PL202865B1 - Głowica wiertnicza - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica wiertnicza do obrotowego wiercenia, zwłaszcza do wiercenia w górnictwie i do budowy tuneli.

Głowice wiertnicze są stosowane przykładowo przy wierceniu na sucho i są nasadzane na rurową głowicę wiertniczą. W kierunku cięcia, głowice wiertnicze posiadają ukształtowane ostrza albo element tnący ze stopu twardego, który jest osadzony w uchwycie w głowicy wiertniczej. Od strony cięcia głowica posiada co najmniej jeden otwór ssący, który umożliwia odsysanie powstałych przy wierceniu zwiercin za pomocą żerdzi wiertniczej.

W opisie US 4 711 312 przedstawiona jest gł owica wiertnicza, która posiada wystają ce ostrze, wykonane ze stopu twardego, osadzone od strony cięcia i dwa średnicowo naprzeciwległe otwory ssące.

W celu zapewnienia znacznego postę pu wiercenia korzystne jest, jeś li ostrze wystaje ponad powierzchnię tnącą. Jednak im wyżej wystaje ostrze ponad powierzchnię tnącą, tym bardziej gruboziarniste zwierciny powstają podczas wiercenia. Przy tym w przypadku dużych prędkości wiercenia, jakie stosuje się przykładowo podczas wiercenia na sucho w węglu, ewentualnie górotworze, powstają również znaczne zwierciny gruboziarniste.

Niedogodnością jest to, że przez otwory ssące gruboziarniste zwierciny przedostają się bezpośrednio do żerdzi wiertniczej, co może doprowadzić do jej zatykania. Powoduje to przeważnie konieczność przerwania procesu wiercenia i przepychanie żerdzi wiertniczej za pomocą specjalnych narzędzi.

Z opisu SU 1 740 610 znana jest głowica wiertnicza, która posiada środkowy otwór ssący, wokół którego są rozmieszczone ostrza tnące. W obszarze otworu ssącego, mimośrodowo w stosunku do jego osi symetrii jest wykonane zagłębienie, w którego dnie jest usytuowana struktura rozdrabniająca w postaci ostrych ząbków.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie głowicy wiertniczej, która umożliwiałaby pracę z dużą prędkością wiercenia i w przypadku zassania zwiercin w znacznym stopniu uniemożliwiałaby zaczopowanie żerdzi wiertniczej.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku dzięki temu, że strukturę rozdrabniającą stanowi uzębienie.

Korzystnie uzębienie ma koronki zębate, umieszczone w zmniejszającym się promieniowym odstępie od osi głowicy wiertniczej, przy czym promieniowe odstępy koronek zębatych zmniejszają się w sposób cią g ł y.

Według wynalazku pomiędzy koronkami zębatymi uzębienie posiada zagłębienia o przekroju poprzecznym w kształcie wycinka koła z tym, że koronki zębate mają wręby zębate usytuowane korzystnie na obwodzie koła, wokół osi głowicy wiertniczej.

Według wynalazku głowica wiertnicza jest wytwarzana w procesie odlewania.

Zaletą wynalazku jest to, że struktura rozdrabniająca w otworze ssącym uniemożliwia przenikanie gruboziarnistych zwiercin do żerdzi wiertniczej. Drobnoziarniste zwierciny są zasysane bezpośrednio przez otwory ssące, natomiast gruboziarniste zwierciny są dalej rozdrabniane w procesie wiercenia i dopiero potem są zasysane. Przy tym struktura rozdrabniająca zmniejsza powierzchnię tnącą głowicy wiertniczej, co w przypadku dużego nacisku powoduje znaczny postęp wiercenia.

Ponadto głowica wiertnicza według wynalazku może być stosowana także w procesie wiercenia płuczkowego.

Jeśli głowica wiertnicza posiada szereg otworów ssących, wówczas przykładowo na każdym z nich ukształtowana jest struktura rozdrabniająca. Istnieje także moż liwość, że co drugi otwór ssący posiada strukturę rozdrabniającą, przy czym wielkość innych otworów ssących jest tak dobrana, że w każ dym przypadku zwierciny przedostają się do gł owicy wiertniczej, a tym samym do ż erdzi wiertniczej, nie powodują zatkania żerdzi wiertniczej.

Ponieważ struktura rozdrabniająca jest utworzona za pomocą uzębienia, umieszczonego na obwodzie głowicy wiertniczej, to takie ukształtowanie struktury rozdrabniającej zapewnia ciągłe rozdrabnianie gruboziarnistych zwiercin, aż zostaną one odessane przez otwory ssące.

Dzięki temu, że koronki zębate uzębienia struktury rozdrabniającej są umieszczone w zmniejszających się promieniowych odstępach od osi głowicy wiertniczej, to zapewnione jest rozdrabnianie gruboziarnistych zwiercin i w znacznym stopniu również w przypadku twardych zwiercin wykluczone jest zakleszczenie się głowicy wiertniczej w podłożu.

PL 202 865 B1

Ponieważ zagłębienia między koronkami zębatymi uzębienia posiadają w przekroju poprzecznym kształt wycinka koła, to podczas rozdrabniania zapewnione jest zawirowanie gruboziarnistych zwiercin, co wspomaga ich dalsze rozdrobnienie.

Promień obwodu koła wokół osi głowicy wiertniczej, na którym są usytuowane wręby zębate uzębienia jest tak dobrany, że przekrój poprzeczny pozostałych otworów odprowadzających w obszarze cięcia głowicy wiertniczej nie pozwala na bezpośrednie przenikanie gruboziarnistych zwiercin do żerdzi wiertniczej i stanowi wystarczające podparcie dla osadzonego lub ukształtowanego ostrza, w celu przyjmowania obciążeń oddziałujących na to ostrze.

Ponieważ promieniowe odstępy koronek zębatych zmniejszają się i również w sposób ciągły zmniejsza się wzdłuż uzębienia wielkość obszarów ustalających między koronkami zębatymi uzębienia, to z jednej strony uniemożliwione jest osadzanie się gruboziarnistych zwiercin w zagłębieniach uzębienia, a z drugiej strony ograniczone jest niebezpieczeństwo zakleszczania głowicy wiertniczej w podło ż u.

Wytwarzanie głowicy wiertniczej w procesie odlewania umożliwia jej tanie wytwarzanie, co jest istotne zwłaszcza w przypadku samodrążącej, chemicznej kotwy łączącej, która pozostaje w podłożu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia powierzchnię tnącą głowicy wiertniczej, w widoku z góry, a fig. 2 - głowicę wiertniczą w widoku z boku.

Głowica wiertnicza 1 z jednej strony posiada powierzchnię tnącą 2, a z drugiej strony wtyk 3. Przed rozpoczęciem procesu wiercenia wtyk 3 jest osadzany w rurowej żerdzi wiertniczej.

Powierzchnia tnąca 2 posiada uchwyt 4 dla wtykanego ostrza, wykonanego przykładowo ze stopu twardego. Na powierzchni tnącej 2 są wykonane dwa leżące średnicowo naprzeciw siebie otwory ssące 5, które na promieniowej powierzchni zewnętrznej 6 głowicy wiertniczej 1 posiadają strukturę rozdrabniającą 7, ukształtowaną jako uzębienie.

Uzębienia 7 są ukształtowane w zasadzie jednakowo i posiadają szereg koronek zębatych 8, 9, 10 i 11, jak również szereg leżących między nimi wrębów zębatych 12, 13 i 14. Promieniowe odstępy r1, r2 i r3 koronek zębatych 8, 9 lub 10 od osi M zmniejszają się w sposób ciągły. Natomiast wręby zębate 12, 13 i 14 leżą na obwodzie koła 15 o promieniu R wokół osi M głowicy wiertniczej 1. Utworzone zagłębienia 16.1, 16.2 i 16.3 posiadają w przekroju poprzecznym ukształtowanie w postaci wycinka koła.

W nie przedstawionym wykonaniu głowicy wiertniczej co drugi otwór ssący posiada strukturę rozdrabniającą, a wielkość innych otworów ssących jest tak dobrana, że zwierciny bezproblemowo przedostają się do wnętrza żerdzi wiertniczej.

Korzystnie głowica wiertnicza 1 jest wytwarzana w procesie odlewania, a w razie potrzeby dodatkowo może być obrabiana za pomocą frezowania.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Głowica wiertnicza do obrotowego wiercenia, zwłaszcza do obrotowego wiercenia w górnictwie i do budowy tuneli, na której umieszczone jest lub ukształtowane ostrze tnące, z co najmniej jednym otworem ssącym dla zwiercin i strukturą rozdrabniającą na obwodzie głowicy, znamienna tym, że strukturę rozdrabniającą (7) stanowi uzębienie.
2. 2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że uzębienie (7) ma koronki zębate (8, 9, 10) umieszczone w zmniejszającym się promieniowym odstępie (r1, r2, r3) od osi (M) głowicy wiertniczej.
3. 3. Głowica według zastrz. 2, znamienna tym, że promieniowe odstępy (r1, r2, r3) koronek zębatych (8, 9, 10) zmniejszają się w sposób ciągły.
4. 4. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że pomiędzy koronkami zębatymi (8, 9, 10, 11) uzębienie (7) posiada zagłębienia (16.1, 16.2, 16.3) o przekroju poprzecznym w kształcie wycinka koła.
5. 5. Głowica według zastrz. 4, znamienna tym, że koronki zębate (8, 9, 10) mają wręby zębate (12, 13, 14) usytuowane korzystnie na obwodzie koła (15) wokół osi (M) głowicy wiertniczej (1).
6. 6. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wytwarzana w procesie odlewania