SE458132B - Med slagverkan arbetande anordning foer drivning av haal i marken - Google Patents

Description

458 132 lO 15 20 25 30 35 2 Hålets diameter är praktiskt taget lika med ytterdia- metern hos den pneumatiska hàlslagningsanordningens hus.

-Eftersom utdragningen av hålslagningsanordningen från marken vid dess brott erfordrar en avsevärd arbets- insats och i enstaka fall (exempelvis vid hàldrivning under en i drift varande järnväg, under flygfälts belägg- ning e dyl.) är praktiskt taget omöjlig, ställes höga krav på de pneumatiska hàlslagningsanordningarnas funk- tionssäkerhet (livslängd). En av de huvudparametrar, som karakteríserar den pneumatiska hålslagningsanordningens tekniska fullkomlighet, är dess kapacitet, som huvud- sakligen bestämmes av slagenergin.

En anordning för drivning av hål i marken är förut känd (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnarcerti- fikatet nr 227 198, MKI E 02 F 5/18), vilken innefattar dels ett hus, som innehåller ett framåt- och bakàtgående slagorgan, som är anordnat att i huset bilda ett s k framàtgàngsslagrum (rum för rörelse framåt), som är konti- nuerligt förbundet med en lufttillförande huvudrörledning, och ett s k átergángsslagrum (rum för rörelse bakåt), som är avsett att växelvis förbindas med framåtgångs- slagrummet och atmosfären genom ett kanalformat, organet utformat förbindningsorgan, ett hål i slag- som har formen av , vars centrumlinje är vinkelrät mot slagorganets längdaxel, och dels ett lpftfördelningsorgan i form av en hylsa med häl.

Denna kända anordnings framátgàngsslagrum är bildat av slagorganet och luftfördelningsorganet och ligger i en axiell, i slagorganet upptagen öppning, varför slag- organet uppvisar en liten väggtjocklek.

Slagorganet i denna kända håldrivningsanordning har kort livslängd på grund av dess otillräckliga vägg- tjocklek samt pá grund av förekomsten av intensiva spän- ningskoncentreringskärnor, vilka alstras genom brant ändring av slagorganets form exempelvis vid det ställe, där den axiella, i slagorganet upptagna öppningen slutar, samt vid de ställen, där slagorganets väggar är försedda 10 15 20 25 30 35 458 132 3 med radiella hål, genom vilka återgångsslagrummet, som bildas av slagorganets utsida och husets insida, kan sättas i förbindelse med framàtgångsslagrummet. Över den större delen av den framåtgáende rörelse- slaglängden hos slagorganet i denna kända anordning är átergàngsslagrummet icke förbundet med atmosfären, varför det i átergångsslagrummet alstras ett mottryck, som verkar bromsande på slagorganet och som minskar slagencrgin.

Härigenom kan anordningens slagenergi icke ökas avsevärt genom ökning av slagorganets arbetsslaglängd.

Den viktigaste konstruktionsparametern, som bestämmer anordningens slagenergi, utgöres därför av slagorganets diameter (anordningens diameter)- Diameterökningen leder emellertid till en avsevärd ökning av anordningens vikt och det av marken utövade motståndet mot anordningens rörelse, vilket minskar anordningens rörelsehastighet och följaktligen dess hàldrivningskapacitet. Även en annan anordning för håldrivning i mark är känd (jämför exempelvis "Gornye mashiny" (ryska), samlings- verk för vetenskapliga arbeten, AN SSSR, Sibirskoe otdelenie, Institut gornogo dela, Novosibirsk, år 1980, s. 14-20), vilken innefattar ett cylindriskt hus, vari är anordnat ett slagorgan, som kan röra sig framåt och bakåt och som är avsett att i huset bilda ett rum för framàtgàende rörelse (s k framátgángsslagrum), som är kontinuerligt förbundet med en lufttíllförande huvudrör- ledning, och ett rum för bakåtgàende rörelse ( s k åter- gàngsslagrum), som är avsett att växelvis förbindas med framàtgàngsslagrummet och atmosfären genom ett kanal- format, i slagorganet utformat förbindningsorgan i form av ett häl, vars centrumlinje är vinkelrät mot längd- axeln för slagorganet, som är försett med ett luftför- delningsorgan, som utgöres av en med häl försedd, i huset infäst hylsa och en i förhållande till hylsan förflyttbar rörslidventil.

Genom att denna kända anordning är försedd med den förflyttbara rörslidventilen kan slagorganet i denna 458 132 10 15 20 25 30 35 4 anordning få en längre arbetsslaglängd (varför anordningen ger högre slagenergi och större háldrivningskapacitet vid samma ytterdiameter) tack vare att slagorganets rörelse bakåt àstadkommes icke endast genom expansion av tryck- luft i àtergângsslagrummet utan även genom att detta rum fylles med tryckluft över den bråkdel av slagorganets bakåtgâende rörelseslaglängd, som är lika med rörslid- ventilens slaglängd.

Slagorganet i denna kända anordning har emellertid - liksom slagorganet i den genom det sovjetryska uppfinnar- certifikatet nr 227 l98 kända anordningen av detta slag - kort livslängd på grund av förekomst av samma spännings- koncentrationskärnor och pá grund av att slagorganet har liten väggtjocklek. Över den av slagorganets framàtgàende rörelseslag- längd, som är lika med rörslidventilens slaglängd, alstras i återgàngsslagrummet ett mottryck som bromsar slagor- ganets rörelse och minskar slagenergin.

Villkoret för denna kända anordnings stabila arbets- förlopp är att rörslidventilen och slagorganet måste röra sig synkront med varandra, samtidigt som slidventilen överföres från det ena gränsläget till det andra.

Eftersom den synkrona rörelsen endast àstadkommes medelst mellan slagorganet och rörslidventilen uppträdande friktionskrafter, vilka ändras inom breda gränser när slag- och vibrationspàkänningar uppträder, är det ovan- nämnda villkoret svårt att uppfylla i verkliga maskiner.

En med slagverkan arbetande anordning för drivning av hål i marken är förut känd (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnarcertifikatet nr 531907 MKI E 02 F 5/18), vilken innefattar ett cylindriskt hus, som inne- håller ett framåt- och bakåtgående slagorgan, vilket är anordnat att i huset avgränsa ett s k framåtgàngsslag- rum, som är kontinuerligt förbundet med en lufttíllförande huvudrörledning, och ett s k àtergångsslag- eller retur- slagrum, vilket är avsett att växelvis förbindas med framàtgàngsslagrummet och atmosfären genom ett kanalformat 10 15 20 25 30 35 458 132 5 förbindningsorgan utformat i slagorganet, som är försett dels med ett luftfördelningsorgan, vilket är uppbyggt av en med öppningar försedd, i huset infäst hylsa och en rörformad, i förhållande till hylsan förflyttbar slid- ventil, som är avsedd att öppna och tillsluta hylsans öppningar och dels med ett s k hakorgan för förflyttning av den rörformade slidventilen och inställning av denna i två ändlägen, i vilka, vart och ett, återgàngsslag- rummet genom det kanalformade förbindningsorganet i slag- organet och genom luftfördelningsorganet sättes i för- bindelse med atmosfären resp med framàtgàngsslagrummet.

Luftfördelningsorganets hylsa (luftfördelarhylsan) i denna kända anordning är försedd med en inlopps- och en utloppskanal, vilka bildas av tvà koaxiella rör, och anordnad i slagorganets axiella öppning. När slagorganet rör sig framåt, inmatas tryckluft sàväl i återgångsslag- rummet som i ett hàlrum, som bildas av slagorganets och luftfördelningshylsans ändytor, varför lufttrycket in- verkar på slagorganets totala tvärsnittsyta.

Tryckluft är avsedd att inmatas i det av slagorganets och hylsans ändytor avgränsade hálrummet eller avledas frán detta genom att rörslidventilen öppnar respektive tillsluter motvarande hål i hylsan.

Framàtgångsslagrummet är utformat i slagorganets axiella öppning, under det att det kanalformade förbind- ningsorganet utgöres av i slagorganets vägg upptagna hàl, vilka är väsentliga spänningskoncentrationscentra_ Genom att slagorganet har invecklad form och den axiella öppningen i slagorganet uppvisar en tämligen stor dia- meter pà grund av att denna öppning mäste upptaga hylsan med in- och utloppskanalerna minskas slagorganets livs- längd. ' Till följd av att ätergàngsslagrummet (áterförings- rummet) icke är förbundet med atmosfären över den större delen av slagorganets framàtgáende rörelseslaglängd, alstras i áterföringsrummet ett mottryck, som.verkar bromsande pà slagorganets rörelse. Dessutom àstadkommes 458 152 10 15 20 25 30 35 6 slagorganets bakåtgàende rörelse endast genom expansion av tryckluft i àtergångsslagrummet, vilket med andra ord innebär att energin vid fyllning av àtergàngsslag- rummet med tryckluft icke används i den ovan beskrivna kända anordningen. Samtliga omständigheter leder till en minskning av anordningens slagenergi och kapacitet.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en med slagverkan arbetande anordning för drivning av hàl i marken, där man genom lämplig kon- struktiv utformning av luftfördelningsorganet och slag- organet kan bringa slagorganet att utföra en fri bakåt- gàende rörelse, samtidigt som anordningen får enklare konstruktion och slagorganet ger högre slagenergi- Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en med slagverkan arbetande anordning för drivning av hål i marken, innefattande ett cylindriskt hus, som innehåller ett framåt- och bakàtgáende slagorgan, vilket är anordnat att i huset avgränsa ett s k framâtgångs- slagrum, som är kontinuerligt förbundet med en lufttill- förande huvudrörledning, och ett s k àtergàngsslag- eller returslagrum, vilket är avsett att växelvis förbindas med framàtgàngsslagrummet och atmosfären genom ett kanal- format förbindningsorgan utformat i slagorganet, som är försett med dels ett luftfördelningsorgan, vilket är uppbyggt av en med öppningar försedd, i huset infäst hylsa och en rörformad, i förhållande till hylsan för- flyttbar slidventil som är avsedd att öppna och till- sluta hylsans öppningar och dels ett s k hakorgan för förflyttning av den rörformade slidventilen och inställ- ning av denna i två ändlägen, i vilka, var och ett, äter- gångsslagrummet genom det kanalformade förbindningsorganet i slagorganet och genom luftfördelningsorganet sättes i förbindelse med atmosfären respektive med framátgàngs- slaqrummet, varvid anordningen enligt föreliggande upp- finning utmärkes av att framátgàngsslagrummet är avgränsat mellan hylsans och slagorganets ändytor, under det att det kanalformade förbindningsorganet utgöres av minst en kanal, som är upptagen i slagorganet parallellt med dess l0 15 20 25 30 35 458 152 7 centrumlinje och som är förbunden med den rörformade slidventilen vilken sträcker sig genom framàtgángsslag- rummet och vars vägg är försedd med minst ett häl genom vilket átergångsslagrummet är avsett att växelvis för- bindas med framàtgàngsslagrummet och med atmosfären.

En dylik konstruktiv utformning av anordningen enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att öka dess livslängd genom att de konstruktionsdelar, som är avsedda att upptaga slagpàkänningar, är fria från sådana väsentliga spänningskoncentrationskärnor som tvärgàende hål och slagorganets brant varierande form, och öka anordningens slagenergi (slageffekt, håldrivningskapacitet) genom ökning av slagorganets slaglängd tack vare att átergàngs- slagrummet under slagorganets rörelse i volymminsknings- riktningen för detta rum är kontinuerligt förbundet med atmosfären genom det kanalformade, i slagorganet utformade förbindningsorganet och luftfördelningsorganet, varför det i àtergángsslagrummet ej alstras något mottryck, som verkar bromsande pà slagorganet.

Det är lämpligt, att hylsan är försedd med ett ut- skjutande rörformat parti, vars vägg är försedd med hål och vars fria ände är anordnad i slagorganets kanal, varvid luftfördelningsorganets rörformade slidventil är glidbart anordnad på hylsan på så sätt, att den i sina ändlägen växelvis tillsluter de i hylsans rörformade parti upptagna hälen, genom vilka àtergàngsslagrummet växelvis förbindes med framåtgàngsslagrummet och atmos- fären.

En dylik konstruktiv utformning av anordningen enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att förhindra att den rörformade slidventilen påverkas av de frán slag- organets sida verksamma friktionskrafter, som strävar att förskjuta den rörformade slidventilen från det läge, vari slidventilen inställts av slagorganets hakorgan.

Detta medverkar till att öka anordningens funktionssäkerhet (dess driftstabilitet), vilket är av särskild betydelse för anordningen, vars slagorgan uppvisar ökad slaglängd- 458 132 10 15 20 25 30 35 8 Det är vidare lämpligt, att den rörformade slid- ventilen är försedd med ett fjäderorgan, som är avsett att trycka slidventilen mot hylsan efter det att slag- organet accelererats vid sin rörelse bakåt.

En dylik konstruktiv utformning av anordníngen enligt föreliggande uppfinning bidrar till att öka dess funk- tionssäkerhet genom att fjäderorganet (det fjäderförsedda tryckorganet) säkert låser den rörformade slídventilen i dess ändläge (när ätergàngsslagrummet genom det kanal- formade förbindningsorganet och luftfördelningsorganet sättes i förbindelse med atmosfären), vilket förhindrar att slidventilen slumpvis förskjutes i förhållande till hylsan medelst slag- och vibrationspákänningar, vilka inverkar pà anordningens hus, samt till att minska anord- ningens längd genom att den rörformade slidventilen rör sig en minimal rörelsesträcka i förhållande till hylsan.

En dylik konstruktiv utformning användes lämpligen i anordningar av detta slag, där längden av slagorganets bromssträcka är jämförbar med längden av slagorganets accelerationssträcka vid dess rörelse bakåt.

Det är dessutom lämpligt, att den rörformade slid- ventilen är uppbyggd av tvâ koaxiella, i kontakt med varandra varande och i förhållande till varandra förflytt- bara rör, varvid väggen ay åtminstone det ena röret är försedd med av det andra röret tillslutbara hál, genom vilka àtergàngsslagrummet (àterföringsrummet) är avsett att växelvis förbindas med framàtgángsslagrummet och atmosfären.

Den sá utformade rörslidventilen möjliggör att anord- ningen drives under de mest räntabla driftförhàllandena, när tryckluftskällans (kompressorns) effekt används mest effektivt genom att man för utförande av nyttigt arbete använder den s k inre tryckluftsenergin. Den så utformade slidventilen användes lämpligen i anordningar med förhål- landevis stor (minst 200 mm) ytterdiameter.

Det är vidare lämpligt, att den rörformade slid- ventilen är uppbyggd av två parallella rör och att vardera 10 15 20 25 30 35 458 152 9 rörets vägg är försedd med minst ett häl, varvid hylsan är avsedd att i sina ändlägen växelvis tillsluta det ena rörets hål, genom vilket áterföringsrummet är för- bundet med framåtgångsslagrummet, respektive det andra rörets hål, genom vilket áterföringsrummet är förbundet med atmosfären.

Tack vare att vardera parallella röret uppvisar endast en enda passningsyta (nämligen att passningsytan utgörs av rörets utsida) kan man vid framställning av de detaljer eller delar, som skall anpassas till varandra, använda mer utbredda toleransgränser.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l schematiskt visar ett längdsnitt genom den med slagverkan arbetande anord- ningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hàl i marken, när slagorganet rör sig bakåt, fig 2 schematiskt visar ett längdsnitt genom den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för hàldrivning i marken, när slagorganet utför ett slag, fig 3 schematiskt visar ett längdsnitt genom den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hál i marken, när anordningens rörelseriktning omkastas (anordningen reverseras), fig 4 schematiskt visar ett längdsnitt genom en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, där luft- fördelningsorganets hylsa är försedd med en utskjutande rörformad del, vars fria ände är anordnad i slagorganets kanal och som uppbär luftfördelningsorganets rörformade slidventil, fig 5 schematiskt visar ett längdsnitt genom en utföringsform av den med slagverkan arbetande anord- ningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hàl i marken, där den rörformade slidventilen är försedd med ett fjäderförsett organ, när slagorganets framâtgàendc rörelse upphör, fig 6 schematiskt visar ett längdsnitt genom en utföríngsform av den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hål i marken, där luftfördelningsorganets rörslid- 458 132 10 15 20 25 30 35 10 ventil uppvisar en tillsluten ändyta, fig 7 schematiskt visar ett längdsnitt genom ännu en utföringsform av den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hål i marken, där den rör- formaêe slidventilen är uppbyggd av två parallella rör, när slagorganets rörelse bakåt avslutas, fig 8 schematiskt visar ett längdsnitt genom utföringsformen av den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hål i marken, formade slidv där den rör- entilen är uppbyggd av tvâ parallella rör, när slagorganets framâtgáende rörelse upphör, och fíg 9 schematiskt visar ett längdsnitt genom ytterligare en utföringsform av den med slagverkan arbetande anordningen enligt föreliggande uppfinning för drivning av hål i marken, där den rörformade slidventilen är uppbyggd av två koaxiella rör, när slagorganets rörelse framàt av- slutas.

Den med slagverkan arbetande anordningen för drivning av hål i marken (fig 1) innefattar ett cylindriskt hus 1, ett slagorgan 2 och ett med en lufttillförande huvudrör- ledning 4 förbundet luftfördelningsorgan 3. Slagorganet 2 och luftfördelningsorganet 3 är anordnade att uppdela husets l inre hàlrum i tre kamrar eller rum: ett àter- gàngsslag- eller àterföringsrum 5, ett framátgángsslagrum 6, som är utformat mellan slagorganets 2 ändyta 7 och luft- fördelningsorganets 3 ändyta 8, och ett dräneringsrum 9, som är kontinuerligt förbundet med atmosfären genom en kanal 10- Luftfördelningsorganet 3 är uppbyggt av dels en hylsa ll, som medelst skruvgängor 12 är infäst i en mutter 13 (fig 1), som är anordnad i huset 1 medelst (via) ett elastiskt (för att tillverkningsfel hos de detaljer, som skall anpassas till varandra, skall kunna kompenseras) element 14, som är försett med ett med den lufttillförande huvudrörledningen 4 förbundet inloppshàl 15 och ett ut- loppshàl 16, vars ena ände slutar i en urborrning l7 i hylsan ll och vars andra ände är förbunden med atmos- 10 15 20 25 30 35 458 132 ll fären, och dels en rörformad slidventil 18, som är förd genom framàtgángsslagrummet 6 och avpassad att vid sin förskjutning i förhållande till hylsan ll öppna och till- sluta ett hål 16 i hylsan 11.

Den tekniska lösning, enligt vilken slagorganet 2 - pà grund av att átergángsslagrummet 5 befinner sig utanför slagorganet 2 - får likformig form och det kanal- formade förbindningsorganet utgöres av kanaler, som är parallella med slagorganets centrumlinje (d v s med slag- impulsernas verkningslinje), gör det möjligt att öka anordningens livslängd tack vare att de detaljer, som är avsedda att upptaga slagpàkänningarna, saknar väsent- liga spänningskoncentrationskärnor.

I en i fig 4 visad utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning är en hylsa 22, vars funktion, är identisk med hylsans ll (fig 1) funktion, försedd med en ringformad spalt 23, vari en rörformad slidventil 18 är anordnad, och med ett utskjutande rörformat parti 24, vars fria ände är anordnad i en kanal 20 i slagorganet 2, under det att partiets 24 vägg är försedd med ett häl 25, som - när det sammanfaller (inriktas) med ett häl 21 i den rörformade slidventilen l8 - sättes i för- bindelse med framátgàngsslagrummet 6, och med ett häl 26, som - när det inriktas med hålet 21 i den rörformade slidventilen 18 - förbindes med atmosfären genom ett utloppshàl l6. I detta fall utsättes den rörformade slid- ventilen 18 icke för friktionskrafter fràn slagorganets 2 sida, varför de friktionskrafter, som inverkar pá den rörformade slidvcntilen 18 från hylsans 22 rörformade parti 24, skall vara större än slidventilens 18 tyngdkraft (vilket utgör ett av de nödvändiga villkoren för anordning- ens funktionssäkra arbete vid drivning av vertikala häl).

I en i fig 5 visad utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning är den rörformade slidventilen l8 försedd med ett fjäderorgan (fjäderförsett organ) 27, som är avsett att trycka slidventilen 18 mot hylsan ll efter avslutad acceleration av slagorganet 2 (efter det sr 458 132 10 15 20 25 30 35 12 att slagorganet 2 förskjutits avståndet L1), när slag- organet 2 rör sig bakåt, och utefter en del av slagor- ganets 2 rörelsesträcka vid dess rörelse framåt. I denna utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning är den rörformade slidventilens 18 slaglängd mellan dess ändlägen minimal, varvid den endast bestämmes av dimen- sionerna hos hålet 21 i slidventilen 18 (det framgår av fig 5, att den rörformade slidventilens 18 slaglängd L 2 är lika med i det närmaste den utefter anordningens centrumlinje uppmätta längden av hålet 21 i slidventilen 18).

Genom att den rörformade slidventilen 18 är avsedd att låsas i sitt ena gränsläge medelst det fjäderförsedda organet 27 och icke genom friktion kan man avsevärt minska de mellan den rörformade slidventilen 18 och hylsan ll uppträdande friktionskrafterna och härigenom minska den av friktionen förorsakade värmeavgivningen och öka anord- ningens livslängd och pålitlighet.

Den rörformade slidventilen 18 i den i fig 6 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande upp- finning har formen av ett rör 28 med tillsluten ändyta, varvid slidventilen 18 och hylsan ll har minsta möjliga axiella dimensioner, eftersom den rörformade slidven- tilens 18 vägg - när slidventilen 18 befinner sig i det gränsläge, som motsvarar slagorganets 2 avslutade framåt- gàende rörelse ~ icke behöver tillsluta öppningen (ur- borrningen) 17 i hylsan ll, såsom det var nödvändigt i den i fig l visade utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen.

I fig 7 visas en utföringsform av anordningen, som innefattar ett hus 1, vari är stelt infäst en hylsa 29, vars funktion liknar den i fig 1 visade hylsans 11 funk- tion, varvid den rörformade slidventilen 18 är uppbyggd' av två parallella förflyttbara rör 30 och 31 (fig 7). vardera röret är avsett att styras av var sitt hakorgan i slagorganet 2, nämligen att röret 30 styres av avsatser i en urborrning 32, medan röret 31 styrs av i-en urborrning 33 utformade avsatser. så' 10 15 20 25 30 35 458 132 13 Det kanalformade, i slagorganet 2 upptagna förbind- ningsorganet utgöres av parallella kanaler 34 och 35, vilka är förbundna med áterföríngsrummet 5. Hakorganen är utformade på ett sådant sätt, att slaglängden hos röret 30 i slagorganet 2 (fig 8) är mindre än slaglängden hos röret 31 i slagorganet 2 med en sträcka L4. Vardera rörets 30, 31 vägg är försedd med ett hål 36 respektive 37.

Den ände av röret 30, i vilken hålet 36 är upptaget, är anordnad i en öppning 38 i hylsan 29, medan rörets 31 ände med hálet 37 är anordnad i en öppning 39 i hylsan 29.

En dylik konstruktiv utformning av anordningen enligt föreliggande uppfinning medverkar till att den rörformade slidventilen l8 utefter slagorganets 2 bakàtgáende rörelse- slaglängd L4 kan inta ett mellanläge (när hålet 36 redan är tillslutet, medan hålet 37 ännu icke är öppet), i vilket àtergángsslagrummet 5 icke är förbundet med framåt- gángsslagrummet 6 och atmosfären, varför slagorganet 2 accelereras utefter rörelsesträckan L4 genom expansions- energin i den i àtergángsslagrummet 5 befintliga tryck- luften.

Den så utformade anordningen arbetar under mest räntabla driftförhàllanden, under vilka man för utförande av nyttigt arbete använder såväl tryckluftskällans arbete, som förbrukas för den fördröjda (utefter slagorganets 2 rörelsesträcka L3, fig 8) luftinmatningen i àtergàngs- slagrummet 5, som expansionsenergin hos tryckluften i átergàngsslagrummet 5, vilket med andra ord innebär att tryckluftskällans effekt används maximalt.

I fig 9 visas en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, som innefattar ett hus l, som är stelt förbundet med en hylsa 29 (vars funktion liknar den i fig l visade hylsans ll funktion), vars öppning 39 innehåller en ände hos en rörformad slidventil 18, som är uppbyggd av två koaxiella rör 40 och 41. Det i öpp- ningen 39 anordnade röret 40 är försett med ett hål 42, som kan sättas i förbindelse med utloppshålet_l6, och ett hàl 43, genom vilket àtergángsslagrummet 5 kan för- 458 132 10 15 20 25 30 14 bindas med framátgàngsslagrummet 6. Vardcra röret styrs av var sitt hakorgan i slagorganet 2, nämligen att röret 40 styrs av i en urborrning 44 utformade avsatser, medan röret 41 styres av i en urborrning 45 utformade avsatser.

Hakorganen är utformade på ett sådant sätt, att en slag- längd L5 hos röret 41 i slagorganet 2 är mindre än en slaglängd L6 hos röret 40 i slagorganet 2 med en sträcka L7. Röret 41 är avsett att öppna och tillsluta hålet 43 i röret 40.

Den i fig 1 visade, med slagverkan arbetande anord- ningen för drivning av hål i marken fungerar på följande sätt.

Tryckluft inmatas genom inloppshàlet 15 i framåt- gàngsslagrummet 6, varvid slagorganet 2 börjar röra sig framåt, samtidigt som àtergàngsslagrummet 5 är konti- nuerligt förbundet med atmosfären genom kanalen 20, den rörformade slidventilen 18 (som under slagorganets 2 rörelse framåt kvarhálles pá plats medelst de fràn hyl- sans 11 sida verksamma friktionskrafterna), hålet 21, öppningen 17 och utloppskanalen 16. I slutet av sin framåt- gáende rörelse förflyttar slagorganet 2 medelst den i urborrningen 19 utformade avsatsen den rörformade slid- ventilen 18 framåt (fig 2) och slår mot huset 1, som härigenom drives in'i marken. Sedan den rörformade slid- ventilen 18 intagit sitt främre läge införes tryckluften från framåtgàngsslagrummet 6 genom hålet 21 och kanalen 20 i àtergàngsslagrummet 5, samtidigt som slagorganet 2 börjar röra sig bakàt. Utefter ett avsnitt av slagorganets 2 slaglängd rör sig slagorganet 2 med samma acceleration, medan den rörformade slidventilen 18 förblir orörlig.

Därefter omställer slagorganet 2 medelst urborrningens 19 avsats den rörformade slidventilen 18 till dess bakre läge, samtidigt som hålet 21 förbindes med urborrningen 17, varför luften avledes från àtergángsslagrummet 5, var- efter slagorganet 2 tillsammans med den rörformade slid- ventilen 18 börjar utföra en s k likretarderad rörelse bakåt genom den rörelseenergi, som slagorganet 2 erhållit lO l5 20 25 30 35 458 l52 15 utefter ett avsnitt av slaglängden, vilken rörelse av- slutas när slagorganet 2 och den rörformade slidventilen 12 stannar fullständigt i sitt bakre ändläge.

För att anordningen skall kunna reverseras eller med andra ord för att anordningens rörelseriktning skall (fig 3) förskjutas axiellt. En reverseringsmekanism í denna ut- kunna växlas till den motsatta måste hylsan ll föringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning utgöres av ett skruvpar, som består av hylsan ll och en mutter 13. Hylsan ll kan genom vridning överföras till ett främre eller ett bakre ändläge, som svarar mot anordningens rörelse framåt respektive bakat. Luft in- matas i återgångsslagrummet 5 vid anordningens rörelse bakåt förr än vid dess rörelse framåt, varför slagorganet 2 stannar under inverkan av den i rummet 5 befintliga tryckluften utan att det slár mot huset l. Luften avledes däremot senare, varför slagorganet 2 vid sin bakàtgáende rörelse slår mot huset l, vilket resulterar i att anord- ningen rör sig i hålet i återgångsriktningen.

I de fall, när slagorganets bromssträcka vid dess rörelse bakåt är jämförbar med slagorganets accelerations- sträcka L1, användes företrädesvis den i fig 5 visade utföringsformen av anordningen.

Verkningssättet hos denna utföringsform vid slag- organets rörelse framåt och utefter slagorganets accelera- tionssträcka Ll vid dess bakåtgående rörelse skiljer sig icke alls fràn verkningssättet hos den ovan beskrivna utföringsformen av anordningen.

Efter det att slagorganet 2 vid sin bakàtgående rörelse tillryggalagt sträckan LL överför det medelst urborrningens 19 avsats och det fjäderförsedda organet 27 den rörformade slidventilen 18 till dess ändläge sträckan Lz, borrningen l7 och luften avledes från ätergångsslagrummet samtidigt som hålet 21 sättes i förbindelse med ur- 5. Därefter inledes slagorganets 2 bromsningssteg, under vilket den rörformade slidventilen 18 förblir orörlig och det fjäderförsedda organet 27 sammantryckes (spännes), 458 152? 10 15 20 25 30 35 l6 varigenom slidventilen 18 säkert kvarhålles i sitt ändläge.

När slagorganet 2 rör sig framåt utefter sin accelera- tionssträcka lika med slagorganets 2 bromssträcka vid dess rörelse bakåt, fortsätter slidventilen 18 att låsas av fjäderorganets 27 tryckkraft.

I de fall, när anordningens luftförbrukning är jäm- förbar med tryckluftskällans kapacitet, används före- trädesvis den i fig 7 och 9 visade utföringsformen av anordningen.

Den i fig 7 visade utföringsformen fungerar på föl- jande sätt- Tryckluft inmatas genom inloppskanalen 15 i framåt- gångsslagrummet 6, vilket resulterar i att slagorganet 2 börjar röra sig framåt, samtidigt som återgângsslagrummet 5 är kontinuerligt förbundet med atmosfären genom kanalen 20, röret 3l (som under slagorganets 2 rörelse förblir orör- ligt), hålet 37 och utloppskanalen 16.

I slutet av sin framâtgående rörelse förflyttar slagorganet 2 medelst urborrningarnas 32 och 33 avsatser röret 30 samt röret 31 framåt (fig 8) och slår mot huset 1, varför anordningen indrives i marken. När rören 30 och 31 befinner sig i det främre läget är rörets 31 hål 37 tillslutet medelst hàlets 39 väggar, under det att rörets 30 hàl 36 öppnas, varigenom tryckluft inmatas i átergángs- slagrummet 5 genom hålet 36, rörets 30 inre hàlrum och slagorganets 2 kanal 35. Eftersom slagorganets 2 från átergàngsslagrummet 5 sedda tvärsnittsyta är större än dess från framâtgàngsslagrummet 6 sedda tvärsnittsyta, börjar slagorganet 2 röra sig bakåt. Slagorganets 2 bakåt- gàende rörelse utefter den första delsträckan (sträckan L3.i fig 8) àstadkommes, samtidigt som tryckluft konti- nuerligt inmatas i àtergàngsslagrummet 5 vid ett tryck, som är lika med lufttrycket i tryckluftsnätet, under det att slagorganets 2 bakàtgàende rörelse utefter den andra delsträckan (sträckan L4 i fig 8) utföres genom _ expansion av tryckluften i återgångsslagrummet 5. I slutet av sin bakåtgående rörelse förflyttar slagorganet 2 rören 10 15 20 25 30 458 152 17 40 och 41 i riktning bakåt, varigenom àtergángsslagrummet 5 genom hàlet 37 förbindes med atmosfären, vilket leder till luftutsläpp från återgàngsslagrummet 5 och till att slagorganets 2 framàtgàende rörelse påbörjas.

I denna utföringsform av anordningen enligt förelig- gande uppfinning ínföres tryckluft i àtergángsslagrummet 5 genom röret 30, under det att luftavledningen från rummet 5 sker genom röret 3l_ Den så utformade anordningen gör det möjligt att utefter slagorganets 2 hela slaglängd i den framàtgàende rörelseriktningen förbinda átergàngs- slagrummet 5 (genom röret 31) med atmosfären och att uppdela slagorganets 2 bakàtgáende rörelse i tre rörelse- faser, nämligen en begynnelsefas, när tryckluft konti- nuerligt inmatas i átergängsslagrummet 5, en mellanfas, som äger rum vid adiabatisk expansion av tryckluften i àtergángsslagrummet 5, och en slutfas, som inledes när átergàngsslagrummet sättes i förbindelse med atmosfären.

En dylik konstruktiv utformning gör det möjligt att inmata tryckluft i átergàngsslagrummet 5 och avleda denna från rummet 5 genom olika rör, vilka är förflytt- bara oberoende av varandra. I denna utföringsform av anordningen alstras icke något mottryck, som verkar brom- sande pá slagorganet 2, när detta rör sig framåt i åter- gångsslagrummet 5, undet det att slagorganets 2 bakåt- gående rörelse àstadkommes under de mest fördelaktiga driftförhállandena, när kompressorns effekt användes mest effektivt. Detta resulterar i att anordningen vid en och samma effektförbrukning hos kompressorn och under i övrigt lika betingelser är fördelaktig att arbeta med och uppvisar hög slageffekt genom att man elíminerat förlusterna av slagorganets energi för att kunna över- vinna mottrycket i àtergàngsslagrummet 5 samt genom maximal användning av tryckluftens s k inre energi.

Den i fig 9 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande uppfinning fungerar pà följande sätt.

Tryckluft inmatas genom inloppskanalen 15 i framåt- gàngsslagrummet 6, varifrån den genom hålet 43, rörens 40 458 132 10 15 20 25 30 35 18 och 41 inre hålrum och kanalen 20 införes i âtergångs- slagrummet 5. Eftersom slagorganets 2 tvärsnittsyta, sedd från rummet 5, är större än dess tvärsnittsyta, sedd från rummet 6, börjar slagorganet 2 röra sig bakåt- Slagorganet 2 rör sig bakåt utefter en första delsträcka L5, samtidigt som tryckluft kontinuerligt inmatas i åter- vid ett tryck, som är lika med det i tryckluftsnätet uppträdande lufttrycket.

Sedan slagorganet 2 tillryggalagt sträckan L gàngsslagrummet 5 5, för- skjuter det medelst urborrningens 45 avsatser röret 4l i förhållande till röret 40, varför röret 40 tillsluter hålet 43 och alltså avstänger (isolerar) återgàngsslag- rummet 5 från framåtgångsslagrummet 6. Under slagorganets 2 nästföljande rörelscfas (utefter det avsnitt eller den delsträcka av slagorganets 2 slaglängd, som är lika med sträckan L7) förskjutes röret 41 tillsammans med slagorganet 2 i förhållande till röret 40, som härvid förblir orörligt. I detta fall rör sig slagorganet 2 genom expansionsenergin hos den tryckluft, som införts i âtergângsslagrummet 5 under slagorganets 2 rörelse utefter delsträckan Lq. Sedan slagorganet 2 förflyttats en rörelsesträcka L6 :från början av slagorganets 2 bakåt- gàende rörelse), förskjuter slagorganet 2 medelst urborr- ningens 44 avsatser'röret;4O i riktning bakåt tills hålet 42 inriktats mot utloppskanalens l6 öppning l7. Samtidigt sättes átergångsslagrummet 5 i förbindelse med atmosfären genom kanalen 20 ~ rörens 40 och 41 hálrum, hålet 42 och utloppskanalen 16. Luften avledes från återgångs- slagrummet 5 och slagorganet 2 börjar röra sig framåt, samtidigt som återgàngsslagrummet 5 är kontinuerligt förbundet med atmosfären genom kanalen 20, rören 40, 41, hålet 42, öppningen l7 och utloppskanalen 16.

I slutet av sin framàtgående rörelse förskjuter slagorganet 2 medelst urborrningarnas 44 och 45 avsatser samtidigt de båda rören 40 och 4l på ett sådant sätt, att hålet 42 tillslutes av väggarna hos öppningen 39 i hylsan 29, under det att hålet 43 öppnar. Samtidigt 10 15 458 132 19 slår slagorganet 2 mot huset l, som därför drives in i marken.

Därefter upprepas anordningens arbetsförlopp.

Jämfört med kända, med slagverkan arbetande anordningar för drivning av häl i marken kan man med anordningen enligt föreliggande uppfinning minska de spänningar, som alstras i anordningens konstruktionselement, som är avsedda att upptaga slagpåkänningar, och förhindra att mottryck alstras i àtergångsslagrummet, vilket mot- tryck verkar bromsande på slagorganet, när detta rör sig framåt- Samtliga fördelar med anordningen enligt föreliggande uppfinning medverkar till att öka anordningens pålitlighet med 10-15%, samtidigt som man i obegränsad grad (inom gränserna för anordningcns enda ytterdiameter) kan öka anordningens slagenergi genom ökning av dess slagorgans slaglängd.

Claims (5)

458 10 l5 20 25 30 152 20 PATENTKRAV

1. Med slagverkan arbetande anordning för drivning av hål i marken, innefattande ett cylindriskt hus (1), som innehåller ett framåt- och bakâtgâende slagorgan (2), vilket är anordnat att i huset (l) avgränsa ett s k fram- àtgàngsslagrum (6), som är kontinuerligt förbundet med en lufttillförande huvudrörledning (4), och ett s k åter- gángsslag- eller returslagrum (5), vilket är avsett att växelvis förbindas med framåtgângsslagrummet (6) och atmosfären genom ett kanalformat förbindningsorgan ut- format i slagorganet (2), som är försett med dels ett luftfördelningsorgan (3), vilket är uppbyggt av en med öppningar (15, 16) försedd, i huset (1) infäst hylsa (11) och en rörformad, i förhållande till hylsan (ll) förflytt- bar slidventil (18), som är avsedd att öppna och till- sluta hylsans (ll) öppningar (15, 16), och dels ett s k hakorgan (H) för förflyttning av den rörformade slid- ventilen (18) och inställning av denna i två ändlägen, i vilka, vart och ett, âtergångsslagrummet (5) genom det kanalformade förbindningsorganet i slagorganet (2) och genom luftfördelningsorganet (3) sättes i förbindelse med atmosfären resp med framâtgângsslagrummet (6), k ä n n e t e c k n a d rav att framåtgångsslagrummet (6) är avgränsat mellan hylsans (ll) och slagorganets (2) ändytor (7 resp 8), under det att det kanalformade förbindningsorganet utgöres av minst en kanal (20), som är upptagen i slagorganet (2) parallelltmed dess centrum- linje och som är förbunden med den rörformade slidventilen (18), vilken sträcker sig genom framåtgângsslagrummet (6) och vars vägg är försedd med minst etthâl (21), genom vilket återgângsslagrummet (5) är avsett att växelvis- förbindas med framåtgångsslagrummet (6) och med atmosfären.

2. Anordning enligt patentkravet 1, t e c k n a d k ä n n e - av att hylsan (ll) är försedd med ett ut- skjutande rörformat parti (24), vars vägg är försedd med 10 15 20 25 30 458 132 21 ett hål (25) och vars fria ände är anordnad inuti den i slagorganet (2) upptagna kanalen (20), varvid luftför- delningsorganets (3) rörformade slidventil (18) är glid- bart anordnad på det rörformade partiet (24) på ett sådant sätt, att den i sina ändlägen växelvis tillsluter det i hvlsans (ll) rörformade parti (24) upptagna hålet (25), genom vilket återgângsslagrummet (5) växelvis förbindes med framåtgångsslagrummet (6) och med atmosfären.

3. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att den rörformade slidventilen (18) är försedd med ett fjädrande organ (27), som är avsett att trycka den rörformade slidventilen (18) i riktning mot hylsan (ll) vid sin bakàtgâende rörelse. efter det att slagorganet (2) accelererats

4. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d är uppbyggd av tvâ parallella rör (30, 31), vilkas vägg är försedd med minst ett hål (36 resp 37) på ett sådant av att den rörformade slidventilen (18) sätt, att en hylsa (29) i sina ändlägen växelvis till- sluter det ena rörets hål, genom vilket återgàngsslag- rummet (5) är förbundet med framàtgängsslagrummet (6), och det andra rörets häl, genom vilket àtergângsslag- rummet (5) är förbundet med atmosfären.

5. Anordning enligt något av patentkraven l - 3, k ä n n e t e c k n a d :av att den rörformade slid- ventilen (18) är uppbyggd av tvâ koaxiella, i kontakt med varandra varande och i förhållande till varandra för- flyttbara rör (40, 41), under det att åtminstone det ena rörets vägg är försedd med hål (42, 43), vilka är avsedda att tillslutas av det andra röret och genom vilka åter- gångsslagrummet (5) växelvis förbinds med framâtgångs- slagrummet (6) och atmosfären.