NL8102074A - Afgedichte en gesmeerde gesteenteboor met lucht-beschermde afdichtingsring. - Google Patents

Description

- 1 - V .

Afgedichte en gesmeerde gesteenteboor met lucht-beschermde af dicht ingsring.

De uitvinding heeft betrekking op gesteente-horen gebruikt voor grondboringen, en wel in het bijzonder op verbeteringen in de leger-smering en in het afdichtings-stelsel voor dergelijke boren.

5 Bij het boren van gaten in de mijnindustrie wordt gebruik gemaakt van eeri circulerend medium hetzij een vloeistof ofwel lucht. De vloeistof of de lucht wordt in principe gebruikt voor het koelen van de boor en voor het wegspoelen van weggesneden aarde vanaf de 10 bodem van het boorgat naar het aardoppervlak.

Gesteenteboren gebruikt met een vloeibaar boormedium, in het nujvolgende "spoeling-boren" genoemd, hebben gewoonlijk een afdichting tussen elke roterende snijkop en de deze ondersteunende draagas. Een smeer-15 stelsel zorgt voor toevoer van smeermiddel aan de leger-ruimten en een flexibel diafragma-compensatiestelsel stelt de druk in van het smeermiddel ongeveer op het niveau van de vloeistof ofwel de boor-spoeling bij het uitwendige van de boor. De hydrostatische druk van deze 20 uitwendige spoeling neemt toe met de diepte en het flexibele diafragma zorgt voor een dienovereenkomstige toename van de druk van de vloeistof in het smeerstelsel.

Bijzondere moeilijkheden doen zich voor wanneer lucht of een ander gas wordt gebruikt als circu-25 lerend medium en pogingen zijn gedaan om de legering van een grondboor af te dichten. Gewoonlijk doet zich slijtage voor van de afdichting ten gevolge van wegslijpen, wat blijkbaar het gevolg is van slijpend materiaal zoals zand rond de legerafdichting, waardoor een vroeg-30 tijdig stukgaan optreedt. In de kleine boorgaten zoals deze worden toegepast in de mijnbouw kan nagenoeg geen of slechts een geringe smeermiddeldruk in de legers worden gehandhaafd. Matig hoge toerentallen en zware gewichten wordt gebruikt. Ten gevolge van deze en andere redenen 35 worden boren waarbij gebruik wordt gemaakt van lucht .of gas, in het nuvolgende genoemd "luchtboren", voorzien -S1 0 2 0 7 4 " \ -2- van rollegers en kogellegers met doorgangsmiddelen vanaf het inwendige van de boor zodanig dat een deel van de lucht of van het gas door de legers heen kan stromen.

Hierdoor worden de legers gekoeld en wordt een te grote 5. temperatuurtoename in het gebied van de legers voorkomen. Lucht-boren maken geen gebruik van een afdichting, daar een afdichting tussen een snijkop en de as de stroming van koelende lucht door het leger zou verhinderen.

In de afgelopen jaren zijn pogingen gedaan 10 om afdichtingen te gebruiken bij luchtboren. Zo toont het Amerikaanse octrooischrift 4.102.419 een boor met een afdichtingsring in een leger samengesteld uit anti-wrijvingselementen, met doorgangsmiddelen voor hét Inbrengen van koellucht in het leger. Eén doorgang voert lucht toe 15 aan een veerbelaste afdichtingsring voor het wegspoelen van weggesneden materiaal of ander afval vanaf de afdichting.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.183.417 toont een gesteente-boor gebruikt voor lucht-boren met een afdichtingsring en een straal-sleuf voor de afvoer 20 van lucht tussen een ringvormig oppervlak van de poot en een afdichtingsring.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.172.502 toont een gesteente-boor met een borgring voorzien van een zitting voor het monteren van een veerkrachtig 25 afdichtingselement met een ringvormige sleuf verbonden met een kanaal in de boor voor het radiaal naar buiten toe richten van de stroom boor-spoeling binnen de sleuf om te voorkomen dat boorafval binnendringt rond de afdichting.

30 De uitvinding heeft nu betrekking op een gesteente-boor die een astap of wrijvingsleger' omvat en een druk-smeringsstelsel voor het toevoeren van smeermiddel aan de roterende snijkop en de ondersteunings-as. Een afdichting, bij voorkeur een O-ring, is aange-35 bracht tussen de snijkop en de as om smeermiddel vast te houden binnen het leger. Een ringvormige groef is gevormd tussen de snijkop en de as nabij maar uitwendig van de ringvormige afdichting ter verbinding met het inwendige van de boor voor de toevoer van lucht rond de 40 O-ring voor het koelen daarvan en het beschermen ervan 8102074 - 3 - tegen slijpend materiaal. Een smeermiddeldrukstelsel heeft een verplaatsbaar element waarvan de ene zijde in verbinding staat met het inwendige van de boor zodanig dat de druk van de lucht het beweegbare element en smeermiddel naar het 5 leger toedrukt en een positieve druk handhaaft binnen het leger.

Verdere doeleinden, kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen nu nader worden toegelicht aan de hand van de beschrijving van een uitvoeringsvoorheeld, 10 weergegeven in de tekening, waarin: fig. 1 een zijaanzicht toont van een inrichting volgens de uitvinding; en fig. 2 een dwarsdoorsnede toont volgens de lijn II—II van fig. 1.

15 Zoals blijkt uit fig. 1 van de tekening heeft de boor 11 een lichaam in het algemeen bestaande uit drie poten 13, waarvan er één is weergegeven in fig. 1, waarvan het bovenste, van schroefdraad voorziene einde bij 15 is weggebroken. Het van schroefdraad voorziene 20 deel wordt gebruikt voor het bevestigen van de boorkop aan de, niet weergegeven, boorstang die de boor ondersteunt en deze omhoog en omlaag brengt in het boorgat, aandrijft, en lucht of gas toevoert aan een holte 17. De lucht of het gas wordt gefiltreerd door middel van een geperforeerde 25 buis 19 en gebracht in een doorgang 21, die zich schuin uitstrekt door de poot en een ringvormige groef 23 snijdt, gevormd tussen de draagas 25 en de snijkop 27.

De ringvormige groef 23 bevindt zich nabij maar buiten de O-ring 29, gebruikt voor het afdichten van smeermiddel 30 in de legermiddelen gevormd op het uitwendige van de draagas 25 en het inwendige van de snijkop 27.

Zoals in het bijzonder blijkt uit fig. 2 heeft de doorgang 21 een opening 21b, die is aangebracht aan de ene zijde van de legeras. Er is een uitgang 31 35 gevormd aan de tegenover liggende zijde van de legeras, zodat lucht of gas over de lengte van de gehele O-ring 29 stroomt voor de maximale koeling en bescherming ervan tegen wegslijpende materialen.

De legermiddelen, als weergegeven in fig. 1, 40 bestaan uit een astapleger 31, een kogelleger 33, een 81 02 0 74 - 4 - bus 35 en een drukstuk 37. De snijkop heeft een aantal gesinterde wolfraamcarbide inzetstukken 39, aangebracht in passende boorgaten binnen de snijkop 27. De snijkop 27 wordt draaibaar ondersteund op de legeras 25 door 5 middel van de kogellegers 33, die tijdens de assemblage worden aangebracht via een gat geboord door de draagas, «* welk gat daarna wordt afgesloten door een plug 41, die wordt vastgelast bij 43. De plug heeft een doorgang 45 voor het opnemen van een vloeibaar smeermiddel vanuit 10 een smeermiddeldoorgang 47 en voor hét afvoeren van dit smeermiddel via een andere doorgang 49 in het leger aan de verschillende ruimten 50 in de legermiddelen. De doorgang 47 voert naar een smeermiddelkamer of holte 52, die is voorzien van een beschermingskap 51 en van een 15 flexibel diafragma 53, dat af dichtend is aangebracht' in de kamer 52 onder gebruikmaking van de 0-ring en afdichtingsmiddelen 55. De kap 51 en het diafragma 53 worden op hun plaats gehouden door een vasthoudkap 57 en de snap-ring 59, waarbij de kap bij 61 is voorzien 20 van schroefdraad voor het inbrengen van smeermiddel en om een gemakkelijke verwijdering van de kap mogelijk te maken, welke kap is afgedicht bij 62. Een kanaal 63, lopend naar de lucht-of gasdoorgang 21, zorgt voor de belasting van het flexibele diafragma 53, voor het persen 25 van smeermiddel naar de kamer 52 via de doorgang 47 en uiteindelijk naar de ruimten 50 tussen de legermiddelen, waardoor een positieve smeermiddeldruk wordt gehandhaafd binnen het leger.

Tijdens het bedrijf en het boren van een 30 gat wordt lucht of gas gepompt door de boorstang naar het holle inwendige deel 17 van de boor. Lucht' of gas wordt aangebracht via de buisvormige afscheider ofwel het filter 19, door de doorgang 21 en uiteindelijk naar de ringvormige ruimte 23. Lucht stroomt langs de ring-35 vormige groef 23 en koelt en beschermt de afdichtings- 0-ring 23 voor het verlengen van de levensduur van de O-ring. Gelijktijdig wordt de perslucht aangebracht via de doorgang 63 voor het belasten van het flexibele diafragma 53 zodat vloeibaar smeermiddel wordt geperst 40 via de doorgang 47 naar de legermiddelen. De legermiddelen 81 0 2 0 7 4 * -Γ j!* - 5 - worden daardoor voldoende gesmeerd met vloeibaar smeermiddel daar een positieve smeermiddeldruk wordt gehandhaafd om verdamping van smeermiddel bij hogere temperaturen te voorkomen, wat eveneens gunstig is voor de O-ring 29, 5 daar het metaal rond de O-ring en de O-ring zelf worden gekoeld door de stroom lucht of gas via de ringvormige groef 23. Eventueel slijpend materiaal, dat terecht zou komen in de groef 23 via de snijkop 27 en de poot 13 zal onmiddellijk uit de groef 23 worden weggespoeld door de 10 stroom lucht of gas die door de groef heen gaat, waardoor de O-ring 29 wordt beschermd.

Hoewel slechts één uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven, zal het de deskundige duidelijk zijn, dat de uitvinding niet tot deze uitvoeringsvorm 15 is beperkt, maar dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen.

- conclusies - 81 0 2 0 7 4

Claims (5)

1. Grondboor met een lichaam met een hol ft inwendig deel en een doorgang voor het toevoeren van lucht of gas aan de bodem van het boorgat/ waarbij ten minste één poot aanwezig is met een naar beneden toe stekende as 5 voor het ondersteunen van legermiddelen waarop een draaibare snijkop is aangebracht, terwijl een ringvormige afdichting aanwezig is tussen de snijkop en de as, m e t het kenmerk, dat druk-smeringsmiddelen .zijn aangebracht omvattende een doorgang in de as voor het toevoeren van 10 vloeibaar smeermiddel aan de legermiddelen op het inwendige van de ringvormige afdichting, waarbij een ringvormige groef is gevormd tussen de snijkop en de as nabij en buiten de ringvormige afdichting en een lucht- of gasdoorgang zich uitstrekt vanaf de ringvormige groef naar het inwendige 15 van de snijkop voor het verschaffen van een stroom koelgas voor het koelen van het gebied rond de afdichting en voor het beschermen van de afdichting tegen wegslijpend materiaal voor het verlengen van de levensduur daarvan en voor het handhaven van de smering van de legermiddelen. 20

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat een uitlaatopening aanwezig is tussen de snijkop en de as aangebracht tegenover de lucht of gasdoorgang voor het verbeteren van de stroming rond de gehele groef.· 25

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat een druk-smeringsstelsel aanwezig is voor het drukken van smeermiddel naar de legermiddelen óp het inwendige van de ringvormige afdichting tijdens het boren. 30

4. Inrichting volgens, één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het druk-smeringsstelsel een beweegbaar element omvat in een kamer voor het persen van smeermiddel naar de legermiddelen op het inwendige, van de ringvormige afdichting tijdens ; 8102074 - 7 - het boren, waarbij zich een kanaal uitstrekt tussen de kamer en de gasdoorgang voor het belasten van het beweegbare element zodat een positieve smeermiddeldruk wordt verkregen in de legermiddelen.

5 5. Inrichting als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 8102074