FI91499B

FI91499B - Menetelmä iskutehokkuuden varmistamiseksi ja säätämiseksi iskukoneessa, iskukoneen käyttötapa tunnelin poraamiseen ja iskukone

Info

Publication number: FI91499B
Application number: FI905906A
Authority: FI
Inventors: Valto Ilomaeki
Original assignee: Valto Ilomaeki
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1994-03-31
Also published as: US5427187A; FI905906A; FI91499C; EP0558573A1; AU8938091A; FI905906A0; WO1992009788A1

Description

91 499

MENETELMÄ ISKUTEHOKKUUDEN VARMISTAMISEKSI JA SÄÄTÄMISEKSI ISKUKONEESSA, ISKUKONEEN KÄYTTÖTAPA TUNNELIN PORAAMISEEN

JA ISKUKONE

Keksintö kohdistuu paineväliainee1la , etenkin paineilmalla toimivaan iskukoneeseen, menetelmään iskukoneen iskutehokkuu-den säätämiseksi ja varmistamiseksi sekä iskukoneen käyttöön tunnelin porauksessa, missä iskukone sijaitsee koko porauksen ajan tunnelin alkukohdassa.

Ennestään tunnetaan mm. suomalaisesta hakemuksesta n:o 895057 peräkkäisten lieriöiden pakottaminen maaperään iskukoneella, joka sijaitsee tunnelin aloituskohdassa. Menetelmässä käytetään tavanomaista iskukonetta, jota ei pyöritetä. Lieriöt eivät pysty tunkeutumaan kuin pehmeään tai rakeiseen maaperään, kuten rakennettuun tiepenkereeseen.

Iskukoneita tunnetaan sekä kärjessään olevaan työkaluun iskuja kohdistavina että koko iskukonetta iskun suuntaan pakottavina ns. junttaavina koneina. Näille iskukoneille on ominaista, että niitä käytetään joko alaspäin suuntautuvaan työsken-telyyn, jolloin painovoiman johdosta iskulaite toimii kaikissa tilanteissa tai muissa suunnissa työskenneltäessä pidetään huoli siitä, että iskutyökalulle on vastin , jolloin myös iskukone toimii eikä tule tyhjälyönnistä johtuvaa pysähtymistä.

Lieriöiden pakottamisessa maaperään iskukoneen avulla , jolloin ensimmäinen lieriö toimii työkaluna , on haittana etenemisen pysähtyminen jos vastaan tulee isohko kivi , joka ei pysty väistymään lieriön ulkopuolelle eikä sisäpuolelle. Myös pienetkin kallioseinät pysäyttävät etenemisen ja pyrkivät aiheuttamaan suuntamuutoksia, jos lieriöitä ei pyöritetä.

Nykyisten iskutyökoneiden haittana on niiden käytössä ilmenevä iskujen pysähtyminen varsinkin lieriöiden pakottamisen alkuvaiheessa kun lieriöt etenevät helposti. Tällöin iskuko-neelle ei synny vastinta ja iskut saattavat loppua ja haitata työtä.

91499 2

Keksinnön mukaisella iskukoneella , menetelmällä iskukoneen tehokkuuden säätämiseksi ja varmistamiseksi ja keksinnön mukaisen iskukoneen käyttötavalla tunnelin poraamiseksi saavutetaan ratkaisevat parannukset edellä esitettyihin epäkohtiin nähden. Keksinnölle on tunnusmerkillistä se, mitä on esitetty jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää, että iskukone toimii kaikissa olosuhteissa ja sen iskutehoa tai taajuutta voidaan säätää maalajien mukaan muuttamatta väliaineen syöttö-painetta ja iskukonetta pyörittämällä voidaan tunnelia porata peräkkäisistä lieriöistä muodostetulla iskujen avulla etenevällä pyörivällä putkistolla. Kun iskukoneen iskutaajuutta voidaan säätää , pystyy lieriötyökalu pyöriessään etenemään kallioonkin ja rikkomaan kiviä kun valitaan parhaiten kiviai-netta rikkova taajuus.

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää iskukonetta leikkauskuvantona.

Kuvio 2 esittää vaihtoehtoista iskukonerakennetta.

Kuviossa 1 on esitetty irroitettavalla työkaluosalla 1 varustettu iskukone. Sylinterissä 7 oleva mäntä 6 iskee karaan 22, joka välittää iskun karan etuosaan 2 ja työkaluun. Männässä 6 on kolo 25, johon karassa 22 oleva holkki 26 osuu. Männän iskiessä hoikin 26 tasalle, estyy männän edestä pakenevan väliaineen pääsy kanavaan 27 ja männän eteen alkaa kehittyä paine, joka heittää männän takaisin sylinterin 7 toiseen päähän ja näin pidetään yllä iskuliikettä. Venttiili 8 ei päästä lisää painetta sylinteriin männän ollessa iskemässä ja sieltä palaamassa. Karan 2 etuosaan on kierteellä kiinnitetty ulko-vaippa 3, joka liikkuu karan 2 ja työkalun mukana. Työsylin-teri 7 on ruuveilla 5 kiinnitetty ohjainosaan 4. Iskukoneen männän palautusjärjestelmä edellyttää, että mäntä kohtaa karan 22 tietyn matkan päässä. Jos kara 22 on edennyt esim. tyhjän lyönnin tai vastimen myötämisen johdosta ulkoasentoon, . ei mäntä saavuta karaa vielä silloin kun se männän palautumi- 3 91499 seksi olisi tarpeellista ja iskukone pysähtyy. Tämän välttämiseksi ulkovaipan sisäpuolelle on muodostettu rengasmainen kammiotila 20, seinämät 28 ja 29, johon painetta johtamalla aukon 21 kautta männän etupuoleisesta tilasta saadaan iskujen välisenä aikana kara ja työsylinteri lähestymään toisiaan.

Tällöin varmistetaan männän palautuminen ja jatkuva iskutaa-juus. Työpaine johdetaan iskukoneelle putkea 9 pitkin ja sylinterin 7 päässä on painetta jakava sulkulaite 8. Laitteen kärjessä on maahan pakotettava lieriö 24 kartiomaisella pu-ristusliitoksella työkaluun 1 kiinnitettynä. Männän 6 etupuolelta voidaan johtaa paine esim. karassa 2 olevan porauksen 27 ja työkalussa olevan porauksen kautta lieriöiden 24 sisään. Painetta käytetään tällöin lieriöiden tyhjennykseen maa-aineksesta iskujen apuna. Tämä edellyttää että iskukone on sidottu lieriöön sopivalla lujalla tavalla.

Kuviossa 2 on esitetty rakenteeltaan hieman muutettu iskukone jossa kara 23 ja työkalu 10 ovat samaa kappaletta. Karan läpi on tehty poraus 17. Mäntä 6 kulkee työsylinterissä 13 ja iskee karan päähän 23. Sylinteriin on kiinnitetty ohjainosa 12, joka liukuu ulkovaippaan 11 nähden ja myöskin karan päähän 23 nähden. Rengasmaiseen painekammioon 20, jolla on seinämät 30 ja 31, tuodaan paine suoraan työpaineverkosta putkea 14 myöten. Putkiliittimessä on paineensäätöventtiili 15. Tiivisteellä 18 varustettu rengasmainen osa 19 estää paineilmavuo-dot kammiotilasta ja sallii ulkovaipan 11 ja työsylinterin 13 keskinäisen liikkeen. Työpaine tuodaan putkea 16 pitkin. Paineilman sisältämä öljy suorittaa liukupintojen voitelua laitteen sisäosassa. Säätöventtiilin 15 avulla voidaan säätää rengaskansiossa vallitsevaa painetta ja näin voidaan vaikuttaa iskutaajuuteen. Työpaineen säätämisellä voidaan säätää iskuenergiaa sekä myös taajuutta.

Kummankin kuvion mukaiset iskukoneet soveltuvat erinomaisesti käytettäväksi lieriöiden 24 pakottamiseen maaperään, koska kartiomainen työkaluosa voidaan kiristää iskujen avulla lieriön sisään iskulaitteen toiminnan häiriintymättä. Käytettäessä peräkkäisiä lieriöitä poraamiseen, voidaan niiden pyöritys järjestää edullisesti, pyörittämällä iskukonetta, josta 91499 4 vääntö siirtyy lieriöihin. Iskukoneen pyöritys voi tapahtua useilla tunnetuilla tavoilla haittaamatta iskutehoa, kuten käyttämällä ulkopuolista pyöritysmoottoria. Pyörittämällä ja iskemällä työkaluna toimivia lieriöitä, varsinkin kun ensimmäinen lieriö on kärkiosaltaan iskuihin soveltuva, voidaan täten edetä jopa kallioonkin, jos sellainen tulee vastaan.

Varsin hyvin tämä menetelmä soveltuu lieriöiden eteen osuneiden suurten kivien halkaisuun, jos kivet ovat niin suuria etteivät ne kykene väistämään lieriön etenemistä.

Keksinnön mukaisen iskukoneen työkalukärki voi olla itse kalliota poraava työkalu, joka on vaihdettu kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa osan 1 tilalle, jolloin iskukonetta voidaan käyttää ison reiän poraamiseen kallioon. Iskukoneen säätämiseksi voi rengaskammioon johtavat painekanavat tai putket käsittää erilaisia säätö- tai sulkuelimiä.

Claims

1. Menetelmä iskutehokkuuden varmistamiseksi ja säätämiseksi kokoonpuristuvalla paineväliaineella toimivassa iskukoneessa, joka käsittää työsylinterin (7;13) ja siinä edestakaisin liikkuvan iskevän männän (6) sekä iskuja työkohteeseen välittävän kärkiosan (2;10) ja siinä olevan karan (22;23), johon mainittu mäntä iskee, karan liikkuessa työsylinteriin nähden iskujen suunnassa ja työsylinteriä siirtämällä mainittua karaa kohti vaikutetaan iskutehokkuuteen, tunnettu siitä, että iskuja välittävältä karalta (22; 23) tai kärkiosalta (2;10) muodostetaan ulkopuolisen vaipan (3,11) välityksellä kiinteä yhteys työsylinterin ulkopuolelle muodostetun rengasmaisen kammion (20) toiseen (28),(30) niistä päätyseinämistä (28,29),(30,31), joita sanottuun kammioon johdettu paine toisiinsa nähden liikuttaa ja sanottujen päätyseinämien keskinäistä etäisyyttä kammioon johdetun paineen avulla säätämällä säädetään männän (6) iskuvaikutusta karaan (22,23).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että paineväliaineen johtaminen rengasmaiseen kammio-tilaan (20) lähentää työsylinteriä (7;13) ja kärkikaraa (22; 2. toisiinsa nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että paineväliaine johdetaan kammioon (20) paineväliaineen syöttölinjasta (16).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että paineväliaine johdetaan kammioon (20) kanavaa (21) myöten männän (6) etupuolelta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että rengasmaisen kammion (20) ulkopinta muodostetaan ulkopuolisen vaipan (3;11) lie-riöpinnasta. 6 91 499

5 91499

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kammioon johdettavan paineen avulla säädetään iskutaajuutta erilaisille maalajeille sopivaksi.

7. Kokoonpuristuvalla paineväliaineella toimiva iskulaite, joka käsittää iskujen synnyttämiseksi edestakaista liikettä suorittavan männän (6) ja työsylinteriin (7;13) nähden iskun suuntaan liikkumaan pääsevän työkalulla varustetun iskukärjen (2;10) ja siinä olevan karaosan (22;23) ja että työsylinteri on siirrettävissä mainittua karaa kohti iskutehokkuuteen vaikuttamiseksi tunnettu siitä, että laite käsittää kärkiosaan (1;10) tai karaan (22;23) liitetyn taaksepäin suunnatun vaipan (3;11), joka on kiinteästi liitetty toiseen (28; 30. niistä työsylinterin (7;13) ympärille rengasmaisen paine-kammion (20) muodostavista päätyseinämistä, joihin sanottuun kammioon johdettu paineväliaineen paine vaikuttaa ja että mainittu vaippa on rengasmaisen kammion (20) ulkopintana.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen iskulaite tunnettu siitä, että laite käsittää sisäisen kanavan (21) paineen johtamiseksi työsylinteritilasta painekammioon (20).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen iskulaite tunnettu siitä , että se käsittää paineputkiston (14) paineen johtamiseksi työpaineverkostosta (16) painekammioon (20).

10. Patenttivaatimusten 7-9 mukainen iskulaite tunnettu siitä, että painekammioon (20) johtavissa virtaus-putkissa ja -kanavissa on painetta rajoittavia tai virtausta estäviä elimiä.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukaisen iskulaitteen käyttö tunnelin poraamiseen, jossa tunneli porataan pakottamalla peräkkäisiä lieriöitä (24) tunkeutumaan maaperään iskulaitteen sijaitessa tunnelin aloituskohdassa ja ollen kartiomaisella pu-ristusliitoksella liitetty takimmaiseen lieriöön (24) tunnettu siitä, että iskulaitetta käytetään iskemällä ja kiertämällä tapahtuvaan ja lieriömäisen työkalun avulla suo 91499 ritettavaan tunnelin poraamiseen, missä iskulaitetta sinänsä tunnetulla tavalla pyöritetään ja kiertoliike välitetään kärkenä olevalle poraavalle lieriölle peräkkäisten lieriöiden välityksellä.