Opis patentowy opublikowano: 31.08.1982 115034 Int.'Cl." E21C 1/10 F03C 1/100 rcZYitLNIAl 1 Urcedw Patentowego 1 | fiMU toPTWtiHi) Ibwii | Twórca wynalazku: Heinrich Mamten Uprawniony z patentu: Salzgitter Maschinen und Anlagen Aktien- gesellschaft, Salzbdtter (Republika Federalna Niemiec) Wiertarka hydrauliczna Przedimiiicyteim wynalazku jest wiertarka hydra¬ uliczna, zwiaszcza do kamienia, z silnikiem nape¬ dowym wdertairki i silnikiem napedu posuwu, do których przytlaczany jest obwód hydrauliczny z przewodem zasilagacym.Znama jest wiertairika hydrauliczna, w której obwód hydrauliczny silnika napedowego wiertarki jest niezalezny od siilnilka napedu posiuwu. Istnie¬ je przy tym niebezpieczenstwo, ze przy nawierca- nilu luib ponownymi nawiercaniu narzedzia wiert¬ niczego po przejsciu przez pusta przestrzen lub przez szczeline w skaile, prejdkosc posuwu jest niecelowo duza. Istnieje tez niebezpieczenstwo imieruchoniienia wiertel, g|dy w otworze wierco¬ nym wystepuje miejscowo opór przy wierceniu, luib gdy przy wiercenitu z przepluczka otwór wiercony jest zapchany. Wówczas srodek plucza¬ cy nie moze przeplywac przez oltwór wiercony narzedzie zostaj© uniemchomione. To unierucho¬ mienie moze prowadzic do uszkodtzen narzedzia wiertniczego, na przyklad do wylamania krawedzi skrawajacej. Unieruchomienie jesit tym bardziej szkodliwe, ze najczesciej traci srie przy tym narze¬ dzie wiertnicze, a czesto jeszcze dodatkowo po¬ laczony z narzedziem drajg wiertniczy, poniewaz narzedzie jest tak mocno osadizone, ze nie mozna go wyciajgnac w zadnym kierunku. W t tym przy¬ padku traci sie tez oczywiscie otwór wiercony Drag wiertniczy wystaje czesto w tych przypad¬ kach troche z tylu i utrudnia daUsze wiercenie w Ii0 15 20 W tym obszarze. Przy wybuchowym wierceniu otwo¬ ru nie moze byc wówczas zachowany obraz prze-, bijania.Celem wynalazku jest samoczynne obnizenie predkosci przesuwu narzedzia wiertniczego w wiertarce hydraulicznej przy rozpoczynaniu wier¬ cenia i ponownym rozpoczynatniu wiercenia.Cel wynalazku osiagnieto przez sikonsftruowaniie wiertarki hydraulicznej, w której przewód zasila¬ jacy silnik napedowy wiertarki jest polaczony poprzez zalezny od cisnienia zawór zamykajacy, z przestawnym zaworem dlawiacym, którego wyj¬ scie jest polaczone ze zbiornikiem poprzez pnze~ stawny zawór dlawiacy i zawór zwrotny oraz z przewodem sterujacym, zdalnie sterowanego od*- blokowywalnego zaworu zwrotnego, którego wyj¬ scie jest polaczone .poprzez przestawny zawór. dlawiacy z przewodem zasilajajcyim silnik napedu posuwu, a) wejscie ze zbiornikiem. Zalezny od cisnienia zawór zamykajacy jesit nastawiony na stosunkowo male cisnienie zamykajace, korzystnie od 0 do 4 MPa. Zalezny od cisnienia zawór zamy-. kajacy, pozostaje wiec •cfcwarty. od1 cisnienia zem az do swego uprzednio nastawionego cisnienia za-r mylkajacego, a wiec przy stosunkowo malym mo¬ mencie obrotowym , silnika napedowego wiertarki stanowi poflaczienie przewodiu zasilajacego silnity napedu posuwu ze zbiornikiem. Ze wzgdejdu . na wlaczenie przestawnego zaworu dlawiacego uzy-r skuje sie pewien minimalny posuw tak, ze jest 115 034twtw '¦' ¦¦¦'¦¦ '¦• ; 3 ; ¦•'/ \':\. :¦:.., ! mozliwe rozpoczecie wiercenia oraz, ponowne roz¬ poczecie wiercenia bez. niebezpieczenstwa uszko¬ dzenia narzejdizia wiertniczego.Dadiszyim ceilem wynalazku jest niedopuszczanie do unieruchomienia nairzejdeia wiertniczego w 5 wiertarce hydraulicznej.Cel wynalacfcu osiajginiejto równiez przez skon¬ struowanie wiertarki hydraulicznej, w kltórej przewód zasilajacy silnik napedowy wiertarki jest polaczony popilzez bezposrednio dzialajacy zawór 10 wlaczajacy z przesizremym zawórema dlawiacym, którego, wyftscie jest polaczone ze zbiaorokieim pa- fW&k pfcfrtfwny zaw^r dlawiacy i zawór zwrq ny oraz z przewodem sterujacym zdalnie stercwar nego opbilok<)fwytw|toe(jio zaworu zwrotnego, które- 15 go wyijscie jest polaczone z przewodem zaailaya- cyim silnika napedaj posuwu a wejscie ze zbiornikiem. Bezposrednio dzialajacy zawór wja.- caajiacy Jest - nastawiony na sitotsumkowo wysokie cisnienie otntfatciav~Wzystnie 8 do 9 MPa. Gdy w opór obrotowy silnika napedowego wiertarki prze¬ kroczy wajrtosc proigowa odpowiadajaca cisnieniu otwarcia zaworu wlaczajjacego, otwiera sie zawór wlaczajacy i poprzez ojtJftAo/kowywaJiny zawór zwrotny przyklada przewóKj zasilajacy silni(Jc na-,,- 25 pejdu posuwiu do ruchu wstecznego.IW ten sposób w bardzo krótkich czasach reakcji korotnukcja samoczynnie zajbezpiecza przed unie¬ ruchomieniem narzedzia wiertniczego.Cel ten osriajgmiefto równiez przez skonstruowanie 30 wiertarki hydraulicznej., w której przy wiereenju ze srodkiem p&uczacyim doprowadzanym do na¬ rzedzia wiertniczego poprzez przewód, pluczacy, w przewodzie pluczacymi umieszczony jest zawór do regulacji cisnienia, a dalej w dól sfcrumcen.ia 35 umieszczony jewt przestawny *awór dlawiacy, przy czyn* wyjscie • przestawnego zaworu dlawiacego jest polajczone z bezposrednio dzialajacym zawo^ tern wlaczajacym, tatorego wyjcie jest polaczone pop^aez 'przestawny zawór dlawiacy i zawór 40 zwrotny z zboczeniem, ruto zbiornikiem, oraz. % przewodem sterujacym. zdalnie sterowanego od= bloloowywaAnego aawcnru m^rotnego, którego wyj¬ scie jest pciac^wne z przewodem zasilajacym sil« Wk napejki posuwu, a wejscie pe zbiornikiem. u Pr#gr zapchaniu otworu wierconego, cisnienie &rooV kja pluczacego, .fepcagrisbo**. wzrawta baanizo szybko * w przewodne pluczacym, a psrzez zawór w*aoza- jacy przewód nasilajacy siifciika napejdu posuwu zostaje szybko przylozony do ruchu wiertniczego. &0 Ewwbg da regutecji cisnienia jest nastawiony na ataty^ime cisnienie srofUca pluczacego, korzyst¬ nie M ft&Pa. SffofleH pluczacy stanowi sprezone powi«jfcr.zft, ciecz lufa mieszanina. • ' Przedmiot * wymalazkaj; Ujw44oczfiiono w prsykla* M dzie\. rortoftwmia na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad sterujacy dla rozpoczecia wiar* ceaia, ti«- 2 —¦ ukjaid sterujacy zabezpieczajacy przed unieruchlemaenaem naraedaia wieatmitKega ara* lig. a — uklad sterujacy zabezpieczajacy m przed uwiiewuciwroie^em narzejdcria przy pracy ? plukaniem. i. Do. ejjnifca napedowego Ift hyrirauliemej wier« t^rka tfig. IX jest preyiajczany obwód hydrauliczny II * preefyrtHtem *a*ilaoacym 13 i 4**e4nym 5rpO* *t zycyjnym zaworem 14. I|o jwW'114 W n^p^fll' p^ suwu dolaczony jest obwód hydraulaczny 1T z przewodem zasilajacym J8 i 4-dipp||p.yqfri 3-|X)zy- cyijoiym zaworem 49.Przewód zasilajacy 13 silnika napejdowego 10 wiertarki jest polaczony poprzez zalezny ocj cis¬ nienia zawór zamykajacy 20 z prze^tajwnyrn, i^wo- rem 31, fetóirego wyjscie jest polac|ao)ne prja^q(e|em 22 poprzez przestawny zawór dlawitypy 13 l boda¬ cy pq4 dizjalanaem siprejzyny zaiwór z(Wr«4py ?4 ze zbiórni'kiem 25. Wyjscie przestawnego larworu dla- wiacegio. M jest poJaczoAe z przewodem siteruja- cym 26 zdailnie siterowauiego, dajacego sie odlblo- kowywac zaworu zwrotowego 27, którego wyjscie jest polaczone przewodeni 28, poprze' Gttcitawny zawór dlawiacy £9, z priLewodem ^afilaj^ieym }8 silnika 16 napedu posuwu, a jago wejssie jest polaczone ze zibiorni^iem; 25 poprzez ff|i^ód 30.Zalezny od cisnienia za^wór zamykaijaicy 20 jest nastawiony zwykle na stosukowo male cjliueiiie zamyikajace od 0 dio 4 MPa. Temiu cisnieniu od- poiwiaola stosujnkowe' m«a2y opór wiercenia dla na- rzedizia wiertniczego, a ty«i samym stosunkowo maty rnomeirt o;{)(rjplJowy sd(Lni|ka napadowego 10 wiertarki. Ten stan odpowiada warunkom przy rozipeczynaniu wiercenia, wieje wówczas, gdy na- rzejdaie wiertnicze jest na poczajtiku przystawiooie do skaJy, Porównywalne wairuniki panuja równiez wów¬ czas, gdy narzedzie wiertnicze po wglebieniu sie W pust^ przieistrzen luib w szczeiline ponownie zo¬ staje przylozone do przeciwleglej sciany skaly. W tych przypadkach, dziejki opisanemu ukladowi istnieje samoczynne zaibez^ieczenie narzedzia przed pelna predkoscia posuwu. Jak dlugo cisnie¬ nie w p male, tak dS-ugo zaiwór ziamykaijaoy ^0 jest otwarty tak, fce zawóf .j^ricitiny 8T sterowany jeet przez przewód ate^Uijacy W, a przewód* nasilajacy 18 jest polaczony ze zibtiomilkiern IR, Zawóff dlawia¬ cy 89 uitnzyprauje okreslona minimalna predkosc pD^uiww pr^ez si&uk 16 napejdu pc^uwu, która to&r niecana jest przy ro^poczyroanau wiercenia ora* pffzy ponow/aym rc^pocLynaniu! wiercenia. (Jdy tylko narzadzie wiertiriiicze. po rozjpoczejciu wier¬ cenia lub ponownego wiercenia 5?naWu\je si^ "W stanie pelnego'ciecia lub gidy tnde w pewnym uprzednio ustalonym proeesie, moment olyrotowy silnika napejdowego 1$ wiertarki wzraate^ a iym samym wzracta cifeienie w przewodzie zasilaja¬ cym 13.Zawór. zamyfkatfacy 20 wówczas sie zamyka, przez co równiez zoetaje zamikniejty zawór zgwrol* ny 27 i w przewodiaie zasilajacym 18 powstaje pelne cisnienie posuwu. Opisany .powyzej uklad zapewnia samoczynna regulacje predkosci posu¬ wu w zaleznosci od momentu oporowego silnika napedowego lfr wiertarki. 3fa figurze % przewód aartlsjacy 13 dla silnika iiapedowego, 10 wieirta^ki jest polaczony poprzea bezposrednio dlLialajaey zawóf wlajczajaey 99 a przestawnym zaworem dlawiacym 54. Wyjsete za* \^onru dlawiacego 34 ject polacaone przewodem Vi popriaz przestawny pawór dlawiacy S« oraz boda* ey pod dzielandem ficrejiyny zawór zwrotny 3f5 115 934 6 ze zbiornikiem 25. Wyjscie zaworu dlawiacego 34 jest polaczone z przewodem sterujacyim 38 zdal¬ nie sterowanego, dajacego sie odlblofkowywac za¬ woru zwrotnego 39, którego wyjscie jest polaczo¬ ne przewodem 40 z przewodem zasilajacym 18 dla silnika 16 napejdu posuwur a jego wejscie jest polaczone przewodem 41 ze zbiornikiem 25. Za¬ wór wlaczagacy 33 jest nastawiony na stosunkowo wysokie cisnienie otwierajace na przyklad 8 do 9 MPa, a wiec otwiera sie dopiero wówczas, gdy przy narzedziu wiertniczymi wyiatepuije stosunkowo wyisioki opór wiercenia, a tym samym wysoki mo¬ ment obrotowy silniika napedowego 10 wiertarki i wysokie cisnienie w przewodzie zasilajacym 13, gdy narzedziu grozi unieruchomienie. Po osiagnie¬ ciu uprzednio- nastawionego cisnienia otwarcia zaworu wlaczajacego 33, zawór zwrotny 39 zosta¬ je cdlblckowany przez prizewód sterujacy 38 i praktycznie niezdlawiony przewód zasilajacy 18 silnika 16 napedu posuwu zostaje przylaczony do ruchsu wstecznego poprzez przewody 40 i 41. dzieki temu istnieje wiec samoczynna, regulacja predkosci posiuwu, w zaleznosci od cisnienia w przewodzie zasilajacym 13, wówczas, gdy narze¬ dziu wiertniczemu1 grozi unieruchomienie.Na figurze 3, do narzedzia wiertniczego 45, wprowadzanego w ruch obrotowy przez silnik napediowy 10 wiertarki, doprowadza sie przez przewód pluczacy 46 srodek pluczacy w kierunku strzalki 47. W przewodizie 46 umieszczony jest za¬ wór 48 do regulacji cisnienia, i przestawny zawór dlawiacy 49. Wyjscie zaworu dlawiacego' 49 jest polaczone z otoczeniem lub ze zbiornikiem 55 przewodem 51 poprzez bezposrednio dzialajacy zawór wlaczajacy 52, przestawny zawór dlawiacy 53 i bedacy pod dzialaniem sprezyny zawór zwroit- ny 54.Pomiedizy zaworem wlaczajacym 52 odchodzi prizewód sterujacy 57 dla; zdalnie sterowanego da¬ jacego sie odblokowywac zaworu zwrotnego 58, którego wyjscie jestt polaczone przewodeni 59' z przewodem zasilajacym 18 dla silnika 16 napedu posuwu, a jego wejscie jes"t polaczone przewodem 60 ze zbiornikiem 61. Gdy otwór wiercony 63 jesit zapchany, strumien srodka pluczacego zostaje zdlawiony w przewodizie pluczacym 46 i zostaje calkowicie wstrzymamy. Skutkiem tego', wzrasta cisnienie dynamiczne lub przeplywu w przewodzie pluczacym 46 do wyzszego cisnienia .statycznego lub cisnienia spietrzenia. Ten wzrost cisnienia powstaje bardizo szybko. Wielkosc wzrositui cisnie¬ nia jesrt regulowana za pomoca wsitepmego nasta¬ wienia zaworu dlawiacego 49 tak, ze w kazdym przypadku uzyskuje sie w przewodzie pluczacym 46 doisitaiteczny dla ukladu bezpieczenstwa we¬ dlug fig. 3 i jednoznacznie rozpoznawal¬ ny oraz sprawdzalny wzrost cisnienia z cis¬ nienia dynamicznego na statyczne. Zaw*ór 48 do regulacji cisnienia jest nastawiony korzystnie na stale cisnienie srodka pluczacego 0,6 MPa. * Kazdy dostateczny wzrosit cisnienia w przewodzie pluczacym 46 dochodzi przez przewód. 51 do za¬ woru wlaczajacego 52 i otwiera go, co powoduje przerwanie dalszego doplywu srodka pluczacego do narzejdizia wiertniczego 45 i srodek pluczacy odprowadiza sie do otoczenia lub do zibiornitka 55, ca dalej powoduje odblokowanie zaworu zwrotne¬ go 58, dzieki czemu przewód zasilajacy 18 zostaje przylaczony do ruchu wstecznego poprzez przewo¬ dy 59 i 60. Powoduge to uderzeniowe przerwanie pojs-uwu lulb naweit wycofanie narzedzia wiertni¬ czego 45.Czas reakcji ukladu wedlug fig. 3 jest porów¬ nywalnie maly, co zapewnia optymalLne zabezpie¬ czenie nairzedizia wiertniczego 45 przed unierucho¬ mieniem w otworze wierconym 63» Poszczególne elementy ukladu wiertarki hydraulicznej' wedlug wynalazku sa usytuowane w bezposredniej bli¬ skosci narzedzia wiertniczego 45, korzystnie przy lozu (nie uwidocznionym), na którym umieszczone jest narzedzie wiertnicze 45. Dzieki temu drogi przeplywu i czasy zadzialania sa krótkie przy jednoczesnym wysokim zabezpieczeniu narzedzia wiertniczego 45.W wiertarce hydraulicznej wedlug wynalazku mo tez ich kombinacje w zaleznosci od przewidywa¬ nych waruników pracy wiertarki.Zastrzezenia patento 1. Wiertarka hydrauliczna, zwlaszcza do kamie¬ nia, z silnikiem napedowym wiertórki i silnikiem napedu posuwu, do których przylaczony jest obwód hydrauliczny z przewodem zasilajacym. znamienna tym, ze j/rzewód zasilajacy (13) silnik napedowy (10) wiertarki jest polaczony poprzez zalezny od cisnienia zawór zamykajacy (20) z przestawnym zaworem dlawiacym (21), którego wyjscie jest polaczone ze zbiornikiem (25) poprzez przestawny zawór dlawiacy (23) i zawór zwrotny (24), oraz z przewodem sterujacym (26)) zdalnie sterowanego odblokowywaibnego zaworu zwrotne¬ go (27), kitórego wyjscie jest polaczone poprzez przestawny zawór dlawiacy (29) z przewodem za¬ silajacym (18) silnik (16) napedu posuwu, a wej¬ scie ze zbiornikiem(25). f; 2. Wiertarka wedlug zasitrz. 1, znamienna tym, ze cisnieniowy zawór zamykajacy (20) jest przy¬ stosowany do pracy przy malym cisnieniu zamy¬ kajacym korzystnie od 0 do 4 MPa. 3. Wiertarka hydrauliczna, zwlaszcza do kamie¬ nia, z silnikiem napedowym wiertarki i silnikiem napedu posuwu, do których jiest podlaczony obwód hydrauliczny z przewodem zasilajacym, znamienna tym, ze przewód zasilajacy (13) silnik napedowy (10) wiertarki jest polaczony poprzez bezposrednio dizialajacy zawór wlaczajacy (33) z przestawnym zaworem dlawiacym (34), którego wyjscie jesit polaczone ze zbiornikiem (25) poprzez prztesitawny zawór dlawiacy (36) i zawór zwrotny (37), oraz z przewodtem sterujacym (38) zdalnie sterowanego, odibdofcowywalnego zaworu zwrotne¬ go (39), którego wyjscie jest polaczone z przewo¬ dem zasilajacym (18) silnik (16) napedu posuwu, a wejscie ze zbiornikiem (25). 4. Wiertarka wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze zawór wlaczajacy (33) bezposrednio dzialajacy jest przystosowany do pracy przy wysokim cis¬ nieniu otwarcia, korzystnie od 8 do 9 MPa-. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60115 034 5. Hydrauliczna' wiertarka, zwlaszcza do- kamie¬ nia, z, silnikiem napedowym wiertarki i silnikiem napedu posuwu, dto których jest podlaczony obwód hydrauliczny z przewodem zasilajacym, znamienna tym, ze przy wierceniu ze srodkiem pluczacym, doprowadzanym do narzedzia wiertni¬ czego poprzez przewód pluczacy (46), w przewo¬ dzie pluczacym (46) umieiSECzony jest zawór (48) do regulacji cisnienia, a dalej w dlól strumienia umieszczony jest przestawny zawór dlawiacy (49), przy czym wyjscie przestawnego zaworu dlawia¬ cego (49) jest polaczone z bezposrednio dtzialaja- 10 8 cym zaworem wlaczajacym (52), którego wyjscie jest polaczone poprzez przestawny zawór dlawia¬ cy (53) i zawór zwrotny (54) z otoczeniem lufo ze zbiornikiem (55), oraz z przewodem steruijacym (57) zdalnie sterowanego, odwlokowywalnego za¬ woru zwrotnego (58), którego wyjscie jest pola¬ czone z przewodem zasilajacym (18) silnik (16) na¬ pedu posuwu, a wejscie ze zbiornikiem (61). 6. Wiertarka wedlug zaatrz. 5, znamienna tym, ze zawór (48) do regulacji cisnienia jest przysto¬ sowany do pracy przy statycznym cisnieniu srod¬ ka pluczacego1, korzystnie 0,6 MPa. kh 'U TK ^i 16 16- -13 ,ri1 ,20 21 :JJ 22J[ J 23^\ SI Fig.1 w ~a\ L r^j ( ^ 27 -30 k" 17 _./¦ 25 KK" -75 -13 33 I LL-^J 3sA I 36 37^ Fig. 2 1—i 36 I ,39 -ui 19 u -77 ifl XH" -25115 034 Fig. 3 -S 76 A r? -52 18- C8 -r I ^ J .ii ^bm 60 59 47 ~l 54 n 67 £VV k 17 55 19 PL