HU218196B - Forgó görgős fúrólyuktágító - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya forgógörgős fúrólyuktágító, melynek teste, valaminta test hosszirányú falaiban kimunkált bemélyedésekben fúróbetétekkelfelszerelt görgői (11) vannak. A kimunkált bemélyedések végeibencsapágyperselyek (14) vannak rögzítve, és a csapágyperselyekben (14)tengelyek (13) vannak elrendezve; a tengelyekben (13) tengelyiránybanvégigfutó, hengeres csatornák (19), valamint a hengeres csatornákban(19) a tengelyek (13) külső felületére nyíló, sugárirányú nyílások(31) vannak kialakítva; a csatornának (19) a fúrólyuktágító vége feléeső külső vége és a nyílás (31) közötti szakaszában egy szabadonlebegtethető úszódugattyú (21) van elrendezve, a tengely (13) külsőfelületén szabadon elforgatható görgő (11) van kenőhézaggal illesztve,amely kenőhézagba a szabadon lebegtethető úszódugattyú (21) a fúrólyukvégéből visszatorló nyomás ellenében elmozdulva a csatornába (19)töltött kenőanyagot a nyíláson (31) keresztül a tengely (13) és agörgők (11) belső fala közötti kenőhézagba áramoltatja. ŕ

Description

A találmány tárgya forgógörgős fűrólyuktágító, olyan általános típusú, melyet fürt lyukakban használnak, és amelyet a bejelentő a korábbi AU-594885 számú szabadalmi leírásában leírt és szemléltetett.

A fenti szabadalom szerinti megoldással számos problémát megoldottunk, melyek a korábbi fürólyuktágítókkal kapcsolatban felmerültek, és az egyik ilyen korábban felmerült problémát, mely a tartócsavarokhoz való hozzáféréssel volt kapcsolatos, ügy oldottunk meg, hogy élblokkokkal rögzített végblokkokat alkalmaztunk. Ez a rendszer nagyon hasznosnak bizonyult, és találmányunkkal ezt fejlesztettük tovább. A fent említett szabadalomban minden egyes görgő végeinél, valamint az élblokkokkal rögzített blokkok belsejében csapágy- és tengelyszerelvényeket alkalmaztunk. Tömítőgyűrűket alkalmaztunk a tengelyek és a csapágyfelületek között összegyűlendő leforgácsolt anyag mennyiségének a csökkentésére. Azonban a felületek között a fürócsőoszlop külsejénél a nyomáskülönbség nagyon nagy lett, amikor a fürt lyukakat tágítani kellett, éspedig a nagyon nagy nyomások következtében, melyek bizonyos esetekben elérhetik a 3000 psi (20 000 kPa) értéket is. Ha a fűrólyuktágító a furócsőoszlop füróbetétjénél van (ez általános követelmény), akkor egy mély, fúrt lyuk mélyénél kell azt működtetni, mely valószínűleg éles szemcséjű homokot vagy zagyot tartalmaz, és a gyakorlatban azt tapasztalták, hogy az éles szemcséjű homok és a zagy a működés során bekerül egy görgő tengelye és csapágyfelülete közé, és előfordultak olyan esetek, amikor a csapágyak és azok megfelelő tömítései idő előtt tönkrementek.

Ha viszont a fürólyuktágítót a fürócsőoszlop aljától bizonyos távolságban helyezik el, a kiáramló víz magával fog vinni éles szemcséjű homokot és zagyot, egészen a fürólyuktágítóig. Az itt található nagy nyomások általában a kiáramló víz következtében lépnek fel.

Találmányunk célja egy megbízhatóbb forgógörgős fűrólyuktágító kialakítása, amelyet oly módon alakítottunk ki, hogy annak teste, valamint a test falaiban kimunkált bemélyedésekben füróbetétekkel felszerelt görgői vannak, ahol a kimunkált bemélyedések végeiben csapágyperselyek vannak rögzítve, és a csapágyperselyekben tengelyek vannak elrendezve; a tengelyekben tengelyirányban végigfútó, hengeres csatornák, valamint a hengeres csatornákban a tengelyek külső felületére nyíló, sugárirányú nyílások vannak kialakítva; a csatornának a fúrólyuktágító vége felé eső külső vége és a nyílás közötti szakaszában egy szabadon lebegtethető úszódugattyú van elrendezve; a tengely külső felületén szabadon elforgatható görgő van kenőhézaggal illesztve, amely kenőhézagba a szabadon lebegtethető úszódugattyú a fúrólyuk végéből visszatorló nyomás ellenében elmozdulva a csatornába töltött kenőanyagot a nyíláson keresztül a tengely és a görgők belső fala közötti kenőhézagba áramoltatja.

Előnyös az a forgógörgős fűrólyuktágító, ahol a hengeres csatorna a tengely egyik végénél nyílik, és a tengelynek ennél a tengelyvégénél a csatorna külső végéből a fúratba nyíló „légző”-nyílás van kialakítva, mely „légző”-nyílás a csatorna másik végével oly módon áll összeköttetésben, hogy a dugattyú külső végére ható nyomás megegyezik a forgógörgős fúrólyuktágító környezeti nyomásával.

Előnyös, ha a fúrólyuktágító tengelyének másik végéből tengelyirányban egy második hengeres csatorna nyúlik el, a második hengeres csatornából pedig egy második nyílás nyílik a tengely külső felületére, amely szintén sugárirányú.

Előnyösen a második hengeres csatorna a tengely másik végénél egy nyomásálló dugóval van lezárva.

Előnyösen egy, a tengely belsejében lévő csatornába egy cső van illesztve.

Előnyösen a tengely külső felülete hengeres, de van egy síkra megmunkált felületrésze, melynél a sugár irányú nyílások nyílnak.

Előnyösen a tengely mindkét végénél egy pár rugalmas tömítés található, melyek közül a külső, rugalmas tömítés a csapágypersely, a tengely, illetve a görgő között képez tömítést, és a leforgácsolt anyag behatolását csökkenti, a belső, rugalmas tömítés pedig a tengely és a görgő között a kenőanyag kijutása ellen képez tömítést.

Előnyösen a csapágyperselyek és a tengely között a tengely elfordulását akadályozó rögzítőeszközöket tartalmaz.

Ezen javítások miatt, valamint a végblokkok és tartóblokkok alkalmazásával elért eredményekkel lehetővé vált, hogy visszatérjünk arra a korábbi elrendezésre, melyet a fentiekben említett AU-594885 számú szabadalomban ismertettek, ahol a görgő az álló tengelyek körül forog. Ez viszont egy olyan eszközt eredményezett, ahol a kenés sokkal jobb lehet, és a leforgácsolt anyag behatolását nagymértékben le lehet csökkenteni. Azt is lehetővé teszi, hogy a csapágyfelületek mindkét végénél kettős tömítést alkalmazzunk. A javított tömítés következtében találmány szerinti megoldással golyós, vagy görgőscsapágyakat lehet alkalmazni, melyek továbbá lehetővé teszik a fűrólyuktágító szabad elfordulását.

A találmány szerinti forgógörgős fürólyuktágítót az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, mellékelt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol

1. ábra egy fűrólyuktágító testnézeti rajza, melyen a három görgőfészek közül kettő látható;

2. ábra az első ábra hosszmetszete, kissé felnagyítva; és végül a

3. ábra a második ábrán 3-3 vonal mentén felvett metszet, mely még nagyobb léptékű.

Ebben a kiviteli példában olyan 10 forgógörgős fürólyuktágítót ismertetünk, melyet egy fúrócsőoszlop fúróbetétjével vágott furat tágítására használhatunk. A fürólyuktágító szerepe elsősorban az, hogy egy fúrt lyuk méretét biztosítsuk akkor is, amikor a szerszámkopás miatt a fúróbetét átmérője lecsökken, továbbá az, hogy a fürt lyuk felületét elsimítsa. A találmány szerinti 10 forgógörgős fúrólyuktágító teljesíti ezeket a fúnkciókat.

Az 1. ábrán szemléltetett 10 forgógörgős fürólyuktágító több 11 görgőt tartalmaz, melyek mindegyike a palást felületén körben elrendezett 12 volffámkarbid betétszerszámokkal van ellátva.

HU 218 196 Β

A fent említett AU-594885 számú szabadalomban olyan elrendezést írtak le és szemléltettek, ahol a tartóblokkok egy fürólyuktágító görgő mentén tengelyirányban elnyúló bemélyedésekben lévő blokkokba voltak rögzítve, és az ezen leírásban szereplő blokkok mindkét végüknél O gyűrűkkel ellátott perselyeket tartalmaztak. Ennek következtében a csapágyak a görgők külsejénél helyezkedtek el, és a szerelést légköri nyomáson hajtották végre, de amikor a szerelvényt egy vizet tartalmazó, mély, fürt lyukba merítették be, nagy nyomáskülönbség lépett fel, aminek hatására a leforgácsolt anyag az O gyűrűkön keresztül bejutott, és a csapágyfelületekkel érintkezésbe lépett. A találmány célja, hogy ezt a hibát elkerüljük.

Mivel az éleket és azok csapágyperselyeit könnyen ki lehet venni, ebben a kiviteli változatban egy 13 tengelyt egy 14 csapágyperselyben úgy helyezzük el, hogy rögzítőeszközökkel, például 15 hemyócsavarokkal rögzítjük, és ezek a 14 csapágyperselyekkel együtt kijönnek, amikor azokat kivesszük, úgy, hogy a 15 hernyócsavarokat külön ki lehet venni, és nem lép fel a korábbi megoldásoknál tapasztalható probléma, hogy azokhoz nem lehet hozzáférni.

A 13 tengely középső részében annak végeitől csatornák haladnak végig, melyek a 2. ábrán részben láthatók, ezeket az egyik végből kinyúló nyílás falaival alakítottuk ki, részben pedig egy 20 cső furatával, mely cső a 13 tengely másik végétől nyúlik ki, a 20 cső fala hőátadó falként funkcionál, mely csökkenti a szomszédos csapágy felületi hőmérsékleteit. A 20 csövet úgy ábrázoltuk, hogy az egy 21 dugattyút tartalmaz, mely előnyösen elasztomer anyagból készülhet, és ez a dugattyú szabadon úszva elcsúsztatható a 20 cső belsejében. A 20 cső külső vége egy, a 10 forgógörgős fúrólyuktágító testében lévő 22 „légzó”-nyílásba nyílik, és ekkor, mivel a 21 dugattyú elcsúsztatható, az ugyanazt a nyomást viszi át a 19 csatorna belsejébe, mint ami a fürócsőoszlop körül uralkodik, a két nyomás között nagyon kicsi különbség jön létre.

Ez viszont lehetővé teszi, hogy sokkal kielégítőbb csapágyelrendezést alkalmazzunk, mint amilyent a fent említett szabadalomban ki lehetett alakítani. A 13 tengelyt fentiekben leírt módon rögzítjük, és a 11 görgő a 13 tengely körül egy nagy csapágyterülettel forog, ezáltal csökken a dörzsölt felületeken a csapágynyomás. Mivel a 10 forgógörgős fúrólyuktágítót lefelé nyomjuk, nagy nyomóerő lép fel, és azt előzőleg elnyeltük, anélkül, hogy egy megfelelően megtervezett nyomócsapágyat alkalmaztunk volna, de ebben a kiviteli példában nyomóerőnek legalább egy részét felveszi egy, a 11 görgő belső falában kialakított 26 tengelyvégben 25 hornyok között lévő 24 golyókból álló gyűrű. Ezeket a 24 golyókat azelőtt lehet a helyükre beilleszteni, mielőtt a legfelső 12 volfrámkarbit betétszerszámokat a helyükre illesztjük, mint az a 2. ábrán látható. Ennélfogva ezek úgy működnek, mint egy mély homyú golyóscsapágy, mely működés közben sugárirányú és tengelyirányú nyomóerőket is felvesz.

A 11 görgő belseje egy 27 nyomásálló dugón keresztül kenőanyaggal van megtöltve, és a kenőanyag ny omását a 21 dugattyúval növeljük ugyanolyan értékre mint a külső nyomás. Lehetséges az is, hogy két rugalmas tömítést alkalmazzunk, és a 13 tengely és a 11 görgő között lévő 28 rugalmas tömítéseket a kenőanyaggal kenjük, és azok 11 görgő belsejében lévő kenőanyag kijutását akadályozzák meg, míg a 14 csapágypersely, a 13 tengely és a 11 görgő között 29 rugalmas tömítések találhatók, melyek elsődleges szerepe, hogy csökkentsék a leforgácsolt anyagnak a behatolását a 28 rugalmas tömítéshez, másodlagos szerepe pedig az, hogy részben tömítést képezzenek a nedvesség behatolása ellen.

Annak érdekében, hogy biztosítsuk, hogy a kenőanyag súrlódó felületek között legyen, a 13 tengely két sík felülettel van ellátva, melyek a 19 csatornákkal sugárirányú nyílásokon keresztül kapcsolódnak, és ennek a kenésnek nagyon nagy fontossága van bonyolult körülmények között fürt lyukak esetében, ahol a kenőanyag kifolyását a 20 csőből a 30 sík felületekre és ezáltal a 13 tengely csapágyfelületére elő kell segíteni, kívülről alkalmazott nyomással.

A fenti okokból a találmány szerinti megoldás értékes továbbfejlődést jelent a fent említett AU-594885 számú szabadalommal szemben és számos más, a technika állásából ismert megoldással szemben.

Claims (8)

1. Forgógörgős fúrólyuktágító, melynek teste, valamint a test hosszirányú falaiban kimunkált bemélyedésekben füróbetétekkel felszerelt görgői vannak, azzal jellemezve, hogy a kimunkált bemélyedések végeiben csapágyperselyek (14) vannak rögzítve, és a csapágyperselyekben (14) tengelyek (13) vannak elrendezve, a tengelyekben (13) tengelyirányban végigfutó, hengeres csatornák (19), valamint a hengeres csatornákban (19) a tengelyek (13) külső felületére nyíló, sugárirányú nyílások (31) vannak kialakítva, a csatornának (19) a fürólyuktágító vége felé eső külső vége és a nyílás (31) közötti szakaszában egy szabadon lebegtethető úszódugattyú (21) van elrendezve, a tengely (13) külső felületén szabadon elforgatható görgő (11) van kenőhézaggal illesztve, amely kenőhézagba a szabadon lebegtethető úszódugattyú (21) a fúrólyuk végéből visszatorló nyomás ellenében elmozdulva a csatornába (19) töltött kenőanyagot a nyíláson (31) keresztül a tengely (13) és a görgők (11) belső fala közötti kenőhézagba áramoltató rendszert képez.

2. Az 1. igénypont szerinti fürólyuktágító, azzal jellemezve, hogy a hengeres csatorna (19) a tengely (13) egyik végénél nyílik, és a tengelynek (13) ennél a tengelyvégénél (26) a csatorna (19) külső végéből a furatba nyíló „légző”-nyílás (22) van kialakítva, mely „légző ’-nyílás (22) a csatorna (19) másik végével oly módon áll összeköttetésben, hogy a dugattyú (21) külső végére ható nyomás megegyezik a forgógörgős fürólyuktágító környezeti nyomásával.

HU 218 196 Β

3. A 2. igénypont szerinti fúrólyuktágító, azzal jellemezve, hogy a tengely (13) másik végéből tengelyirányban egy második, hengeres csatorna (19) nyúlik el, a második hengeres csatornából (19) pedig egy második nyílás (31) nyílik a tengely (13) külső felületére, amely szintén sugárirányú.

4. A 3. igénypont szerinti furólyuktágító, azzal jellemezve, hogy a második, hengeres csatorna (19) a tengely (13) másik végénél egy nyomásálló dugóval (27) van lezárva.

5. Az 1 -4. igénypontok bármelyike szerinti furólyuktágító, azzal jellemezve, hogy egy, a tengely (13) belsejében lévő csatornába (19) egy cső (20) van illesztve.

6. A 4. igénypont szerinti furólyuktágító, azzal jellemezve, hogy a tengely (13) külső felülete hengeres, de van egy síkra munkált felületrésze (30), melynél a sugárirányú nyílások (31) nyílnak.

7. A 1 - 6. igénypontok bármelyike szerinti fúrólyuk tágító, azzal jellemezve, hogy a tengely (13) mindkét vé généi egy pár rugalmas tömítés (28, 29) található, melyek közül a külső, rugalmas tömítés (29) a csapágypersely (14), a tengely (13), illetve a görgő (11) között képez tömítést, és a leforgácsolt anyag behatolását csökkenti, a belső, rugalmas tömítés (28) pedig a tengely (13) és a görgő (11) között a kenőanyag kijutása ellen képez tömítést.

8. A 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fúrólyuk tágító, azzal jellemezve, hogy a csapágyperselyek (14) és a tengely (13) között a tengely (13) elfordulását akadályozó rögzítőeszközöket tartalmaz.