PT1632645E - Processos e dispositivos para informar de um modo permanente o condutor de uma máquina de perfurar túneis relativamente ao tipo de terreno que será perfurado de seguida - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSO E DISPOSITIVOS PARA INFORMAR DE DM MODO PERMANENTE O CONDUTOR DE DMA MÁQUINA DE PERFURAR TÚNEIS RELATIVAMENTE AO TIPO DE TERRENO QUE SERÁ PERFURADO DE SEGUIDA A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo destinado a informar, de um modo permanente em relação ao tipo de terreno que será perfurado de seguida, o condutor de uma máquina de perfurar túneis dotada de uma cabeça de escavação rotativa possuindo uma pluralidade de suportes individuais destinados a perfuradores de desgaste rotativos. A presente invenção aplica-se nomeadamente à detecção de rochas duras num terreno móvel que se encontra a ser perfurado por intermédio de uma máquina de escavar túneis. É conhecida no caso de perfurações verticais a medição dos parâmetros de perfuração como se encontra descrito, por exemplo, na publicação n° FR 2 642 791, por intermédio de captadores instalados entre a cabeça de perfuração e o percurso das hastes de perfuração. A publicação n° WO 03/ 087537 descreve um dispositivo que compreende um detector de desgaste, um detector de voltas e um detector de carga colocados sobre o suporte do dispositivo de desgaste. São conhecidas outras publicações (EP 1 098 066, US 5 330 292, EP 1 253 287, JP 11 270 283, JP 09 228 778) que colocam os captadores de aquisição de dados sobre a árvore do dispositivo de desgaste ou sobre a árvore da cabeça de corte ou sobre a cabeça de corte. 1

Estes dispositivos são susceptíveis de fornecer resultados parasitas devido ao facto de tomarem em linha de conta as deformações da árvore ou do suporte do dispositivo de desgaste, ou da cabeça de corte ou da árvore da cabeça de corte. A presente invenção tem como objectivo evitar a influência destes factores parasitas.

De acordo com a presente invenção coloca-se directamente sobre cada dispositivo de desgaste em causa um ou vários captadores aptos para fornecerem sinais representativos da força da penetração do dispositivo de desgaste no terreno, do estado de rotação do dispositivo de desgaste, da posição do dispositivo de desgaste no terreno e da temperatura do dispositivo de desgaste.

De um modo preferencial, o dispositivo de desgaste encontra-se de todos os captadores acima mencionados.

Os suportes dos respectivos dispositivos de desgaste encontram-se dotados de receptores e transmissores dos sinais fornecidos pelos captadores de recepção.

Estes sinais são transmitidos à distância e faz-se a sua exploração de modo a informar o condutor do dispositivo de escavação de túneis.

De um modo preferencial, cada um dos dispositivos de desgaste é alimentado com a energia eléctrica necessária para o funcionamento dos captadores existentes no interior do dispositivo de desgaste através de uma bateria integrada no dispositivo de desgaste ou por intermédio de uma transmissão sem fios a partir do suporte do dispositivo de desgaste. De um modo preferencial, dota-se o suporte de cada um dos 2 dispositivos de desgaste com instrumentos de um receptor que se encontra apto para receber através de uma transmissão sem fios os sinais dos captadores de aquisição do dispositivo de desgaste e a fazer a sua transmissão para uma rede de comunicações que se encontra presente na cabeça de destruição, fazendo-se a ligação entre a referida rede e uma unidade de tratamento e de afixação existente na cabina de condução do condutor da máquina de perfurar túneis.

De um modo preferencial, cada um dos dispositivos de desgaste em causa apresenta calibradores de limitação que são colados sobre o eixo do dispositivo de desgaste e faz-se a exploração dos sinais provenientes desses calibradores de modo a que sejam obtidas informações relativas às cargas sofridas pelo dispositivo de desgaste.

De um modo preferencial, cada um dos dispositivos de desgaste é dotado de um medidor de inclinação que se encontra preparado para enviar sinais representativos da posição do dispositivo de desgaste.

De um modo preferencial, cada um dos dispositivos de desgaste em causa encontra-se dotado de um captador de rotação por intermédio de indução magnética. A presente invenção tem ainda como objecto um dispositivo de desgaste por perfuração e o seu suporte destinado a montar o dispositivo de desgaste por rotação sobre a cabeça rotativa de destruição de um aparelho para perfurar túneis, caracterizado por o dispositivo de desgaste compreender um ou vários captadores de aquisição de dados escolhidos entre os captadores aptos para fornecerem sinais representativos da força de penetração do dispositivo de desgaste no terreno, do estado de rotação, da velocidade de rotação e da temperatura do dispositivo de desgaste, estando o dispositivo de desgaste 3 e o seu suporte dotados de meios que cooperam para enviar sinais representativos da posição do dispositivo de desgaste.

De um modo preferencial, o dispositivo de desgaste está dotado de todos os captadores acima mencionados. A alimentação eléctrica necessária ao funcionamento dos captadores pode ser autónoma e estar integrada no dispositivo de desgaste ou no seu suporte, ou ser proveniente de uma fonte de alimentação eléctrica situada num local afastado.

Os captadores do dispositivo de desgaste são de um modo preferencial fixos numa base, por exemplo num disco, que se aproxima lateralmente sobre o dispositivo de desgaste ou no meio do dispositivo de desgaste e esta base e o suporte comportam meios que cooperam de modo a acolherem e a transmitirem os sinais dos captadores.

As figuras dos desenhos anexos são esquemas que ilustram respectivamente uma vista de frente de uma implantação de dispositivos de desgaste sobre a cabeça de perfuração do aparelho de perfurar túneis (figura 1), um corte no plano perpendicular ao da figura 1, da cabeça com a transmissão eléctrica dos captadores até uma unidade de tratamento e de afixação (figura 2), e um corte axial de um dispositivo de desgaste (figura 3).

Na figura 1 cada um dos dispositivos de desgaste foi esquematizado por um circulo M e o seu suporte individual por intermédio de um rectângulo R. 0 dispositivo de desgaste é montado com folga sobre um eixo definido pelo suporte e os suportes são repartidos pelos braços B unidos à cabeça T da máquina de perfurar túneis.

Estes dispositivos são bem conhecidos dos peritos na técnica. 4

De acordo com a presente invenção, cada um dos dispositivos de desgaste encontra-se equipado com uma pluralidade de captadores e, nomeadamente: • com um captador de posição, • com um captador de pressão, • com um captador do estado de rotação, • com um captador de velocidade, • com um captador de temperatura.

Um perito na técnica escolhe estes captadores por entre os captadores conhecidos aptos para efectuar estas funções.

Para o captador de posição, a escolha preferencial recai sobre um dispositivo de medição da inclinação.

Para o captador de pressão, a escolha preferencial recai sobre um conjunto de válvulas de limitação.

Os captadores de posição, de velocidade e de temperatura encontram-se de preferência montados sobre uma base que fica unida com o dispositivo de desgaste, por exemplo um disco que se aproxima de um dos lados do dispositivo de desgaste. Esta base pode estar dotada de módulos de aquisição e de tratamento, de um ponto de ligação de comunicação com o suporte do dispositivo de desgaste, e com um conjunto de alimentação eléctrica.

Os suportes R dos dispositivos de desgaste dotados de instrumentos encontram-se ligados através de uma transmissão com ou sem fios com uma central C de tratamento e de afixação colocada na cabina de condução da máquina de perfurar túneis. Na figura 2 encontra-se esquematizada uma transmissão F por 5 intermédio de fios que assegura as transmissões individuais dos sinais dos captadores dos dispositivos de desgaste e/ ou dos suportes dos dispositivos de desgaste transportados pelo mesmo braço B, por intermédio de juntas rotativas. A figura 3 é um corte axial esquemático de um dispositivo de desgaste (M) equipado com dispositivos de medição da inclinação (1), com um captador de rotação (2), com sondas de temperatura (3) e com válvulas de limitação (4). 0 dispositivo de desgaste (M) e o seu suporte (R) compreendem meios de comunicação respectivos (5, 6) que cooperam com o objectivo de permitir a transmissão à distância dos sinais dos captadores. A presente invenção não se encontra limitada a esta forma de realização exemplificativa. 18-05-2007 6

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para informar de um modo permanente sobre o tipo de terreno que será perfurado de seguida, o condutor de uma máquina de perfurar túneis dotada de uma cabeça de escavação rotativa possuindo uma pluralidade de suportes individuais destinados a perfuradores de desgaste rotativos, em que se usam os captadores de aquisição de dados aptos para fornecer sinais relativos ao funcionamento do dispositivo de desgaste, transmitindo-se estes sinais à distância e fazendo a exploração dos mesmos de modo a informar o condutor da máquina de perfurar túneis, caracterizado por serem colocados directamente sobre cada um dos dispositivos de desgaste um ou vários captadores escolhidos por entre os captadores aptos para fornecerem sinais representativos da força de penetração do dispositivo de desgaste no terreno, da posição do dispositivo de desgaste, do estado de rotação do dispositivo de desgaste e da temperatura do dispositivo de desgaste.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual se alimenta cada um dos dispositivos de desgaste relevantes com a energia eléctrica necessária para o funcionamento dos captadores do dispositivo de desgaste através da bateria integrada no dispositivo de desgaste ou através da transmissão sem fios a partir do suporte do dispositivo de desgaste.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou com a reivindicação 2, no qual se dota o suporte de cada um dos dispositivos de desgaste relevantes com um receptor preparado para receber através de transmissão sem fios os sinais dos captadores do dispositivo de desgaste e fazer a sua transmissão para uma rede de comunicação que é transportada pela cabeça de destruição, e fazendo a ligação da referida 1 rede a uma unidade de tratamento e de afixação no interior da cabina de condução da máquina de perfurar túneis.
4. 4. Processo de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3 no qual se dota cada um dos dispositivos de desgaste relevantes com válvulas de limitação que se colocam sobre o eixo do dispositivo de desgaste e em que se explora os sinais destas válvulas de modo a obter informações sobre as cargas sofridas pelo dispositivo de desgaste.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4, em que se dota cada um dos dispositivos de desgaste relevantes com um dispositivo de medição da inclinação.
6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, em que se dota cada um dos dispositivos de desgaste relevantes com um captador de rotação por indução magnética.
7. 7. Dispositivo de desgaste de perfuração M e o seu suporte R destinado a montar o dispositivo de desgaste por rotação com a cabeça de destruição rotativa de um aparelho para perfurar túneis T, caracterizado por o dispositivo de desgaste compreender um ou vários captadores (1 - 4) escolhidos por entre os captadores aptos para fornecer os sinais representativos da força de penetração do dispositivo de desgaste no terreno, o estado de rotação, a posição e a temperatura do dispositivo de desgaste, e em que o dispositivo de desgaste e o seu suporte compreendem meios (5, 6) que cooperam de modo a transmitir à distância os sinais dos captadores do dispositivo de desgaste.
8. 8. Dispositivo de desgaste de perfuração e o seu suporte de acordo com a reivindicação 7, em que o dispositivo de desgaste se encontra dotado do conjunto de captadores acima mencionado. 2
9. 9. Dispositivo de desgaste e o seu suporte de acordo com a reivindicação 7 ou com a reivindicação 8 em que os captadores (1 - 4) do dispositivo de desgaste se encontram montados sobre uma base que fica unida ao dispositivo de desgaste e que se encontra dotada de módulos de aquisição e de tratamento, de pontos de ligação de comunicações com o suporte do dispositivo de desgaste e com uma unidade de alimentação eléctrica.
10. 10. Máquina para perfurar túneis equipada com uma cabeça de destruição rotativa que apresenta suportes R destinados a dispositivos de desgaste de perfuração rotativos M, caracterizada por os dispositivos de desgaste e os seus suportes serem de tal como os que se encontram definidos em uma das reivindicações de 7 a 9 e em que a máquina de perfurar túneis compreende meios de transmissão dos sinais dos captadores para uma central de tratamento e de afixação colocados na cabina de condução da máquina de perfura túneis. 18-05-2007 3