FI110540B

FI110540B - Sovitelma juotosaineen syöttämiseksi

Info

Publication number: FI110540B
Application number: FI992597A
Authority: FI
Inventors: Vesa Peltonen; Aulis Kataja; Kimmo Ulvelin
Original assignee: Sandvik Tamrock Oy
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2003-02-14
Also published as: WO2001040628A1; EP1234103B1; ATE319916T1; NO20022571L; CA2392557A1; FI19992597A; JP2003515689A; JP4414626B2; EP1234103A1; ZA200203561B; NO317698B1; AU776354B2; DE60026595D1; US6802674B2; CA2392557C; AU2176101A; US20030052153A1; NO20022571D0

Description

110540

Sovitelma juotosaineen syöttämiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma juotosaineen syöttämiseksi pultin ja kallion väliseen tilaan käytettäessä pultitukseen kalliopulttia, missä on varsi-5 naisen pultin ympärillä erillinen ohjausputki, mikä on kytketty syöttökammioon, jossa on syöttöreikä juotosaineen syöttämiseksi syöttökammion sisään ja edelleen ohjausputken läpi porareikään, jolloin pultti on sovitettu kulkemaan syöttökammion läpi niin, että se on kiinnitettävissä paikalleen reikään ennen juotosaineen syöttämistä.

10 Kallion tukemiseen erilaisessa tunneli- ja kaivostyössä käytetään nykyään varsin usein kalliopulttia, jonka reikään työnnettävässä päässä on lu-kituselimet kuten ns. kiila-ankkuri, mikä sitten kiristetään pultissa olevan tuki-laipan ja mutterin avulla kireäksi. Jotta pultti pysyisi tukevasti kiinni kalliossa ja olisi suojassa korroosiolta, täytyy pultin ja reiän seinän välinen tila täyttää juo-15 tosaineella kuten betonilla. Käytännössä juotoksen onnistumisessa on ollut hankaluuksia, minkä tuloksena on kehitetty uusi pulttirakenne, mikä on kuvattu US-patentissa 5,636,945. Tässä ratkaisussa on kallion pintaa vastaan tulevaan tukilaippaan kiinnitetty pultin ympärille tuleva putki, mikä puolestaan on yhdistetty laippaan kiinnitettyyn syöttökammioon. Syöttökammiossa puoles-: 20 taan on sivussa reikä, mitä kautta juotosainetta voidaan syöttää reikään työn netyn juotosainesuuttimen kautta syöttökammioon sisään ja edelleen syöttö-kammion kautta mainitun putken sisäpuolelle. Putken sisäpuolelta juotosaine virtaa putken ja pultin välistä rengasmaista kanavaa pitkin pultin päähän ja : sieltä edelleen putken ja reiän seinien välistä rengasmaista kanavaa pitkin ta- 25 kaisin reiän alkupäähän. Näin saadaan vapaa tila täytetyksi juotosaineella luotettavasti ja tehokkaasti ja täyttyminen voidaan todeta betonin alkaessa tunkeutua ulos reiästä. Edellä mainitun patentin mukaisesti laippaan on tehty reikä, minkä kautta reiästä laipan ja kallion väliin tunkeutunut juotosaine pääsee . . työntymään ja siten voidaan havaita reiän olevan täytetty.

30 Tässä puurakenteessa juotosaineen täyttö on kuitenkin hankala.

'·;· Niinpä juotosaineen syöttämiseksi juotosainesuutin täytyy manuaalisesti työn- tää syöttökammion kyljessä olevaan reikään, jotta juotosaine pystyttäisiin luo-•: · · tettavasti sinne syöttämään. Tämä on työlästä ja hankalaa sekä hidastaa pulti- , tusta merkittävästi. Lisäksi se edellyttää, että työntekijä on useissa tapauksis- ' 35 sa nostokorissa tai vastaavassa, jotta hän ulottuu pulttiin, vaikka pultin syöttö ja mutterin kiristys voidaankin tehdä mekaanisesti pulttauslaitteella. Edellä 2 110540 mainitut manuaaliset työvaiheet aiheuttavat myös merkittävän turvallisuusriskin, koska työntekijä joutuu työskentelemään laittamattoman kallion alla.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen sovitel-ma, millä porareiän täyttäminen juotosaineella tällaista ohjausputkella ja syöt-5 tökammiolla varustettua kalliopulttia käytettäessä voitaisiin toteuttaa turvallisesti, helposti ja mekanisoinnin ansiosta edullisesti. Keksinnön mukaiselle so-vitelmalle on ominaista, että sovitelmaan kuuluu holkkimainen suutin, mikä on työnnettävissä tiiviisti syöttökammion ympärille siten, että syöttökammion syöt-töreikä on yhteydessä suuttimen sisätilaan, että sovitelmaan kuuluu välineet 10 juotosaineen syöttämiseksi suuttimen sisätilaan ja sen kautta syöttökammioon ja välineet suuttimen työntämiseksi syöttökammioon ympärille ja että suuttimen sisäpinnassa on tiivistepinta, mikä on sovitettu painautumaan syöttö-kammion ulkopintaa vasten.

Keksinnön olennainen ajatus on, että vaikeasti syöttökammion kyl-15 keen muodostettuun reikään tiiviisti työnnettävän juotosainesuuttimen sijaan käytetään holkkimaista suutinta, mikä työasennossa ympäröi syöttökammiota ja hoikin sisäkehältä tiivistyy syöttökammion ulkopintaa vasten jaflai hoikin etu-reunasta tiivistyy laippaa vasten niin, että syötettäessä hoikin sisään juo-tosainetta se ei pääse tunkeutumaan hoikin ja laipan välistä tai hoikin ja syöt-20 tökammion ulkopinnan välistä, vaan tunkeutuu syöttökammion sivussa olevas-’ ta reiästä ohjausputken sisään ja edelleen sitä kautta pultin yläosaan ja ohja- ' usputken ja porareiän välistä takaisin alas, kuten pulttia suunniteltaessa on : tarkoitettu. Edelleen olennainen ajatus on, että holkkimainen suutin on kytketty mekaanisiin välineisiin, millä se voidaan asettaa syöttökammion päälle niin, et-V : 25 tä juotosaine voidaan syöttää turvallisesti porauslaitteen alustalla normaalissa : : · käyttöpaikassa olevien käyttölaitteiden ohjaamana suuttimeen yhdistettyjen juotosaineen syöttövälineiden avulla, jolloin käyttäjän ei tarvitse siirtyä normaa-lityöpaikaltaan juotosaineen syöttämistä varten mihinkään.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa . . 30 kuvio 1 esittää kaavamaisesti porareikään asennettua pulttia ja juo tosaineen syöttämistä keksinnön mukaiseen sovitelmaan kuuluvalla suutineli-. mellä, kuviot 2a - 2c esittävät yksityiskohtaisemmin suutinelimen tiivistä-•: · ·: mistä pultin syöttökammioon ja vastaavasti laippaan, 3 110540 kuviot 3a ja 3b esittävät kaavamaisesti erästä pultituslaitetta, minkälaisella juotosaineen syöttö keksinnön mukaisen sovitelman avulla voidaan toteuttaa ja kuviot 4a - 4b esittävät kaavamaisesti erästä toista keksinnön mu-5 kaisen sovitelman toteutusmuotoa.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty porareikään 1 työnnetty pultti 2, minkä yläpäässä on lukituselimet 2a. Lukituselimet 2a voivat olla mitkä tahansa sinänsä sopivalla lukituksella, kuten esimerkiksi kiilalukituksella toteutetut. Pultin varsinaisen kuormaa kantavan osan 2b ympärillä on ohjausputki 2c, 10 mikä on kiinnitetty alapäästään syöttökammioon 2d. Syöttökammioon on lisäksi kiinnitetty laippa 2e niin, että ohjausputki 2c, syöttökammio 2d ja laippa 2e muodostavat yhden kokonaisuuden. Syöttökammio 2d on poikkileikkaukseltaan pyöreä ja siinä on syöttöreikä 2f, mitä kautta juotosaine voidaan syöttää syöttökammion 2d sisään ja siitä edelleen ohjausputken 2c sisäpuolelle. Varis sinainen pulttiosa 2b kulkee syöttökammion 2d läpi ja siihen on kiinnitetty mutteri 2g tai muu kiristyskappale, millä pultti kiristetään kiilalukituksen avulla tiukasti kiinni ja sopivaan kireyteen ennen juotosaineen syöttämistä.

Kuviossa näkyy edelleen holkkimainen juotosaineen suutin 3, mikä on työnnetty syöttökammion 2d ympärille sen jälkeen, kun pultin 2 kiristys on 20 tehty. Suuttimessa 3 on tiivistepinta 3a, mikä asettuu tiiviisti syöttökammion 2d ... ulkopintaa pitkin muodostaen tiiviin liitoksen syöttökammion 2d kanssa. Tiivis- *’ tepinta voi olla muodostettu suuttimen holkkimaiseen sisäpintaan niin, että :. holkkimainen sisäpinta on muodostettu lievästi kartiomaiseksi kuviossa esitet- :. ·: tyyn tapaan, jolloin suutinta työnnettäessä kartiomainen tiivistepinta 3a puris- : 25 tuu syöttökammion 2d poikkileikkaukseltaan pyöreää ulkopintaa vasten ja : V muodostaa tiivistävän viivamaisen kosketuspinnan. Suuttimeen 3 on edelleen kytketty syöttöletku 4, mitä kautta juotosaine voidaan syöttää suuttimeen ja sitä kautta edelleen syöttökammion kautta eteenpäin. Suutin 3 on kytketty kuvassa kaavamaisesti esitettyyn tukivarteen 5 tai muuhun tukielimeen, minkä ^ . 30 avulla se voidaan työntää paikalleen juotosaineen syöttöä varten. Eräs tähän tarkoitukseen sopiva laite esitetään tarkemmin kuvioissa 4a ja 4b.

, Kuvioissa 2a - 2c on esitetty kuviosta 1 eroavia toteutusmuotoja suuttimen 3 tiivistämiseksi syöttökammioon 2d tai laippaan 2e. Kuviossa 2a on ·:·· esitetty toteutusmuoto, missä suuttimen 3 sisäpintaan on asetettu tiiviste 3b, 35 mikä tiivistää suuttimen 3 syöttökammioon 2d. Tiiviste 3b on edullisesti sisä-, pinnaltaan lievästi kartiomainen, jolloin se helposti tiivistyy syöttökammioon 2d.

4 110540

Tiivisteen sisäpinnan muoto voi kuitenkin olla myös erilainen, jolloin se voi sisäpinnaltaan olla täysin sylinterimäinen tai osaksi sylinterimäinen ja alkureu-nastaan kartiomainen. Myös muunlaiset tiivisteet ovat mahdollisia. Kuviossa 2b puolestaan on esitetty ratkaisu, missä suuttimen 3 etureunassa on tiiviste 5 3c, mikä työntyy laippaa 2e vasten työnnettäessä suutin 3 toiminta-asentoon syöttökammion 2d ympärille. Kuviossa 2c on vielä esitetty ratkaisu, missä suuttimeen 3 on asennettu holkkimainen tiiviste 3d, mikä muodostaa yhtenäisen tiivisterakenteen suuttimen 3 sisäpuolelta sen etureunaan ja edullisesti etureunan yli kuviossa esitetyllä tavalla. Tällainen holkkimainen tiiviste on 10 helppo valmistaa ja asentaa paikalleen sekä tarvittaessa vaihtaa nopeasti silloin, kun se on liian kulunut.

Kuvioissa 3a ja 3b on kaavamaisesti esitetty sivulta ja päältä katsoen eräs kyseessä olevan sovitelman käyttämiseen sopiva kallionpultituslaitteis-to. Kallionpultituslaite 6, mikä sinänsä on yleisesti täysin tunnettu ja josta eräs 15 esimerkki on esitetty DE-patentissa 2222646 on kytketty puomiin 7, mikä toisesta päästään on kytketty ei-esitettyyn sinänsä täysin tunnettuun alustaan. Kallionpultituslaite 6 on kytketty puomiin 7 täysin tunnetulla tavalla nivelöidysti, eikä tätä seikkaa sen vuoksi kuvata sen yksityiskohtaisemmin. Kallionpultitus-laitteeseen 6 kuuluu esimerkiksi kuviossa esitetyllä tavalla syöttöpalkilla 8 liik-20 kuva porakone 9, minkä avulla kallioon porataan ensin reikä. Edelleen siihen kuuluu toisella syöttöpalkilla 10 liikkuva pultinsyöttölaite 11. Laitteistoon voi myös kuulua sinänsä tunnetulla tavalla ei-esitetty pulttikasetti ja siirtoelimet, minkä avulla pultteja voidaan siirtää syöttölaitteelle 11. Tällaiset pulttikasetit ja :. ‘ > siirtoelimet ovat kuitenkin sinänsä yleisesti täysin tunnettuja ja koska ne eivät :25 ole olennaisia nyt kyseessä olevan keksinnön kannalta, niitä ei sen tarkemmin :Y esitetä. Kallionpultituslaitteessa on edelleen syöttöpalkkien 8 ja 10 akselin suuntainen pystynivel 12, minkä ympäri kallionpultituslaitetta voidaan kääntää niin, että kallioporakone 9 ja pultinsyöttölaite 11 voidaan kääntää samalle kohdalle niin, että pultin syöttäminen porattuun reikään voidaan toteuttaa kauko-30 ohjatusti ja haluttaessa täysin automaattisesti. Tällainen ns. indeksointi on si-. [ nänsä täysin tunnettua esimerkiksi em. DE-patentista 2222646, eikä sen toi- 1 ; mintaa ja siihen liittyviä toimilaitteita sen vuoksi ole tarpeen selittää yksityis- kohtaisemmin.

·:··; Edelleen kuviossa on esitetty juotosaineen syöttöyksikkö 13, missä .;.1 35 on asennettuna keksinnön mukaiseen sovitelmaan kuuluva jokin kuvioissa 1 tai 2a - 2d esitetty holkkimainen suutin. Tämä holkkimainen suutin on myös 5 110540 asennettu akselin 12 suhteen niin, että se on käännettävissä poratun reiän kohdalle. Suutin 3 on asennettu edullisesti pultituslaitteen 6 suhteen akselin 12 suuntaisesti liikkuvasti ja siinä on toimilaite 14, edullisesti paineväliainekäyttöi-nen sylinteri, millä suutin 3 voidaan työntää tukevasti pultin syöttökammion 5 ympärille ja pitää se siinä juotosaineen, edullisesti betonin syöttämiseksi syöttökammion kautta porareikään pultin ympärille.

Kuvioissa 4a - 4b on esitetty kaavamaisesti eräitä toisia keksinnön mukaisen sovitelman suuttimien toteutusmuotoja. Näissäkin toteutusmuodoissa suutin 3’ on holkkimainen ja se on sijoitettu pultinsyöttölaitteen 11 yhtey-10 teen. Pultinsyöttölaitteessa 11, mikä liikkuu kuvioissa 3a ja 3b esitettyä syöttö-palkkia 10 pitkin pultinsyöttövaiheen aikana, on pyörivä työkalu 11a, missä on kiristystila 11b kiristyskappaletta kuten pultin mutteria 2g varten ja tms., mikä pyörittää kuviossa esitettyä pulttiin kuuluvaa mutteria 2g pultin esikiinnityksen aikana. Työkalu 11a on tässä toteutusmuodossa sovitettu kulkemaan suutti-15 men 3’ pohjan läpi ja se on tiivistetty siihen tiivisteellä 11c niin, että juotosaine ei pääse tunkeutumaan suuttimen 3’ ja työkalun 11a välistä ulos. Pultti voidaan tässä toteutusmuodossa työntää paikalleen niin, että suutin 3’ on pultin syöttökammion 2d ympärillä. Kun pultti on työnnetty reikään, se voidaan työkalun 11a avulla esikiristää paikalleen ja sen jälkeen välittömästi syöttää juotos-.. 20 aine syöttökammion 2d kautta porareikään. On tietenkin mahdollista aloittaa juotosaineen syöttö jo mutterin kiristyksen aikana. Kuviossa 4b puolestaan on esitetty vielä eräs keksinnön mukaisen sovitelman toteutusmuoto, missä pul-: : · tinsyöttölaitteen 11 työkaluun 11a on tehty yksi tai useampi aukko 11d kuten reikä tms. työkalun 11a mutteripesästä 11b työkalun 11a ulkopinnalle. Tällöin 25 mahdollisesti juotosaineen syöttövaiheessa mutteripesään 11b tunkeutunut juotosaine pääsee poistumaan sieltä seuraavaa pulttia paikalleen syötettäessä, eikä mutteripesä 11b pääse täyttymään juotosaineella ja siten keskeyttämään pulttausta. Työkalu 11a voidaan tietysti toteuttaa useillakin tavoilla, kunhan sillä voidaan pyörittää pulttiin liittyvää mutteria tai mahdollisesti muun . 30 muotoista tai muunlaista kiristykseen käytettävää komponenttia. Olennaista on, että työkalu ja kiristykseen käytettävä komponentti sopivat keskenään yh-**; . teen niin, että pultti voidaan esikiristää paikalleen. Vastaavasti keksintöä voi- ’ daan käyttää myös sellaisen pultin yhteydessä, missä käytetään yläpäästään ·:*· kierteellä varustettua pulttia tai vastaavaa, mitä pyöritetään esikiristyksen ai- 35 kaansaamiseksi.

» » 110540 β

Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esimerkinomaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Olennaista on, että sovitelmaan kuuluu holkkimainen suutin, mikä on asennettavissa pultin syöttökammion ympärille niin, että se tiivistyy syöttökammion ja/tai laipan 5 kanssa niin, että juotosaine voidaan syöttää pultin syöttökammion kautta pora-reikään aiotulla tavalla. Näin juotos voidaan myös suorittaa, vaikka pultissa ei olisikaan US-patentin 5,636,945 mukaista pultin ympärillä olevaa putkea vaan vain laipan yhteydessä oleva syöttökammio.

Claims

7 110540

1. Sovitelma juotosaineen syöttämiseksi pultin ja kallion väliseen tilaan käytettäessä pultitukseen kalliopulttia, missä on varsinaisen pultin (2) ym- 5 pärillä erillinen ohjausputki (2c), mikä on kytketty syöttökammioon (2d), jossa on syöttöreikä (2f) juotosaineen syöttämiseksi syöttökammion sisään ja edelleen ohjausputken läpi porareikään, jolloin pultti on sovitettu kulkemaan syöttökammion läpi niin, että se on kiinnitettävissä paikalleen reikään ennen juotosaineen syöttämistä, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu holkkimai-10 nen suutin (3), mikä on työnnettävissä tiiviisti syöttökammion (2d) ympärille siten, että syöttökammion (2d) syöttöreikä (2f) on yhteydessä suuttimen (3) sisätilaan, että sovitelmaan kuuluu välineet juotosaineen syöttämiseksi suuttimen (3) sisätilaan ja sen kautta syöttökammioon (2d) ja välineet suuttimen (3) työntämiseksi syöttökammioon (2d) ympärille ja että suuttimen (3) sisäpinnassa 15 on tiivistepinta (3a), mikä on sovitettu painautumaan syöttökammion (2d) ulkopintaa vasten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että suuttimen (3) tiivistepinnan (3a) muodostaa erillinen suuttimen (3) sisäpuolella oleva tiiviste (3b). .. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu sii- tä, että suuttimen (3) etureunassa on tiiviste (3c), mikä on sovitettu painautu-* · ‘ maan laipalla (2e) varustetussa pultissa laipan (2e) pintaa vasten.

: 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnet- tu siitä, että hoikissa (3) on erillinen holkkimainen tiiviste (3d), mikä ulottuu 25 sen sisäpinnasta sen etureunaan asti muodostaen tiivistepinnan sekä hoikin : V sisäpinnalle että sen etureunaan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että suutin (3) on asennettu sinänsä tunnettuun kallionpultitus-laitteeseen (6) siinä olevan pultinsyöttölaitteen (11) yhteyteen, että pultinsyöt-30 tölaitteessa on kiristystyökalu (11a), mikä on sovitettu pyörittämään pultin (2) kiristyskappaletta kuten mutteria (2g) tai vastaavaa, ja että kiristystyökalu (11a) ; , on sovitettu kulkemaan suuttimen (3) läpi sen aksiaalisuunnassa niin, että pult- ; ’ ’ ’ ti (2) voidaan työntää poranreikään pultinsyöttölaitteella ja kiristää paikalleen sekä syöttää juotosaine suuttimen (3) kautta syöttökammioon (2g) ja edelleen :. ‘ 35 poranreikään olennaisesti yhtenäisenä työvaiheena. 110540

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että pultinsyöttölaitteen (11) työkalussa (11a) on kiristystila (11b), mihin pultin (2) kiristyskappale voi asettua ja että kiristystilasta (11b) johtaa ainakin yksi aukko (11 d) työkalun (11a) sivuun niin, että kiristystilaan joutunut juotosaine pääsee 5 poistumaan kiristystilasta uuden pultin kiristyskappaleen työntyessä kiristystilaan.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sovitelma, tunnet-t u siitä, että suutin (3) on asennettu sinänsä tunnettuun kallionpultituslaittee-seen ja että siihen kuuluu ainakin yksi toimilaite suuttimen (3) siirtämiseksi 10 suuttimen pituussuunnassa pultin syöttökammion (2d) ympärille ja vastaavasti pois. a • « • · 9 110540