SE0900045A1 - Dämpningsanordning för slagverk, slagverk och borrmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 ligger för ästadkommande av en verklig dämpning av de från borrningen emanerande reflexerna, varför ett oönskat sväng- ningssystem uppkommer.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att till- handahålla en vidareutveckling av nämnda dämpningsanordningar, vilken totalt sett medför förbättrade arbetsvillkor för slag- verket och därmed effektivare borrning.

UPPFINNINGENS VIKTIGASTE KÃNNETECKEN Dessa ändamål uppnås vid en uppfinning av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet l.

Härigenom erhålls dels en energiabsorberande funktion, dels reducerad risk för kavitationsskador av ingående kompo- nenter i driften av anordningen. I förhållande till dämpnings- anordningen i US 4 993 504 undviks problem med periodiskt mycket högt tryck i själva dämpkammaren - den andra kammaren - alternerande med mycket lågt tryck i denna kammare, vilket vid anordningen enligt US-skriften kan medföra kavitationsskador på tätningar och styrningar och även i backventilen mellan kamrarna.

I jämförelse med en konventionell s.k. enkeldämpare upp- nås genom uppfinningen verksam energiupptagning och därmed effektiv dämpning av reflekterade stötvågor. Bättre förutsätt- ningar för bergkontakt under så stor del av borrningscykeln som möjligt kan uppnås liksom förbättrad åtdragning av borr- strängskarvar och därmed bättre ekonomi för borrningen. Längre serviceintervaller och en ökad livslängd hos ingående detaljer kan också förväntas.

När slagverket genom ett slag drivit fram adaptern eller motsvarande komponent uppkommer en trycksänkning i dämpkamma- ren, vilket gör att backventilen kommer att öppna och ackumu- latorn kan fylla på dämpkammaren med trycksatt vätska, vilket 76011; 2009-01-14 10 15 20 25 30 medför att kolven snabbt kan röra sig mot berget igen och dår- med tillförsäkra bergkontakt samtidigt som risken för kavita- tionsskador kan minskas.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen år till- förselledningen för tryckvätska kopplad till ackumulatorn och därmed tillförselledningen kopplad till dämpkammaren via nämnda backventil. Detta medger att påfyllningen av ackumula- torn effektiveras och även att med tillförselledningen för- bundna komponenter skyddas från skadliga tryckpulser här- rörande från dämpkammaren.

Genom att en strypspalt är inrättad att etableras mellan dämpkolven och en utanförliggande ringyta uppnås dämpning i motsvarighet till det som beskrivs ovan. Genom att därutöver ringytan är försedd med åtminstone ett flythål för etablerande av ett flytläge för dämpkolven uppnås att dämpkolven kommer att sträva mot att förflytta en slagmottagande komponent, såsom en borrstålsadapter, till ett för slagverket fördel- aktigt slagläge varigenom en låg variation av slagenergin erhålls för slagverket.

Genom att en strypkanal med en andra strypning är inrät- tad att ansluta dämpkammaren till ackumulatorn parallellt med backventilen uppnås flera fördelar. Genom strypningen kan i dämpsystemet ingående vätska tillföras till dämpkammaren mycket snabbt, redan innan backventilen hunnit öppnats. Detta medför fördelen att överdrivna trycksänkningar, vilka annars kan uppkomma i dämpkammaren tidigt under en slagcykel, kan undvikas.

Därutöver medges en utjämnande återströmning av vätskan från dämpkammaren till ackumulatorn. Sammantaget medför kombi- nationen av parallellt inrättad backventil och strypning ett ännu snabbare system med ökad möjlighet till bergkontakt under en större del av cykeln och ytterligare reducering av skadliga tryckpulser i tillhörande komponenter. 76011; 2009-01-14 10 15 20 25 30 Det föredras att returstrypningen och/eller den andra strypningen är ställbara för anpassning av dämpningsanord- ningen till rådande krav för slagverket. Ställbarheten kan åstadkommas med hjälp av för en fackman i och för sig kända medel. I princip gäller att ju mindre area en strypning för energiupptagning uppvisar, desto större hårdhet erhåller däm- paren.

Motsvarande fördelar enligt ovan avseende dämpningsanord- ningen uppnås vid ett slagverk jämte en bergborrmaskin enligt uppfinningen.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att förklaras i den följande detaljbeskrivningen med ledning av de bifogade ritningarna.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen ska nu närmare beskrivnas med ledning av utföringsexempel med hänvisning till ritningarna, på vilka: Fig. la schematiskt visar i en axiell sektion en dämpanordning enligt uppfinningen vid ett slagverk till en borrmaskin, Fig. lb och lc visar en detalj av dämpningsanordningen i fig. la med dämpkolven i olika lägen, Fig. 2 schematiskt visar en andra utföringsform av en dämpningsanordning enligt uppfinningen och Fig. 3 schematiskt visar en tredje utföringsform av en dämpningsanordning enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I fig. la visas således en dämpningsanordning i samband med ett slagverk, i vilket på en borrstålsadapter l en slag- kolv 2 är inrättad att verka i en slagriktning R (till vänster i fig. la). Såsom sedvanligt verkar axiellt mot borrstålsadap- tern l en, omgivande slagkolven 2 anordnad, dämpkolv 8 via en 76011; 2009-01-14 10 15 20 25 30 borrbussning 3. Vid slagkolvens slag mot borrstålsadaptern 1 kommer i vissa driftfall, beroende på bl. a. bergets egen- skaper, stötvàgsreflexer att tendera att driva borrståls- adaptern 1 i en riktning motsatt slagriktningen R, vilka stöt- vågsreflexer förmedlas via borrbussningen 3 till dämpkolven 8.

Dämpkolven 8 uppvisar ett kolvparti 6, vilket är upptaget i en ringformig dämpkammare 7, vilken i sin tur är belägen radiellt utanför ett utsträckt parti 8' av dämpkolven 8. Till dämpkammaren 7 tillförs kontinuerligt ett flöde q av tryck- vätska från en (ej visad) pump genom en tillförselledning 14.

Till tillförselledningen är kopplad en ackumulator 13, som kan vara av konventionellt slag, och i vilken har laddats ett lämpligt mottryck av en gasvolym på en sida av ett flexi- belt membran, på vars andra sida tryckvätska är tillför- bar/bortförbar.

Tillförselledningen 14 är förbunden med dämpkammaren 7 via ett system inkluderande en strypning (andra strypning) 11, vilken är parallellkopplad med en backventil 12, vilken är riktad för att medge ett vätskeflöde till dämpkammaren 7 men att spärra flöden i riktning från dämpkammaren 7.

Från dämpkammaren 7 leder en returkanal, vilken inklude- rar: åtminstone ett flythål 10 (lämpligen två flythàl place- rade diametralt mot varandra eller eventuellt flera flythål), för tillseende av att dämpkolven 8 intar ett önskat flytläge, en returkammare 9 samt en ledning emanerande från returkamma- ren 9, vilken slutligen mynnar i en tank 5. Denna ledning kan eventuellt inkludera en returstrypning 4, vilket är fallet i utföringsformerna i fig. la och 2. Tanken 5 kan vara förbunden med nämnda pump (ej visade) för tryckvätska. Viss återström- ning av vätska till dämpkammaren, och därigenom reduktion av tryckvariationer i denna, kan även i viss mån erhållas genom arrangemanget med flythäl 10, andra strypning 16 i form av 76011; 2009-01-14 10 15 20 25 30 strypspalt och returkammare 9 då trycket i dämpkammaren momen- tant minskar på grund av mottagen reflex från berget.

I fig. lb visas dämpkolven 8 när den intagit, i huvudsak, nämnda flytläge, varvid en styrkant 6' radiellt ytterst på kolvpartiet 6 i samverkan med en mynning av ett (eller flera) flythål bildar en i beroende av dämpkolvens axiella läge varierbar flythålsstrypning 20. Vid normal drift av ett slag- verk enligt uppfinningen, och då bergreflexerna är måttliga kommer dämpkolven att röra sig med små axiella slag kring approximativt det i fig. lb visade läget (flytläget).

Av fig. lc framgår att dämpkolven 8 genom mottagande av en något större stötvågsreflex från borrstålsadaptern 1 har förflyttats ett stycke motsatt slagriktningen R och således trängt längre in i dämpkammaren 7. Genom denna förflyttning har etablerats en strypspalt 16 mellan en cirkulärcylindrisk utåtvänd yta 17 av dämpkolven 8 och en cirkulärcylindrisk inåtvänd ringyta 18 av en komponent ingående i ett maskinhus för slagverket.

Denna strypspalt 16 betecknas här som en första strypning i en första strypkanal för dämpanordningen. Vid en rörelse motsatt slagriktningen av dämpkolven 8 uppkommer härvid en tryckökning i dämpkammaren 7. Genom backventilen kommer nu ingen vätska att passera, eftersom denna backventil endast medger ett flöde i riktning till dämpkammaren. På grund av tryckökningen kommer dock vätska att pressas dels genom den första strypningen utgjord av strypspalten 16, dels genom den andra strypningen utgjord av strypningen 11.

Härigenom kommer energi att tas upp i nämnda strypningar 11, 16 resp. 20 och bidra till effektiv dämpning av den reflekterade stötvågen. I förekommande fall kan energi tas upp även i returstrypningen 4. 76011; 2009-01-14 10 15 20 25 30 Genom den kontinuerliga tillförseln/genomströmning av tryckvätska, som nämns ovan, kommer det att tillses att i dessa strypningar utvecklad värme kommer att kylas bort.

Det ska observeras att strypspalten är överdriven i fig. lb och lc för tydlighets skull. Med 21 betecknas en mot dämp- kolven 8 verkande tätning, vilken tillförsäkrar att returflöde från dämpkammaren 7 (väsentligen) uteslutande strömmar genom nämnda flythål 10.

Utföringsformen i fig. 2 skiljer sig från den i fig. la endast genom avsaknaden av den andra strypningen. Vid denna utföringsform sker således all energiupptagning i den första strypningen 16, som förklaras ovan, och som etableras vid en rörelse till höger, motsatt slagriktningen R, av dämpkolven 8 från det i fig. 2 visade läget.

Utföringsformen i fig. 3 skiljer sig från den i fig. la genom att tillförselledningen för tryckvätska 14 direkt anslu- ter till dämpkammaren 7. I detta fall sker således all åter- laddning av ackumulatorn via den andra strypningen 11. I detta fall kan även förekomma att viss tryckfluktuation i dämpkamma- ren 7 kan förmedlas in till tillförselledningen 14.

Uppfinningen kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven och exempelvis kan slagverket vara annorlunda utformat och till och med utan konventionellt slagkolv. I så fall kan det vara fråga om en s.k. impulsmaskin. Överförande av stötvågsreflexer till dämpkolven kan också vara annorlunda arrangerat. Komponenterna i maskinhuset kan vara inrättade på annat sätt och t ex kan den ringformiga kom- ponenten utvändigt dämpkolvens mest utbredda del vara en inte- grerad del av själva maskinhuset.

De vätskor, som kommer ifråga i samband med uppfinningen är de sedvanliga hydraulvätskorna för liknande applikationer. 76011; 2009-01-14

Claims (13)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV:

1. Dämpningsanordning för ett slagverk med en slagriktning (R), innefattande en dämpkolv (8) för verkan i en axiell rikt- ning mot ett för drivning av slagverket avsett verktyg, varvid dämpkolven (8) uppvisar ett kolvparti (6), vilket är upptaget i en dämpkammare (7), till vilken en tillförselledning (14) för tryckvätska och en ackumulator (13) är kopplade, och varvid en returkanal är förbunden med dämpkammaren, känneteck- nad av - att ackumulatorn (13) är kopplad till dämpkammaren (7) via en backventil (12), vilken är arrangerad för medgivande av ett flöde i riktning mot dämpkammaren, och - att åtminstone en strypning (16,20) i åtminstone en stryp- kanal är inrättad för strypning av från dämpkammaren (7) utströmmande tryckvätska som svar på rörelse av dämpkolven i en riktning motsatt slagriktningen (R).

2. Dämpningsanordning enligt kravet 1, kännetecknad av att tillförselledningen (14) för tryckvätska är kopplad till acku- mulatorn (13) och därmed till dämpkammaren (7) via nämnda backventil (12).

3. Dämpningsanordning enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att en (första) strypkanal är inrättad i returkanalen med en (första) strypning (16) omfattande en strypspalt, vilken är inrättad att etableras mellan dämpkolven (8) och en radiellt utanför denna befintlig cylindrisk ringyta (18).

4. Dämpningsanordning enligt kravet 3, kännetecknad av att ringytan (18) är försedd med åtminstone ett flythål (10) ingående i returkanalen för etablerande av ett flytläge för dämpkolven (8). 76011; 2009-01-14 lO 15 20 25

5. Dämpningsanordning enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att en flythålsstrypning (20) är anordnad att etableras mellan en styrkant (6') radiellt ytterst på ett kolvparti (6) av dämpkolven (8) och åtminstone ett flythål (10).

6. Dämpningsanordning enligt något av kraven 4 - 5, känneteck- nad av att returkanalen uppvisar en separat returstrypning (4) nedströms nämnda flythål (10).

7. Dämpningsanordning enligt kravet 6, kännetecknad av att returstrypningen (4) är ställbar.

8. Dämpningsanordning enligt något av föregående krav, känne- tecknad av att en (andra) strypkanal med en (andra) strypning (11) är inrättad att ansluta dämpkammaren till ackumulatorn (13) parallellt med backventilen (12).

9. Dämpningsanordning enligt kravet 8, kännetecknad av att den andra strypningen (11) är ställbar.

10. Dämpningsanordning enligt något av föregående krav, känne- tecknad av att dämpkammaren (7) är ringformig och belägen radiellt utanför ett utsträckt parti (8') av dämpkolven (8).

11. Slagverk med en dämpningsanordning för dämpning av berg- reflexer, kännetecknat av att det inkluderar en dämpnings- anordning enligt något av kraven 1 ~ 10.

12. Bergborrmaskin, kännetecknad av att den inkluderar ett slagverk enligt kravet 11.

13. Bergborrmaskin enligt kravet 12, kännetecknad av att den innefattar en borrbussning (3) och/eller en borrstålsadapter (1) mellan dämpkolven (8) och verktyget. 76011; 2009-01-14