IT202000006463A1 - Macchina perforatrice - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"MACCHINA PERFORATRICE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce a una macchina perforatrice, in particolare del tipo atto a forare in profondit? nel suolo, in direzione verticale o inclinata rispetto alla verticale, o eventualmente anche in rocce, ad esempio per la realizzazione di opere di consolidamento o di fondazioni per opere civili.

STATO DELLA TECNICA

Sono note macchine operatrici del tipo delle macchine perforatrici, trivellatrici o simili il cui compito ? di forare in profondit? nel terreno in direzione verticale, oppure inclinata rispetto alla verticale, o anche in direzione sostanzialmente orizzontale.

Tali macchine operatrici comprendono una testa di trivellazione dotata di un?asta perforante girevole che opera effettivamente la foratura, e montata scorrevole su una apposita struttura di supporto, generalmente denominata mast. Il mast ? a sua volta provvisto di una coppia di morse le quali vengono utilizzate per avvitare/svitare tra loro le aste, i tubi di rivestimento o gli utensili di una batteria di perforazione.

La coppia di morse prevede usualmente una morsa cosiddetta inferiore, ovvero pi? vicina al terreno durante la foratura, e una morsa cosiddetta superiore, ovvero disposta al di sopra della morsa inferiore, tra quest?ultima e la testa di trivellazione. La morsa inferiore ? fissa, mentre la morsa superiore ? mobile quantomeno in rotazione rispetto alla morsa inferiore, in modo da operare lo svitamento degli elementi della batteria di perforazione.

Inoltre, la morsa superiore pu? essere in una posizione f?ssa rispetto alla morsa inferiore, generalmente in vicinanza di essa, oppure mobile lungo il mast, ad esempio per estrarre dal terreno degli elementi di batteria di perforazione, come un?asta perforante o tubi di rivestimento.

In generale, l?asta perforante ? almeno parzialmente scoperta mentre esegue la foratura del terreno. Spesso, durante la foratura, il processo richiede che vengano aggiunti oppure tolti degli elementi di batteria di perforazione, come ad esempio degli elementi di asta perforante, qualora la profondit? fin cui forare lo renda necessario. Tali operazioni di aggiunta o rimozione degli elementi di batteria necessitano l?intervento di un operatore umano.

E ovvio che, date le velocit? a cui l?asta perforante ? fatta girare per forare terreni, in particolare quando essi sono duri, e tenendo conto anche delle dimensioni delle aste perforanti generalmente utilizzate, esse rappresentano un pericolo per gli operatori umani.

Per questo motivo la norma tecnica di riferimento per le perforatrici prevede che gli elementi mobili coinvolti nel processo operativo debbano essere schermati. Pertanto si applicano da tempo alle macchine perforatrici delle barriere f?siche interbloccate per evitare che le persone vengano in contatto con gli elementi mobili coinvolti nel processo operativo, quali utensili, aste, tubi, eliche o simili.

Tali barriere fisiche sono genericamente note come gabbie di protezione, o gabbie.

Le gabbie devono rispettare delle dimensioni minime, ovvero coprire gli elementi mobili coinvolti nel processo operativo quali aste, rivestimenti e simili, da 500 mm da terra o da 200 mm dal piano delle morse superiori, o eventualmente tra le morse, fino ad almeno 1600 mm da terra, e le aperture dalla gabbia devono avere dimensioni adeguate in funzione della distanza dalle parti mobili.

Quando per esigenze operative non sono rispettati i criteri di sicurezza della norma vigente, ad esempio quando le gabbie sono aperte, oppure quando lo spazio tra la morsa inferiore e la morsa superiore ? superiore ad un valore limite, generalmente 200 mm, i movimenti pericolosi, in particolare di rotazione e avanzamento della testa di perforazione, si arrestano e sono resi possibili soltanto in una modalit? di operazione a sicurezza incrementata, denominata ROM (Restricted Operating Mode). All?apertura della gabbia, la modalit? ROM deve essere selezionata volontariamente dall?operatore.

Un inconveniente delle macchine perforatrici note sta nelle dimensioni delle gabbie. In effetti, le gabbie sono solitamente realizzate in modo da contenere la testa di perforazione e le morse adibite allo svitamento e bloccaggio degli elementi della batteria di perforazione, in particolare per permettere alla morsa superiore di scorrere e ruotare all?interno della gabbia. Ci? implica che le gabbie note hanno dimensioni laterali dell? ordine di 2 metri, e possono raggiungere pesi dell?ordine di 400 kg. Dimensioni di questo tipo rendono difficile o addirittura impossibile il posizionamento del gruppo di perforazione, ad esempio nel caso di avvicinamento a pareti esistenti per la realizzazione di pali a filo muro, oppure di perforazioni inclinate rispetto alla verticale o quasi orizzontali a livello del terreno.

Inoltre, con gabbie di massa cos? elevata ? necessario adeguare la macchina perforatrice, ovvero prevedere macchine pi? pesanti e pi? costose mentre il lavoro da svolgere non lo giustifica.

Questo aspetto ? maggiormente importante quanto pi? piccola ? la macchina perforatrice. L?adeguamento delle macchine, in particolare quelle pi? piccole, ha un impatto molto sentito sulla massa e sul costo dell?attrezzatura.

Esiste pertanto la necessit? di perfezionare una macchina perforatrice che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica.

In particolare, uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare una macchina perforatrice che possa essere dotata di una gabbia con dimensioni e peso ridotti rispetto alle gabbie dell?arte nota.

Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare una macchina perforatrice che possa avere un peso e un costo contenuti, pur rispettando le norme di sicurezza.

Un ulteriore scopo ? quello di realizzare una macchina perforatrice che possa eseguire perforazione in qualsiasi posizione nel terreno, compreso in vicinanza di una parete esistente, pur rispettando le norme di sicurezza.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, si descrive nel seguito un gruppo di perforazione per una macchina perforatrice che supera i limiti della tecnica nota ed elimina i difetti in essa presenti.

In accordo con forme di realizzazione, ? previsto un gruppo di perforazione comprendente una struttura di supporto rettilinea e una testa di perforazione montata sulla struttura di supporto, e dotata di un elemento di perforazione. La struttura di supporto presenta una prima estremit?, atta a essere disposta in prossimit? del terreno da forare, e una seconda estremit?, opposta alla prima estremit?.

La testa di perforazione ? montata scorrevole lungo la struttura di supporto, e l?elemento di perforazione ? montato girevole sulla testa di perforazione, in modo da ruotare attorno al proprio asse longitudinale.

Vantaggiosamente, la struttura di supporto comprende una trave, e l?elemento di perforazione comprende un?asta di perforazione orientata in uso parallelamente alla struttura di supporto.

Secondo forme di realizzazione, il gruppo di perforazione comprende un carrello montato scorrevole sulla struttura di supporto e sul quale ? fissata la testa di perforazione. Il carrello ? vantaggiosamente movimentato lungo la struttura di supporto mediante un organo motore connesso alla strutura di supporto. Preferibilmente l?organo motore ? un motoridutore.

Il gruppo di perforazione comprende un primo organo di presa, ato ad afferrare e bloccare l?elemento di perforazione, connesso alla strutura di supporto in una posizione fissa. Preferibilmente il primo organo di presa ? collocato in corrispondenza della prima estremit? della struttura di supporto.

Il gruppo di perforazione comprende anche un secondo organo di presa, ato ad afferrare e movimentare l?elemento di perforazione, connesso alla strutura di supporto. Il secondo organo di presa ? mobile lungo la struttura di supporto, ed ? disposto al di sopra del primo organo di presa, in posizione intermedia tra il primo organo di presa e la testa di perforazione, a prescindere dalla sua posizione esata.

Il gruppo di perforazione comprende altres? un dispositivo di protezione, preferenzialmente ato a schermare, in uso, l?elemento di perforazione, in modo da impedire che un operatore possa entrare in contato con esso. Il dispositivo di protezione ? configurato per essere almeno parzialmente mobile assieme al secondo organo di presa.

Preferibilmente, il dispositivo di protezione ? disposto tra il secondo organo di presa e la seconda estremit? della struttura di supporto.

Vantaggiosamente, il secondo organo di presa comprende almeno una parete trasversale rivolta verso la seconda estremit? della strutura di supporto. La parete trasversale ? disposta, in uso, trasversalmente, preferibilmente ortogonalmente, all?elemento di perforazione.

Secondo forme di realizzazione, il dispositivo di protezione ? connesso alla suddetta parete trasversale del secondo organo di presa, e preferibilmente si estende da esso verso la seconda estremit? della struttura di supporto.

In modo preferenziale, il dispositivo di protezione comprende un corpo dotato di un primo bordo trasversale, rivolto, in uso, verso la prima estremit? della struttura di supporto, e di un secondo bordo, opposto al primo bordo, e quindi orientato verso la seconda estremit? della struttura di supporto. Preferibilmente il primo bordo del dispositivo di protezione ? connesso al secondo organo di presa.

In modo vantaggioso, il primo bordo del dispositivo di protezione ? connesso alla seconda superficie trasversale del secondo organo di presa.

Secondo forme di realizzazione, il gruppo di perforazione comprende un sensore di posizione atto a rilevare la posizione del secondo organo di presa. Vantaggiosamente il sensore di posizione ? collegato a un sistema di controllo configurato per controllare la movimentazione della testa di perforazione e dell?elemento di perforazione, in modo da limitare automaticamente tali velocit? a seconda della posizione del secondo organo di presa.

Vantaggiosamente, il sensore di posizione ? collocato in vicinanza della prima estremit? della struttura di supporto. Pi? vantaggiosamente, il sensore di posizione ? incluso in un organo di movimentazione del secondo organo di presa.

Secondo un aspetto, il trovato riguarda anche una macchina perforatrice comprendente il gruppo di perforazione di cui sopra.

In particolare la macchina perforatrice comprende un gruppo di movimentazione per il suo spostamento, un gruppo di supporto e orientamento connesso al gruppo di movimentazione e atto a supportare e orientare il gmppo di perforazione, e il gruppo di perforazione di cui sopra, connesso al gmppo di supporto e orientamento.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 ? una vista in prospettiva di una macchina perforatrice comprendente un gruppo di perforazione secondo forme di realizzazione qui descritte;

- la fig. 2 ? una vista laterale della macchina perforatrice della f?g. 1 ; - la fig. 2A ? una vista ingrandita di un dettaglio di fig. 2;

- le fig. 3A, 3B e 3C sono viste frontali di un gruppo di perforazione secondo forme di realizzazione descritte, in tre diverse fasi operative; e - le fig. 4A e 4B sono viste in prospettiva di un particolare del gruppo di perforazione di cui alle figure precedenti, in due configurazioni operative diverse.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si far? ora riferimento nel dettaglio alle possibili forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o pi? esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio ? fornito a titolo di illustrazione del trovato e non ? inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, una o pi? caratteristiche illustrate o descritte, in quanto facenti parte di una forma di realizzazione, potranno essere variate, o adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre ulteriori forme di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sar? comprensivo di tali possibili modifiche e varianti.

Prima di descrivere le forme di realizzazione, si chiarisce, inoltre, che la presente descrizione non ? limitata nella sua applicazione ai dettagli costruttivi e di disposizione dei componenti come descritti nella seguente descrizione utilizzando le figure allegate. La presente descrizione pu? prevedere altre forme di realizzazione ed essere realizzata o messa in pratica in altri svariati modi. Inoltre, si chiarisce che la fraseologia e terminologia qui utilizzata ? a fini descrittivi e non deve essere considerata come limitante.

Nelle figure 1 e 2 ? rappresentata una macchina perforatrice secondo forme di realizzazione qui descritte, indicata nel suo insieme con il numero 10. La macchina perforatrice 10 comprende un gruppo di movimentazione 20, per lo spostamento della macchina perforatrice 10, un gruppo di supporto e orientamento 30 montato sul gruppo di movimentazione 20, e un gruppo di perforazione 40 a sua volta montato sul gruppo di supporto e orientamento 30.

Ad esempio, il gruppo di movimentazione 20 pu? comprendere un carro cingolato o altro gruppo di movimentazione assimilabile.

Il gruppo di supporto e orientamento 30 ? atto a sostenere il gruppo di perforazione 40 e orientarlo in modo da poter eseguire una foratura di un terreno in qualsiasi inclinazione. Nelle figure allegate, il gruppo di perforazione 40 ? illustrato orientato verticalmente e configurato per forare verso il basso, ma questa illustrazione ? puramente a titolo esemplificativo e non ? da interpretare come limitante.

Il gruppo di movimentazione 20 e il gruppo di supporto e orientamento 30 sono di tipo usuale per il tecnico del ramo, e non saranno descritti ulteriormente.

Il gruppo di perforazione 40 comprende una struttura di supporto 41 rettilinea, comunemente denominata ?mast?, sulla quale ? montata scorrevolmente una testa di perforazione 50.

Nell?esempio illustrato nelle figure la struttura di supporto 41 comprende un pilastro o trave, preferibilmente avente sezione trasversale di forma rettangolare o quadrata.

La struttura di supporto 41 definisce una direzione di spostamento per la testa di perforazione 50, che pu? traslare tra una prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41 e una seconda estremit? 41B. La direzione di spostamento ? longitudinale rispetto alla struttura di supporto 41.

Durante un?operazione di foratura la struttura di supporto 41 ? orientata in modo da avere la prima estremit? 41 A disposta in vicinanza del terreno da forare come illustrato nelle figg 1 e 2

Vantaggiosamente la struttura di supporto 41 comprende, in corrispondenza della prima estremit? 41 A, un elemento di appoggio 42, o piede di appoggio, preferibilmente dotato di una superficie di contatto 43 corrugata in modo da ancorarsi meglio nel terreno, a vantaggio di una maggiore stabilit? della macchina perforatrice 10 durante le operazioni di perforazione.

La testa di perforazione 50 ? montata scorrevole sulla struttura di supporto 41 in modo da traslare sostanzialmente tra la prima 41 A e la seconda estremit? 41B della stessa. Preferibilmente, la testa di perforazione 50 ? montata fissa su un carrello 51, a sua volta scorrevole sulla struttura di supporto 41, e atto a spostarsi lungo la direzione di spostamento.

Per movimentare il carrello 51, il gruppo di perforazione 40 comprende un organo motore di traslazione 52 connesso al carrello 51, vantaggiosamente mediante un organo di trasmissione, ad esempio una catena. L?organo motore di traslazione 52 ? preferibilmente montato direttamente sulla struttura di supporto 41, ovviamente in modo da non interferire con lo spostamento della testa di perforazione 50. In modo vantaggioso, l?organo motore di traslazione 52 ? un motoriduttore.

Il carrello 51 ha un corpo che presenta preferenzialmente una forma allungata in direzione trasversale rispetto all?estensione della struttura di supporto 41, permettendo di spostare nella stessa direzione trasversale la testa di perforazione 50 (fig. 1).

La testa di perforazione 50 ? provvista di un elemento di perforazione 53, comprendente preferibilmente un?asta di perforazione 54 provvista, in corrispondenza della sua estremit? libera, di un utensile di perforazione 55, opportunamente scelto in modo da forare un terreno di qualsiasi natura, ad esempio roccioso, o terra.

L?asta di perforazione 54 ha un corpo cilindrico oblungo ed ? disposta parallela alla struttura di supporto 41, allineata alla direzione di spostamento, e orientata in modo da avere l?attrezzo di perforazione 49 dal lato della prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41.

L?elemento di perforazione 53 pu? anche comprendere un tubo di rivestimento, disposto, in uso, attorno all?asta di perforazione 54.

L?elemento di perforazione 53 ? girevole attorno al proprio asse in modo da poter eseguire la foratura. A tale scopo, la testa di perforazione 50 comprende un gruppo motore di rotazione 56 atto ad azionare la rotazione dell?asta di perforazione 54.

Vantaggiosamente il gruppo motore d? rotazione 56 ? montato su una superf?cie della testa di perforazione 42 orientata verso la seconda estremit? 41B della struttura di supporto 41 (f?gg. 1 e 2).

Il gruppo di perforazione 40 comprende anche una coppia di organi di presa 60, 70, anche denominati morse. Gli organi di presa 60, 70 possono essere vantaggiosamente montati sulla struttura di supporto 4L

In questa coppia di organi di presa 60, 70 vi ? un primo organo di presa 60 f?sso e disposto in corrispondenza della prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41, pi? preferibilmente connesso all?elemento di appoggio 42 (fig. 2). Il primo organo di presa 60 ? fisso nel senso che non si sposta lungo la direzione di spostamento della testa di perforazione 50. Il primo organo di presa 60, comunemente chiamato morsa inferiore, ? ata a bloccare l?elemento di perforazione 53 sia nel suo spostamento lungo il proprio asse longitudinale, sia nella sua rotazione atorno allo stesso asse longitudinale.

Secondo forme di realizzazione, il primo organo di presa 60 comprende un corpo 61 a forma di ?U? disposto in uso perpendicolarmente all?asta di perforazione 54 (figg. 1, 2 e 2A).

Preferibilmente il corpo 61 comprende una prima parete trasversale 61 A, orientata verso la prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41, e una seconda parete trasversale 61B, parallela alla prima, e orientata verso la seconda estremit? 41B della struttura di supporto 41. Tali pareti 61 A, 61B, sono preferibilmente perpendicolari all?asse dell?asta di perforazione 54, e hanno una forma a ?U?.

Tra la prima 61 A e la seconda parete trasversale 61B sono alloggiati degli elementi di presa 62 spostabili tra una posizione di presa, in cui gli elementi di presa 62 afferrano l?elemento di perforazione 53, e una posizione di rilascio, in cui gli elementi di presa 62 non interferiscono con l?elemento di perforazione 53.

Nell?esempio illustrato gli elementi di presa 62 sono due ganasce allineate tra loro e spostabili simmetricamente l?una dall?altra in modo da allontanarsi e avvicinarsi reciprocamente. Ovviamente la posizione di presa ? raggiunta quando le ganasce sono avvicinate sufficientemente per stringere l?elemento di perforazione 53, e la posizione di rilascio ? raggiunta quando le ganasce sono sufficientemente distanziate per non essere pi? in contato con l?elemento di perforazione 53.

Vantaggiosamente, gli elementi di presa 62 comprendono ciascuno una rispettiva estremit? di contatto 63 conformata in modo da ottimizzare la presa dell?elemento di perforazione 53. Ad esempio, dato che quest?ultimo ha una sezione circolare, le estremit? di contatto 63 possono avere una forma a V con concavit? rivolta verso l?elemento di perforazione 53.

Secondo forme di realizzazione, si pu? prevedere che il primo organo di presa 60, o quantomeno gli elementi di presa 62 possano ruotare rispetto all?asse longitudinale.

Il secondo organo di presa 70 ? invece collocato tra il primo elemento di presa 60 e, in uso, la testa di perforazione 50.

Vantaggiosamente il secondo organo di presa 70, detto anche morsa superiore, ha una struttura analoga a quella del primo organo di presa 60. Pertanto, gli stessi componenti del secondo organo di presa 70 non sono descritti, per semplicit?, e sono indicati con gli stessi numeri di riferimenti ai quali si aggiunge 10.

Secondo forme di realizzazione, il secondo organo di presa 70, o quantomeno gli elementi di presa 72 sono montati girevoli nel corpo 71, in modo da ruotare assieme attorno all?elemento di perforazione 53 per un angolo limitato, tipicamente minore di 30?.

In tal modo il secondo organo di presa 70 ? atto a fare ruotare l?elemento di perforazione attorno al proprio asse longitudinale, in modo da collegarlo oppure scollegarlo dalla testa di perforazione 50, ad esempio tramite avvitamento e svitamento.

Inoltre, il secondo organo di presa 70 ? anche spostabile lungo la direzione di spostamento, longitudinale alla struttura di supporto 41, tra il primo organo di presa 60 e la testa di perforazione 50, come si vede nelle figg. 3A, 3B e 3C. In tal modo, ? possibile estrarre una parte di elemento di perforazione 53 dal foro eseguito nel terreno tramite il secondo organo di presa 70, anzich? con la testa di perforazione 50.

Per eseguire lo spostamento del secondo organo di presa 70, il gruppo di perforazione 40 comprende preferibilmente almeno un organo di traslazione 74 collegato al secondo organo di presa 70, e preferibilmente montato sulla struttura di supporto 41 (figg. 2 e 2A).

Preferenzialmente, l?organo di traslazione 74 ? disposto in corrispondenza della prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41.

Secondo forme di realizzazione, ci sono due organi di traslazione 74, preferibilmente comprendenti un pistone. Ad esempio ? possibile prevedere che una estremit? del pistone sia connessa al secondo organo di presa 70 e che l?altra estremit? del pistone sia connessa alla prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41, pi? preferibilmente all?elemento di appoggio 42.

Secondo forme di realizzazione qui descritte, il gruppo di perforazione 40 comprende anche un dispositivo di protezione 80 atto a schermare l?elemento di perforazione 53 dagli operatori, assicurando cos? la loro sicurezza. Tale dispositivo di protezione 80 ? comunemente chiamato gabbia.

Ad esempio, il dispositivo di protezione 80 comprende un corpo 81 atto a circondare la testa di perforazione 50 (fig. 4A), e quindi anche l?elemento di perforazione 53. Nell?esempio illustrato, il corpo 81 comprende due componenti laterali 82 paralleli tra loro, e un componente frontale 83 connesso ai componenti laterali 82 e disposto, in uso, affacciato alla struttura di supporto 41 (figg. 1 e 4A).

In modo preferito, il dispositivo di protezione 80 ? configurato per spostarsi almeno parzialmente assieme al secondo elemento di presa 70. In altre parole, il dispositivo di protezione 80 ? configurato in modo che almeno parte di esso sia mobile assieme al secondo elemento di presa 70.

Preferibilmente il dispositivo di protezione 80 si sposta interamente assieme al secondo elemento di presa 70. Questo accorgimento permette di ridurre le dimensioni del dispositivo di protezione 80 rispetto allo stato della tecnica, in quanto non vi ? pi? la necessit? di prevedere uno spazio sufficiente a consentire la rotazione dell?organo di presa 70 all?interno della gabbia 80.

Preferibilmente il dispositivo di protezione 80 ? posizionato tra il secondo organo di presa 70 e la seconda estremit? 41B. In tal modo, si pu? prevedere una gabbia 80 con dimensioni ulteriormente ridotte, perch? tale gabbia non deve pi? consentire il passaggio del secondo organo di presa 70 nel suo interno.

Come si vede nell?esempio illustrato, il dispositivo di protezione 80 pu? essere connesso al secondo elemento di presa 70, e non alla struttura di supporto 41.

In alternativa ? possibile prevedere che il dispositivo di protezione 80 abbia un corpo 81 estensibile, ad esempio telescopico, con una estremit? connessa al secondo organo di presa 70 e l?altra estremit? connessa alla struttura di supporto 41, cos? da potersi estendere e ritirare in funzione dello spostamento del secondo organo di presa 70.

In modo vantaggioso, il dispositivo di protezione 80 ? connesso al secondo organo di presa 70 in corrispondenza di un suo primo bordo trasversale 80 A, orientato, in uso, verso la prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41, trasversalmente all?elemento di perforazione 53. A tal fine, il dispositivo di protezione 80 pu? comprendere almeno un elemento di fissaggio 84 che lo connette saldamente alla morsa superiore 70 (figg. 3A-4B).

In modo ancora pi? vantaggioso, il dispositivo di protezione 80 ? connesso alla seconda parete trasversale 72 del secondo organo di presa 70. Si assicura cos? che la gabbia 80 non interferisca con la morsa superiore 70, il che permette di ridurre al massimo le dimensioni laterali della gabbia 80.

In questo modo si ? riuscito a equipaggiare un gruppo di perforazione 40 con una gabbia larga circa 1 metro, e con un peso pari a circa 100 kg. In pratica la gabbia 80 deve essere sufficientemente larga e profonda per alloggiare la testa di perforazione 50, ma non necessariamente di pi?.

Infatti, ? possibile prevedere che il dispositivo di protezione 80 abbia una larghezza e una profondit? di poco maggiori della larghezza e della profondit? della testa di perforazione 50. Ad esempio, il dispositivo di protezione 80 delimita uno spazio interno la cui larghezza e la cui profondit? sono maggiori del 5% o pi? rispetto alla larghezza massima e alla profondit? massima della testa di perforazione 50. Pi? preferibilmente lo spazio interno delimitato dal dispositivo di protezione ha una larghezza e una profondit? maggiori della larghezza e della profondit? della testa di perforazione 50 di una proporzione compresa tra il 5% e il 15%.

Con larghezza si intende la distanza minima, presa ortogonalmente all?asse longitudinale della struttura di supporto 41, tra i due componenti laterali 82, e con profondit? si intende la distanza minima, presa ortogonalmente all?asse longitudinale della struttura di supporto 41, tra il componente frontale 83 e la struttura di supporto 41.

Con una tale configurazione del dispositivo di protezione 80, la parte dell?elemento di perforazione 53 collocata tra il primo 60 e il secondo organo di presa 70 non ? pertanto schermata, contrariamente a quanto previsto dalle norme di sicurezza nel caso in cui la distanza tra i due organi di presa 60, 70 superi un valore limite.

Per ovviare a questo problema, si pu? prevedere di consentire lo spostamento del secondo organo di presa 70 oltre una distanza di soglia predeterminata dal primo organo di presa 60, soltanto qualora ? impostata una modalit? di funzionamento limitata. Con modalit? di funzionamento limitata, ovvero modalit? ROM, si intende una modalit? in cui le velocit? di rotazione e di spostamento e traslazione dell?elemento di perforazione 53 sono limitate.

Ad esempio, si pu? prevedere che, nella modalit? di funzionamento limitata, la velocit? di rotazione dell?elemento di perforazione 53 sia limitata a un massimo di 30 rpm e che la velocit? di spostamento della testa di perforazione 50 sia limitata a un massimo di 15 m/min.

Per attivare la modalit? di funzionamento limitata, la macchina perforatrice 10 comprende preferibilmente un?unit? di controllo 21, schematicamente illustrata in fig. 1 , che controlla, tra altri, la velocit? di rotazione dell?elemento di perforazione 53 e la velocit? di spostamento della testa di perforazione 50.

In modo preferenziale, la macchina perforatrice 10 pu? comprendere, inoltre, almeno un sensore di posizione 22 atto a rilevare la posizione del primo bordo trasversale 80A del dispositivo di protezione 80, al di sotto del quale quest?ultimo non copre pi? l?elemento di perforazione 53, o la posizione del secondo organo di presa 70 lungo l?asse longitudinale.

Secondo forme di realizzazione, il sensore di posizione 22 pu? essere disposto almeno in parte su uno tra il primo bordo trasversale 80A, o sul secondo organo di presa 70 ed essere configurato per rilevarne la posizione, ad esempio, rispetto al primo organo di presa 60, o alla prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41.

Pi? preferenzialmente, il sensore di posizione 22 ? collegato con l?unit? di controllo 21 della macchina perforatrice 10 in modo da segnalare la posizione del primo bordo trasversale 80A della gabbia 80, o la distanza tra gli organi di presa 60, 70.

In tal modo si pu? impostare l?unit? di controllo 21 in modo che essa arresti la rotazione e l?avanzamento della testa di perforazione 50 quando il bordo 80 A della gabbia 80, o il secondo organo di presa 70, raggiunge una posizione predeterminata, ovvero una distanza di soglia predeterminata dal primo organo di presa 60. Ad esempio la distanza di soglia predeterminata pu? essere impostata tra 0 e 20 cm, in modo da rispettare le norme di sicurezza vigenti nel settore. In tal modo, successivamente si pu? passare alla modalit? di funzionamento limitato manualmente, ovvero mediante una selezione volontaria da parte di un operatore, o eventualmente mediante un ulteriore comando fornito dall?unit? di controllo 21.

In alternativa ? possibile impostare l?unit? di controllo 21 in modo che, quando il bordo inferiore 80A della gabbia 80, o lo spazio tra i due organi di presa 60, 70 raggiunge la soglia sopra definita, essa attivi in modo automatico la modalit? di funzionamento limitato.

In modo preferito, il sensore di posizione 22 ? configurato per monitorare la posizione del secondo organo di presa 70, al quale ? connesso il dispositivo di protezione 80.

E vantaggioso prevedere che il sensore di posizione 22 sia posizionato in vicinanza del primo organo di presa 60, preferibilmente in corrispondenza della prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41. Ad esempio il sensore di posizione 22 pu? essere montato sul piede di appoggio 42 della struttura di supporto 41. In alternativa, il sensore di posizione 22 pu? anche essere collocato nell?organo di traslazione 74 del secondo organo di presa 70.

Secondo forme di realizzazione, il dispositivo di protezione 80 ? apribile, per consentire a un operatore di accedere all? interno del dispositivo di protezione 80, ad esempio per disporre un componente dell?elemento di perforazione 53 (asta di perforazione, rivestimento o simile).

Preferibilmente, il componente frontale 83 ? provvisto di due ante 85 connesse girevoli ai due componenti laterali 82 (figg. 4A e 4B). Ancora pi? preferibilmente le ante 85 sono provviste ciascuna di un rispettivo elemento di movimentazione 86, nell?esempio illustrato dei pistoni. Ancora pi? preferibilmente i pistoni 86 sono di tipo elettrico e connessi all?unit? di controllo della macchina perforatrice 10, in modo da movimentare le ante 85 mediante l?unit? di controllo.

Una modalit? di funzionamento della macchina perforatrice 10 fin qui descritta ? la seguente.

Si sposta la macchina perforatrice 10 in corrispondenza della zona di terreno in cui eseguire la foratura. Si provvede poi a montare l?elemento di perforazione 53 sulla testa di perforazione 50, ad esempio manualmente da parte di un operatore. Per questa fase di montaggio, la gabbia 80 ? in configurazione aperta, cio? con le ante 85 aperte, cos? come le ganasce 62, 72 delle morse 60, 70 sono in posizione di rilascio, pi? preferibilmente abbastanza distanziate l?una dall?altra per consentire il passaggio tra di loro dell?elemento di perforazione 53. La testa di perforazione 50 ? preferibilmente collocata in prossimit? della seconda estremit? 41 B della struttura di supporto 41.

Una volta montato l?elemento di perforazione 53, e dopo aver richiuso le ante 85, si adopra la macchina perforatrice in modo da posizionare il gruppo di perforazione 40 in posizione di perforazione.

Si avvia la rotazione dell?elemento di perforazione 53, mediante il gruppo motore di rotazione 56 della testa di perforazione 50, e si fa avanzare la testa di perforazione 50, mediante l?organo motore di traslazione 52, senza interrompere la rotazione dell?elemento di perforazione 53.

Si esegue cos? la foratura del terreno. La testa di perforazione 50 ? fatta avanzare verso la prima estremit? 41 A della struttura di supporto 41, fino a raggiungere il secondo organo di presa 70, preferibilmente posto in vicinanza del primo organo di presa 60 (fig. 3A).

A questo punto, qualora sia necessario proseguire con la foratura, si provvede a sconnettere l?elemento di perforazione 53 dalla testa di perforazione 50, con l?ausilio degli organi di presa 60, 70, e si riporta la testa di perforazione 50 in prossimit? della seconda estremit? 41B della struttura di supporto 41.

Si provvede ad aprire le ante 85 della gabbia 80, disporre una prolunga all?estremit? dell?elemento di perforazione 53 all?intemo della foratura, e a connettere la prolunga alla testa di perforazione 50, con l?ausilio degli organi di presa 60, 70, ovvero abbassando la testa di perforazione 50 a contatto con l?estremit? libera della prolunga, e ruotando la prolunga mediante il secondo organo di presa 70, ad esempio per avvitare la prolunga alla testa di perforazione 50.

Nel caso in cui ci sia la necessit? di spostare il secondo organo di presa 70 verso la seconda estremit? 41 B della struttura di supporto 41, ad esempio per intervenire sul primo organo di presa 60, si aziona l?organo di traslazione 74. Quando il secondo organo di presa 70 raggiunge la distanza soglia predeterminata rispetto al primo organo di presa 60 (fig.

3B), il sensore di posizione 22 invia un segnale corrispondente all?unit? di controllo 21 della macchina perforatrice 10.

L?unit? di controllo 21 attiva l?arresto della rotazione e della traslazione e dell?avanzamento della testa di perforazione 50 e/o dell?elemento di perforazione 53 collegato ad essa, in modo che si possa impostare, mediante selezione volontaria, la modalit? di funzionamento limitata, quindi con velocit? di rotazione e spostamento limitate come indicato in precedenza. In tal modo si pu? proseguire lo spostamento del secondo organo di presa 70 verso la seconda estremit? 41 B della struttura di supporto 41 (fig. 3C), e un operatore pu? intervenire sul primo organo di presa 60, in sicurezza, senza dover necessariamente fermare l?elemento di perforazione 53. Ovviamente ? preferibile, per una massima sicurezza dell?operatore, fermare del tutto la rotazione e lo spostamento dell?elemento di perforazione 53 durante l?intervento dell?operatore.

In alternativa, l?unit? di controllo 21 pu? essere impostata in modo da attivare automaticamente la modalit? di funzionamento limitata, senza arrestare la movimentazione della testa di perforazione 50.

Secondo un?altra alternativa, si pu? impostare l?unit? di controllo 21 in modo da impedire lo spostamento del secondo organo di presa 70 oltre la suddetta distanza soglia predeterminata finch? la macchina 10 non ? in modalit? di funzionamento limitato.

Secondo possibili varianti di realizzazione, pu? essere previsto un dispositivo di blocco configurato per impedire la movimentazione del secondo organo di presa 70 rispetto al primo organo di presa 60, il quale pu? essere selettivamente disattivato dall?unit? di controllo 21 quando la velocit? di rotazione e/o traslazione dell?elemento di perforazione 53 scendono al di sotto di un rispettivo valore di soglia di sicurezza.

Analogamente, per quanto riguarda l?apertura delle ante 85, una possibile alternativa prevede che l?apertura delle ante 85 determini, in modo automatico, l?impostazione della modalit? di funzionamento limitato della macchina perforatrice. Un?altra alternativa prevede invece di impedire l?apertura delle ante 85 finch? la modalit? di funzionamento limitato non ? impostata.

? chiaro che al gruppo di perforazione 40 e alla macchina perforatrice 10 fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.

E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potr? senz?altro realizzare molte altre forme equivalenti di gruppo di perforazione 40 e macchina perforatrice 10, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell?ambito di protezione da esse definito.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene allambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di perforazione per una macchina perforatrice (10) per la foratura di un terreno, comprendente una struttura di supporto (41) rettilinea, che presenta una prima estremit? (41 A), atta a essere disposta in vicinanza del terreno da forare, e una seconda estremit? (41B) opposta a detta prima estremit? (41 A), una testa di perforazione (50) montata scorrevole su detta struttura di supporto (41) rettilinea, un elemento di perforazione (53) montato girevole su detta testa di perforazione (50), in modo da ruotare attorno al proprio asse longitudinale, un primo organo di presa (60) atto ad afferrare detto elemento di perforazione (53), e disposto in corrispondenza di detta prima estremit? (41 A) della struttura di supporto (41), un secondo organo di presa (70) montato mobile su detta struttura di supporto (41) e disposto tra detto primo organo di presa (60) e detta testa di perforazione (50), caratterizzato dal fatto di comprendere anche un dispositivo di protezione (80) atto a schermare detto elemento di perforazione (53), e almeno parzialmente spostabile assieme a detto secondo organo di presa (70).
2. 2. Gruppo di perforazione come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di protezione (80) ? disposto tra il secondo organo di presa (70) e la seconda estremit? (41B) della struttura di supporto (41).
3. 3. Gruppo di perforazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di protezione (80) ? connesso al secondo organo di presa (70).
4. 4. Gruppo di perforazione come nelle rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che detto secondo organo di presa (70) comprende un corpo (71) dotato di una parete trasversale (71B) orientata verso la seconda estremit? (41B) della struttura di supporto (41), e che detto dispositivo di protezione (80) ? connesso a detta parete trasversale (71B) e si estende da essa verso detta seconda estremit? (41B) della struttura di supporto (41).
5. 5. Gruppo di perforazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 4, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di protezione (80) delimita uno spazio interno la cui larghezza e la cui profondit? sono maggiori rispetto alla larghezza e alla profondit? della testa di perforazione (50), di una proporzione compresa tra il 5% e il 15%.
6. 6. Gruppo di perforazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondo organo di presa (70) comprende un organo di traslazione (74) atto a movimentarlo lungo la struttura di supporto (41), in cui detto organo di traslazione (74) ? disposto in corrispondenza della prima estremit? (41 A) della struttura di supporto (41).
7. 7. Gruppo di perforazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di posizione (22) atto a rilevare la posizione di uno tra un bordo trasversale (80A) del dispositivo di protezione (80), rivolto verso la prima estremit? (41 A) della struttura di supporto (41) o detto secondo organo di presa (70).
8. 8. Gruppo di perforazione come nelle rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che detto sensore di posizione (22) ? collocato in corrispondenza dell?organo di traslazione (74) del secondo organo di presa (70).
9. 9. Macchina perforatrice comprendente un gruppo di movimentazione (20) atto a consentire lo spostamento di detta macchina perforatrice (10), un gruppo di supporto e orientamento (30) montato su detto gruppo di movimentazione (20), e un gruppo di perforazione (40) come in una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8, montato su detto gruppo di supporto e orientamento (30), detto gruppo di supporto e orientamento (30) essendo configurato per sostenere e orientare detto gruppo di perforazione (40).
10. 10. Macchina perforatrice come nella rivendicazione 9, in cui il gruppo di perforazione ? come nella rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che comprende un?unit? di controllo (21) atta a controllare almeno la velocit? di rotazione dell?elemento di perforazione (53) e la velocit? di traslazione della testa di perforazione (50), e che il sensore di posizione (22) ? collegato a detta unit? di controllo (21), in modo da monitorare la posizione del bordo trasversale (80A) del dispositivo di protezione (80) o la posizione di detto secondo organo di presa (70) e arrestare la rotazione e la traslazione della testa di perforazione (50) e/o dell?elemento di perforazione (53) qualora la distanza tra detto bordo trasversale (80A) e detto primo organo di presa (60) o tra detti organi di presa (60, 70) superi una distanza di soglia predeterminata.