FI102202B - Sovitelma kallioporakoneessa sekä menetelmä kallioporauksen ohjaamisek si - Google Patents

Description

1 102202

Sovitelma kallioporakoneessa sekä menetelmä kallioporauk-sen ohjaamiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma kallioporakonees-5 sa, jossa on sen etupäässä edestakaisin liikkuvasti asennettu poraniska, jota poraniskan liikesuunnassa edestakaisin liikkuva iskumäntä iskee sekä painenesteellä käytettävät nostoelimet poraniskan siirtämiseksi iskumäntään päin.

Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä kalliopo-10 rauksen säätämiseksi porattaessa jatkotankoporauksella alaspäin suuntautunutta reikää kallioporakoneella, jossa on sen etupäässä edestakaisin liikkuvasti asennettu poraniska, johon jatkotanko on kiinnitetty ja jota poraniskan liikesuunnassa edestakaisin liikkuva iskumäntä iskee, 15 poraniskan ympärillä oleva nostoholkki, jossa on iskumän-nän puolella poraniskaan vaikuttava nostopinta, vähintään kaksi poraniskaan vaikuttamaan asetettua nostomäntää, joiden avulla poraniskaa voidaan painenesteen paineen avulla nostaa iskumäntään päin poraniskan siirtämiseksi haluttuun 20 iskupisteeseen kallioporakoneen pituussuunnassa, jolloin kallioporakoneeseen asetetaan porauksen aikana vaikuttamaan sitä eteenpäin työntävä syöttövoima.

Kallioporakoneissa on joissakin tapauksissa ongelma siinä, että poraniska pitäisi saada nostetuksi iskupistee-25 seen silloin, kun porakalusto juuttuu kiinni. Tämä on toteutettu tyypillisesti niin, että joko poraniskaan itseensä tai sen ympärille erikseen on muodostettu ns. nostomän-tä, johon vaikuttamaan asetetulla painenesteen paineella poraniskaa siirretään kallionporakoneen etupään suhteen 30 iskumäntään päin. Tällaisia ratkaisuja on tunnettu muun muassa US-patenteista 4,109,734, 4,718,500 ja 5,002,136.

Näissä ratkaisuissa poraniskan ympärillä on erillinen nos-tomäntä, joka on poraniskan ympärillä oleva rengasmainen erillinen kappale. Tämä nostomäntä liikkuu porarunkoon 35 muodostetussa sylinteritilassa, jossa se täytyy tiivistää 2 102202 molemmilta puoliltaan, jotta sylinteritilaan syötetty pai-neneste työntäisi nostomäntää ja siten poraniskassa olevan tukipinnan välityksellä poraniskaa kohti iskumäntää ja siten iskupistettä. Näissä ratkaisuissa ongelmana on, että 5 männän tiivistäminen on varsin hankalaa ja vastaavasti välysten täytyy joka suhteessa olla suhteellisen suuri, jotta nostomäntä ja poraniska myös poraniskan ollessa kuormitettuna pystyisivät asettumaan toistensa suhteen sopivaan asentoon. Tästä puolestaan seuraa suuret pai-10 nenestevuodot ja siten suuri painenesteen kulutus. Edelleen tämän rakenteen tiivistäminen luotettavasti on hankalaa ja siinä syntyy helposti tiivistevaurioita, mikä aiheuttaa ylimääräisiä käyttö- ja huoltokustannuksia.

US-patentissa 4,582,145 puolestaan on esitetty rat-15 kaisu, jossa poraniskaan itseensä on muodostettu erillinen nostomäntäpinta, joka liikkuu porarunkoon muodostetussa sylinteritilassa. Tässä toteutusmuodossa poraniskaa voidaan nostaa syöttämällä painenestettä sylinteritilaan niin, että paine vaikuttaa poraniskan mäntäpintaan ja si-20 ten siirtää poraniskaa kohti iskupistettään. Myös tässä rakenteessa täytyy nostomäntä tiivistää huolellisesti ja poraniskan valmistaminen aiheuttaa lisäkustannuksia. Samoin poraniskan etupään laakerointi ja tiivistäminen on toteutettava niin, että poraniskan iskiessä eteenpäin sy-25 linteritilasta poistuva paineneste ei riko etupäässä olevia tiivisteitä. Tämä aiheuttaa lisää vaatimuksia koko rakenteelle, mikä tietenkin lisää myös valmistuskustannuksia.

Kaikissa näissä ratkaisuissa on eräänä ongelmana *. 30 myös, että poraniskan nostovoimaa voidaan säätää tai ohja ta vain painenesteen painetta säätämällä, minkä seurauksena nostomännän voima saattaa aiheuttaa tarpeettoman suuren vastuksen iskumännän aikaansaamalle iskuliikkeelle. Tämän seurauksena puolestaan syntyy tehohukkaa ja tarpeetonta 35 painenesteen lämpenemistä, jolloin porauksen kokonaisteho 3 102202 heikkenee.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen sovitelma, jolla poraniskan nosto iskuasentoon voidaan toteuttaa yksinkertaisesti ja helposti ja jolla po-5 raniskaan vaikuttava nostovoima voidaan valita olosuhteiden mukaan sopivasti. Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, joka on helppo ja yksinkertainen valmistaa ja joka toimii luotettavasti ja varmasti. Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on olennaista, että nos-10 toelimiin kuuluu poraniskan ympärillä oleva nostoholkki, jossa on iskumännän puolella poraniskaan vaikuttava nosto-pinta, useita poraniskan ympärillä olevia sylinterimäisiä nostomäntiä, jotka toisesta päästään vaikuttavat nosto-hoikkiin ja joiden vastakkaisessa päässä on sylinteritila 15 painenestettä varten.

Vielä tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä kallionporauksen säätämiseksi, jolla poraus voidaan helposti ja yksinkertaisesti säätää porattaessa alaspäin suuntautunutta reikää erityisesti jatko-20 tankoporausta käyttäen niin, että tietyt porauksen säätö- parametrit voidaan pitää jatkotankojen määrästä tai pora-tangon omasta painosta riippumatta olennaisesti samanlaisena ja jolla poraustehoa voidaan tarvittaessa säätää eri tavoin olosuhteiden mukaan.

25 Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on ominaista, että nostoelimiin kuuluu poraniskan ympärillä oleva nostoholkki, jossa on iskumännän puolella poraniskaan vaikuttava nostopinta, useita poraniskan ympärillä olevia sylinterimäisiä nostomäntiä, jotka toisesta päästään vaikuttavat 30 nostoholkkiin ja joiden vastakkaisessa päässä on sylinteritila painenestettä varten.

Edelleen keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että alaspäin porattaessa syöttövoiman suuruutta vähennetään jatkotankojen lukumäärän lisääntyessä niiden 35 painoon verrannollisesti ja että syöttövoiman saavuttaessa 4 102202 ennalta-asetetun raja-arvon Fmin ainakin osaan nostomän-nistä asetetaan vaikuttamaan sellainen painenesteen paine, että kallioporakoneen ja poraniskan välillä vaikuttava kallioporakoneen runkoa poraniskaan päin haluttuun isku-5 pisteeseen siirtävä voima säilyy olennaisesti mainitun arvon suuruisena.

Keksinnön mukaisen sovitelman olennainen ajatus on, että poraniskan nostamiseksi käytetään erillistä nosto-hoikkia, joka itsessään ei toimi mäntänä, vaan vain välit-10 tää nostovoiman poraniskalle. Edelleen keksinnön olennainen ajatus on, että nostovoiman aikaansaamiseksi käytetään vähintään kahta poraniskan ympärille olennaisesti symmetrisesti sijaitsevaa sylinterimäistä mäntää, jotka kukin ovat omassa sylinteritilassaan mahdollisesti sopivasti 15 tiivistettynä. Eräälle keksinnön edulliselle toteutusmuodolle on ominaista, että siinä on ainakin kaksi liikepi-tuudeltaan erilaista ryhmää mäntiä, joiden avulla poranis-kaa voidaan nostaa tilanteesta riippuen eri matkan isku-pisteeseen päin.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän olennainen ajatus on, että kun kallioporakoneeseen vaikuttavaa syöttövoimaa vähennetään jatkotankojen painon lisääntyessä, voidaan riittävä tehonsiirto varmistaa syöttämällä nostomäntien taakse tarvittaessa sellainen paine, että porakonetta ja poranis-25 kaa toisiinsa päin siirtävä voima pysyy ennalta asetetun voiman suuruisena ja siten poraniska saadaan haluttuun iskupisteeseen samalla, kun riittävä iskuenergian siirto saadaan iskumännästä poraniskan kautta jatkotankoon. Näin . muut porausparametrit voidaan pitää halutulla tavalla 30 olennaisesti samoina riippumatta siitä, kuinka monta jat-kotankoa tai minkälainen poratanko kallioporakoneeseen on kiinnitetty.

Keksinnön etuna on, että nostoholkki ei tarvitse varsinaisesti minkäänlaista tiivistettä, jolloin sen val-35 mistaminen ja asentaminen paikalleen on helppoa. Edelleen 5 102202 keksinnön etuna on, että pienten mäntäsylintereiden valmistaminen porakoneen runkoon tai runkoon kiinnitettävään kappaleeseen sekä vastaavasti pienten sylinterimäisten mäntien valmistaminen on yksinkertaista ja helppoa verrat-5 tuna tunnettuihin ratkaisuihin. Edelleen keksinnön etuna on, että noston ohjaus on helppo ja yksinkertainen toteuttaa eri noston liikepituuksille. Vielä keksinnön etuna on, että keksinnön mukainen rakenne on helppo lisätä jo olemassa oleviin koneisiin pienellä osien vaihdolla. Edelleen 10 keksinnön etuna on, että halkaisijaltaan pienten mäntien välykset ovat myös pieniä ja vuodot siten muutenkin vähäisiä, jolloin mäntiä ei välttämättä tarvitse edes tiivistää vaan vuotanut öljy voidaan käyttää voiteluun. Edelleen etuna on, että porakoneen normaali rakenne ei pitene, kos-15 ka männät, poraniskan laakeri ja mahdollinen huuhtelupesä voivat sisältyä samaan rakenteeseen jopa olennaisesti samalle aksiaaliselle kohdalle. Vielä etuna on, että käytettäessä männissä tiivistettä kuristaa männän pieni välys iskun aikaansaamaa painepulssia tiivisteellä ja siten tii-20 visteen vaurioitumisriski on vähäinen. Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että porauksen säätö on helppoa, koska varsinaisen porauksen säätämiseen tarvittavien säätöpa-rametrien arvoja ei tarvitse muuttaa poratangon tai jatko-tangon painon muuttuessa, vaan painon muutos voidaan kom-25 pensoida syöttövoiman sekä nostomäntien taakse vaikuttavan painenesteen paineen avulla. Edelleen etuna on, että pora-kruunun kautta porattavaan kiveen vaikuttavan iskutehon suuruutta voidaan säätää säätämällä nostomäntien takana olevan paineen arvoa niin, että poraniska jää optimaali-30 sesta iskupisteestään jonkin matkaa kallioporakoneen etupäähän päin, jolloin iskumäntä iskee osittain vaimennus-tyynyynsä ja osa iskun tehosta vaimenee siinä samalla, kun vain jäljelle jäänyt osa pääsee siirtymään poraniskan kautta poratankoon ja siten porakruunuun.

35 Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuk- 6 102202 sissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön toteutusmuotoa, kuvio 2 esittää kaavamaisesti leikkausta kuvioon 1 5 merkityltä kohdalta A - A, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön toteutusmuotoa, kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön toteutusmuotoa ja 10 kuvio 5 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty porakoneen etupää osittain aukileikattuna. Porakoneen rungossa l liikkuu edestakaisin sinänsä tunnetun ja alan ammattimie-15 helle itsestään selvän iskukoneiston vaikutuksesta isku-mäntä 2. Iskumännän 2 edessä on poraniska 3, jonka toiseen päähän ei esitetty poratanko on sinänsä tunnetulla tavalla kiinnitetty ja jonka iskumännän puoleiseen päähän iskumän-tä normaalisti porauksen aikana iskee. Porakoneen runkoon 20 kuuluu sen etupäässä poraniskan 3 ympärillä oleva etukap-pale 4, joka on irrotettavissa rungosta 1 poraniskan vaihtamiseksi. Etukappaleessa 4 on poraniskan laakeri 5, jonka varassa poraniska 3 liikkuu aksiaalisuuntaisesti ja pyörityksen seurauksena pyörii. Poraniskaan kuuluu pyöritystä 25 varten oleva hammastus 3a, jonka avulla poraniskaa pyöritetään sinänsä tunnetulla ei esitetyllä tavalla erillisellä pyöritysmoottorilla. Kuviossa esitetyssä tapauksessa poraniskaa ympäröi pyöritysholkki 6, jonka suhteen poraniska voi liikkua hammastustaan vastaavan hammastuksen 30 vuoksi pääasiassa pituussuunnassaan. Pyöritysholkkia 6 puolestaan pyöritetään tällöin sen ulkokehällä olevaan hammastukseen 6a vaikuttavalla pyöritysmoottorilla, jolloin pyöritysholkki 6 ja poraniska 3 pyörivät yhdessä samalla nopeudella.

35 Poraniskan 3 hammastuksen 3a etupuolella on nosto- 102202 7 holkki 7, jossa on hammastuksen 3a puoleiselta pinnaltaan kartiomainen nostopinta 7a, joka on samansuuntainen kuin päistään viistetyn hammastuksen 3a päiden pinnat. Tällöin nostoholkki 7 asettuu tukevasti hammastuksen 3a päätyjä 5 vasten. Nostoholkista 7 porakoneen etupäähän eli kuviossa vasemmalle päin on nostomännät 8a ja 8b, jotka sijaitsevat etukappaleeseen 4 muodostetuissa sylinteritiloissa 9a ja 9b. Nostomäntien 8a ja 8b taakse johtaa yhteinen nosto-painekanava 10. Nostopainekanavaan syötetty paineinen nes-10 te vaikuttaa mäntien 8a ja 8b takana siirtäen niitä pora-koneen takapäähän eli kuviossa oikealle päin. Näin nosto-männällä 8a ja 8b voidaan työntää nostoholkkia 7 ja sen välityksellä poraniskaa 3 porakoneen takaosaan päin eli kohti iskumäntää 2.

15 Kuten kuviosta 1 näkyy, on iskumännillä 8a ja 8b erimittainen liikematka, jolloin iskumäntä 8a pystyy liikkumaan porakoneen pituussuunnassa pitemmän matkan poranis-kaan 3 päin ennen kuin se osuu liikkeen pysäyttävään olak-keeseen 11a. Vastaavasti nostomäntä 8b pääsee siirtymään 20 lyhyemmän matkan poraniskaa 3 päin ennen kuin se osuu olakkeeseen 11b. Tämän rakenteen ansiosta poraniska 3 saadaan aina siirtymään mäntien 8a ja 8b yhteisen voiman avulla poraniskaan 3 päin, mutta poraniska siirtyy varsinaiseen optimaaliseen iskupisteeseensä pelkkien mäntien 25 8a yhteisen voiman vaikutuksesta. Poraniskan laakerin 5 voiteleminen voidaan tehdä esimerkiksi kuviossa esitetyllä tavalla niin, että nostomäntien 8a ja 8b sekä sylinteriti-lojen 9a ja 9b välillä ei ole erillisiä tiivisteitä, koska niiden välinen välys on pieni. Tällöin nostomäntien 8a ja 30 8b takana vaikuttava paineneste pääsee jossain määrin vir-taamaan välyksen läpi nostoholkin 7 puolelle siinä olevaan tilaan 12. Tilaan 12 johdetaan ilmaa ilmakanavan 13 kautta, jolloin ilmavirta vie mennessään tilaan 12 tullutta öljyä ja johtaa sen poraniskan 3 ja poraniskan laakerin 5 35 väliin. Porakoneen etupäässä laakerin 5 edestä ilma ja sen 8 102202 mukana tullut öljy poistetaan poistokanavaa 14 pitkin. Edelleen, mikäli halutaan voidella poraniskan hammastusta on se mahdollista tehdä kuvioon merkityn toisen poisto-kanavan 14' avulla, jolloin ilma virratessaan virtaa ham-5 päiden 3a ohi ja voitelee ne poistuen kanavan 14' kautta. Nostomännät 8a ja 8b voidaan tehdä erilaisiksi myös niin, että niillä on erilainen poraniskan liikettä vaimentava vaikutus. Nostomännän 8a liikepituudesta johtuu, että se ottaa aikaisemmin vastaan poraniskan iskuliikkeen vaimen-10 taen sitä tarvittaessa. Toisaalta iskumäntien 8b sylinte-ritilan 9b puoleisessa päässä voi olla kuristinnasta 15, joka pienellä välyksellä mahtuu työntymään sylinteritilan 9b takapäässä olevaan painenestekanavaan 16b. Tällöin ku-ristinnastan 15 työntyessä kanavaan toimii niiden välinen 15 välys kuristimena ja hidastaa painenesteen poistumista sylinteritilasta 9b painenestekanavaan toimien siten tehokkaana vaimentimena poraniskan iskiessä liikepituutensa etupäähän saakka. Vastaavasti nostomännän 8a paineneste-kanava 16a voi olla halkaisijaltaan pienempi sen vuoksi, 20 että siihen ei tarvitse kuristinnastaa sovittaa. Edellä mainittu kuristinnasta voidaan tietenkin myös sovittaa nostomännän 8a takapäähän vastaavalla tavalla. Myös kuris-tinnastan poikkileikkaus voi muuttua niin, että sen halkaisija pienenee nostomännästä poispäin, jolloin kuristus-25 vaikutus lisääntyy sitä mukaa, kun kuristinnasta 15 työntyy kanavaan syvemmälle.

Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty kuvion 1 mukaisen toteutusmuodon rakenne kuvioon merkityn linjan A -A kohdalta leikattuna. Tästä näkyy, kuinka nostomännät 8a ' 30 ja 8b sijaitsevat poraniskan 3 ympärillä edullisimmin po raniskan kanssa samanakselisen ympyrän kehällä niin, että ne sijaitsevat toistensa suhteen vuorotellen, jolloin edullisimmin saadaan aikaan symmetrinen nostovoima nosto-hoikkiin 7.

35 Kuviossa 3 on esitetty vastaavasti porakoneen etu- 9 102202 pää leikattuna ja siinä eräs toinen keksinnön toteutusmuoto. Kuviossa 3 on kuvioita 1 ja 2 vastaavista osista käytetty samaa numerointia eikä näitä osia selosteta erikseen ellei keksinnön ymmärtäminen sitä jossakin kohdassa erik-5 seen edellytä.

Kuviossa 3 esitetyssä toteutusmuodossa on pora-konerakenne, jossa porakoneen etupäässä on huuhtelupesä huuhteluväliaineen syöttämiseksi poraniskan sisään ja sitä kautta poratangon läpi porareikään. Tässä toteutusmuodossa 10 runkoon kuuluu etukappaleen 4 ja rungon l välissä oleva erillinen välikappale 17, johon huuhtelupesärakenne on muodostettu. Tässä on poraniskan 3 sisällä huuhtelukanava 3b, joka on yhteydessä poraniskan 3 ulkopintaan sen läpi muodostetulla poikkikanavalla 3c. Poraniskan 3 ympärillä 15 on poikkikanavan 3c molemmin puolin poraniskan pituussuun nassa tiivisteet 18a ja 18b, jotka tiivistävät poraniskan poikkikanavan 3c molemmilta puolilta. Poikkikanavan 3c kohdalla on jakotila 19, joka ympäröi poraniskaa 3 muodostaen tilan, jota pitkin huuhteluväliaine pääsee virtaamaan 20 poikkikanavaan 3c ja edelleen siitä eteenpäin. Jakotila 19 puolestaan on yhdistetty huuhteluainekanavalla 20 välikappaleen 17 ulkopintaan ja sinänsä tunnetulla tavalla siitä eteenpäin ei esitetyllä letkulla tai vastaavalla sinänsä tunnettuihin ei esitettyihin huuhteluväliaineen syöttö-25 laitteisiin.

Tässä keksinnön toteutusmuodossa nostomäntien 8a ja 8b voimavaikutus on johdettu nostoholkkiin 7 erillisten nostotappien 21 avulla. Nostotapit 21 puolestaan on asennettu liikkumaan erillisen ohjainholkin 22 avulla, jolloin 30 ohjainholkkiin 22 on muodostettu nostotappeja 21 vastaavat reiät. Samoin ohjainholkkiin 22 on muodostettu nostomäntiä 8a varten syvennykset niin, että nostomännät 8a voivat työntyä ohjainholkin 22 porakoneen etupään puoleista pintaa syvemmälle halutun erimittaisen liikepituuden aikaan-35 saamiseksi. Tässä toteutusmuodossa on nostomäntien 8a ja 10 102202 8b sekä sylinteritilojen 9a ja 9b välissä myös tiivisteet 23, jotka tiivistävät nostomännät sylinteritilojen suhteen. Tiivisteiden 23 suojaamiseksi on niistä porakoneen etupäähän päin nostomäntien 8a ja 8b välillä poistourat 5 24, joihin sylinteritiloista 9a ja 9b virtaava paineneste pääsee. Poistourat 24 on yhdistetty erillisillä kanavilla painenestesäiliöön johtavaan paluuletkuun niin, että niissä vaikuttaa olennaisesti nollapaine. Siten tiivisteille 23 ei pääse tulemaan olennaisesti merkittäviä paineiskuja 10 silloinkaan, kun iskumäntä 2 iskee poraniskan 3 liikepi-tuutensa etupäähän asti. Poraniskan 3 ja sen laakerin 5 välinen voitelu tapahtuu syöttämällä ilmakanavan 13 kautta nostomäntien 8a ja 8b eteen öljysumua sisältävää ilmaa, jolloin öljysumu virtaa nostotappien 21 ja ohjainholkin 22 15 välisistä välyksistä nostoholkin puolelle ja sieltä edelleen poraniskan 3 ja sen laakerin 5 väliin ja edelleen poistokanavan 14 kautta öljyn erotukseen.

Tässä toteutusmuodossa on nostomäntien 8a ja vastaavasti 8b taakse asetettu vaikuttamaan erillisten kana-20 vien 10' ja 10·' kautta toisistaan riippumattomasti paineet, jotka voivat olla keskenään erisuuret niin, että nostomäntien 8a muodostaman ryhmän aikaansaama nostovoima on erilainen kuin nostomäntien 8a ja 8b muodostama yhtenäinen nostovoima.

25 Kuviossa 4 on puolestaan esitetty porakoneen etupää leikattuna ja siinä eräs kolmas keksinnön toteutusmuoto. Kuviossa 4 on vastaavasti kuvioita 1-3 vastaavista osista käytetty samoja numeroita eikä niitä selitetä erikseen ·: sen tarkemmin, ellei keksinnön ymmärtäminen sitä edellytä.

30 Tässä toteutusmuodossa on huuhtelupesä muodostettu etukap-paleeseen nostomäntärakenteen sisäpuolelle. Tällöin rakenteesta tulee halkaisijaltaan suurempi, mutta vastaavasti pituussuunnassa lyhyempi. Nostomäntien toiminta ja rakenne sekä huuhtelu ja voitelu toimivat muuten kuviota 3 vastaa-35 vasti, mutta poraniskan 3 ja sen laakerin 5 voitelu on 11 102202 toteutettu käyttämällä erillistä voitelukanavaa 25, joka johtaa öljysumuisen ilman nostoholkin puolelta huuhtelu-pesän ohi sen etupuolelle poraniskan ja sen laakerin 5 läpi. Kuviossa 4 on myös esitetty, kuinka eri toiminnot 5 voidaan toteuttaa käyttämällä etukappaleen 4 sisään asennettavia holkkimaisia apukomponentteja, jolloin sylinteri-tilat 9a ja 9b on muodostettu erilliseen sylinteriholkkiin 4a, joka on tarvittavilta osin tiivistetty tiivisteillä 26 etukappaleen 4 suhteen. Vastaavasti huuhtelupesä on, kuten 10 kuviossa 3 on esitetty muodostettu erillisestä huuhtelu-hoikista 27, joka on vastaavasti tiivistetty etukappaleen 4 suhteen tiivisteillä 28 tarvittavista kohdin. Voitelun aikaansaamiseksi on lisäksi ohjainholkki 22, joka sijaitsee etukappaleen 4, sylinteriholkin 4a ja huuhteluholkin 15 27 muodostamassa urassa, tiivistetty sisä- ja ulkokehil tään tiivisteellä 29 niin, että voiteluaineen on virrattava tiettyä reittiä pitkin. Myös poraniskan 3 etupäässä on tiiviste 30, joka näkyy myös kuviossa 3 ja jonka tehtävänä on estää voiteluaineen virtaaminen poraniskan 3 ja etukap-20 paleen 4 välistä ulos porakoneesta. Kuviossa samoin kuin aiemmin kuviossa 3 näkyy, kuinka mäntien 8a ja 8b sylinte-ritiloissa 9a ja 9b voi olla vaimennustyynyt kanavien 10' ja 10' ' suhteen kallioporakoneen etupäähän päin. Näissä tapauksissa vaimennus perustuu siihen, että nostomännät 8a 25 ja 8b työntyessään sylinteritilaansa kanavan 10' ja 10' ' ohittamisen jälkeen osuvat nestetyynyyn, joka pääsee purkautumaan vain mäntien 8a ja 8b sekä sylinteritilojen 9a ja 9b välysten kautta siten aiheuttaen voimakkaan vaimene-*: misen ilman, että männät pääsevät iskemään mekaanisesti 30 sylinterin pohjaan.

Porattaessa keksinnön mukaisella porakoneella voidaan porausta säätää alaspäin porattaessa niin, että nos-tomäntien 8a ja 8b taakse syötetään sellaisessa paineessa olevaa painenestettä, että se aikaansaa poraniskaa ja si-35 ten siihen kiinnitettyä poratankoa tai jatkotankoa isku- 12 102202 mäntään päin siirtävän voiman. Tällöin voidaan jatkotangon painon lisäys uusia jatkotankoja lisättäessä kompensoida nostamalla nostomäntien 8a ja 8b taakse vaikuttavan paineen suuruutta vastaavassa suhteessa. Haluttaessa säätää 5 porakruunun kautta porattavaan kiveen välittyvää iskutehoa asetetaan, painenesteen paine nostomäntien 8a ja 8b takana sellaiseksi, että poraniska jää optimaalisesta iskupis-teestään jonkin matkaa porakoneen etupäähän päin eli tässä toteutusmuodossa lyhyemmän liikematkan liikkuvien iskumän-10 tien 8b määrittelemän matkan verran. Tällöin iskumäntä 2 iskee sen etupäässä olevaan yleisesti tunnettuun kuviossa 1 kirjaimella V merkittyyn vaimennustyynyyn niin, että iskumännän aikaansaamasta iskutehosta osa häviää vaimennus tyynyn aikaansaamaan vastustukseen ja siten vain osa 15 iskumännän 2 iskun poraniskaan aikaansaamasta iskutehosta välittyy poratangon tai jatkotangon kautta porakruunuun ja siten porattavaan kiveen. Olosuhteista riippuen voidaan tätä ylimääräisen paineen määrää säätää halutulla tavalla erisuuruisen iskutehon välittämiseksi porakruunun kautta 20 kiveen.

Kuviossa 5 on kaavamaisesti esitetty, kuinka nosto-mäntien 8a takana vaikuttavan painenesteen painetta voidaan säätää alaspäin tapahtuvan jatkotankoporauksen yhteydessä, jotta haluttu kivikontaktivoima ja tehonsiirto 25 saadaan aikaan. Kuviossa näkyy porrasmainen viiva M, joka kuvaa peräkkäin asetettujen jatkotankojen massan aikaansaamaa voimaa, jolla porakruunu painaa porattavaa kiveä. Linja F puolestaan kuvaa jatkotangon painon ja porakonee-• seen vaikuttamaan asetetun syöttövoiman summaa, jolloin 30 syöttövoima on porrasviivan M ja linjan F välillä oleva etäisyys. Kun kuviossa kohdassa K syöttövoiman arvo lähestyy porakoneen rungon uuteen iskupisteeseen siirtämisen tarvittavaa voimaa Fi, johon sisältyy myös iskumännän eteenpäin kiihdytyksestä aiheutuva voima, asetetaan nosto-35 mäntien 8 taakse vaikuttamaan sellainen painenesteen pai- 13 102202 ne, että se saa aikaan poraniskaa iskupisteeseensä siirtävän voiman, jota kuvaa linjan F yläpuolella oleva porras-käyrä AF. Näin poraniskan ja kallioporakoneen välillä vaikuttaa poraniskaa ja kallioporakonetta keskenään optimi-5 iskuasentoon asettava voima Fmin, joka on suurempi kuin Fi. Voimien Fmin ja Fi välinen erotus pyritään pitämään vakiona ja näin iskuhetkellä poraniska on halutulla tavalla sopivassa iskupisteessä ja haluttu energiasiirto saadaan toteutetuksi. Tietyissä tilanteissa poikkeavissa olo-10 suhteissa kuten esimerkiksi poran juuttumisessa tms. On mahdollista, että halutaan käyttää vain osaa iskun tehosta, jolloin tietenkin poraniskaan asetetaan vaikuttamaan sellainen voima, että se asettuu esimerkiksi mäntien 4b määräämälle iskukohdalle ja vain osa iskutehosta pääsee 15 siirtymään.

Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä esitetty vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään tavoin rajoitettu näihin esimerkkeihin. Nostomäntien lii-kepituus voi olla joko kaikilla nostomännillä sama tai 20 nostomäntiä voi olla liikepituudeltaan myös useita erilaisia. Huuhtelupesärakenne voi sijaita paitsi nostomäntien ja poraniskan välissä tai nostomännistä porakoneen takapäähän päin myös porakoneen etupäässä niin, että nostomän-nät sijaitsevat huuhtelupesästä iskumäntään päin. Erilai-25 siä rakenteita käytettäessä on tietenkin selvää, että vas taavasti sinänsä tunnetulla tavalla käytetään tarvittavissa kohdin sopivia tiivisteitä niin, että vesi, ilma, öljy kulkevat juuri haluttua kanavaa tai reittiä pitkin.

*: Erilaiset muunlaiset voitelujärjestelmät ja ratkaisut ovat 30 sinänsä tunnetulla tavalla täysin mahdollisia.

Selityksessä ja piirustuksissa esitettyä sovitelmaa voidaan käyttää hyväksi myös eräässä poraussuunnasta riippumattomassa erikoistilanteessa, joka on kiinni juuttuneen porakangen tai -putken eli porakaluston irtivetäminen is-35 kettämällä. Tällöin irtivetämiseen tarvittava voima väli- 1« 102202 tetään esitetyn sovitelman kautta poraniskaan ja edelleen porakalustoon. Vetämisen aikana tapahtuva iskumännän iske-tys poraniskaan edesauttaa kaluston irtoamista. Täyden iskutehon käyttö voi kuitenkin vahingoittaa kalustoa, mut-5 ta käyttämällä sovitelmaa nyt iskutehon säätöön aiemmin esitetyllä tavalla voidaan mainittu haitta välttää.

Claims (11)

102202

1. Sovitelma kallionporakoneessa, jossa on sen etupäässä edestakaisin liikkuvasti asennettu poraniska (3), 5 jota poraniskan (3) liikesuunnassa edestakaisin liikkuva iskumäntä (2) iskee sekä painenesteellä käytettävät nos-toelimet poraniskan (3) siirtämiseksi iskumäntään (2) päin, tunnettu siitä, että nostoelimiin kuuluu poraniskan (3) ympärillä oleva nostoholkki (7), jossa on 10 iskumännän (2) puolella poraniskaan (3) vaikuttava nosto-pinta (7a), useita poraniskan (3) ympärillä olevia sylin-terimäisiä nostomäntiä (8a, 8b) , jotka toisesta päästään vaikuttavat nostoholkkiin (7) ja joiden vastakkaisessa päässä on sylinteritila (9a, 9b) painenestettä varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tun nettu siitä, että nostomännät (8a, 8b) on kytketty vaikuttamaan nostoholkkiin (7) niiden välissä olevien nos-totappien (21) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, 20 tunnettu siitä, että kunkin mäntien (8a, 8b) muodostaman ryhmän liikepituus poraniskaan (3) päin on erilainen niin, että osa nostomännistä voi liikkua pitemmälle . iskumännän suuntaan kuin muut.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, t u n-25 n e t t u siitä, että nostomäntiä (8a, 8b) on ainakin kaksi erillistä ryhmää, joiden taakse vaikuttaa toisistaan riippumaton painenesteen paine.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, t u n- .* n e t t u siitä, että liikepituudeltaan eniten iskumän- 30 tään (2) päin liikkuvien mäntien (8a) ollessa poraniskan (3) suuntaan äärimmäisessä asennossaan, poraniska (3) on iskuenergian siirron suhteen optimaalisessa asennossaan.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että poraniskan (3) liuku- 35 pintojen voitelemiseksi ainakin osa nostomännistä (8a, 8b) 102202 on asennettu sylinteritiloihinsa (9a, 9b) ilman erillisiä tiivisteitä ja että niiden välisestä välyksestä virtaavan öljyn syöttämiseksi poraniskan (3) pinnalle nostomäntien (8a, 8b) iskumännän (2) puoleisessa päässä on siihen yh-5 teydessä oleva kammio (12), jonka kautta syötettävä ilmavirtaus kuljettaa öljyn voideltaville pinnoille.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kallioporakoneen etupäässä on poraniskaa (3) ympäröivä erillinen huuhtelu-10 pesän muodostava huuhteluholkki (27) huuhteluväliaineen syöttämiseksi poraniskaan muodostettujen kanavien (3b, 3c) kautta porattavaan reikään ja että nostomännät (8a, 8b) on asennettu huuhteluholkin ympärille kallioporakoneen pituussuunnassa olennaisesti huuhteluholkin kohdalle.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen sovi telma, tunnettu siitä, että kallioporakoneen etupäässä on poraniskaa (3) ympäröivä laakeri (5) ja että nostomännät (8a,8b) on asennettu laakerin (5) ympärille kallioporakoneen pituussuunnassa olennaisesti laakerin (5) 20 kohdalle.

9. Menetelmä kallioporauksen säätämiseksi porattaessa jatkotankoporauksella alaspäin suuntautunutta reikää kallioporakoneella, jossa on sen etupäässä edestakaisin liikkuvasti asennettu poraniska (3), johon jatkotanko on 25 kiinnitetty ja jota poraniskan (3) liikesuunnassa edestakaisin liikkuva iskumäntä (2) iskee, poraniskan (3) ympärillä oleva nostoholkki (7), jossa on iskumännän (2) puolella poraniskaan (3) vaikuttava nostopinta (7a), vähintään kaksi poraniskaan (3) vaikuttamaan asetettu nostomän-30 tä (8a, 8b), jonka avulla poraniskaa (3) voidaan painenes-teen paineen avulla nostaa iskumäntään (2) päin poraniskan siirtämiseksi haluttuun iskupisteeseen kallioporakoneen pituussuunnassa, jolloin kallioporakoneeseen asetetaan porauksen aikana vaikuttamaan sitä eteenpäin työntävä 35 syöttövoima, tunnettu siitä, että alaspäin porat- Χ7 Ί 02202 taessa syöttövoiman suuruutta vähennetään jatkotankojen lukumäärän lisääntyessä niiden painoon verrannollisesti ja että syöttövoiman saavuttaessa ennalta-asetetun arvon Fmin ainakin osaan nostomännistä (8a, 8b) asetetaan vaikutta-5 maan sellainen painenesteen paine, että kallioporakoneen ja poraniskan (3) välillä vaikuttava kallioporakoneen runkoa poraniskaan päin haluttuun iskupisteeseen siirtävä voima säilyy olennaisesti mainitun arvon suuruisena.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että painenesteen paineen arvoa lisätään aina uuden jatkotangon lisäämisen yhteydessä sen massan aikaansaaman voiman lisäykseen verrannollisesti.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nostomäntiin (8a, 8b) vai- 15 kuttavan painenesteen paine säädetään niin, että poraniska jää etäisyyden päähän poraniskan (3) optimaalisesta isku-pisteestä kallioporakoneen etupäähän päin, jolloin osa iskumännän (2) iskuenergiasta vaimenee iskumännän etupäässä olevaan iskutyynyyn ja vain osa iskutehosta siirtyy 20 poraniskan kautta porakruunuun. 102202