PL241675B1

PL241675B1 - Electric mining drill

Info

Publication number: PL241675B1
Application number: PL425441A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Kaczmarczyk; Marek Kawałko
Original assignee: Zbigniew Kaczmarczyk; Kawalko Marek
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2022-11-21
Also published as: PL425441A1; WO2019212367A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest wiertarka górnicza elektryczna z wodnym układem chłodzenia. Wiertarka górnicza elektryczna zawierająca moduł napędowy zawierający silnik elektryczny przekładnię mechaniczną, moduł elektroniczny sterowania, dźwignię łącznika wspornik z mechanizmem udarowym, głowicę, żerdź charakteryzuje się tym, że moduł napędowy posiada silnik dwufazowy (2), który osadzony jest na korpusie śrubami i zalany całkowicie żywicą przy czym wiertarka posiada układ chłodzenia wodą, który w korpusie połączony jest z płaszczem wodnym i dalej połączony z układem podawania wody do głowicy, w której umieszczony jest wałek zdawczy, na który napęd przekazywany jest z wałka zdawczego głowicy i następnie połączony jest z wałkiem zdawczym i dalej otworem wewnątrz żerdzi.The subject of the application is an electric mining drill with a water cooling system. An electric mining drill with a drive module containing an electric motor, a mechanical transmission, an electronic control module, a connector lever, a bracket with an impact mechanism, a head, a rod. the drill has a water cooling system, which in the body is connected to a water jacket and further connected to the water supply system to the head, in which the output shaft is placed, to which the drive is transmitted from the output shaft of the head and then is connected to the output shaft and further through the hole inside the pole.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wiertarka górnicza elektryczna z wodnym układem chłodzenia. Znane są wiertarki górnicze do stosowania w kopalniach w tym wiertarki elektryczne.The subject of the invention is an electric mining drill with a water cooling system. Mining drills for use in mines are known, including electric drills.

Z opisu patentu PAT.162438 znana jest hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa. Wynalazek rozwiązuje zagadnienie wydmuchu zwierciny przy wierceniu wiertarkami obrotowo-udarowymi. Hydrauliczna wiertarka charakteryzuje się tym, że sprężone powietrze doprowadzone jest bezpośrednio do komory, w której następuje kontakt udarowy bijaka z narzędziem urabiającym, z przyłącza kanałem.From the description of the patent PAT.162438, a hydraulic rotary impact drill is known. The invention solves the problem of blowing drill cuttings when drilling with rotary-impact drills. The hydraulic drilling machine is characterized by the fact that the compressed air is supplied directly to the chamber where the impact contact of the ram with the mining tool takes place, with the connection through a channel.

Znany jest z opisu zgłoszenia PL404712 sposób bezpiecznego wyłączania wiertarki ręcznej, zwłaszcza górniczej, przy zakleszczeniu wiertła i wiertarka ręczna, zwłaszcza górnicza. Sposób bezpiecznego wyłączania wiertarki ręcznej, zwłaszcza górniczej, przy zakleszczeniu wiertła charakteryzuje się tym, że przy prawoskrętnych obrotach wiertła pionowa cześć i kierownicy trzymana jest prawą ręką operatora, a uruchomiona lewą ręką ruchem obrotowym (Z1) manetki sterującej w kierunku do operatora, wiertarka ręczna po zakleszczeniu się i nagłym unieruchomieniu wiertła, w wyniku reakcji momentu obrotowego silnika wymusza obrót kierownicy wiertarki ręcznej w kierunku przeciwnym do obrotów wiertła. To z kolei wymusza odruch obrotowy lewej ręki operatora, spoczywającej na uchwycie manetki sterującej w kierunku (Z3) od operatora, powodując natychmiastowe wyłączenie wiertarki ręcznej. Przedmiotem wynalazku jest również wiertarka ręczna do realizacji sposobu, gdzie manetka sterująca, umieszczona prostopadle do osi wiertła i poprzez układ zaworowy zabudowana na korpusie silnika wiertarki ręcznej, trzymana lewą ręką operatora przy prawoskrętnym kierunku obrotów wiertła, uruchamia wiertarkę ręczną ruchem obrotowym (Z1) w kierunku do operatora. Gdy trzymana jest prawą ręką operatora, przy lewoskrętnym kierunku obrotów wiertła, to uruchamia wiertarkę ręczną ruchem obrotowym w kierunku od operatora.From the description of application PL404712, there is known a method of safely switching off a hand drill, especially a mining one, when the drill is jammed and a hand drill, especially a mining one. The method of safely switching off a hand drill, especially a mining drill, when the drill jams is characterized by the fact that during clockwise rotation of the drill, the vertical part and the steering wheel are held by the operator's right hand, and the hand drill, activated by the left hand with a rotary movement (Z1) of the control lever towards the operator, jamming and sudden immobilization of the drill, as a result of the torque reaction of the motor, it forces the hand drill's steering wheel to rotate in the opposite direction to the rotation of the drill. This in turn forces the operator's left hand, resting on the control handle grip, to rotate in the direction (Z3) away from the operator, causing the hand drill to shut down immediately. The subject of the invention is also a hand drill for the implementation of a method where the control handle, placed perpendicularly to the axis of the drill and through the valve system, installed on the hand drill motor body, held by the operator's left hand with the right-handed direction of rotation of the drill, starts the hand drill with a rotational movement (Z1) in the direction to the operator. When held by the operator's right hand with a counter-clockwise direction of rotation of the drill, it starts the hand drill with a rotational motion away from the operator.

Znana jest z opisu PL.372128 Wiertarka obrotowo-udarowa zasilana wodą lub emulsją olejowo-wodną. Wiertarka obrotowo-udarowa zasilana jest wodą lub emulsją olejowo-wodną z ciśnieniowego przewodu magistralnego zmechanizowanej obudowy górniczej za pomocą przewodu. Wiertarka składa się z mechanizmu udaru, mechanizmu obrotu i komory płuczkowej, przy czym mechanizm udaru stanowi cylinder z tulejami prowadzącymi, w którym osadzony jest bijak, zaś mechanizm obrotu wyposażony jest w silnik obrotowy, który poprzez zazębienie wewnętrzne połączony jest z żerdzią wiertniczą, zakończoną koronką wiertniczą. Medium zasilające podawane jest przewodem do wiertarki, a dalej poprzez odgałęzienie do mechanizmu udaru oraz poprzez odgałęzienie do mechanizmu obrotu wiertarki. Odgałęzienia stanowią wewnętrzne nawiercenia w kadłubie mechanizmu udaru.It is known from the description PL.372128 Rotary hammer drill powered by water or oil-water emulsion. The rotary-impact drill is supplied with water or an oil-water emulsion from the pressure main line of the mechanized mining support by means of a cable. The drill consists of an impact mechanism, a rotation mechanism and a flushing chamber, where the impact mechanism is a cylinder with guide sleeves, in which the hammer is embedded, and the rotation mechanism is equipped with a rotary motor, which is connected to the drill rod with a crown through internal meshing drilling. The supply medium is fed through a conduit to the drill, and then through a branch to the hammer mechanism and through a branch to the rotation mechanism of the drill. The branches are internal bores in the hammer body.

W przeważającej ilości rozwiązań dotyczących stosowania w górnictwie wiertarek stosuje się z uwagi na zabezpieczenia przeciwpożarowe narzędzia napędzane hydraulicznie lub pneumatycznie. Takie rozwiązania są jednak mało wygodne w użyciu. Stosowanie rozwiązań elektrycznych wymaga odpowiedniego zabezpieczenia przeciwwybuchowego. Przedmiotowy wynalazek rozwiązuje ten problem poprzez zastosowanie napędu elektrycznego odpowiednio zamkniętego i zabezpieczonego przy jednoczesnym wprowadzeniu do wiertarki obiegu wody w celu chłodzenia silnika wiertarki i wiertła i stosowanej jako płuczka.In the majority of solutions concerning the use of drilling machines in the mining industry, due to fire protection, hydraulically or pneumatically driven tools are used. However, such solutions are not very convenient to use. The use of electrical solutions requires appropriate explosion protection. The present invention solves this problem by using an electric drive properly closed and protected, while introducing a water circuit into the drilling machine for cooling the drill motor and the drill bit and used as a mud.

Wiertarka górnicza elektryczna według wynalazku zawierająca:An electric mining drill according to the invention comprising:

- korpus wiertarki- drill body

- moduł napędowy zawierający silnik elektryczny dwufazowy- a drive module containing a two-phase electric motor

- przekładnię mechaniczną,- mechanical transmission,

- moduł elektroniczny sterowania,- electronic control module,

- dźwignię łącznika wspornik z mechanizmem udarowym,- connector lever bracket with impact mechanism,

- głowicę,- head,

- żerdź charakteryzuje się tym, że silnik dwufazowy, który osadzony jest na korpusie śrubami, zalany całkowicie żywicą, połączony jest z głowicą, w której umieszczony jest wałek zdawczy, w którym montowana jest żerdź, przy czym wiertarka posiada układ chłodzenia wodą, przechodzący przez korpus, a w nim przez moduł napędowy, chłodząc silnik, który w korpusie połączony jest z płaszczem wodnym i dalej połączony z układem podawania wody do głowicy, na który wraz z napędem przekazywany jest moment obrotowy oraz wewnątrz wałka zdawczego znajduje się otwór do przekazywania wody do żerdzi.- the rod is characterized by the fact that the two-phase motor, which is mounted on the body with screws, completely flooded with resin, is connected to the head in which the output shaft is placed, in which the rod is mounted, the drill has a water cooling system passing through the body and in it through the drive module, cooling the motor, which in the body is connected to the water jacket and further connected to the water supply system to the head, to which torque is transmitted together with the drive, and inside the output shaft there is an opening for transferring water to the rod.

Korzystnie, gdy moduł elektroniczny sterowania wiertarki przykryty jest pokrywą radiacyjną, oddzielającą moduł elektroniczny od wody chłodzącej przepływającej przez pokrywę radiacyjną.Preferably, the drill's control electronic module is covered with a radiation cover, separating the electronic module from the cooling water flowing through the radiation cover.

PL 241 675 B1PL 241 675 B1

Korzystnie, gdy wiertarka wyposażona jest w stójkę wodną, która ma za zadanie dociskać wiertarkę do materiału podczas wiercenia, przy czym układ doprowadzający wodę do wiertarki wodę połączony jest przez zawór manualny sterujący przepływem z układem sterowania tłoka stójki w taki sposób, aby wysuwać lub chować tłoczysko i jednocześnie niezależnie przez sworzeń mocujący stójkę wodną do wiertarki i do układu chłodzenia.Preferably, the drill is equipped with a water stop, which is designed to press the drill to the material during drilling, and the water supply system to the drill is connected through a manual valve controlling the flow with the stand's piston control system in such a way as to extend or retract the piston rod and at the same time independently through the pin securing the water stand to the drill and to the cooling system.

Przykład realizacji wynalazku przedstawiono na rysunku, gdzie Fig. 1 przedstawia schematyczny widok na wiertarkę, a Fig. 2 przedstawia schemat obiegu wody w układzie chłodzącym silnik oraz napędzającym stójkę i pełniącą rolę płuczki.An example of the implementation of the invention is shown in the drawing, where Fig. 1 shows a schematic view of the drilling machine, and Fig. 2 shows a diagram of the water circulation in the engine cooling system and driving the stand and acting as a washer.

Fig. 1 przedstawia wiertarkę zawierająca moduł napędowy zawierający silnik elektryczny przekładnię mechaniczną, moduł elektroniczny sterowania, dźwignię łącznika, wspornik z mechanizmem udarowym, głowicę, żerdź, gdzie moduł napędowy 1 posiada silnik dwufazowy, który osadzony jest na korpusie śrubami i zalany całkowicie żywicą, przy czym wiertarka posiada układ chłodzenia wodą, który w korpusie połączony jest z płaszczem wodnym 3 i dalej połączony z układem podawania wody do głowicy 4, w której umieszczony jest wałek zdawczy 5, na który napęd przekazywany jest z wałka zdawczego głowicy i następnie połączony jest z wałkiem zdawczym i dalej otworem wewnątrz żerdzi. Wałek korbowy zazębiony jest również z kołem zębatym wałka sprzęgłowego, w którym znajduje się sprzęgło przeciążeniowe. Dodatkowo moduł elektroniczny sterowania wiertarką przykryty jest pokrywą radiacyjną 6, oddzielającą moduł elektroniczny od wody chłodzącej przepływającej przez pokrywę radiacyjną 6. Tym samym woda po schłodzeniu silnika dodatkowo chłodzi elektroniczne elementy sterowania. Wiertarka wyposażona jest w stójkę wodną 7, która ma za zadanie dociskać wiertarkę do materiału podczas wiercenia, przy czym układ doprowadzający wodę do wiertarki połączony jest przez zawór manualny sterujący przepływem z układem sterowania tłoka stójki, aby wysuwać lub chować tłoczysko i jednocześnie niezależnie przez sworzeń mocujący stójkę wodną do wiertarki i do układu chłodzenia.Fig. 1 shows a drill with a drive module containing an electric motor, a mechanical transmission, an electronic control module, a connector lever, a bracket with an impact mechanism, a head, a rod, where the drive module 1 has a two-phase motor, which is mounted on the body with screws and completely flooded with resin, whereby the drill has a water cooling system, which in the body is connected to the water jacket 3 and further connected to the water supply system to the head 4, in which the output shaft 5 is placed, to which the drive is transmitted from the output shaft of the head and then is connected to the output shaft delivery pipe and further through the hole inside the pole. The crankshaft is also meshed with the gear of the clutch shaft, in which the overload clutch is located. In addition, the drill control electronic module is covered with a radiation cover 6, separating the electronic module from the cooling water flowing through the radiation cover 6. Thus, the water after cooling the motor additionally cools the electronic control elements. The drill is equipped with a water stop 7, which is designed to press the drill to the material during drilling, the water supply system to the drill is connected through a manual valve controlling the flow with the stand's piston control system to extend or retract the piston rod and at the same time independently through the mounting pin water stop for the drill and the cooling system.

Figura 2 przedstawia schemat obiegu wody w układzie. Układ hydrauliczny wiertarki składa się z zewnętrznej instalacji wodnej zasilającej i instalacji hydraulicznej wchodzącej w skład wyposażenia wiertarki.Figure 2 shows a diagram of the water circuit in the system. The drill's hydraulic system consists of an external water supply system and a hydraulic system included in the drill's equipment.

Zasilanie wodą odbywa się z instalacji wodnej zewnętrznej. Woda zostaje doprowadzona do reduktora 10, gdzie ciśnienie redukowane jest do wartości 3 ^ 5 bar, skierowana na odpowiednią stronę tłoka 11 stójki wodnej, aby wysuwać lub chować tłoczysko 12. Część wody niezależnie od położenia zaworu kierowana jest do wspornika z udarem 13, następnie kierowana jest na do układu chłodzenia silnika elektrycznego 2, a następnie do głowicy 14. Otworem wewnętrznym w żerdzi 15 doprowadzana jest do koronki żerdzi 16, spełniając funkcję przepłuczki.Water is supplied from the external water system. Water is supplied to the reducer 10, where the pressure is reduced to 3 ^ 5 bar, directed to the appropriate side of the piston 11 of the water stop to extend or retract the piston rod 12. Part of the water, regardless of the position of the valve, is directed to the bracket with the impact 13, then directed it is fed to the cooling system of the electric motor 2, and then to the head 14. Through an internal hole in the rod 15, it is led to the crown of the rod 16, fulfilling the function of flushing.

Rozwiązania pozwala na zastosowanie napędu elektrycznego w warunkach dołowych i jego zabezpieczenia przeciwwybuchowego poprzez zamknięcie silnika i jego zalanie przy jednoczesnym wprowadzeniu prostego układu podawania wody, która chłodzi silnik i elementy napędu wiertarki.The solution allows the use of an electric drive in underground conditions and its explosion-proof protection by closing the motor and flooding it with a simultaneous introduction of a simple water supply system that cools the motor and drill drive components.

Podany przykład realizacji nie wyczerpuje możliwości stosowania wynalazku.The given embodiment does not exhaust the possibilities of using the invention.

Claims

Patent claims

1. An electric mining drill with a drive module containing an electric motor, a mechanical transmission, an electronic control module, a connector lever, a support with an impact mechanism, a head, a rod, characterized in that the two-phase motor (2), which is mounted on the body with screws, is completely flooded with resin , is connected to the head in which the output shaft (5) is placed, in which the rod is mounted, the drill has a water cooling system passing through the body, and in it through the drive module (1) cooling the motor, which in the body is connected to water jacket (3) and further connected to the water supply system to the head (4), to which torque is transmitted along with the drive, and inside the output shaft (5) there is an opening for transferring water to the rod.

2. A drilling machine according to claim 1, characterized in that the crankshaft is also meshed with the pinion of the clutch shaft, in which the overload clutch is located.

3. A drilling machine according to claim The device according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic module controlling the drilling machine is covered with a radiation cover (6), separating the electronic module from the cooling water flowing through the radiation cover (6).

4. A drilling machine according to claim from 1 to 3, characterized in that it is equipped with a water stop (7), which is designed to press the drill to the material during drilling, the system

PL 241 675 Β1 supplying water to the drill is connected through a manual flow control valve to the stand piston control system to extend or retract the piston rod and at the same time independently through a pin securing the water stand to the drill and to the cooling system.