LU88462A1 - Device for changing drill and / or drilling rods on a taphole drilling machine - Google Patents

Device for changing drill and / or drilling rods on a taphole drilling machine Download PDF

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LU88462A1
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LU
Luxembourg
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drilling
rods
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French (fr)
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Emile Lonardi
Philippe Malivoir
Victor Kremer
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Wurth Paul Sa
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509Tapping equipment
    • F27D3/1527Taphole forming equipment, e.g. boring machines, piercing tools
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
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    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/12Opening or sealing the tap holes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole

Abstract

A device for changing boring and/or drilling rods on a tap-hole drilling machine comprises a magazine (10) with compartments (14, 16, 18, 20) capable of receiving several types of rod (14', 16', 18', 20'), and a device (12) for handling the rods, capable of gripping a rod in the said magazine and of aligning it along an axis defined on the drilling machine. The compartments (14, 16, 18, 20) are arranged on a carriage (22) which can move horizontally with respect to the device (12) for handling the rods. The handling device (12) comprises a vertical supporting column (60), a handling arm (62) and a gripping unit (64). <IMAGE>

Description

Mémoire Descriptif déposé à l'appui d'une demande deDescription Brief filed in support of a request for

BREVET D’INVENTIONPATENT

auat

Luxembourg au nom de: paül wurth s.a.Luxembourg on behalf of: paül wurth s.a.

32, rue d'Alsace L-1122 LUXEMBOURG32, rue d'Alsace L-1122 LUXEMBOURG

pour : Dispositif pour changer des tiges de forage et/ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée DISPOSITIF POUR CHANGER DES TIGES DE FORAGE ET/OU DE PERÇAGE SUR UNE MACHINE DE PERÇAGE D'UN TROU DE COULEE La présente invention concerne un dispositif pour changer des tiges de forage et/ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée, notamment sur une machine de perçage du trou de coulée d'un four à cuve, comme par exemple un haut fourneau.for: Device for changing drilling and / or drilling rods on a drilling machine for a tap hole DEVICE FOR CHANGING DRILLING AND / OR DRILLING RODS ON A DRILLING MACHINE FOR A CAST HOLE The present The invention relates to a device for changing drill and / or drilling rods on a taphole drilling machine, in particular on a taphole drilling machine of a shaft furnace, such as for example a blast furnace. .

Pour percer le trou de coulée d'un haut fourneau il est connu d'utiliser des tiges de forage et de perçage d'une longueur de 5 mètres qui pèsent plus de 50 kg. Ces tiges doivent être échangées en principe après chaque perçage du trou de coulée. Pour monter une nouvelle tige de forage ou de perçage dans la machine de perçage, deux ouvriers doivent d'abord transporter la tige d'un magasin jusqu'à la machine de perçage et ensuite l'aligner manuellement sur l'affût de cette dernière. Si cette opération de montage de la tige de perçage ou de forage sur la machine de perçage constitue déjà un travail pénible, l'opération de démontage d'une tige usée est une opération qui est encore plus pénible. En effet, la tige de forage ou de perçage est, après son extraction du trou de coulée, chaude, déformée et encrassée. En bref, l'échange manuel d'une tige de forage ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée est un travail dur, incommode et qui présente de plus un risque élevé du point de vue accidents de travail.To drill the taphole of a blast furnace, it is known to use drilling and drilling rods with a length of 5 meters which weigh more than 50 kg. These rods must in principle be replaced after each drilling of the tap hole. To install a new drill or drilling rod in the drilling machine, two workers must first transport the rod from a magazine to the drilling machine and then manually align it with the carriage mount. If this operation of mounting the drilling rod or drilling on the drilling machine already constitutes strenuous work, the operation of dismantling a worn rod is an operation which is even more painful. Indeed, the drill rod or drilling rod is, after its extraction from the tap hole, hot, deformed and dirty. In short, the manual exchange of a drill or drilling rod on a taphole drilling machine is hard work, inconvenient and which also presents a high risk from the point of view of industrial accidents.

Le problème technique à la base de la présente invention est de mécaniser ce travail pénible et dangereux.The technical problem underlying the present invention is to mechanize this arduous and dangerous work.

Selon la présente invention ce problème technique trouve sa solution dans un dispositif pour changer des tiges de forage et/ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée qui comprend: un magasin avec des compartiments pouvant recevoir plusieurs types de tiges, et un dispositif de manutention de tiges, capable de saisir une tige dans ledit magasin et de l'aligner dans un axe défini sur la machine de perçage.According to the present invention, this technical problem finds its solution in a device for changing drilling and / or drilling rods on a machine for drilling a tap hole which comprises: a magazine with compartments which can receive several types of rods, and a rod handling device capable of gripping a rod in said magazine and aligning it in an axis defined on the drilling machine.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée de quelques exemples d'exécution, décrits ci-dessous, à titre d'illustration, sur base des figures annexées, dans lesquelles: - la Figure 1 représente, dans une vue en perspective, un premier mode d'exécution d'un dispositif selon 1'invention; - la Figure 2 représente une coupe transversale à travers un magasin de tiges de perçage et/ou de forage d'un dispositif selon la présente invention; - la Figure 3 représente une coupe longitudinale à travers le magasin selon la Figure 2; - la Figure 4 illustre dans neuf étapes successives l'opération de chargement d'une nouvelle tige de perçage avec la machine de la Figure 1; - la Figure 5 représente une vue en perspective d'une machine en tandem selon l'invention, qui est capable de servir deux machines de perçage; - la Figure 6 montre, dans une vue en plan, un autre mode d'exécution d'une machine selon l'invention qui est également capable de servir deux machines de perçage représentées sur cette Figure dans leur position de chargement/déchargement; la Figure 7 montre une vue en perspective du dispositif de manutention des tiges de la machine selon la Figure 6; - la Figure 8 montre une variante d'exécution du dispositif de manutention de la Figure 7; - la Figure 9 montre un agrandissement de l'organe de préhension des tiges de la machine de la Figure 1.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the detailed description of some exemplary embodiments, described below, by way of illustration, on the basis of the appended figures, in which: - Figure 1 shows, in a perspective view, a first embodiment of a device according to the invention; - Figure 2 shows a cross section through a store of drill rods and / or drilling a device according to the present invention; - Figure 3 shows a longitudinal section through the store according to Figure 2; - Figure 4 illustrates in nine successive steps the operation of loading a new drilling rod with the machine of Figure 1; - Figure 5 shows a perspective view of a tandem machine according to the invention, which is capable of serving two drilling machines; - Figure 6 shows, in a plan view, another embodiment of a machine according to the invention which is also capable of serving two drilling machines shown in this Figure in their loading / unloading position; Figure 7 shows a perspective view of the rod handling device of the machine according to Figure 6; - Figure 8 shows an alternative embodiment of the handling device of Figure 7; - Figure 9 shows an enlargement of the gripping member of the rods of the machine of Figure 1.

La Figure 1 représente un premier mode d'exécution d'un dispositif pour changer des tiges de forage et/ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée. Ce dispositif comprend un magasin de tiges de forage et/ou de perçage, repéré globalement par la référence 10, et un dispositif de manutention des tiges, repéré globalement par la référence 12.Figure 1 shows a first embodiment of a device for changing drill rods and / or drilling on a machine for drilling a tap hole. This device includes a store for drill and / or drilling rods, generally identified by the reference 10, and a rod handling device, generally identified by the reference 12.

Le magasin 10 pour tiges de forage et/ou de perçage est décrit à l'aide des Figures 1, 2 et 3. Sur les Figures 1 et 3 on voit que ce magasin 10 comprend plusieurs compartiments séparés 14, 16, 18 et 20. Un premier compartiment 14, sur les Figures 1 et 3 il s'agit par exemple du compartiment de gauche, reçoit une réserve de tiges de forage 14' (c'est-à-dire des tiges avec têtes tranchantes pour le forage rotatif); un deuxième compartiment 16 reçoit par exemple une réserve d'un premier type de tiges de perçage 16'; un troisième compartiment 18 reçoit par exemple une réserve d'un deuxième type de tiges de perçage 18' (qui se distingue du premier type par exemple par un diamètre plus grand); et un quatrième compartiment 20 est destiné à recevoir les tiges de perçage et/ou de forage usées 20'. Naturellement ce magasin 10 pourrait aussi comporter moins de quatre compartiments séparés, ou plus de quatre compartiments séparés. En règle général il comporte cependant au moins deux compartiments séparés, dont le premier est destiné à recevoir des tiges de forage et le deuxième est destiné à recevoir des tiges de perçage.The magazine 10 for drill and / or drilling rods is described with the aid of FIGS. 1, 2 and 3. In FIGS. 1 and 3 it can be seen that this magazine 10 comprises several separate compartments 14, 16, 18 and 20. A first compartment 14, in Figures 1 and 3 it is for example the left compartment, receives a reserve of drill rods 14 '(that is to say rods with cutting heads for rotary drilling); a second compartment 16 receives for example a reserve of a first type of drilling rods 16 '; a third compartment 18 receives, for example, a reserve of a second type of drilling rod 18 '(which differs from the first type for example by a larger diameter); and a fourth compartment 20 is intended to receive the used drilling and / or drilling rods 20 '. Of course, this magazine 10 could also have less than four separate compartments, or more than four separate compartments. As a general rule, however, it comprises at least two separate compartments, the first of which is intended to receive drilling rods and the second is intended to receive drilling rods.

Les compartiments séparés 14, 16, 18 et 20 sont aménagés sur un chariot 22 qui est coulissable dans des rails 24', 24''. Ces rails 24', 24'' qui sont par exemple directement montés sur le plancher de travail 26, permettent un déplacement, de préférence horizontal, du chariot 22 par rapport au dispositif de manutention des tiges 12. Sur les Figures 2 et 3 on voit que le chariot 22 est par exemple guidé dans les rails 24' et 24'' à l'aide de galets 28. Il sera encore noté que les tiges 14', 16' et 18' sont de préférence agencées dans le compartiment respectif de façon que leur axe soit perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot 22.The separate compartments 14, 16, 18 and 20 are arranged on a carriage 22 which is slidable in rails 24 ', 24' '. These rails 24 ', 24' 'which are for example directly mounted on the work floor 26, allow movement, preferably horizontal, of the carriage 22 relative to the rod handling device 12. In Figures 2 and 3 we see that the carriage 22 is for example guided in the rails 24 'and 24' 'using rollers 28. It will also be noted that the rods 14', 16 'and 18' are preferably arranged in the respective compartment so that their axis is perpendicular to the direction of movement of the carriage 22.

Chacun des compartiments séparés 14, 16 et 18 définit un plan incliné 30, sur lequel les tiges 14', 16' ou 181 reposent en contact 1'une contre 1'autre perpendiculairement à la pente de ce plan incliné 30 (cf. Figure 3). Des butées 32 arrêtent dans chaque compartiment séparé 14, 16, 18 la première des tiges 14', 16', 18’ au pied du plan incliné 30. Sur les Figures 1 et 2 on voit que les plans inclinés 30 sont par exemple définis par deux rebords latéraux 34' et 34'1 et un rebord central 34111 du chariot 22. Chacun de ces rebords 34', 34'' et 34''· est plus précisément découpé en dents de scie, afin de définir lesdits plans inclinés 30. Le compartiment 20 qui reçoit les tiges usées 20' ne définit pas nécessairement un plan incliné.Each of the separate compartments 14, 16 and 18 defines an inclined plane 30, on which the rods 14 ', 16' or 181 rest in contact with one another perpendicular to the slope of this inclined plane 30 (cf. Figure 3 ). Stops 32 stop in each separate compartment 14, 16, 18 the first of the rods 14 ', 16', 18 'at the foot of the inclined plane 30. In Figures 1 and 2 we see that the inclined planes 30 are for example defined by two lateral edges 34 'and 34'1 and a central edge 34111 of the carriage 22. Each of these edges 34', 34 '' and 34 '' · is more precisely cut in sawtooth pattern, in order to define said inclined planes 30. The compartment 20 which receives the worn rods 20 ′ does not necessarily define an inclined plane.

Sur la Figure 3 la référence 36 repère la trace d'un plan vertical fictif, qui est perpendiculaire au plan de la figure et fixe par rapport au dispositif de manutention 12, et qui sera utilisé dans la suite pour décrire les agencements relatifs des différents éléments. Le chariot 22 peut être déplacé dans ses rails 24', 24'' entre au moins trois positions différentes. Dans une première position c'est la tige en appui contre les butées 32 du compartiment 18 qui se trouve alignée dans le plan 36. Dans la deuxième position ce sera la tige en appui contre les butées 32 du compartiment 16 qui se trouvera alignée dans ledit plan 36. Enfin, dans la troisième position ce sera la tige en appui contre les butées 32 du compartiment 14 qui se trouvera alignée dans le plan 36. Le déplacement du chariot 22 entre les trois positions se fait par exemple à l'aide d'un vérin 38 ou d'une chaîne sans fin (non représentée).In Figure 3 the reference 36 locates the trace of a fictitious vertical plane, which is perpendicular to the plane of the figure and fixed relative to the handling device 12, and which will be used in the following to describe the relative arrangements of the different elements . The carriage 22 can be moved in its rails 24 ', 24' 'between at least three different positions. In a first position it is the rod bearing against the stops 32 of the compartment 18 which is aligned in the plane 36. In the second position it will be the rod bearing against the stops 32 of the compartment 16 which will be aligned in said plane 36. Finally, in the third position it will be the rod bearing against the stops 32 of the compartment 14 which will be aligned in the plane 36. The movement of the carriage 22 between the three positions is done for example using a jack 38 or an endless chain (not shown).

Dans le plan 36 est agencé, entre les deux rails 24' et 24'', l'axe longitudinal d'un mécanisme de soulèvement 40 (cf. Figure 2, qui constitue une coupe parallèle au plan 36 à travers le magasin 10) . Ce mécanisme de soulèvement 40 est immobile par rapport au dispositif de manutention 12. Il sert à saisir une tige 18 ', 16 ' ou 14 ' qui dans la première, la deuxième, respectivement la troisième position du chariot 22 se trouve alignée dans le plan 36, et de la soulever au-dessus du niveau des autres tiges. A cette fin ce mécanisme 40 comprend avantageusement deux bras 42', 42'1 ; le premier bras 42 ' étant agencé entre les rebords 34' et 34" et le deuxième bras 42 *' étant agencé entre les rebords 34 ' ' ' et 34 * *. Chacun de ces bras 42', respectivement 42 ' ' est articulé avec une première de ces deux extrémités sur un support fixe 44·, respectivement 44'1, de façon à pouvoir pivoter dans le plan vertical 36 entre une position rabattue, dans laquelle il ne gène pas le passage du chariot 22, et une position soulevée, dans laquelle les deux bras coopèrent pour supporter la tige alignée dans le plan 36 au-dessus du niveau des autres tiges. Il sera noté que chacun des deux bras 42' et 42'1 est avantageusement muni à son extrémité libre d'une roue à gorge 46', respectivement 46 ' ’ . Les deux roues à gorge 46 et 46'' définissent alors un siège pour la tige à soulever.In the plane 36 is arranged, between the two rails 24 'and 24' ', the longitudinal axis of a lifting mechanism 40 (cf. Figure 2, which constitutes a section parallel to the plane 36 through the magazine 10). This lifting mechanism 40 is stationary relative to the handling device 12. It is used to grasp a rod 18 ′, 16 ′ or 14 ′ which in the first, second and respectively the third position of the carriage 22 is aligned in the plane 36, and lift it above the level of the other rods. To this end, this mechanism 40 advantageously comprises two arms 42 ', 42'1; the first arm 42 'being arranged between the flanges 34' and 34 "and the second arm 42 * 'being arranged between the flanges 34' '' and 34 * *. Each of these arms 42 ', respectively 42' 'is articulated with a first of these two ends on a fixed support 44 ·, respectively 44'1, so as to be able to pivot in the vertical plane 36 between a folded position, in which it does not interfere with the passage of the carriage 22, and a raised position, in which the two arms cooperate to support the rod aligned in the plane 36 above the level of the other rods, it will be noted that each of the two arms 42 ′ and 42′1 is advantageously provided at its free end with a wheel groove 46 ', 46' 'respectively. The two grooved wheels 46 and 46' 'then define a seat for the rod to be lifted.

Pour pouvoir actionner les deux bras 42' et 42'' de façon synchrone par un seul vérin 48, ces deux bras sont avantageusement reliés par une tringle 50 qui est déplacée dans un plan horizontal par le vérin 48. Sur la Figure 2 les flèches 52 indiquent le sens de pivotement des bras 42' et 42'', si la tringle 50 est déplacée par le vérin 48 dans le sens de la flèche 53.To be able to actuate the two arms 42 'and 42' 'synchronously by a single jack 48, these two arms are advantageously connected by a rod 50 which is moved in a horizontal plane by the jack 48. In Figure 2 the arrows 52 indicate the direction of pivoting of the arms 42 'and 42' ', if the rod 50 is moved by the jack 48 in the direction of the arrow 53.

Le dispositif de manutention 12 de la Figure 1 comprend trois éléments principaux: une colonne de support verticale 60, un bras de manutention 62 et un organe de préhension 64. La fonction du dispositif de manutention 12 est de saisir la tige 100, qui est soulevée par le mécanisme 40 au-dessus du magasin 10, et de la positionner dans l'axe de l'affût de la machine de perçage en position de chargement.The handling device 12 of FIG. 1 comprises three main elements: a vertical support column 60, a handling arm 62 and a gripping member 64. The function of the handling device 12 is to grasp the rod 100, which is raised by the mechanism 40 above the magazine 10, and to position it in the axis of the carriage of the drilling machine in the loading position.

La colonne de support verticale 60 est, on l'a vu plus haut, fixe par rapport aux rails de guidage 24', 24 * 1 du chariot 22 et, a fortiori, par rapport au mécanisme de soulèvement 40. Il sera noté que ceci n'empêche cependant pas que l'ensemble colonne de support 60, rails de guidage 24', 24'' et mécanisme de soulèvement 40 soient déplaçables comme unité sur le plancher de travail 26. Ainsi cet ensemble pourrait par exemple être monté sur un chariot automoteur ou être déplaçable lui-même dans des rails de guidage intégrés dans le plancher de travail 26.The vertical support column 60 is, as we saw above, fixed relative to the guide rails 24 ', 24 * 1 of the carriage 22 and, a fortiori, relative to the lifting mechanism 40. It will be noted that this does not however prevent the support column 60, guide rails 24 ', 24' 'and lifting mechanism 40 assembly from being movable as a unit on the work floor 26. Thus this assembly could for example be mounted on a carriage self-propelled or be movable itself in guide rails integrated in the work floor 26.

La colonne de support 60 comprend deux rails de guidage 66' et 66'', qui définissent un canal de coulissement 68 pour une embase 70 du bras de manutention 62. Cette embase 70 est déplaçable verticalement dans le canal de coulissement 68 par l'intermédiaire d'un vérin 72. Il est évident qu'on pourrait cependant aussi utiliser une chaîne sans fin, ou tout autre moyen d'entraînement linéaire, pour déplacer l'embase 70 dans son canal de coulissement 68. Le bras de manutention 62 définit, de préférence dans un plan horizontal, un parallélogramme délimité par quatre articulations cylindriques 74', 74'', 76', 76'', dont les axes sont parallèles entre eux. Les deux articulations 74' et 74'' sont localisées du côté de l'embase 70. Les deux articulations 76' et 76'' sont localisées à l'extrémité opposée du bras 62 et servent à supporter un bloc de support 78 pour l'organe de préhension 64. Il sera noté que dans un mécanisme de ce genre le bloc de support 78 reste parallèle à lui-même lorsque le bras de manutention 62 subit un pivotement autour des axes 74' et 74''. Un tel pivotement peut par exemple être engendré par un vérin 80, qui est articulé avec une extrémité sur l'embase 70 et avec l'autre extrémité sur un des deux membres latéraux 82', 82''du parallélogramme du bras de manutention.The support column 60 comprises two guide rails 66 'and 66' ', which define a sliding channel 68 for a base 70 of the handling arm 62. This base 70 is movable vertically in the sliding channel 68 via of a jack 72. It is obvious, however, that one could also use an endless chain, or any other linear drive means, to move the base 70 in its sliding channel 68. The handling arm 62 defines, preferably in a horizontal plane, a parallelogram delimited by four cylindrical joints 74 ', 74' ', 76', 76 '', whose axes are parallel to each other. The two joints 74 'and 74' 'are located on the side of the base 70. The two joints 76' and 76 '' are located at the opposite end of the arm 62 and serve to support a support block 78 for the gripping member 64. It will be noted that in a mechanism of this kind the support block 78 remains parallel to itself when the handling arm 62 undergoes pivoting around the axes 74 'and 74' '. Such a pivoting can for example be generated by a jack 80, which is articulated with one end on the base 70 and with the other end on one of the two lateral members 82 ′, 82 ′ of the parallelogram of the handling arm.

L'organe de préhension 64 est décrit à l'aide de la Figure 9. Il comprend deux bras de préhension 84' et 84'' supportés par une base commune 86. Cette base commune est de préférence montée à l'aide d'une articulation cylindrique 88 sur le bloc de support 78. L'articulation cylindrique 88 est par exemple connectée à un moteur pas-à-pas 90, ce qui permet de pivoter la base 86 de façon contrôlée autour d'un axe de pivotement 92, et d'ajuster avec précision l'angle d'inclinaison de la base commune 86. Il sera encore noté que cet axe de pivotement 92 est de préférence horizontal et parallèle à la direction de déplacement du chariot 22. De plus, cet axe de pivotement reste parallèle à lui-même lorsque le bras de manutention 62 est pivoté autour des articulations 74' et 74·'.The gripping member 64 is described using FIG. 9. It comprises two gripping arms 84 ′ and 84 ″ supported by a common base 86. This common base is preferably mounted using a cylindrical articulation 88 on the support block 78. The cylindrical articulation 88 is for example connected to a stepping motor 90, which makes it possible to pivot the base 86 in a controlled manner around a pivot axis 92, and to precisely adjust the angle of inclination of the common base 86. It will also be noted that this pivot axis 92 is preferably horizontal and parallel to the direction of movement of the carriage 22. In addition, this pivot axis remains parallel to itself when the handling arm 62 is pivoted around the joints 74 'and 74 ·'.

Chaque bras de préhension 84 ' et 84 ' ' comprend à son extrémité libre un crochet pivotable inférieur 90', 90'', qui est actionné par exemple par un vérin 92', 92''. Ces crochets pivotables inférieurs 90', 90” peuvent être engagés par pivotement en-dessous de la tige 100, de façon à former un siège à deux appuis espacés axialement en-dessous de la tige 100. Au moins un des deux bras de préhension 84' et 84'' est équipé d'un crochet fixe supérieur 94 ', 94'' qui forme pour le crochet pivotable inférieur 90', 90'' du même bras de préhension un contre-appui, permettant d'agripper la tige 100. Il sera noté que dans le dispositif dé la Figure 1, le bras de préhension 84' n'est pas muni de crochet fixe. Lors de l'extraction d'une tige usée de la machine de perçage, ce bras de préhension 84' doit en effet supporter cette tige usée à l'extrémité avant. Or, cette extrémité avant risque d'être déformée et encrassée, ce qui pourrait éventuellement gêner son saisissement entre deux crochets. De plus, pour immobiliser une tige ÎOO dans l'organe de préhension 64, il est largement suffisant de l'agripper à un seul endroit.Each gripping arm 84 'and 84' 'comprises at its free end a lower pivotable hook 90', 90 '', which is actuated for example by a jack 92 ', 92' '. These lower pivotable hooks 90 ′, 90 ”can be pivotally engaged below the rod 100, so as to form a seat with two supports spaced axially below the rod 100. At least one of the two gripping arms 84 'and 84' 'is equipped with an upper fixed hook 94', 94 '' which forms for the lower pivotable hook 90 ', 90' 'of the same gripping arm a counter-support, making it possible to grip the rod 100. It will be noted that in the device of Figure 1, the gripping arm 84 'is not provided with a fixed hook. When extracting a worn rod from the drilling machine, this gripping arm 84 ′ must in fact support this worn rod at the front end. However, this front end risks being deformed and dirty, which could possibly hinder its grip between two hooks. In addition, to immobilize a rod 100 in the gripping member 64, it is largely sufficient to grip it in one place.

Le fonctionnement de la machine de la Figure 1 est décrit plus en détail à l'aide des neuf images séquentielles de la Figure 4. Il est conseillé de se référer simultanément aux Figures 1, 2, 3 et 9 pour certains détails structurels de la machine qui ont déjà été décrit plus haut. Sur toutes les images 1 à 9 de la Figure 4 la croix 102 indique un axe défini par une machine de perçage en position de chargement, avec lequel la tige 100 doit être alignée. Il sera noté que cet axe 102 est de préférence contenu dans le plan 36, dans lequel est aussi aligné l'axe longitudinal du mécanisme de soulèvement 40.The operation of the machine in Figure 1 is described in more detail using the nine sequential images in Figure 4. It is advisable to refer simultaneously to Figures 1, 2, 3 and 9 for certain structural details of the machine which have already been described above. In all of images 1 to 9 of FIG. 4, the cross 102 indicates an axis defined by a drilling machine in the loading position, with which the rod 100 must be aligned. It will be noted that this axis 102 is preferably contained in the plane 36, in which the longitudinal axis of the lifting mechanism 40 is also aligned.

La première image de la Figure 4 montre le chariot 22 du magasin 10 dans une position dans laquelle une tige de forage 14' est agencée dans le plan 36. Comme on admet qu'on veut charger une tige de perçage 100 du type 18' dans la machine de perçage, il faut d'abord déplacer le chariot 22 dans une position dans laquelle la première des tiges 18', c'est-à-dire celle qui est en appui sur les butées 32 du compartiment 18, est alignée dans le plan 36. Ce déplacement du chariot 22 est suggéré par la flèche 104.The first image of Figure 4 shows the carriage 22 of the magazine 10 in a position in which a drill rod 14 'is arranged in the plane 36. As it is assumed that one wants to load a drill rod 100 of the type 18' in the drilling machine, it is first necessary to move the carriage 22 into a position in which the first of the rods 18 ′, that is to say the one which bears on the stops 32 of the compartment 18, is aligned in the plane 36. This movement of the carriage 22 is suggested by the arrow 104.

L'image 2 de la Figure 4 représente le chariot 22 dans la position souhaitée. De plus, le mécanisme de soulèvement 40 a été actionné pour soulever la tige 100 au-dessus du magasin 10 (cf. aussi Figure 2) . Il sera noté que dans cette position soulevée, la tige 100 est alignée dans le plan de déplacement 106 du bras de manutention 62, lorsque l'embase 70 est dans sa position inférieure sur la colonne de support 60.Image 2 of Figure 4 shows the carriage 22 in the desired position. In addition, the lifting mechanism 40 has been actuated to raise the rod 100 above the magazine 10 (see also Figure 2). It will be noted that in this raised position, the rod 100 is aligned in the plane of movement 106 of the handling arm 62, when the base 70 is in its lower position on the support column 60.

De 1 ' image 2 à 1 ' image 3 de la Figure 4, le bras de manutention 62 a été pivoté dans le plan 106, dans le sens de la flèche 108, pour agencer 1'extrémités avant de chaque bras de préhension 84', 84'* dans le plan 36.From image 2 to image 3 in FIG. 4, the handling arm 62 has been pivoted in the plane 106, in the direction of the arrow 108, in order to arrange the front ends of each gripping arm 84 ', 84 '* in plan 36.

Sur 1 ' image 4 de la Figure 4 on constate que les crochets de support inférieur 90' et 90'' ont été pivotés en-dessous de la tige 100. Cette dernière se trouve maintenant supportée et saisie par l'organe de préhension 64, ce qui permet de descendre le mécanisme de soulèvement 40 dans sa position de garage. Sur l'image 4 cette dernière opération est déjà accomplie.In image 4 of FIG. 4, it can be seen that the lower support hooks 90 'and 90' 'have been pivoted below the rod 100. The latter is now supported and gripped by the gripping member 64, which makes it possible to lower the lifting mechanism 40 into its garage position. On image 4 this last operation is already accomplished.

Comme le plus souvent le chargement de la machine de perçage doit se faire latéralement, le bras de manutention 62 est pivoté dans le sens de la flèche 108', dans sa position initiale. L'image 5 de la Figure 4 montre le bras de manutention 62 dans cette position, l'organe de préhension 64 supporte maintenant la tige 100.As most often the loading of the drilling machine must be done laterally, the handling arm 62 is pivoted in the direction of arrow 108 ', in its initial position. Image 5 of Figure 4 shows the handling arm 62 in this position, the gripping member 64 now supports the rod 100.

La prochaine étape consiste à déplacer l'embase 70 du bras de manutention 62 verticalement de sa position inférieure dans sa position supérieure. Ce mouvement est suggéré par la flèche 110. L'image 6 de la Figure 4 montre le bras de manutention 62 aligné dans un plan 112, qui passe par l'axe 102 et qui est parallèle au plan 106.The next step is to move the base 70 of the handling arm 62 vertically from its lower position to its upper position. This movement is suggested by the arrow 110. Image 6 of FIG. 4 shows the handling arm 62 aligned in a plane 112, which passes through the axis 102 and which is parallel to the plane 106.

La flèche 114 suggère le mouvement suivant, à savoir un pivotement du bras de manutention 62 dans le plan 112. Vu que l'axe 102 est aligné dans le plan 36, ce pivotement a exactement la même amplitude que le pivotement dans le plan 106, qui a été décrit à l'aide des images 2 et 3 de la Figure 4. Il sera encore noté que pendant ce déplacement la tige 100 reste strictement parallèle à elle-même.The arrow 114 suggests the following movement, namely a pivoting of the handling arm 62 in the plane 112. Since the axis 102 is aligned in the plane 36, this pivoting has exactly the same amplitude as the pivoting in the plane 106, which has been described with the aid of images 2 and 3 of FIG. 4. It will also be noted that during this displacement the rod 100 remains strictly parallel to itself.

Sur l'image 7 de la Figure 4, la tige 100 est agencée dans le plan 36. Il se peut que la tige 100 ne soit pas encore strictement parallèle à l'axe 102 dans le plan 36. En d'autres termes, l'axe 102 n'est pas parallèle au plan 112. Un tel défaut d'alignement est alors corrigé en faisant pivoter l'organe de préhension 64 autour de l'axe 93. Le moteur pas-à-pas 90 permet un ajustage précis de l'inclinaison de la tige 100 dans le plan 36.In image 7 of Figure 4, the rod 100 is arranged in the plane 36. It may be that the rod 100 is not yet strictly parallel to the axis 102 in the plane 36. In other words, l axis 102 is not parallel to plane 112. Such a misalignment is then corrected by rotating the gripping member 64 around the axis 93. The stepping motor 90 allows precise adjustment of the inclination of the rod 100 in the plane 36.

Une fois alignée avec l'axe 102, la tige 100 peut être reprise par les organes de support (non montrés) de la machine de perçage, et les crochets de support 90', 90'' de l'organe de préhension 64 peuvent être rabattus. L'image 8 de la Figure 4 montre la tige 100 supportée sur la machine de perçage (non montrée) en alignement avec l'axe 102 après que les crochets de support 90', 90'' ont été rabattus.Once aligned with the axis 102, the rod 100 can be taken up by the support members (not shown) of the drilling machine, and the support hooks 90 ', 90' 'of the gripping member 64 can be folded down. Image 8 of Figure 4 shows the rod 100 supported on the drilling machine (not shown) in alignment with the axis 102 after the support hooks 90 ', 90' 'have been folded down.

En dernier lieu le bras de manutention 62 est pivoté dans le plan 112 dans sa position initiale, ce qui est suggéré par la flèche 114'. L'image 9 de la Figure 4 montre la machine selon l'invention dans la position dans laquelle elle se trouve après accomplissement de ce dernier mouvement. Le plus souvent elle restera dans cette position pour être prête à enlever une tige usée de la machine de perçage.Finally the handling arm 62 is pivoted in the plane 112 in its initial position, which is suggested by the arrow 114 '. Image 9 of Figure 4 shows the machine according to the invention in the position in which it is after completion of this last movement. Most often it will remain in this position to be ready to remove a worn rod from the drilling machine.

Pour enlever cette tige usée de la machine de perçage, les opérations des images 9 à 4 sont réalisées dans l'ordre inverse (le sens des flèches 114', 114, 110 et 108' est bien entendu inversé). Arrivé à la position représentée par l'image 4 de la Figure 4, il y a deux variantes possibles pour décharger la tige usée dans le compartiment 20 du magasin 10. Selon la première variante, le chariot 22 est déplacé jusqu'à ce que le compartiment 20 soit situé en-dessous de la tige usée. Selon la deuxième variante, le bras de manutention est pivoté au-delà de son arrêt normal, défini par l'agencement de la tige supportée par l'organe de préhension 64 dans le plan 36, dans une position extrême, dans laquelle les crochets 90', 90'' surplombent le compartiment 20. Dans les deux variantes, les crochets de support 90', 90'' sont alors ouverts et la tige usée tombe dans le compartiment 20 réservé aux tiges usées 20'. Il sera noté que la machine de la Figure 1 est conçue, pour des raisons d'encombrement notamment, pour appliquer la variante 2 pour la décharge d'une tige usée dans son compartiment 20.To remove this worn rod from the drilling machine, the operations of images 9 to 4 are carried out in reverse order (the direction of the arrows 114 ′, 114, 110 and 108 ′ is of course reversed). Arrived at the position represented by the image 4 of FIG. 4, there are two possible variants for discharging the worn rod in the compartment 20 of the magazine 10. According to the first variant, the carriage 22 is moved until the compartment 20 is located below the worn rod. According to the second variant, the handling arm is pivoted beyond its normal stop, defined by the arrangement of the rod supported by the gripping member 64 in the plane 36, in an extreme position, in which the hooks 90 ', 90' 'overhang the compartment 20. In both variants, the support hooks 90', 90 '' are then opened and the worn rod falls into the compartment 20 reserved for the used rods 20 '. It will be noted that the machine of FIG. 1 is designed, for reasons of space in particular, to apply variant 2 for the discharge of a worn rod in its compartment 20.

La Figure 5 montre une exécution en tandem de la machine de la Figure 1. Elle se distingue de la machine de la Figure 1 essentiellement en deux points. Premièrement, elle comprend deux magasins symétriques 210' et 210'', qui sont situés de part et d'autre de la colonne de support 260. Chacun de ces deux magasins 210' et 210'' est identique au magasin 10. Deuxièmement, elle comprend deux organes de préhension 264' et 264'' agencés symétriquement sur un bloc de support 278, qui est l'équivalent du bloc de support 78 de la Figure 1. Chacun de ces organes de préhension est identique à l'organe de préhension de la Figure 9. Une telle machine en tandem permet de changer des tiges de forage et/ou de perçage sur deux machines de perçage.Figure 5 shows a tandem execution of the machine of Figure 1. It differs from the machine of Figure 1 essentially in two points. First, it includes two symmetrical magazines 210 'and 210' ', which are located on either side of the support column 260. Each of these two magazines 210' and 210 '' is identical to magazine 10. Second, it comprises two gripping members 264 'and 264' 'arranged symmetrically on a support block 278, which is the equivalent of the support block 78 of FIG. 1. Each of these gripping members is identical to the gripping member Figure 9. Such a tandem machine makes it possible to change drill and / or drilling rods on two drilling machines.

Sur la Figure 6 est notamment représenté une situation dans laquelle deux machines de perçage 300', 300'' attendent d'être chargées. A cette fin leurs affûts 302' et 302'', qui sont supportés de façon connue en soi par un support pivotable 304,. 304'', ont été agencés de part et d'autre d'une machine selon l'invention repérée globalement par la référence 306. Cette machine pourrait bien entendu être la machine en tandem de la Figure 5. Sur la Figure 6 la référence 306 repère cependant une variante d'exécution de la machine de la Figure 1 qui permet de servir les deux machines de perçage 302' et 302'' en n'utilisant qu'un seul magasin 310, identique au magasin 10 de la figure 1, et un dispositif de manutention 312 avec un seul organe de préhension 364, identique à l'organe de préhension 64 de la Figure 9.In Figure 6 is shown in particular a situation in which two drilling machines 300 ', 300' 'are waiting to be loaded. To this end their mountings 302 'and 302' ', which are supported in a manner known per se by a pivotable support 304 ,. 304 '', were arranged on either side of a machine according to the invention generally identified by the reference 306. This machine could of course be the tandem machine of Figure 5. In Figure 6 the reference 306 identifies, however, an alternative embodiment of the machine of FIG. 1 which makes it possible to serve the two drilling machines 302 ′ and 302 ″ by using only one magazine 310, identical to magazine 10 in FIG. 1, and a handling device 312 with a single gripping member 364, identical to the gripping member 64 of FIG. 9.

La Figure 7 montre plus en détail le dispositif de manutention 312 de la Figure 6. Ce dernier se distingue du dispositif 12 de la Figure 7 essentiellement par le fait que le dispositif de préhension 3 64 est pivotable par rapport au bloc de support 378 autour d'un axe vertical 395. Un moteur rotatif 379, à sens de rotation réversible, assure alors le pivotement de l'organe de préhension 364 autour de l'axe 395 entre une première position (montrée sur le Figure 6), dans laquelle il sait saisir une tige de perçage dans le magasin 310 (ou décharger une tige usée dans celui-ci) et dans lequel il est aussi capable de servir l'affût 302', et une deuxième position, dans laquelle il est capable de servir l'affût 302''. Le pivotement de l'organe de préhension 364 de la première position dans la deuxième position s'effectue lorsque le bras de manutention 362 est en position basse, afin de permettre le passage de la tige 100, supportée par l'organe de préhension 364, en-dessous des deux affûts 302' et 302''. Il sera noté qu'il faut prévoir dans le magasin 310 des compartiments séparés pour les tiges qui doivent être montées sur l'affût 302' et celle qui doivent être montées sur l'affût 302'·; à moins que ces tiges n'aient des extrémités symétriques.Figure 7 shows in more detail the handling device 312 of Figure 6. The latter is distinguished from the device 12 of Figure 7 essentially by the fact that the gripping device 364 is pivotable relative to the support block 378 around 'a vertical axis 395. A rotary motor 379, with a reversible direction of rotation, then pivots the gripping member 364 around the axis 395 between a first position (shown in Figure 6), in which it knows grab a piercing rod in magazine 310 (or unload a worn rod in it) and in which it is also capable of serving the carriage 302 ', and a second position, in which it is capable of serving the carriage 302 ''. The pivoting of the gripping member 364 from the first position to the second position takes place when the handling arm 362 is in the low position, in order to allow the passage of the rod 100, supported by the gripping member 364, below the two mountings 302 'and 302' '. It will be noted that it is necessary to provide in the magazine 310 separate compartments for the rods which must be mounted on the carriage 302 'and that which must be mounted on the carriage 302' ·; unless these rods have symmetrical ends.

Dans 1'exécution selon la Figure 8 cet inconvénient du dispositif de la Figure 7 est supprimé. L'organe de préhension 364' peut en effet pivoter par rapport au bloc 378' autour d'un axe horizontal 395'. En d'autres termes, la tige saisie par l'organe de préhension 364' est pivotée par au-dessus de la colonne de support 360. Ce pivotement s'effectue de préférence lorsque le bras de manutention 362' est en position haute, afin de permettre le passage de la tige 100, supportée par l'organe de préhension 364', au-dessus de la colonne 360.In the embodiment according to Figure 8 this drawback of the device of Figure 7 is eliminated. The gripping member 364 'can indeed pivot relative to the block 378' around a horizontal axis 395 '. In other words, the rod gripped by the gripping member 364 ′ is pivoted by above the support column 360. This pivoting preferably takes place when the handling arm 362 ′ is in the high position, in order to allow the passage of the rod 100, supported by the gripping member 364 ', above the column 360.

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif pour changer des tiges de forage et/ou de perçage sur une machine de perçage d'un trou de coulée comprenant un magasin avec des compartiments pouvant recevoir plusieurs types de tiges, et un dispositif de manutention de tiges, capable de saisir une tige dans ledit magasin et de l'aligner dans un axe défini sur la machine de perçage.CLAIMS Device for changing drill and / or drilling rods on a taphole drilling machine comprising a magazine with compartments capable of receiving several types of rods, and a rod handling device capable of gripping a rod in said store and align it in an axis defined on the drilling machine.
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