SE424759B - Ventilkoppling for hydraulisk styrning av borrbom - Google Patents

Description

7804053-2 2 Fig. 4 visar den principiella uppbyggnaden av ett manuellt enhandsmanövrer- bart manöverorgan enligt föreliggande uppfinning för aktivering av de hydraulerna tillordnade hydraulpàdragen. Fig. 5 visar den principiella upp- byggnaden av de i hydraulschemat i Fig. 3 ingående hydraullásen. Fig. 6 visar i sektion schematiskt det enhandsmanövrerbara manöverorganet. _ I Fig. l, 2 uppbäres en borrbom l0 svängbart vid en horisontell tvär- axel ll och en vertikal tväraxel l2, vilka uppbäres av ett bomfäste l3. Den horisontella tväraxeln ll är lagrad i en tillsammans med borrbommen l0 kring den vertikala tväraxeln l2 svängbar länk 14. Bomfästet 13 uppbäres av ett element l5, vilket bildar del av en icke visad borrvagn eller borrigg på vilken ett flertal borrbommar 10 kan vara monterade i grupp.

Borrbommen l0 är svängbar kring tväraxlarna ll, l2 medelst hydrauliska lyft- och svängcylindrar l6, l7. Cylindern l7 är svängbar kring en horisontell tväraxel l8 och en vertikal tväraxel l9, vilka uppbäres av bomfästet l3. Den horisontella tväraxeln 18 är lagrad i en tillsammans med cylindern l7 kring den vertikala tväraxeln 19 svängbar länk 20. Cylinderns l7 kolvstángsände är ledbart fixerad vid en kulled 2l på borrbommen 10. Cylindern l6 är förbunden med bomfästet l3 och borrbommen 10 på samma sätt som cylindern l7. De till cylindern l6 hörande tväraxlarna betecknas med 181, 191, 211. Cylindrarna l6, l7 är lika stora och har samma monteringsgeometri relativt bomfästet l3 och borrbommen l0.

Genom att bomfästet l3 uppbär cylindern l7 för svängning kring den ver- tikala axeln l9 som ligger på sidan om borrbonmens 10 vertikala svängnings- plan kommer en längdförändring av enbart cylindern l7 att orsaka en svängning av borrbommen l0 kring såväl den vertikala axeln l2 som den horisontella axeln ll. _ En längdförändring av bada cylindrarna 16, l7 med samma belopp orsakar en svängning av borrbommen l0 kring enbart den horisontella tväraxeln ll. En förlängning eller förkortning av cylindern l7 med samma belopp som en för- kortning respektive förlängning av cylindern l6 orsakar en svängning av borr- bommen 10 kring enbart den vertikala tväraxeln l2. Genom längdförändring av cylindrarna l6, l7 med olika belopp kan borrbommen l0 samtidigt svängas kring båda tväraxlarna ll, l2.

Borrbommen l0 uppbär ett bomhuvud 24. Bomhnvudet 24 uppbäres av borr- bommen l0 svängbart vid en horistontellaxel 25 och en vertikal axel 26. Den horisontella axeln 25 är lagrad i en tillsammans med borrbommen l0 kringden 7804053-2 3 vertikala axeln 26 svängbar länk 27.

Bomhuvudet 24 är svängbart kring tväraxlarna 25, 26 medelst hydrauliska tipp- och svängcylindrar 28, 29. Cylinderns 29 kolvstångände är svängbar kring en horisontell tväraxel 30 och en vertikal tväraxel 3l, vilka uppbäres av bomhuvudet 24. Den horisontella tväraxeln 30 är lagrad i en tillsammans med cylindern 29 kring den vertikala tväraxeln 3l svängbar länk 32. Cylindern 29 är ledbart fixerad vid en kulled 33 på borrbommen 10. Cylindern 28 är för- bunden med bomhuvudet 24 och borrbommen l0 på samma sätt som c lindern 29.

De till cylindern 28 hörande tväraxlarna betecknas med 301, 3l , 331. Cylind- rarna 28, 29 är lika stora och har samma monteringsgeometri relativt bomhu- vudet 24 och borrbommen l0.

Genom att cylinderns 29 vertikala svängningsaxel 3l ligger på sidan om bomhuvudets 24 vertikala svängningsplan kommer en längdförändring av enbart cylindern 29 att orsaka en svängning av bomhuvudet 24 kring såväl den verti- kala axeln 26 som den horisontella axeln 25.

En längdförändring av båda cylindrarna 28, 29 med samma belopp orsakar en svängning av bomhuvudet 24 kring enbart den horisontella tväraxeln 25. En förlängning eller förkortning av cylindern 29 med samma belopp som en för- kortning respektive förlängning av cylindern 28 orsakar en svängning av bom- huvudet 24 kring enbart den vertikala tväraxeln 26. Genom längdförändring av cylindrarna 28, 29 med olika belopp kan bomhuvudet 24 samtidigt svängas kring båda tväraxlarna 25, 26.

Bomhuvudet 24 uppbär ett vriddon 34. Vriddonet 34 kan vara av i amerikanska patentet 3 563 32l angivet slag. Eftersom vriddonets utformning ej är väsentlig för föreliggande uppfinning beskrivs det ej närmare.

En matningshållare 35 är medelst en tväraxel 36 svängbart lagrad i en hylsa 37, som är förbunden med vriddonets 34 utgående axel.

En hydraulisk matningsförskjutningscylinder 38 är fixerad vid mat- ningshällaren 35 samt dessutom fixerad vid ett fäste 39 som i sin tur är fixerat vid en matningsbalk 40. Matningsbalken 40 uppbär på konventionellt sätt en utmed densamma fram och åter maskinellt matad bergborrmaskin 41. Berg- borrmaskinen 4l roterar och avger slag mot ett borrstål 42 som styres medelst på matningsbalken anordnade borrstyrningar 43, 44. Matningsbalken 40 upp- bäres glidbart i längdriktningen på matningshállaren 35 medelst på denna fixerade styrningar. Genom förlängning eller förkortning av matningsförskjut- ningscylindern 38 kan matningsbalken 40 inställas i längdled relativt borr- bommen l0. 7804055-2 4 : Genom påverkan av vriddonet 34 kan matningsbalken 40 vridas 360° kring en polaxel 45. Medelst en hydraulcylinder 46 kan matningsbalken 40 svängas kring tväraxeln 36 väsentligen 90° till ett mot polaxeln 45 vinkelrätt läge.

För borrbommens 10 alla hydrauler uppbygges ett konventionellt kopplat hydrauliskt manöversystem. Detta kopplingsschema inbegriper ett kopplings- schema för matningsbalkens 40 parallellföring under borrbommens inställning, vilket schematiskt illustreras i Fig. 3 och 5. _ Som framgår av schemat i Fig. 3 är var och en av hydraulerna 16, 17, 28 och 29 försedd med ett hydraullås respektive 50, 51, 52 och 53 av kon- ventionell typ, lämpligen försedd med en reverseringskolv 54, som samverkar med ett par backventiler 55, 56, såsom framgår av Fig. 5. Hydraulens 16 mindre cylinderrum B är över hydraullåset 50 anslutet till hydraulens 29 större cylinderrum A via dennas hydraullås 53. Cylinderns 17 mindre cylinder- rum B är över hydraullåset 51 anslutet till hydraulens 28 större cylinder- rum A via dennas hydraullås 52. Genom förbindelsen mellan rummen A och B blir hydraulen 16 ensidigt hydrauliskt bunden till hydraulen 29 och hydraulen 17 ensidigt hydrauliskt bunden till hydraulen 28.

Ett hydraulpådrag 57 är överordnat det större cylinderrummet A i hydraulen 16 och det större A och mindre B cylinderrummet i hydraulen 29.

Ett hydraulpådrag 58 är överordnat det större cylinderrummet A i hydraulen 17 och det större A och mindre B cylinderrummet i hydraulen 28. _ Enligt föreliggande uppfinning aktiveras hydraulpådragen 57, 58 medelst ett manuellt enhandsmanövrerbart manöverorgan 59. Manöverorganet 59 utgöres av en koordinatspak av i och för sig känd typ. Medelst koordinatspaken 59 kan fyra normalt stängda tryckreduceringsventiler 60, 61, 62, 63 steglöst styras ut mellan stängt och helt öppet läge. Funktionen illustreras schematislt i Fig. 6. Med ventilerna 60, 61, 62, 63 i stängt läge är hydraulpådragens 57, 58 styrledningar 64, 65, 66, 67 anslutna till tank via en ledning 68. ventilerna 60-63 styres ut i proportion till spakens 59 utslag medelst en stång 70 och en fjäder 71. Medelst spaken 59 är det möjligt att antingen styrai ut endast en av ventilerna 60-63 eller två intilliggande ventiler samtidigt, udvs. något av ventilparen 62, 63; 63, 61; 61, 60 eller 60, 62. Styrledningar- na 64-67 tillföres olja via en matarledning 69. 9 - _ Antag att pådragsventilen 57 i Fig. 3 föres åt höger från neutralläget.

Härvid trycksättes hydraulens 16 cylinderrum A. Hydraullâsetsfllav reverse- ringskolven 54 öppnade motsatta backventil 55 möjliggör att hydraulens 16 7804053-2 cy1inderrum B ans1utes ti11 hydrau1ens 29 cy1inderrum A. Härigenom uppkommer en ensidig bindning me11an hydrau1erna 16, 29 som utnyttjas ti11 att para11e11- föra matningsba1ken 40 t.ex. ti11 det i Fig. 1 och 2 visade streckade iäget från det med he1dragna 1injer visade utgångs1äget. Under den ensidigt bundna röre1sen sammandrages rum B i hydrau1en 29 eftersom det är öppet ti11 iàgtryck via_hydrau11âsets 53 backventi1 55 och pâdragsventi1en 57.

Om pådragsventi1en 57 föres åt vänster trycksättes hydrau1ens 29 rum B.

Hydrau1en 29 trycker därvid sitt innehå11 i rummet A ti11 det därmed bundna rummet B i hydrau1en 16. Hydrau1en 16 sammandrages därvid, eftersom dess rum A är öppet ti11 1âgtryck via hydrau11åsets 50 backventi1 56 och pådrags- venti1en 57.

Mede1st pådragsventi1en 58 förkortas och för1änges hydrau1erna 17, 28 på 1iknande sätt.

De vi11kor som ska11 uppfy11as för att en exakt para11e11föring ska11 erhá11as är de1s att en triange1 T] vars hörn 1igger på de horisonte11a svängningsax1arna 11, 18, 21 respektive 11 , 181, 211 är 1ikformig med en triange1 T2 vars hörn 1igger på de horisonte11a svängningsax1arna 25, 361 3§ respektive 25 , 30 , 33 , de1s att en triange1 T3 vars hörn 1igger på de ver- tika1a svängningsax1arna 12, 19, 21 respektive 12 , 191, 21] är 1ikformig med en triange1 T4 vars hörn 1igger på de vertika1a svängningsax1arna 26, Bfl, 331 respektive 26 , 31 , 33 . Om hydrau1f1uidet i hydrau1ernas 16, 17 kamrar B direkt överföres ti11 hydrau1ernas 28, 29 rum A gä11er att ringko1varean i hydrau1ernas 16, 17 rum B ska11 förhâ11a sig ti11 ko1varean i hydrau1ernas 28, 29 rum A som 1ikformighetsförhå11andena T2:T1 och T4:T3.

Specie11t kan a11a hydrau1erna 16, 17, 28, 29 vara 1ika stora. Triang- 1arna T] och T3 är dä kongruenta med triang1arna T2 respektive T4. På grund av att rummen A och B är o1ika stora måste därvid en kompenseringsanordning införas i para11e11föringskretsarna som beroende på om hydrau1erna för1änges e11er förkortas kan ackumu1era e11er avge överskottsf1uidum.

En1igt uppfinningen kan borrbommen 10 samtidigt 1yftas och svängas mede1st manöverspaken 59. Likaså kan matningsba1ken 40 samtidigt tippas och svängas mede1st manöverspaken 59 utan att borrbommen 10 1yftes e11er svänges.

Därigenom kan matningsba1ken snabbt instä11as i önskad borrningsposition mede1st ett enda manöverorgan.

Vid tippning e11er svängning av enbart matningsba1ken 40 korts1utes hydrau1ernas 16, 17 båda rum A och B mede1st venti1er 72, 73. Venti1erna 7804053-2 6 72, 73 omställes manuellt medelst en ventil 74. För att förenkla manövre- ringen kan ventilen 74 antingen byggas in i manöverspaken 59 eller fjärr- manövreras medelst en i manöverspaken inbyggd servoventil 77 såsom illustreras i Fig. 6. _ Medelst ventilen 75, 76 kastas riktningen på hydraulflödet till pâ- dragsventilerna 57, 58 om när ventilen 74 omställes. Därigenom säkerställas att matningsbalken 40 svänges åt samma håll som borrbommen l0 vid utstyr- ning av en av tryckreduceringsventilerna 60-63. Detta sker medelst ventiler 75, 76 som kastar om riktningen på styrflödet till pâdragsventilerna 57, 58 när ventilen 74 omställes.

Uppfinningen är ej begränsad till den på ritningen som exempel visade utföringsformen utan kan modifieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

VExempelvis kan de borrbommen och hydraulerna tillordnade horisontella och vertikala svängningsaxlarna ersättas av kulleder.

Claims (10)

7804053-2 Patentkrav:

1. Borrbom innefattande ett bomfäste (13), en bom (10) svängbart mon- terad i bomfästet med sin ena ände, en matningsbalk (40) för en bergborr- maskin monterad på den fria yttre änden av bommen, åtminstone en första hydraul (17) för att svänga bommen relativt bomfästet, åtminstone en andra hydraul (28) för att svänga matningsbalken relativt bommen, en hydraul- krets för att seriekoppla sagda första och andra hydrauler varvid hyd- raulkretsen innefattar en pådragsventil (58) för att påverka hydraulerna att svänga bommen och matningsbalken i ömsevis motsatta riktningar samt ventilorgan (51) för att låsa sagda första hydraul när denna inte påver- kas via pådragsventilen, k ä n n e t e c k n a d a v ett ventilorgan (73) för att kortsluta sagda första hydraul (17) och tillåta manövrering av sagda andra hydraul (28) medelst pådragsventilen (58) medan sagda första hydraul kvarstår i sitt läge.

2. Borrbom enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v organ (76) för att reversera flödet till sagda andra hydraul (28) när sagda första hydraul (17) är kortsluten.

3. Borrbom enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a V ett organ (77, 74) för att samtidigt påverka sagda kortslutningsventilorgan (73) till att kortsluta sagda första hydraul (17) och påverka sagda rever- seringsorgan (76) till att reversera flödet till sagda andra hydraul (28).

4. Borrbom enligt något av föregående patentkrav varvid bommen är mon- terad på sagda bomfäste (13) för att vara svängbar både horisontellt och vertikalt, k ä n n e t e c k n a d a v en tredje hydraul (l6) för att svänga bomen relativt bomfästet, en fjärde hydraul (29) för att svänga matningsbalken (40) relativt bomen, en andra hydraulkrets för att serie- koppla sagda tredje och fjärde hydraul, varvid sagda andra hydraulkrets innefattar en andra pådragsventil (57) för att påverka sagda tredje och fjärde hydrauler (16, 29) att svänga bommen och matningsbalken samtidigt i ömsevis motsatta riktningar, ventilorgan (50) för att låsa sagda tredje hydraul (16) när denna inte påverkas via sagda andra pådragsventil (57) och ett ventilorgan (72) för att kortsluta sagda tredje hydraul (16) och tillåta manövrering av sagda fjärde hydraul (29) medelst sagda andra på- dragsventil (57) medan sagda tredje hydraul (16) kvarstår i sitt läge. v 7804055-2 8

5. Borrbom enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v organ (75) för att reversera flödet till sagda fjärde hydraul (29) när sagda tredje hyd- raul (16) är kortsluten.

6. , Borrbom enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v ett organ (77, 74) för att samtidigt påverka sagda två kortslutningsventilorgan (72, 73)' 7 till att kortsluta sagda första och tredje hydraul (16, 17) och sagda två reverseringsorgan (75, 76) till att reversera flödet till sagda andra och fjäfde hyarauler (za, 29);

7. Borrbom enligt något av kraven 4-6, k ä n~n e t e c k n a d, a v att ett med en hand manövrerbart styrorgan (59) är kopplat till båda på- dragsventilerna (57, 58) för att möjliggöra samtidig styrning av dessa.

8. Borrbom enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda styrorgan (59) är kopplat att styra pilotventiler (60-63) som är kopplade via styrledningar till sagda pådragsventiler (57, 58) för att styra dessa, varvid sagda organ för att reversera flödet till sagda andra och tredje hydrauler utgöres av ventiler (75, 76) anordnade att korskoppla vardera pådragsventilens (57, 58) styrledningar.

9. Borrbom enligt något av kraven 4-8, k ä n n e t e c k n a d a-v att sagda första och tredje hydrauler (16, 17) är kopplade mellan bomfäs- tet (13) och bommen (10) så att de bildar en tripod tillsammans med bommen. _

10. Borrbom enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda förs- ta och tredje hydrauler (16, l7) är belägna på var sin sida om ett verti- kalplan genom bomen (10) så att var och en av sagda första och tredje hydrau1er.(16, 17) ensam kan åstadkomma en kombinerad sido- och vertikal- sväng av bomen. - ANFURDA PUBLIKATIONER: SE 227 821 (E21c 11/00), 316 425 (E02f 9/20) FI 45 278 (E02f 9/20)