SE500460C2 - Borrkrona med bakkantsventilation - Google Patents

Description

-35 vilken har formen konens mynning och lagerarmen. Denna sköld, av ett fjäderstàlelement, tillsluter spalten eller spelet mellan skärets mynning och lagerarmen i borrkronans kupolom- rade och orsakar att luften utsläppes vid borrkronans undre halva eller undre bakkantsomràde. Med skölden erhåller borr- kronan en ytterligare komponent och ytterligare tillverknings- operationer för montering av skölden.

US-A-4 421 184 visar en bergborrkrona med ett spel mel- lan konens mynning och lagerarmen, vilket spel tillåter att viss luft utströmmar i borrkronans kupolomràde, men större delen av luften utströmmar genom en slits som är utbildad vid borrkronans undre bakkantomràde. Slitsen blottar rullkropparna och passagerna mellan dessa för direkt insyn fràn borrhàlet.

En annan vanligen använd luftventilation för en borr- krona anges i följande beskrivning med hänvisning till bifoga- de ritningar. Hos denna borrkrona är upprättad en trång spalt eller ett litet spel mellan ansatsen hos skärkonans mynning och en yta hos lagerarmen benämnd den sist bearbetade ytan, vilken är den yta pa lagerarmen som framställes under den sista bearbetningsoperationen och närmast det omrâde där lagerarmen förenas med borrkronans ben. Denna spalt är trång och hindrar väsentligen luftutsläppet fràn konens mynning. Ett spar är skuret nära borrkronans kupolomràde i den sista bear- Spàrets bredd är tillräcklig för att det skall na varigenom öppnas ett betade ytan. den löpbana i vilka rullkropparna-färdas, antal passager mellan rullkropparna för ventilation runt ko- nens mynning in i borrhàlet. Med denna form av ventilation tillates större delen av konens mynning och lagrets sist be- arbetade yta att hindra insläppning av borrkax och annat mate- rial i làgfriktionslagren, Till följd av luftutsläppets place- kan emellertid borrkaxen och det övri- ett och även medger nedfall av borrkax och ring nära kupolomràdet, ga materialet igensätta parti av luftutsläppet vilket minskar mängden kylluft annat material i sparet för inträde i làgfriktionslagren.

Enligt föreliggande uppfinning är konstruerat ett nytt luftutsläpp som tillåter utströmning av luft fràn làgfrik- tionslagren, medan samtidigt minimeras insläppet av borrkax och annat material i làgfriktionslagren. En halvkrökt hålighet är utbildad i lagerarmens sist bearbetade yta nära borrkronans kupolomràde. Den halvkrökta hàlighetens bredd är vald sa att c OJ U1 ,,.T...,,.W,,,.m W-WW.- "h" ”Jw ,,- « W... .<3- '; -'~~ 7.4. »~. =_ H -._,, .,«...w_ V, -_.,~ den lämnar ett parti av den sist bearbetade ytan längs lager- armens ytterperiferi intakt och därmed med förmága att passa med ansatsen hos skärkonens mynning. Spelet mellan den sist bearbetade ytan och ansatsen hos skärkonens mynning är liten i» storleksordningen ett fatal tusendelar av en tum, så att luft ej utströmmar genom spelet eller spalten och så att insläpp av borrkax och annat material till làgfriktionslagren hindras.

Halighetens bredd är även vald pà sadant sätt, att en del av rullöpbanans sida är avlägsnad för att medge att luft i pas- sagerna mellan rullkropparna kan uppsamlas av hàligheten.

En slits är framställd i lagerarmens sist bearbetade yta och förbinder haligheten med borrhälet i syfte att utsläppa luft uppsamiaa från iàgfrixtionßiagren. sparat är valt att vara beläget i lagerarmens bakkant, vilken är den kant som är bakkant hos lagerarmen när borrkronan roteras i borrhàlet.

Förutom slitsens omrâde i bakkanten, övertäcker konens eller konans mynning hela den sist bearbetade ytan och skyddar lag- friktionslagren mot insläpp av borrkax och annat material i borrkronans kupolomràde, där material.är känt att packas och fastna runt ansatsen hos konans mynning. Borrkronans undre ändkantsomràde är även skyddat av den trånga spalten mellan ansatsen hos konans mynning och den sist bearbetade ytan. Pa motsvarande sätt är lagerarmens framkant skyddad fràn borrkax och annat material som träffar ansatsen. Làgfriktionslagrens livslängd förbättras genom att deras erodering till följd av insläppning av borrkax och annat material minskas.

Tillverkningsoperationerna pa den sist bearbetade ytan enligt föreliggande uppfinning är relativt enkla och utförbara till låg kostnad. Några ytterligare delar erfordras ej.

Det är följaktligen ett ändamål med föreliggande uppfin- ning att tillhandahålla ett enkelt luftutsläpp för en roteran- de borrkrona.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett luftutsläpp som ej kommer att igensättas av borrkax och annat material särskilt i borrkronans kupolomrade.

Ett ytterligare ändamál med uppfinningen är att till- handahalla ett luftutsläpp som kommer att samla tillräckligt med luft fran lagfriktionslagrets löpbana samt utsläppa denna luft till borrhàlet, varigenom medges att làgfriktionslagret kan kylas utan att det utsättes för insläppning av borrkax och OO s; OI. tons h) O i o I Obln i i , s nu; Oona U I I to fl-.e - .e oss; 0:0: W 01 * o oc» IQI -mg iA°w ÉÜÜ ÅÖÜ annat material.

Ytterligare ett ändamál med uppfinningen är att.till- handahàlla ett maximalt skydd för làgfriktionslagren runt lagerarmens periferi, medan kylluften utsläppes i den minst sàrbara bakkanten hos lagerarmen.

Ovan angivna och andra ändamål, särdrag och fördelar hos uppfinningen kommer att framgå av följande särskilda beskriv- ning av en föredragen utföringsform av uppfinningen med hän- visning till bifogade ritningar, pä vilka fig, 1 är en del- snittvy längs linjen 1-1 i fig. 2 av en del av en borrkrona enligt känd teknik; fig, 2 är en snittvy längs linjen 2-2 i fig. 1; L¿g+_§ är en delsnittvy längs linjen 3-3 i fig. 4 av en del av en borrkrona enligt föreliggande uppfinning; och Lig¿_4 är en snittvy längs linjen 4-4 i fig. 3.

Fig. 1 är en delsnittvy av en del av en roterande borr- krona 10 enligt känd teknik av en typ som är primärt användbar vid borrning av gruvspränghal eller geotermiska hal i jordl- Borrkronan 10 innefattar normalt tre nedatriktade ben Nedàt och radiellt berg. 12, fràn den undre änden av benet 12 sträcker sig en huvudsakligen Ett koniskt format skär av vilka endast ett visas i fig. 1. cylindrisk spindel eller lagerarm 14. 16 med lämpliga tänder 18 är roterbart lagrat pà lagerarmen 14. Rullager 20 är placerade i en löpbanan 22 skuren i lager- armen 14. En annan löpbana 24 är skuren i skäret 16..Även kul- lager 26 är anordnade i löpbanor utbildade i lagerarmen 14 och skäret 16. Rullarna 20 tillhandahåller ett rullager eller làg- friktionslager för upptagning av skärets 16 last när detta roterar runt lagerarmen 14 i beroende av borrkronans 10 rota- tion. Lasten tages även upp av kullagren 26 och av glidlager i skärets 16 inre nosparti, vilka är schematiskt framställda i 1.

För kylning av rullagren 20, kullagren 26 och glidlagren fig. i konans 16 nosparti, tillföres luft genom en ledning 26 i benet 12 och ledningar 30, 32 och 34 i lagerarmen 14. Luften genomtränger öppningarna mellan lagerkulorna 26 och rullarna- i riktning mot konans mynning. Detta sätt att kyla lagren i en bergborr beskrivas mer detaljerat i US-A-4 688 651.

För att åstadkomma utträde av luften fràn skäret 16 till borrhälet framställt av den roterande borrkronan 10, är ett luftutsläpp 38 anordnat nära den övre delen av lagerarmen 14. üJ U1 “:~<°»-.: Luftütsläppet 38 är utbildat mellan en ansats 36 vid mynningen av konen 16 och ett spar 37 inskuret i lagerarmen 14. En del av en sida 39 hos lagerbanan 22 är avlägsnad för att bilda en öppning eller fönster 46 in till luftutsläppet 38.

Luften utsläppes ej vid den undre delen av lagerarmen 14, eftersom skuldran 36 visas vara i nära kontakt med en yta 40 hos lagerarmen 14. Lagerarmens 14 yta 40 benämnas vanligen lagerarmens 14 sist bearbetade yta, eftersom den representerar den sista bearbetningsoperation som normalt utföres omkring lagerarmens 14 periferi vid det ställe där denna är förenad med benet 12. Benets 12 undre område i närheten av den sist bearbetade ytan 40 kan benämnas som borrkronans 10 bakkant- iomràde. I detta område av lagerarmen 14 visas ansatsen 36 i fig. 1 mycket nära lagerarmens 14 sist bearbetade yta 40 med ett mycket litet spel. Spelet är endast nagra få tusendelar av en tum för att tillàta rotationsrörelse av skäret 16. Utsläpp- ning av luft omkring skuldran 36 vid underdelen av lagerarmen 14 är väsentligen hindrad. Följaktligen utsläppes luften till borrhálet primärt genom utsläppet 38. A A För att framställa utsläppet 38 mer detaljerat visas fig. 2 sàsom en tvärsnittvy längs linjen 2-2 i fig. 1. Lika hänvisningstal användes i bade fig. 1 och 2. Likaså sträcker 1 längs den brutna linjen 1~1 i fig. 2. 2. delsnittvyn i fig. sist bearbetade ytan 40 visas tvärskrafferad i fig. sig Den sa att denna yta kan skiljas fran övriga ytor visade i fig. 2.

Den av lagerarmen 14 eller bakkantomradet av borrkronan 10, och är sist bearbetade ytan 40 är smalare vid det undre omradet bredare i det övre omradet av lagerarmen 14, vilket benämnas som borrkronans kupolomráde. Rullagren 20 visas i fig. 2 mel- lan skärets 14 löpbana 24 och lagerarmens 14 löpbana 22. An- satsen 36 vid konens mynning visas som ytan mellan cirkulära linjer 42 och 44. Som framgår av fig. 2 överlappar därför an- satsen 36 och övertäcker den sist bearbetade ytan 40 runt med undantag av omradet för 2 är framställt genom lagerarmens 14 hela periferi, luftutsläppet 38. Utsläppet 38 i fig. skärning av spåret 37 i den sist bearbetade ytan 40 i omradet för den övre högra kvadranten i fig. 2. Utslappets 38 area om ungefär 90° av lagerarmens 14 periferi. av luft till borrhálet över hela kvadranten upptar en kvadrant Det medger utsläpp- om 900. Till följd av avlägsnandet av löpbanans 22 sida 39 och once skärningen av spåret 37 i den sist bearbetade ytan 40, expone- ras direkt luftpassagerna mellan fem av rullagren 20 direkt mot utsläppet 38 genom fönstret 41.

Förutom ventilering av luft frán utsläppet 38, är det möjligt för borrkax och annat material som uppsamlas i borr- kronans 10 kupol att nedfalla i utsläppet 38 pa grund av tyngdkraft. Detta material är känt att infiltrera passagernaf mellan rullagren 20 och orsaka nötning pa löpbanorna 22 och 24 liksom att försämra andra lagerytor pa lagerarmen 14 och skäret 16. Härigenom minskas borrkronans 10 livslängd.

Fig. 3 och 4 visar föreliggande uppfinning vilken tilla- ter luftutsläpp under det att insläpp av borrkax och annat ma- terial fràn borrstyckets kupolomràde minskas. I fig. 3 och 4 användes lika hänvisningsbetecknar som i fig. 1 och 2 varhelst de angivna elementen är motsvariga. Delsnittvyn i fig. 3 är tagen längs den brutna linjen 3-3 i fig. 4 och snittvyn i fig. 4 är tagen längs linjen 4-4 i fig. 3. Det huvudsakliga arbets- sättet för delarna hos den ovan med hänvisning till fig. 1 och 2 beskrivna borrkronan 10 är detsamma som arbetssättet för ~delarna hos borrkronan 10 enligt fig. 3 och 4. Följande be- skrivning är primärt inriktad pà det nya luftutsläppet som be- tecknas med 50 i fig. 4.

I fig. 3 är i bakkantpartiet eller det undre partiet hos benet 12 och lagerarmen 14 spalten eller öppningen mellan kon- mynningens skuldra 36 och den sist bearbetade ytan liten och i storleksordningen nagra tusendels tum. Sålunda är luft i pas- sagerna mellan rullagren 20 hindrad fran att utträda till borrhàlet genom detta omrâde. I borrkronans övre område eller kupolomrade är pà motsvarande sätt spalten eller öppningen mellan konmynningens skuldra 36 och den sist bearbetade ytan 40.1 storleksordningen om nagra fa tusendels tum, sa att luft hindras fràn att utträde till borrhàlet i detta omrâde.

En hålighet 52 är utbildad i lagerarmen 14 i syfte att uppsamla luft fran passagerna mellan rullarna 20. Denna hålig- het visas mer detaljerat i fig. 4. Hàligheten 52 är framställd genom bortskärning av ett halvkrökt parti hos den sist bearbe- tade ytan 40 och löpbanans 22 sida 39 i lagerarmen 14 för Luft uppsamlas fran fem passager Hàligheten 52 sträckerg Luften kan ut- framställning av fönstret 41. mellan rullarna 20 av haligheten 52. sig ungefär 900 runt lagerarmens 14 periferi.

A25 O (JJ UI o 'U o o o °' OI 0000 ole; nä C _ eg=fi= strömma fràn haligheten 52 genom en slits 54, vilken är fram- ställd genom bortskärning av den sist bearbetade ytans 40 yt- terperiferi i omradet för hàligheten 52. Slitsen 54 sträcker sig över omkring 45° av lagerarmens 14 periferi. Som visas i fig. 4, ventileras därför hàlighetens 52 undre halva till borrhàlet, medan halighetens 52 över halva är avtätad fràn borrhàlet medelst den mycket smala spalten mellan senast nämn- da sist bearbetade yta 40 och konmynningens skuldra 36. Läget för slitsen 54 är valt vid den del av lagerarmen 14 som kan benämnas bakkant. Denna del är känd som bakkant eftersom benet 12 rör sig runt borrhàlets yttre periferi och orsakar att en . sida av lagerarmen 14 blir bakomliggande. I framställningen enligt fig. 4 är den högra sidan av lagerarmen 14 bakkanten, medan den vänstra sidan är framkanten. Borrkax och annat mate- rial som omvirvlar i borrhàlet när borrkronan 10 roterar om- kring borrhàlets axel och skäret 16 roterar omkring lagerarmen 14, kommer att anslà mot framkanten av konmynningens skuldra 36. Spalten mellan framkanten hos konmynningens skuldra 36 och den sist bearbetade ytan 40 är mycket smal, så att borrkax och _ annat material är mindre benäget att inträda genom detta om- rade till rullagrens löpbanor 22 och 24. Å andra sidan ut- sättes lagerarmens 14 bakkant, där slitsen 54 utsläpper luf- avsevärt mindre för borrkax och annat material. Erfaren- ten, heten av borrkronor i drift av denna nya konstruktion är följ- aktligen visat mindre insläpp av borrkax och annat material i rullagrens löpbanor 22 och 24.

Ytterligare en sårbar del hos borrkronan 10 för insläpp av borrkax och annat material i löpbanorna 22 och 24 uppträder i kupolomràdet eller det övre omradet av lagerarmen 14, där borrkax och annat material tenderar att packas och plugga igen varje luftutsläpp. Detta resulterar i blockering av kylluften och inträde av främmande material i löpbanorna 22 och 24. Hos den nya utsläppskonstruktionen visad i fig. 4, är kupolomràdet eller det övre omradet av lagerarmen 7 skyddat av den mycket tränga spalten mellan skärkonens skuldra 36 och lagerarmens 14 sist bearbetade yta 40.

Ett annat sårbart omrade hos borrkronan 10 är borrkro- nans undre omrâde eller ändomráde, vilket kretsar runt borr- hálets ytterperiferi nära borrhàlets nötande vägg. Enligt den konstruktion av utsläppet 50 som visas i fig. 4, upprätthàlles « OI cái; den mycket tränga spalten eller öppningen mellan konmynningens skuldra 36 och den sist bearbetade ytan 40 över hela detta undre omrâde sa att inträde av borrkax och annat material minimeras i löpbanorna 22 och 24. Enligt konstruktionen av det nya luftutsläppet 50, övertäcker fullständigt konmynningens skuldra 36 rullagren 20 och, förutom i bakkantomràdet där slitsen 54 ventilerar hàligheten 52, är inpassad med den sist bearbetade ytan 40 för bildande av en konmynningens skuldra 36 för rotationsrörelse lämplig spalt, men hindrar utträde av luft och inträde av borrkax och annat material i löpbanorna 22 och 24. Samtliga dessa särdrag och fördelar uppnàs genom enkla bearbetníngsoperationer pà den sist bearbetade ytan 40 och pà löpbanans 22 sida 39. Några ytterligare delar behöver ej till- läggas till konventionella roterande borrkronor. .____-~..__-_-_~___

Claims (5)

10 15 20 “l _ PATENTKRAV g

1. Roterande borrkrona (10) för borming av ett borrhål i jordskorpan, uppvisande åtminstone en lagerarm (14), en pälagerarmeniroterbart monterad skärkon (16), gasledande organ i borrkronan och lagerarmen för att leda gasformig fluid ut ur lagerarmen under skärkonen, lagringsorgan (20, 26) anordnade mellan skärkonen och lagerarmen i banan för den gasformiga fluiden för att tillåta rotationsrörelse av skärkonen på lagerarmen med en liten spalt eller öppning däremellan, vilken är tillräcklig för denna rotationsrörelse och tillräckligt liten för att väsentligen hindra fluiden från att utströmma till borrhålet vid skärkonens undersida, kännetecknad av en i lagerarmen (14) utbildad hålighet (52), vilken är placerad för uppsamling av den gasformiga fluiden efter dennas passage genom lagringsorganen (20, 26) utan ökning av spelet mellan skärkonen (16) och lagerarmen (l4); och I _ en i lagerarmen (14) utbildad slits (54), vilken förenar håligheten (52) med borrhålet och är lokaliserad vid lagerarmensbakkant för att därigenom tillåta utströznning av den i håligheten uppsamlade gasformiga fluiden till borrhålet vid lagerarniens bakkant.

2. Borrkrona enligt krav l, k ä n n e te c k n a d av att skärkonen (16) är formad såsom en kon med en skuldra (36) vid konens mynning, att lagerarmen ( 14) innefattar en sist bearbetad yta (40) vid lagerarmens periferi, vilken är dimensionerad för att passa med konens mynningsskuldra (36) för bildande av den lilla eller-trånga spalten däremellan, att nämnda hålighet (52) är utbildad i den sist bearbetade ytan med en halvkrökt form uppvisande en bredd vald så att konens mynningsskuldra övertäcker håligheten, och att slitsen (54) är utbildad vid ytterperiferin av den sist bearbetade ytan(40) i förening med håligheten (52) för att utsläppa gasformig fluid uppsamlad i häligheten till borrhålet vid lagerarineris (14). bakkant.

3. Borrkrona enligt krav 2, av att lagringsorganen kännetecknad innefattar rullar (20) med däremellan anordnade passager, vilka leder gasformig fluid därigenom, och att den halvkrökta håligheten är placerad för uppsamling av den gasformiga fluiden från ett flertal passager mellan rullarna.

4. Borrki ».1a enligt krav 3, i k ä n n e t e c k n a d av att den halvkrökta liäliglreten (52) är lokaliserad i borrkronans kupolområde nära lagerarmens (14) övre del.

5. Borrkrona enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att rullarna (20) är lagrade för rotatíonsrörelse i en löpbana utbildad i lagerarmen (14), varvid löpbanan uppvisar en sida nära den sist bearbetade ytan, och att den halvkrökta hâligheten (52) innefattar ett lönster framställt genom avlägsnande av en del av nämnda sida av löpbanan för tippsaxriling av fff-íáÜ /0 g gasformig fluid som strömmar i passagerna mellan rullarna (20).