FI91552B - Poraava laite ja sen etenemisen säätömenetelmä - Google Patents

Description

91552 PORAAVA LAITE JA SEN ETENEMISEN SÄÄTÖMENETELMÄ

Keksintö kohdistuu maata tai kalliota poraavaan laitteeseen ja sen etenemisen säätömenetelmään, jossa etenemistä rajoitetaan jos yksi tai useampi poraava terä on ylikuormitusti-lassa.

Ennestään tunnetaan poraavia laitteita mm. suomalaisesta hakemuksesta N:o 891706, jossa poraus suoritetaan joko iskevän tai pyörivän työkalun avulla. Hakemuksessa on esitetty, miten terällä varustettu iskulaite mahdollisine terän pyörityslait-teineen voi joustaa kiinnittimissään jos porausyksikköä työnnetään liiaksi eteenpäin. Tässä tapauksessa koko työkalu on kiinnitykseltään joustava.

Edellä esitetyn ratkaisun haittana on paineiskut, joita iskevä työkalu työstäessään aiheuttaa ja nämä häiritsevät koko työkaluyksikön jouston tarkkailua. Jouston tarkkailu onkin mahdollista lähinnä vain silloin kun työkalua tai porauspäätä ajetaan kiinni porattavaan seinään ja joustosta havaitaan työkalun ja koko porauspään olevan perillä.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan poistaa yksittäisten terien vaurioitumismahdollisuudet ja tarkkailla luotettavasti terien joustoa. Keksinnölle on tunnusmerkillistä se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää, että useitakin erillisiä teriä käsittävän työkalun yksittäisiä teriä voidaan erikseen tarkkailla, niiden ylikuormittuminen havaitaan ja syöttöliike voidaan siinä tapauksessa pysäyttää tai syöttö-voimaa rajoittaa ja täten estetään terien vahingoittuminen. Tällaisella työkalulla voidaan porata pehmeässä maaperässä huomattavan nopeasti ja kallion tullessa vastaan minkälaisessa kulmassa tahansa vaikkapa vain yhden terän ulottuvuudella ei terä vaurioidu perääntymiskyvyn ansiosta. Tavanomainen moniteräisen työkalun yksinäinen terä ei tätä kestäisi, koska se joutuu tällöin yksin vastaanottamaan koko syöttövoiman.

2 91552

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää moniteräistä poraustyökalua.

Kuvio 2 esittää leikkauskuvana terän joustosylinteriä.

Kuvio 3 esittää hydraulijärjestelmäkaaviota.

Kuvio 4 esittää vaihtoehtoista hydraulijärjestelmäkaaviota.

Kuviossa 1 on esitetty pyöritettävä työkalu 1, jonka kärjessä on useita erityyppisiä teriä. Kaikki terät ovat periaatteeltaan leikkaavia kiekkoja 4, jotka leikatessaan maaperää tai kalliota joutuvat hitaaseen pyörimisliikkeeseen akselinsa ympäri kun työkalua 1 pyöritetään ja syötetään eteenpäin. Terien varret 5 ovat samalla hydraulisylinter ien 7 mäntien 6 varsia, joiden päähän on kiinnitetty tukiosat 2,3 leikkaavil-le kiekoille 4.

Kuviossa 2 on esitetty eräs hydraulinen järjestelmä, jolla terän jousto toimii. Edelliseltä sylinteriltä tulee hydrauli-paine takaiskuventtii1 in 18 kautta sylinteriin 7. Terä ja samalla mäntä 6 ovat hieman peräytyneessä asennossa.

1. Jos syöttö on pysäytetty tämän terän ylikuormituksen johdosta, vaikuttaa mäntään venttiilin 18 kautta tuleva esim.

100 bar säädetty paine, joka työntää mäntää uloimpaan asentoon. Männän toiselta puolen öljy pakenee venttiilin 15 kautta, jonka avautumispaine on esim. 120 bar. Männän huomattavasti pienemmästä poikkipinta-alasta johtuen paine voi nousta korkeammallekin ja kykenee avaamaan venttiilin 15 ja öljy voi virrata matalampaan paineeseen, öljyn poistoputkesta 12 ei öljyä poistu, ja se on merkkinä, että mäntä on peräytyneessä tilassa ainakin yhdessä sylinterissä.

Kun mäntä saavuttaa uloimman asentonsa avaavat karat 13 ja 14 vastaavat venttiilit ja tällöin öljy alkaa virrata männän läpi kanavaa 17 pitkin sekä edelleen seuraavalle sylinterille kanavaa 12 pitkin. Mäntä 6 pysyy uloimmassa asennossa mikäli ei ylikuormitusta tule vaikka männän molemmin puolin vallitsee sama paine n. 100 bar. Mäntään jää edelleen vaikuttamaan 1/ 3 91552 poikkipinta-alasuhteesta johtuva terää kuormittava sopivaksi valittu voima. Jos sarjaan kytketyissä muissa sylintereissä oli vastaava perääntynyt tilanne, aiheuttaa kanavaa 12 pitkin seuraavalle sylinterille menevä n. 100 bar paine vastaavan männän kulkeutumisen uloimpaan asentoonsa ja vasta tämän jälkeen öljyn virtauksen jälleen eteenpäin kanavaa 12 pitkin. Kun kaikki männät on saatu uloimpaan asentoonsa tulee viimeiseltä sarjaankytketyltä sylinteriltä kanavaa 12 pitkin noin 100 bar paine ulos ja tällöin koko työkalua 1 voidaan syöttää normaalisti eteenpäin.

2. Jos kuviossa 2 on ylikuormitustilanne, jossa mäntä 6 on edelleen peräytymässä, on venttiili 19 auki ja päästää öljyä männän läpi. Sopiva avautumispaine on esim. 180 bar. Tällöin myös venttiilin 11 pitää päästää jonkun verran öljyä eteenpäin ja sen avautumispaine voi olla 140 bar. Peräytyminen loppuu kun työkalun syöttö eteenpäin on saatu katkaistuksi.

Jonkin sylinterin joutuminen perääntyneeseen tilaan havaitaan sarjaankytketyn viimeisen sylinterin kanavasta 12 tulevan öl-jyvirtauksen loppumisena täysin tai lähes täysin jos viimeinen sylinteri on peräytymässä.

Kuviossa 3 on esitetty hydraulikaavio sylinterien 24 sarjaan-kytkemiseksi. Säädettävällä venttiilillä 22 pidetään syöttö-paineen ylärajaa vähintään 100 bar suuruisena. Venttiili päästää öljyä säiliöön 21 painerajan selvästi ylittyessä. Venttiili 23 säätää ja ylläpitää painetta sylintereissä. Venttiilin aavautumispaine voi olla 100 bar. Jos venttiili 23 päästää läpi pumpun 20 tuoton verran on kaikki terät uloimmassa asennossa. Pienempi öljyvirtaus ilmaisee jonkin tai joidenkin terien olevan peräytyneenä.

Kuviossa 4 on sylinterit 25 kytketty rinnan. Paine noin 100 bar johdetaan linjaa 29 pitkin kunkin sylinterin takaosaan.

Sama öljy kierrätetään kunkin sylinterin yhteyteen asennettujen tunnistinventti1 ien 28 kautta takaisin pumpulle. Mäntien ollessa uloimmassa asennossa, avaavat mekaaniset vivut 4 91552 27 kyseiset venttiilit 28 ja öljy kiertää, öljyn kiertämisen loppumisesta havaitaan terän tai terien peräytyminen, öljy palautuu vastaventtii1 in 33 kautta säädettävälle venttiilille 34 , joka pitää yllä noin 100 bar painetta. Säädettävä venttiili 31 päästää öljyn suoraan pa 1uu1injaan, jos joku sylinteri on peräytynyt ja sulkenut vastaavan venttiilin 28. Venttiilin 31 avautumispaine voi olla esim. 140 bar. Venttiili 32 on säädettävä ja sen avulla voidaan säätää tietty vastapaine mäntien toiselle puolelle silloin kun mäntiä paineen avulla siirretään ulospäin.

Järjestelmien avulla havaitaan öljyn paluuvirtauksen loppumisena jo yhdenkin terän ylikuormittuminen. Tällöin työkalun syöttö voidaan pysäyttää tai syöttövoima pienentää niin pieneksi, että yksikin terä sen vaurioitumatta kestää jos vain yksi teristä on kohdannut kovan pinnan kuten kallion. Tämän jälkeen etenemistä jatketaan pienellä työntövoimalla kunnes terä on selvinnyt kalliosta ja päässyt peräytyneestä asennosta tai kunnes vastaantuleva kallio on levinnyt useammankin terän eteen. Tällöin peräytynyttä terää yksinään ei rasita enää kovin suuri työntövoima ja terälle tulee mahdollisuus päästä uloimpaan asentoonsa. Tämän jälkeen voidaan kokeilla joko suurempaa työntövoimaa voitaisiin käyttää.

Keksintö ei ole rajoittunut vain esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Terien jousto voidaan toteuttaa mekäänisestikin käyttämällä esim. jousia tai mekaanisten ja paineväliainekäyttöisten laitteiden yhdistelmä 1 1 ä.

Il

Claims (7)

91552

1. Poraavan laitteen etenemisen säätömenetelmä, jossa poraus-päässä oleva työkalu (1) käsittää kaksi tai useampia erillisesti poraavia teriä, jotka voivat joustaa kiinnittimissään ja työkalun työntövoimaa rajoitetaan työstävän terän ollessa kuormituksen johdosta peräytyneessä asennossaan tunnettu siitä, että yhden tai useamman työstävän terän ollessa kuormituksen johdosta peräytyneessä asennossa työka-lurungossa (1), rajoitetaan työkalun tai koko porausyksikön työntövoima korkeintaan yhdelle terälle sallitun työntövoiman suuruiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että työntövoiman tai etenemisen rajoittaminen lopetetaan kun terä tai kaikki terät ovat palautuneet ulommaiseen asentoonsa.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että minkä tahansa erillisen terän ylikuormitus aiheuttaa terän perääntymisen ja porayksikön tai työkalun (1) etenemisen rajoittamisen.

4. Laite vaatimuksien 1-3 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa on porayksikön porauspäässä olevassa työkalurungos-sa (1) kaksi tai useampia erillisesti poraavaa terää, jotka kykenevät erillisesti perääntymään kuormituksen johdosta, tunnettu siitä, että terät käsittävät laitteita tai paineväliaineen avulla toteutettuja kytkentöjä terien perääntymisen havaitsemiseksi ja/tai porayksikön etenemisen tai työntövoiman rajoittamiseksi ja että koko teräyksikköä tai työkalurunkoa (l) työntävä voima on säädettävissä sen voiman suuruiseksi, jolla yhtä terää sallitaan kuormitettavan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite tunnettu siitä, että terien jousto ja terien kytkentä säätöjärjestelmään on toteutettu mekaanisesti tai paineväliaineen avulla. 91552

6. Patenttivaatimusten 4 ja 5 mukainen laite tunnettu siitä, että terien joustavana pitimenä on paineväliaineella toimiva sylinteri (7).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 4-6 mukainen laite tunnettu siitä, että terät ovat erillisesti sisäänpäin joustavia ja niiden uloimman asennon pitovoima on aseteltavissa .