimitada por el carter (3) y el cuerpo (8) y unida al circuito de alimentacion (4), y un segundo canal de distribucion (20) que desemboca, por una parte en el cilindro o el orificio mecanizado en el cual esta montado el distribuidor y, por otra parte, en una segunda camara anular (21) delimitada por el carter (3) y el cuerpo (8) y unida al circuito de retorno (5), estando los primer y segundo canales de distribucion (18, 20) dispuestos para ser unidos alternativamente a la camara de empuje (14) bajo la accion del distribuidor.
  14. 14. Aparato segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que comprende unos medios de rodadura dispuestos entre la tapa de cierre (12) y el carter (3).
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