FI123650B - Kallionporauslaite ja menetelmä kallion poraamiseksi - Google Patents

Description

Kailionporauslaite ja menetelmä kallion poraamiseksi

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on kallionporauslaite, joka käsittää liikuteltavan alustan, jolle on sovitettu ainakin yksi porausyksiköllä varustettu porauspuomi.

5 Porausyksikkö käsittää kallioporakoneen ja siihen kytketyn työkalun porareiän poraamiseksi. Kallionporauslaitteen tarvitsema käyttövoima tuotetaan käyttö-moottorilla. Vielä kuuluu kallionporauslaitteeseen huuhtelujärjestelmä, johon kuuluvalla kompressorilla tuotetaan paineilmaa, joka johdetaan huuhtelukana-vaa pitkin työkalulle ja edelleen porattavaan porareikään. Käyttömoottorin ja 10 kompressorin välillä on voimansiirtolaite pyöritysvoiman välittämistä varten. Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä kallion poraamiseksi kalliopora-koneella.

Keksinnön kohteet ovat määritellyt tarkemmin hakemuksen itsenäisten patenttivaatimusten johdannoissa.

15 Kun kalliota porataan kallioporakoneella, työnnetään työkalua syöt tölaitteen avulla vasten kiveä. Lisäksi työkalua pyöritetään pyörityslaitteen avulla pituusakselinsa ympäri ja samalla työkalulle annetaan iskulaitteella is-kupulsseja, jolloin työkalu rikkoo kiveä. Kun kiveä rikotaan, siitä irtoaa kiviainesta, eli ns. porasoijaa, joka on huuhdeltava pois porareiästä. Huuhtelu on 20 järjestetty tyypillisesti niin, että työkalun läpi syötetään paineilmaa porareiän pohjalle, jolloin paineilma työntää porasoijan pois porareiästä. Huuhtelussa tarvittava paineilma muodostetaan kompressorilla, jonka suorituskyky mitoitetaan maksimin huuhtelumäärän mukaan. Kuitenkin poraustilanteet ja olosuhteet, kuten porauspaikan korkeusasema merenpintaan nähden, sekä poratta-25 van kallion laatu vaihtelee, jolloin myös huuhtelumäärän tarve vaihtelee.

CO

^ Kompressori on yleensä kooltaan varsin suuri, jolloin se aiheuttaa ongelmia ™ kallionporauslaitteen alustan layoutille. Edelleen kompressori on kytkettynä 9 voimansiirtoelimien avulla kiinteällä välityksellä kallionporauslaitteen poltto- ™ moottoriin, jolloin sitä käytetään turhaan silloinkin, kun porausta ei suoriteta ja | 30 huuhtelua ei tarvita. Tällöin kompressori aiheuttaa tarpeetonta polttoaineenku- lutusta. Lisäksi kiinteällä välityksellä kytketty suuritehoinen kompressori valoi keuttaa merkittävästi polttomoottorin kylmäkäynnistystä.

o ° Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja 35 parannettu kallionporauslaite sekä menetelmä kallion poraamiseksi.

2

Keksinnön mukaiselle kallionporauslaitteelle on tunnusomaista se, että huuhtelujärjestelmä käsittää ainakin kaksi kompressoria; ja että ainakin yksi kompressori on kytkettävissä voimansiirtolaitteen avulla irti käyttömootto-rilta saatavasta käyttövoimasta ja toisaalta kytkettävissä voimansiirtolaitteen 5 avulla käyttöön.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että käytetään huuhtelussa tarvittavan paineilman muodostuksessa ainakin kahta kompressoria, nimittäin ensimmäistä kompressoria ja toista kompressoria; ja kytketään ainakin yhdeltä kompressorilta voimansiirto pois käytöstä ennalta 10 määritellyissä tilanteissa.

Keksinnön ajatus on, että kallionporauslaitteen huuhtelujärjestelmä käsittää kaksi tai useampia kompressoreita huuhtelussa tarvittavan paineilman aikaansaamiseksi. Kompressoreiden tehoja lukumäärä on mitoitettu siten, että tarvittava maksimihuuhtelu voidaan aikaansaada kaikissa olosuhteissa. Edel-15 leen käsittää voimansiirtolaite välineet yhden tai useamman kompressorin kytkemiseksi irti voimansiirrosta niin, että kyseinen kompressori voidaan kytkeä kokonaan irti käytöstä halutuissa tilanteissa ja kytkeä takaisin päälle tarpeen mukaan.

Keksinnön etuna on, että kahden tai useamman kompressorin sijoit-20 taminen alustalle on helpompaa kuin yhden teholtaan ja fyysiseltä kooltaan suuren kompressorin. Tällöin alustan layout voidaan järjestellä vapaammin eikä alustan kokoa tarvitse kasvattaa. Edelleen kun kompressoreita on useita, ne voidaan sijoittaa tilaa säästävästi käyttömoottorin ja voimansiirtolaitteen yhteyteen, mikä myös osaltaan voi helpottaa kompaktin kallionporauslaitteen 25 muodostamista. Vielä etuna on se, että käyttömoottorin käynnistäminen erityi-sesti kylmissä olosuhteissa on helpompaa silloin, kun yksi tai useampi komp-5 ressori, tai järjestelmään kuuluvat kaikki kompressorit voidaan kytkeä irti käyt-

C\J

^ tömoottorin pyörityksestä käynnistyksen ajaksi. Lisäksi on käyttömoottorin ° energian kulutus merkittävästi pienempi, kun yksi tai useampi kompressori voi-

CVJ

30 daan kytkeä irti voimansiirrosta huuhteluilman tarpeen ollessa pieni tai silloin, | kun huuhtelua ei tarvita lainkaan. Perinteisesti kompressorin pois kytkentä on co tehty sulkemalla kompressorin imukanava. Vaikka kompressoria pyöritetäänkin

CVJ

g tällöin ilman painetuottoa, ottaa kompressori kokemusten mukaan silti vielä o noin 70 % normaalista ottotehosta ja aiheuttaa sen mukaisen energian ja polt- 00 35 toaineen kulutuksen. Edelleen voivat keksinnön mukaisessa järjestelyssä käyt tökustannukset olla alemmat johtuen paitsi mainitusta polttoainetaloudellisuu- 3 desta, niin myös sen vuoksi, että ainakin osalla kompressoreita voi niiden käyt-tötuntimäärä jäädä selvästi pienemmäksi ja sitä kautta huoltotarve voi olla pienempi sekä kestoikä pidempi. Vielä eräänä etuna on se, että keksinnön mukaisesti kahdella tai useammalla kompressorilla varustettu järjestelmä on yllättäen 5 hinnaltaan edullisempi kuin yksi suuritehoinen kompressori, kun otetaan huomioon tarvittava sama paineilman maksimituotto.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että kompressorin päälle ja pois kytkeminen on tehtävissä käyttömoottorin käynnin aikana ilman, että käyttömoottori on pysäytettävä päälle ja pois kytkemisen ajaksi. Voimansiirto-10 laite voi käsittää esimerkiksi mekaanisen kytkimen käyttömoottorin ja kompressorin välillä.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että huuhtelujärjestelmä käsittää kaksi tai useampia kompressoreita, jotka ovat teholtaan olennaisesti samansuuruiset. Kallionporauslaitteen ohjausyksikkö voi olla sovitettu prio-15 risoimaan yhden kompressorin pääkompressoriksi ja kytkemään muut apu-kompressorit päälle ja pois tarpeen mukaan. Ohjausyksikkö voi olla sovitettu vaihtelemaan kompressoreiden kytkeytymisjärjestystä, jolloin kompressorit kuormittuvat käyttöikänsä aikana tasaisesti.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että huuhtelujärjestelmä 20 käsittää kaksi kompressoria, jotka ovat teholtaan erisuuruiset. Pienempitehoi-nen kompressori on kytketty kiinteällä välityksellä käyttömoottorin käyttämäksi. Sitä vastoin suurempitehoinen kompressorimoottori on kytkettävissä irti voimansiirrosta silloin, kun sen tuottamaa paineilmavirtausta ei tarvita. Tämän ratkaisun etuna on se, että pienempitehoisen kompressorin ollessa kiinteästi 25 kytketty käyttömoottorin käyttämäksi, on sen tuottama paineilma jatkuvasti käy-tettävissä esimerkiksi huuhtelulaitteiston suodattimien puhdistuksia, huoltotöitä 5 ym. toimia varten. Pienempitehoinen kompressori ei kuitenkaan vaikeuta mer-

C\J

^ kittävästi käyttömoottorin käynnistämistä, eikä sen aiheuttama lisäys energian ° ja polttoaineen kulutukseen ole merkittävä tekijä. Suurempitehoinen kompres- 30 sori kytketään päälle vain silloin, kun sitä tarvitaan ja kytketään pois päältä tar- | peen loputtua.

co Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että kompressoreilla on

CVJ

g vakiotilavuus. Tällaiset kompressorit ovat yksinkertaisia rakenteeltaan, edullisia o hinnaltaan ja kestäviä käytössä.

00 35 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että voimansiirtolaite käsittää mekaanisen vaihteiston, esimerkiksi hammaspyörävaihteiston. Edel- 4 leen voimansiirtolaite käsittää ainakin yhden mekaanisen kytkimen voimansiirron irrottamiseksi ainakin yhden kompressorin ja käyttömoottorin väliltä. Mekaanisen vaihteiston ja mekaanisen kytkimen etuna on hyvä hyötysuhde verrattuna esimerkiksi hydrauliseen voimansiirtoon. Lisäksi mekaaniset voiman-5 siirtokomponentit ovat kestäviä ja edullisia valmistaa.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että voimansiirtolaite käsittää mekaanisen vaihteiston ja mekaanisen kytkimen. Kytkin on sovitettu käytettäväksi hydraulisen toimilaitteen avulla. Edelleen on voimansiirtolaitteen käyttämäksi sovitettu ainakin yksi hydraulipumppu hydraulipaineen muodosta-10 miseksi hydraulipiiriin. Kytkimen toimilaite on kytketty hydraulipiiriin. Kun käyt-tömoottori käyttää hydraulipumppua ja tuottaa riittävän hydraulipaineen hydraulipiiriin, kytkee hydraulinen toimilaite automaattisesti mekaanisen kytkimen kiinni. Tällöin voima välittyy kytkimen kautta kompressorille. Kun käyttömoottori pysäytetään, ei hydraulipiirissä vaikuta hydraulipaine, jolloin toimilaite siirtää 15 kytkimen auki-asentoon. Kun käyttömoottoria käynnistetään seuraavan kerran, on kyseiseltä kompressorilta kytketty pois voimansiirto, jolloin käynnistys on helpompaa.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että kallionporauslaite käsittää ohjausyksikön, johon on asetettavissa ainakin yksi ohjausstrategia 20 kompressoreiden käytön ohjaamiseksi. Ohjausyksikkö on sovitettu ohjaamaan voimansiirtolaitetta ainakin yhden kompressorin kytkemiseksi pois toiminnasta jossakin seuraavassa tilanteessa: käyttömoottorin käynnistys; kallionporaus-laitteen siirtoajo; huuhtelujärjestelmän puhdistus ja huolto.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että huuhteluainekana- 25 va tai säiliö on varustettu ainakin yhdellä anturilla, jolta saatu mittaustieto väli- tetään ohjausyksikölle. Ohjausyksikkö monitoroi anturin avulla paineväliaineen 5 tarvetta ja ohjaa sen perusteella kompressorien päälle ja pois kytkeytymistä.

c\j ^ Edelleen ohjausyksikkö voi monitoroida operaattorin antamia ohjauskomentoja ^ tai automaattisia syklejä ja voi niiden perusteella ohjata kompressoreita.

^ 30 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että käyttömoottori, | voimansiirtolaite ja kompressorit ovat sovitetut peräkkäin, jolloin ne muodosta- co vat pitkänomaisen yksikön. Kompressorit ovat sovitetut rinnakkain, jolloin

C\J

g kompressorien lukumäärä ei vaikuta voimalaiteyksikön pituuteen. Tällainen o käyttömoottorista, voimansiirtolaitteesta, kompressoreista ja mahdollisesti yh- ^ 35 destä tai useammasta hydraulipumpusta muodostuva voimalaiteyksikkö on sijoitettu kallionporauslaitteen alustalle poikittain. Kun käytetään kahta tai use- 5 ampaa pienempitehoista kompressoria yhden suuritehoisen kompressorin sijaan, voi voimalaiteyksikön pituus olla pienempi, minkä ansiosta alustan leveys voi olla kohtuullinen. Pienempitehoinen kompressori on tyypillisesti lyhyempi kuin suuritehoinen kompressori.

5 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että käyttömoottori on polttomoottori.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 10 kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä kallionporauslaitetta, jossa keksinnön mukaista järjestelyä voidaan soveltaa, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä järjestelyä kompressoreiden käyttämiseksi, ja kuvio 3 esittää vielä kaavamaisesti ja perspektiivisesti tarkasteltuna 15 erästä polttomoottorin, voimansiirtolaitteen ja kahden kompressorin muodostamaa voimalaiteyksikköä.

Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

20 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 esitetty kallionporauslaite 1 käsittää liikuteltavan alustan 2, johon on sovitettu yksi tai useampi porauspuomi 3, joka on varustettu po-rausyksiköllä 4. Porausyksikkö 4 käsittää kallioporakoneen 5, jota voidaan liikutella syöttöpalkilla 6 syöttölaitteen 7 avulla. Kallionporauslaitetta 1 käytetään ” 25 alustalle 2 sovitetun polttomoottorin 8 avulla. Tyypillisesti polttomoottori 8 on o ™ dieselmoottori. Polttomoottorilta 8 saatua tehoa käytetään mm. voimanlähtee- o nä sähkögeneraattorille ja hydraulipumpuille, jotka tuottavat tarvittavan ener- gian mm. ajovoimansiirrolle, poraukselle ja puomeille. Myös kompressoreita g 9a, 9b käytetään sen avulla. Kompressorilla 9 muodostetaan paineilmaa, jolla

CL

30 voidaan huuhdella porattavaa porareikää 10. Paineilmaa syötetään huuhtelu-co g} järjestelmään kuuluvaa huuhtelukanavaa 11 pitkin kallioporakoneelle 5 ja edel- m ^ leen työkalussa 12 olevan kanavan läpi porareikään 10. Työkalun 12 voi käsitti tää yhden tai useamman poratangon ja sen uloimpaan päähän sovitetun pora- kruunun 13. Poratangot voivat olla putkimaisia kappaleita ja porakruunussa voi 35 olla tarvittavat huuhtelukanavat. Porareikään 10 johdettu paineilma työntää 6 kalliosta porauksen aikana irronneen porasoijan ulos porareiästä. Kallionpo-rauslaite 1 voi käsittää pölynkeruujärjestelmän, jonka avulla porasoija voidaan imeä porareiästä 10 letkuja tai vastaavia imukanavia 14 pitkin pölynerottimelle 15. Lisäksi paineilmaa voidaan käyttää kallioporakoneen 5 niskan voitelussa 5 käytettävän öljysumun muodostamisessa, pölynerottimen suodattimien puhdistuksessa sekä puhdistukseen huoltotöiden yhteydessä.

Kuten kuviosta 1 nähdään, on kompressoreita kaksi, nimittäin ensimmäinen kompressori 9a ja toinen kompressori 9b, jotka ovat kytketyt voi-mansiirtolaitteen 16 avulla polttomoottorin 8 käyttämäksi. Kompressoreita voi 10 olla useampiakin kuin kaksi, esimerkiksi kolme tai neljä. Edelleen kompressorit voivat olla teholtaan yhtä suuria tai eri suuria. Kompressorien 9a, 9b tuottama paineilma voidaan johtaa yhteen yhteiseen paineilmasäiliöön 17, tai vaihtoehtoisesti voi kullakin kompressorilla olla oma paineilmasäiliönsä. Voimansiirtolai-te 16 voi olla mekaaninen vaihteisto, esimerkiksi hammaspyörävaihteisto, jon-15 ka avulla polttomoottorin 8 pyörimisnopeus muunnetaan kompressoreille 9 sopivaksi pyörimisnopeudeksi. Edelleen voi voimansiirtolaite 16 käsittää kytkimen, jolla joko yksi kompressori tai molemmat kompressorit voidaan kytkeä irti voimansiirrosta ja takaisin päälle. Kytkimen avulla kompressorin pois ja päälle kytkeminen voidaan tehdä polttomoottorin ollessa käynnissä. Kytkin voi olla 20 mikä tahansa tarkoitukseen soveltuva kytkin kuten esimerkiksi levykytkin tai monilevykytkin eli lamellikytkin. Kytkimen irrotus ja kytkentä voi tapahtua yhden tai useamman toimilaitteen avulla.

Edelleen kallionporauslaite 1 käsittää yhden tai useamman ohjausyksikön 18, joka voi olla sovitettu alustalla olevaan ohjaamoon. Ohjausyksikkö 25 18 voi olla tietokone, ohjelmoitava logiikka tai mikä tahansa tarkoitukseen so- veltuva laite, jonka avulla voidaan ohjata kallionporauslaitteen 1 toimintaa in-o teraktiivisesti operaattorin kanssa. Ohjausyksikkö 18 voi olla sovitettu ohjaa-

CvJ

^ maan kompressorien 9 toimintaa jonkin ennalta määritetyn ohjausstrategian ^ mukaisesti. Vaihtoehtoisesti operaattori voi antaa manuaalisesti käskyjä komp- 30 ressorien toiminnan ohjaamiseksi. Vielä on mahdollista se, että ohjausyksikkö | ei ohjaa lainkaan kompressoreita, vaan niiden ohjaus on järjestetty muulla taco voin automaattiseksi, kuten kuvion 3 yhteydessä myöhemmin kuvataan.

CVJ

g Kuviossa 2 on esitetty voimakkaasti yksinkertaistettuna eräs järjes- o tely kompressoreiden 9a, 9b toiminnan ohjaamiseksi. Ohjausyksikkö 18 voi ^ 35 ohjata toimilaitteita 19a, 19b, joilla voidaan käyttää mekaanisia kytkimiä 20a, 20b niin, että kompressorit 9a, 9b voidaan kytkeä halutun ohjausstrategian 7 mukaisesti irti ja kiinni voimansiirtoon. Kytkimet 20a, 20b voivat olla vaihteiston 21 ja kompressoreiden 9a, 9b välissä. Toimilaite 19 voi olla esimerkiksi hyd-raulisylinteri tai jokin muu paineväliainetoiminen tai jopa sähköinen voimaelin, jolla aikaansaadaan tarvittava liike kytkimen 20 irrottamiseksi ja kytkemiseksi.

5 Vaihteistolla 21 voidaan muuntaa polttomoottorilta 8 saatava pyöritysnopeus kompressoreille 9a, 9b sopivaksi. Tarvittaessa voidaan kullekin kompressorille välittää vaihteistosta sopiva pyörimisnopeus tai kompressorin yhteydessä voi olla oma alennus- tai korotusvaihde. Ohjausyksikkö 18 voi ohjata toimilaitteet 19a, 19b irrottamaan kytkimet 20a, 20b esimerkiksi polttomoottorin 8 käynnis-10 tyksen ajaksi. Edelleen myös muissa ohjausstrategian mukaisissa tilanteissa voidaan yksi tai useampi kompressori kytkeä voimansiirtoon tai irrottaa se voimansiirrosta. Kompressoreilta 9a, 9b saatu paineilma johdetaan huuhtelu-kanavaa 11 pitkin säiliölle 17 ja edelleen kallioporakoneelle. Huuhtelukanavas-sa 11 tai kompressorin 9 yhteydessä voi olla tarvittavia ohjauselimiä 22, kuten 15 esimerkiksi venttiileitä, joilla voidaan tarvittaessa vaikuttaa paineilman virtaukseen ja paineeseen sekä edelleen ohjata paineilman syöttöä.

Edelleen voi ohjausyksikkö 18 monitoroida huuhtelujärjestelmän paineilman tarvetta ja sen mukaan kytkeä ja irrottaa kompressorit voimansiirrosta. Monitorointia varten voi huuhtelukanavassa 11 olla yksi tai useampi an-20 turi 27 paineilman paineen tai virtauksen mittaamista varten.

Kuviossa 3 on esitetty kompakti voimalaiteyksikkö 23, joka käsittää polttomoottorin 8, voimansiirtolaitteen 16, kaksi kompressoria 9a, 9b sekä ainakin yhden hydraulipumpun 24. Voimalaiteyksikkö 23 on suhteellisen lyhyt, jolloin se voidaan sovittaa kallionporauslaitteen alustan pituussuuntaan L näh-25 den poikkisuuntaisesti T. Kompressorit 9a, 9b voivat olla kytketyt voimansiirto-laitteeseen 16 rinnakkain tai päällekkäin. Hydraulipumppu 24 voi olla kytketty 5 kiinteällä välityksellä voimansiirtolaitteeseen 16, jolloin se alkaa tuottamaan

C\J

^ hydraulipainetta hydraulipiiriin 25 heti, kun polttomoottori 8 käynnistetään. En- ° simmäinen kompressori 9a on kytketty kytkimellä 20a irti voimansiirrosta sil- 30 loin, kun polttomoottori 8 on pysäytetty. Kytkimen 20a yhteydessä voi olla hyd-| raulinen toimilaite 19a, joka on kytketty hydraulipiiriin 25 ja joka on sovitettu co kytkemään kytkimen 20a kiinni silloin, kun paine hydraulipiirissä 25 on riittävä.

CVJ

g Edelleen kytkimen 20a yhteydessä voi olla esimerkiksi jousielimet tai vastaa- o vat, jotka irrottavat kytkimen 20a silloin, kun paine hydraulipiirissä 25 on ennal- 00 35 ta määriteltyä pienempi. Kun polttomoottori 8 käynnistetään, ei ensimmäinen kompressori 9a ole kytkeytyneenä voimansiirtoon, eikä siten vaikeuta käynnis- 8 tystä. Käynnistyksen jälkeen hydraulipumppu 24 tuottaa hydraulipainetta hyd-raulipiiriin 25 ja aikaansaa automaattisesti toimilaitteen 19a toiminnan sekä ensimmäisen kytkimen 20a kytkeytymisen. Toinen kompressori 9b voi olla jatkuvasti kytkettynä voimansiirtoon tai joissain tapauksissa myös sen yhteydes-5 sä voi olla kytkin, jolla sen kytkeytymistä voimansiirtoon voidaan säädellä. Kuviosta 3 nähdään vielä, että kompressorin ja voimansiirtolaitteen 16 välissä voi olla kompressorikohtainen alennusvaihde 26 tai vastaava voimansiirtoelin.

On myös mahdollista hyödyntää CVT-teknologiaa (Continuously Variable Transmission) kompressoreiden päälle ja pois kytkemisessä ja tehon 10 säädössä. Esimerkiksi voidaan käyttää julkaisussa EP-1 499818-B1 esitettyä ratkaisua, jossa planeettavaihteistoon mekaanisesti kytketty kompressori on pysäytettävissä.

Kallionporauslaitteen kompressoreiden päälle ja pois kytkeminen voidaan tehdä monen eri ohjausstrategian ja -tilanteen mukaisesti. Kylmissä 15 olosuhteissa voidaan kytkeä vain yksi kompressori toimintaan ja käyttää sen avulla huuhtelujärjestelmä normaaliin käyttölämpötilaan, jolloin järjestelmän lämmitys on hallittu. Näin vältytään äkkinäiseltä suurelta lämmön tuotolta ja siitä aiheutuvilta ongelmilta. Edelleen voidaan kytkeä ainakin yksi suurituottoi-nen kompressori pois toiminnasta silloin, kun porareikä on saatu porattua ja 20 yhden pienempituottoisen kompressorin tuotto riittää pölynerottimen suodattimien puhdistussyklin toteuttamiseen. Puhdistussyklin jälkeen voidaan myös pienempituottoinen kompressori kytkeä pois toiminnasta. Vielä voidaan kompressorien päälle ja pois kytkentä suorittaa sen mukaan, kuinka korkealla po-rauspaikka sijaitsee merenpintaan nähden. Korkeassa ilmanalassa, esimerkik-25 si vuoristossa, ilmapaine on pienempi, jolloin useita kompressoreita voi olla kytkettynä päälle riittävän tuoton aikaansaamiseksi. Kun samaa kallionporaus-o laitetta käytetään lähempänä merenpinnan tasoa, yksi tai useampi kompresso-

CvJ

^ ri voidaan kytkeä pois toiminnasta, sillä ilmanpaine on suurempi ja riittävä pai- ° neilman tuotto voidaan aikaansaada helpommin. Samaa kallionporauslaitetta

CVJ

30 voidaan siis käyttää ilman mitään rakenteellisia muutoksia eri korkeuksissa ja | ilmanaloissa. Vielä voidaan pienituottoinen lisäkompressori kytkeä päälle sil- co loin, kun porataan erityisen suuria porareikiä ja huuhteluilman tarve on suuri.

C\1 g Normaalissa porauksessa riittää peruskompressori ja pienituottoinen lisäkom- o pressori voidaan pitää poiskytkettynä. Edelleen voidaan yksi tai useampi ™ 35 kompressori, tai kaikki kompressorit, kytkeä pois ajon ajaksi ja polttomoottorin kylmäkäynnistyksen ajaksi. On mahdollista, että yksi tai useampi kompressori 9 on kytkettynä päälle vain porauksen ja pölynerottimen suodattimien puhdistus-syklin aikana. Päälle ja pois kytkentä voidaan toki haluttaessa tehdä myös muiden ohjausstrategioiden mukaisesti.

Mainittakoon, että keksinnön ajatusta voidaan soveltaa käyttämällä 5 erilaisia kytkimiä, voimansiirtoelementtejä ja muita mekaanisia koneenosia.

Joissain tapauksissa käyttömoottori voi olla polttomoottorin sijaan esimerkiksi sähkömoottori. Myös tällöin saavutetaan tässä hakemuksessa esitettyjä etuja mm. helpomman käynnistyksen, kestävyyden ja energiatalouden suhteen.

10 Eräs edellä esitellyistä poikkeava ratkaisu on sellainen, jossa kal- lionporauslaite käsittää vain yhden kompressorin. Tämän kompressorin päälle ja pois kytkeytymistä voidaan ohjata jonkin tässä hakemuksessa esitetyn oh-jaustilanteen mukaisesti ja käyttäen tässä hakemuksessa esitettyjä välineitä kytkemisen suorittamiseksi. Esimerkiksi kompressori voidaan kytkeä päälle 15 vain porauksen ajaksi ja pölynerottimen suodattimien puhdistussyklin ajaksi, ja muutoin se voidaan pitää poiskytkettynä. Tällöin saavutetaan edellä esitettyjä etuja mm. kylmäkäynnistyksen ja energiatalouden suhteen.

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hake-20 muksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

25

CO

δ c\j i o C\l

X

cc

CL

CO

CM

O)

LO

O

o

CM

Claims (13)

1. Kallionporauslaite, joka käsittää: liikuteltavan alustan (2); ainakin yhden porauspuomin (3) sovitettuna alustalle (2); 5 porausyksikön (4) sovitettuna porauspuomiin (3), joka porausyksik- kö (4) käsittää: syöttöpalkin (6); kallioporakoneen (5); syöttölaitteen (7), jolla kallioporakone (5) on liikuteltavissa syöttöpalkilla (6) syöttösuunnassa ja pa-luusuunnassa; sekä työkalun (12), joka on kytkettävissä kallioporakoneeseen (5); 10 käyttömoottorin (8) kallioporauslaitteen (1) tarvitseman käyttövoi man tuottamiseksi; huuhtelujärjestelmän, joka käsittää: ainakin yhden kompressorin (9) paineilman tuottamiseksi; ainakin yhden huuhtelukanavan (11) paineilman johtamiseksi kompressorilta (9) kallioporakoneelle (5) ja edelleen työkalua (12) 15 pitkin porattavaan porareikään (10); sekä ainakin yhden voimansiirtolaitteen (16) mainitun kompressorin (9) kytkemiseksi käyttömoottorin (8) käyttämäksi; tunnettu siitä, että huuhtelujärjestelmä käsittää ainakin kaksi kompressoria (9a, 20 9b); ja että ainakin yksi kompressori (9a, 9b) on kytkettävissä voimansiirto-laitteen (16) avulla irti käyttömoottorilta (8) saatavasta käyttövoimasta ja toisaalta kytkettävissä voimansiirtolaitteen (16) avulla käyttöön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kallionporauslaite, tunnettu 25 siitä, „ että voimansiirtolaite (16) käsittää mekaanisen vaihteiston (21); ja o että voimansiirtolaite (16) käsittää ainakin yhden mekaanisen kytki- isL men (20a, 20b) voimansiirron irrottamiseksi ainakin yhden kompressorin (9a, o ^ 9b) ja käyttömoottorin (8) väliltä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kallionporauslaite, tunnettu X £ siitä, co että voimansiirtolaitteen (16) käyttämäksi on sovitettu ainakin yksi S hydraulipumppu (24) hydraulipaineen muodostamiseksi hydraulipiiriin (25); Γ"' § että kytkin (20a) on sovitettu käytettäväksi hydraulisen toimilaitteen 00 35 (19a) avulla; ja että toimilaite (19a) on kytketty hydraulipiiriin (25).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, että voimansiirtolaite (16) on planeettavaihde; ja että ainakin yhden kompressorin (9a, 9b) pyörimisnopeus on sää-5 dettävissä planeettavaihteen avulla sekä pysäytettävissä kokonaan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kallionporauslaite, t u n n e 11 u siitä, että kallionporauslaite (1) käsittää ensimmäisen kompressorin (9a) ja toisen kompressorin (9b); 10 että ensimmäinen kompressori (9a) on teholtaan suurempi kuin toi nen kompressori (9b); että suurempitehoinen ensimmäinen kompressori (9a) on kytkettävissä voimansiirtolaitteen (16) avulla päälle ja pois; ja että pienempitehoinen toinen kompressori (9b) on kytketty kiinteällä 15 välityksellä jatkuvasti käyttömoottorin (8) käyttämäksi.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kallionporauslaite, t u n n e 11 u siitä, että kallionporauslaite (1) käsittää ohjausyksikön (18), johon on asetettavissa ainakin yksi ohjausstrategia kompressoreiden (9a, 9b) käytön oh- 20 jäämiseksi; ja että ohjausyksikkö (18) on sovitettu ohjaamaan voimansiirtolaitetta (16) ainakin yhden kompressorin (9a, 9b) kytkemiseksi pois toiminnasta jossakin seuraavassa tilanteessa: käyttömoottorin käynnistys, kallionporauslaitteen siirtoajo; huuhtelujärjestelmän huoltotoimet.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, CO 5 että kallionporauslaite (1) käsittää ohjausyksikön (18), johon on ase- C\J ^ tettavissa ainakin yksi ohjausstrategia kompressoreiden (9a, 9b) käytön oh- ° jäämiseksi; ja CVJ 30 että ohjausyksikkö (18) sovitettu monitoroimaan huuhteluilman tar- | vettä ja on sovitettu pitämään käynnissä vain kulloinkin tarvittavan määrän co kompressoreita (9a, 9b) kussakin tilanteessa tarvittavan huuhteluilman tuotta en g miseksi.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kallionporauslai- 00 35 te, t u n n e 11 u siitä, että kompressorit (9a, 9b) ovat vakiotilavuuspumppuja.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kallionporauslai-te, t u n n e 11 u siitä, että käyttömoottori (8) on polttomoottori.

10. Menetelmä kallion poraamiseksi, jossa menetelmässä: porataan kallioporakoneella (5) porareikä (10); huuhdellaan porauksen aikana porareikää (10) paineilmalla; muodostetaan huuhtelussa tarvittava paineilma ainakin yhdellä kompressorilla (9); sekä 10 käytetään kompressoria (9) käyttömoottorilla (8), joka on yhdistetty kompressoriin (9) voimansiirtovälineiden (16) avulla tunnettu siitä, että käytetään huuhtelussa tarvittavan paineilman muodostuksessa ainakin kahta kompressoria, nimittäin ensimmäistä kompressoria (9a) ja toista 15 kompressoria (9b); ja kytketään ainakin yhdeltä kompressorilta (9a, 9b) voimansiirto pois käytöstä ennalta määritellyissä tilanteissa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 ohjataan ainakin yhden kompressorin (9a, 9b) päälle ja pois kytkey tymistä automaattisesti ainakin yhden ohjausyksikön (18) ja sille asetetun ohjausstrategian mukaisesti.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 monitoroidaan huuhtelujärjestelmän paineilman tarvetta; ja kytketään ohjausyksikön (18) ohjaamana tarvittava määrä kompres-5 soreita (9a, 9b) toimintaa kulloisenkin paineilmamäärän tarpeen tuottamiseksi. C\J

^ 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-12 mukainen mene- ° telmä, tunnettu siitä, että CVJ 30 kytketään ainakin yksi kompressori (9a, 9b) pois toiminnasta käyt- | tömoottorin (8) käynnistyksen ajaksi. CO CVJ O) m o o CVJ