PL203202B1 - Urządzenie do wiercenia skał i obudowa płucząca - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Wynalazek dotyczy urządzenia do wiercenia skał, w skład którego wchodzi co najmniej: obudowa; element udarowy do wytwarzania impulsów udarowych potrzebnych do kruszenia skały; trzonek usytuowany przed elementem udarowym w kierunku udarów i osadzony w korpusie na co najmniej jednym łożysku i na którego tylnym końcu znajduje się powierzchnia udarowa do odbioru impulsów udarowych; obudowa płucząca, która tworzy przestrzeń wokół trzonu; co najmniej jeden pierwszy kanał płuczący, wzdłuż którego płynie czynnik płuczący prowadzony do obudowy płuczącej; oraz co najmniej jeden drugi kanał płuczący w trzonie, wzdłuż którego płynie czynnik płuczący wypływający z obudowy pł uczą cej.

Wynalazek dotyczy ponadto obudowy płuczącej, w której jest osadzony osiowo trzon urządzenia do wiercenia skał, w skład której to obudowy płuczącej wchodzi: co najmniej jedno łożysko oraz co najmniej jeden pierwszy kanał, którym płynie czynnik płuczący do obudowy płuczącej.

Wadą udarowych maszyn do wiercenia skał może być niewystarczające smarowanie i chłodzenie łożysk trzonu. Problem może wynikać z nieodpowiedniej żywotności eksploatacyjnej łożysk w trzonku. Ponadto, w niektórych wypadkach, przyczyną problemów może być za duża długość osiowa maszyny do wiercenia w skałach.

Skrócony opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zapewnienie nowej i ulepszonej obudowy płuczącej i maszyny do wiercenie skał wyposażonej w taką obudowę.

Urządzenie do wiercenia skał według wynalazku cechuje się tym, że czynnik płuczący przepływa przez co najmniej jedno łożysko, w którym jest osadzony trzon.

Obudowa płucząca według wynalazku cechuje się tym, że pierwszy kanał znajduje się w łożysku, patrząc osiowo.

Główną koncepcją wynalazku jest doprowadzanie czynnika płuczącego przez co najmniej jedno łożysko w trzonie. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość skutecznego smarowania przez czynnik płuczący łożyska. Ponadto, czynnik płuczący przepływający przez łożysko jest w stanie odprowadzić z łoż yska wszelkie zanieczyszczenia. Kolejną zaletą jest możliwość bardzo skutecznego chłodzenia przez czynnik płuczący łożyska. Może to wydłużyć czas eksploatacji łożyska trzonu i zmniejszyć wadliwość działania. Ponadto wynalazek umożliwia realizację krótszej konstrukcji obudowy płuczącej.

Główną koncepcją zalecanego przykładu wykonania wynalazku jest takie skonstruowanie kanału płuczącego, którym czynnik płuczący jest doprowadzany do obudowy płuczącej, żeby znajdował się on w łożysku, w którym jest osadzony trzon. W ten sposób czynnik płuczący jest w stanie płynąć przez łożysko w przybliżeniu promieniowo. Ponieważ łożysko i doprowadzanie czynnika płuczącego są skonstruowane tak, że zachodzą na siebie zakładkowe, obudowa płucząca może być znacząco krótsza, patrząc w kierunku osiowym.

Główna koncepcja zalecanego przykładu wykonania wynalazku polega na tym, że obudowa płucząca stanowi najbardziej przednią część obudowy urządzenia do wiercenia skał. W ten sposób urządzenie do wiercenia skał nie zawiera oddzielnej przedniej pokrywy. Wskutek takiego rozwiązania, pomiędzy obudową płuczącą a obudową, znajduje się tylko jedna powierzchnia uszczelniająca, co ułatwia wytwarzanie obudowy płuczącej. Również montaż jest łatwiejszy, a struktura jest bardziej trwała ze względu na mniejszą liczbę uszczelnień. Ponadto obudowa urządzenia wiercącego może być osiowo krótsza ze względu na brak oddzielnej przedniej pokrywy.

Skrócony opis figur

Wynalazek opisano bardziej szczegółowo na załączonych figurach, na których przedstawiono: fig. 1 - urządzenie do wiercenia skał, w rzucie bocznym, schematycznie; fig. 2 - przedni koniec i obudowa płucząca urządzenia do wiercenia skał według wynalazku, w przekroju, schematycznie; oraz fig. 3 - przedni koniec i obudowa płucząca innego urządzenia do wiercenia skał według wynalazku, w przekroju, schematycznie.

Dla uproszczenia, na figurach pokazano wynalazek w sposób uproszczony. Na figurach, podobne części oznaczono takimi samymi numerami identyfikacyjnymi.

Szczegółowy opis wynalazku

Na figurze 1 pokazano maszynę 1 do wiercenia skał, w skład której wchodzi obudowa 2, urządzenie udarowe 3 i trzon 4. Ponadto, w skład urządzenia 1 do wiercenia skał, może wchodzić urząPL 203 202 B1 dzenie obrotowe 5 do obracania trzonu 4 i połączone z nim wokół jego osi narzędzie 6. Urządzenie 1 do wiercenia skał może być skonstruowane na belce podającej 7, względem której może ono być przemieszczane podczas wiercenia za pomocą środków podających 8. Ponadto, czynnik płuczący jest doprowadzany do urządzenia 1 do wiercenia skał wzdłuż kanału podającego 9, przy czym czynnik jest doprowadzany ponadto do otworu wiertniczego poprzez trzon 4 i narzędzie 6.

Na figurze 2 pokazano, że w skład urządzenia udarowego 3 wchodzi element udarowy 10 do wytwarzania impulsów udarowych na powierzchni udarowej 11 trzonu 4, znajdującej się z jego przodu. Element udarowy 10 może być poruszającym się osiowo tam i z powrotem tłokiem udarowym, który jest przemieszczany, na przykład za pomocą czynnika pod ciśnieniem albo elektrycznie.

Alternatywnie, element udarowy 10 może wytwarzać impulsy udarowe, potrzebne do kruszenia skały, w jakiś inny sposób, na przykład na zasadzie efektu magnetostrykcyjnego. Trzon 4 przenosi impulsy udarowe na narzędzie 6 i dalej na skałę 12. W trzonie 4 mogą być złącza, takie jak gwinty, na przykład do mocowania narzędzi 6.

Alternatywnie, trzon 4 i narzędzie 6 mogą stanowić zintegrowany element. Ponadto, narzędzie 6 może składać się z kilku odłączalnych elementów, na przykład z wielu prętów przedłużających i wiertła. W przednim końcu obudowy 2 urządzenia wiercącego 1 znajduje się obudowa płucząca 13, która zapewnia miejsce wokół trzonu 4. Obudowa płucząca 13 jest połączona przepływowo za pośrednictwem kanału płuczącego 14 z kanałem doprowadzającym 9 w celu doprowadzania czynnika płuczącego do obudowy płuczącej 13. W przedniej pokrywie 21 może znajdować się pierwsze uszczelnienie 15 lub, alternatywnie, na przednim końcu obudowy płuczącej 13 może znajdować się pierwsze uszczelnienie 15, a dalej z tyłu, w pewnej odległości, drugie uszczelnienie 16, wskutek czego obudowa płucząca 13 jest uszczelniona za pomocą wspomnianych uszczelnień 15, 16 względem trzonu 4. W niektórych wypadkach tylne uszczelnienie 16 może znajdować się w elemencie oddzielnym od obudowy płuczącej 13 lub w jakimś innym miejscu obudowy 2. W trzonie 4 może znajdować się drugi kanał płuczący 17, który jest połączony przepływowo z obudową płuczącą 13, umożliwiając czynnikowi płuczącemu płynącemu do obudowy płuczącej 13 wpłynięcie do drugiego kanału płuczącego 17 i dalej wzdłuż trzeciego kanału płuczącego 18 w narzędziu 6 do otworu wiertniczego. Trzon 4 może być osadzony w łożyskach, w przedniej części w przednim łożysku 19, a w tylnej części w łożysku tylnym 20. W niektórych wypadkach może wystarczyć jedno łożysko. Z drugiej strony, można zastosować więcej niż dwa łożyska. Ponadto przednie łożysko 19 może być usytuowane w sekcji pomiędzy pierwszym kanałem płuczącym 14 a drugim kanałem płuczącym 17. Wskutek takiego rozwiązania, co najmniej część czynnika płuczącego może płynąć przez przednie łożysko 19 w przybliżeniu osiowo. Wskutek tego czynnik płuczący jest w stanie smarować i chłodzić łożysko 19. W konstrukcji według fig. 2, najbardziej przednia sekcja obudowy 2 jest utworzona przez przednią pokrywę 21, która może być przymocowana do obudowy płuczącej 13.

Alternatywnie, przednia pokrywa 21 może być integralną częścią obudowy płuczącej 13, w wyniku czego istnieje mniej współpracujących ze sobą powierzchni. Ponadto, wskutek takiej konstrukcji, obudowa 2 może być krótsza w kierunku osiowym.

Na figurze 3 pokazano przekrój przez alternatywną konstrukcję obudowy płuczącej 13. W tym wypadku obudowa płucząca 13 może być skrajnie przednią częścią obudowy 2. Przednia część obudowy 2 urządzenia wiertniczego 1 nie ma przedniej pokrywy. Wynika to z tego, że pomiędzy obudową płuczącą 13 a innymi częściami obudowy 2, wystarcza tylko jedna powierzchnia współpracująca, co ułatwia wytwarzanie obudowy płuczącej. Taka obudowa płucząca jest również w razie potrzeby szybko i w prosty sposób otwierana i może być wymieniana na nową, na przykład w wypadku uszkodzenia łożysk. Jako elementy zintegrowane z obudową płuczącą 13 mogą być nie tylko przednia pokrywa, ale również uszczelnienia 15, 16 i kanał płuczący 14. Z drugiej strony, tylne uszczelnienie 16 może być usytuowane w innym elemencie obudowy niż obudowa płucząca 13. Pierwszy kanał płuczący 14 może być usytuowany w przednim łożysku 19, umożliwiając czynnikowi płuczącemu z kanału płuczącego 14 promieniowy przepływ przez łożysko 19. Zaletą takiej konstrukcji jest to, że obudowa 2 może być krótsza, ponieważ nie ma żadnej przedniej pokrywy, a ponadto, ponieważ kanał płuczący 14 i łożysko 19 są skonstruowane tak, żeby zachodziły na siebie zakładkowo, a nie jeden za drugim. Ponadto tylny koniec trzonu 4 ma kształt miseczki, wskutek czego element udarowy 10 wchodzi częściowo gniazdowe w trzon 4. Jest to jeszcze inny czynnik, który umożliwia konstruowanie krótkiego urządzenia 1 do wiercenia skał.

Należy wspomnieć, że czynnikiem płuczącym może być gaz lub płyn. Na ogół czynnikiem płuczącym jest woda lub mieszanka wody z jedną lub więcej substancji dodatkowych.

PL 203 202 B1

Łożyska 15, 16 trzonu 4 mogą być łożyskami wałeczkowymi, łożyskami ślizgowymi lub innymi łożyskami, nadającymi się do tego celu. Na przykład, w rozwiązaniu pokazanym na fig. 3, trzon 4 może być osadzony w łożyskach ślizgowych 15 i 16. Ponadto w przednim łożysku 15 znajduje się jeden lub więcej w przybliżeniu promieniowych kanałów, rozmieszczonych w sposób umożliwiający promieniowy przepływ czynnika płuczącego przez łożysko 15. Z drugiej strony, w konstrukcji z fig. 2, czynnik płuczący może płynąć w przybliżeniu osiowo przez szczeliny w łożysku 15 i/lub jednym z kanałów przechodzących przez łożysko 15.

W niektórych wypadkach czynnik płuczący może być tak kierowany, żeby przepływał przez tylne łożysko 20. Ponadto oba łożyska 19, 20 mogą znajdować się w obudowie płuczącej 13, a doprowadzanie czynnika płuczącego może być nawet tak skonstruowane, żeby umożliwić przepływ czynnika płuczącego przez oba łożyska 19, 20.

W przedniej części rzeczywistej obudowy 2 urządzenia 1 do wiercenia skał może również znajdować się oddzielna obudowa płucząca 13.

Zadaniem rysunków i związanego z nimi opisu jest zilustrowanie koncepcji wynalazku. Szczegóły wynalazku mogą się zmieniać w zakresie załączonych zastrzeżeń patentowych.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wiercenia skał, w skład którego wchodzą co najmniej: obudowa (2);

   element udarowy (10) do wytwarzania impulsów udarowych potrzebnych do kruszenia skał; trzon (4) usytuowany z przodu elementu udarowego (10) w kierunku udarów (A) i osadzony w korpusie (2) za pomocą co najmniej jednego łożyska (19, 20) i na którego tylnym końcu znajduje się powierzchnia udarowa (11) do odbierania impulsów udarowych;

   obudowa płucząca (13), która tworzy przestrzeń wokół trzonu (4);

   co najmniej jeden pierwszy kanał płuczący (14), wzdłuż którego płynie czynnik płuczący doprowadzany do obudowy płuczącej (13); oraz co najmniej jeden drugi kanał płuczący (17) usytuowany w trzonie (4) i wzdłuż którego przepływa czynnik płuczący w celu wypłynięcia z obudowy płuczącej (13), znamienne tym, że czynnik płuczący jest kierowany tak, żeby płynął przez co najmniej jedno łożysko (19, 20), w którym jest osadzony trzon (4).
2. 2. Urządzenie do wiercenia skał według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy kanał czynnika płuczącego (14) biegnie osiowo w łożysku (19, 20) i że czynnik płuczący jest kierowany tak, żeby płynął w przybliżeniu promieniowo przez łożysko (19, 20).
3. 3. Urządzenie do wiercenia skał według zastrz. 1, znamienne tym, że łożysko (19, 20) jest skonstruowane osiowo w sekcji pomiędzy pierwszym kanałem (14) czynnika płuczącego a drugim kanałem (17) czynnika płuczącego oraz że czynnik płuczący jest kierowany tak, żeby płynął w przybliżeniu osiowo przez łożysko (19, 20).
4. 4. Urządzenie do wiercenia skał według dowolnego jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że istnieje co najmniej jedno łożysko (19, 20) z co najmniej jednym kanałem do prowadzenia czynnika płuczącego przez łożysko (19, 20).
5. 5. Urządzenie do wiercenia skał według dowolnego jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że obudowa płucząca (13) stanowi najbardziej przednią część obudowy (2).
6. 6. Obudowa płucząca, przez którą przechodzi osiowo trzon (4) urządzenia (1) do wiercenia skał, w skład której to obudowy płuczącej (13) wchodzą:

   co najmniej jedno łożysko (19, 20); oraz co najmniej jeden pierwszy kanał (14) do prowadzenia czynnika płuczącego do obudowy płuczącej (13), znamienna tym, że pierwszy kanał (14) znajduje się w łożysku (19, 20), patrząc osiowo.
7. 7. Obudowa płucząca według zastrz. 6, znamienna tym, że obudowa płucząca (13) jest zdolna do mocowania jako cześć obudowy (2) urządzenia (1) do wiercenia skał.
8. 8. Obudowa płucząca według zastrz. 7, znamienna tym, że obudowa płucząca (13) jest skonstruowana w taki sposób, żeby stanowiła najbardziej przednią część obudowy (2).