SE506337C2

SE506337C2 - Stone dust removal device for hand-held motor-driven rock drills

Info

Publication number: SE506337C2
Application number: SE9602379A
Authority: SE
Inventors: Gustav Ingmar Johnson
Original assignee: Gustav Ingmar Johnson
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1997-12-01
Also published as: WO1997048528A1; AU3281997A; SE9602379L; SE9602379D0

Abstract

This invention is a conveying device for stone dust, produced in the operation of hand-held combustion motor driven rock drilling machines, so that the operator would be protected from inhaling the stone dust. The device may be in the form of either a diverter (figure 1), utilizing the ordinary flushing air of the machine, or be supplied in the form of a special suction device (figures 2, 3 and 4), driven by the combustion motor exhaust gases. This special device would, besides protecting the operator from the risk of contracting silicoses due to dust exposure, also safeguard him against the perils of poisonous exhaust gases, harmful exhaust noise and fire hazard.

Description

'sus 337 2 En för ifrågavarande typ av motorborr lämplig avgasdriven ejektorsug är vibrationsisolerat fästad direkt på bergborrmaskinen. Anslutning mellan motorns avgasrör och ejektom sker via en böjlig värmetålig slang av exempelvis metall, som för minsta möjliga mottryck vid en två- taktsmotor bör hållas relativt kon. 'sus 337 2 An exhaust-driven ejector suction suitable for the type of motor drill in question is vibration-insulated attached directly to the rock drill. Connection between the engine exhaust pipe and the ejector takes place via a flexible heat-resistant hose of, for example, metal, which for the least possible back pressure at a beat motor should be kept relatively cone.

Avgasstrålen i ejektom skapar det undertryck, som suger upp stendammet via en grövre böjlig slang, företrädesvis av plast eller gummi, från en över borrhålet placerad uppsamlare, som enligt tidigare beskrivning tätande omsluter borrstålet och även sluter tätt mot berget runt borrhålet för att hindra den omgivande atmosfären att läcka in och belasta suganordningen.The exhaust jet in the ejector creates the negative pressure, which sucks up the rock dust via a coarser flexible hose, preferably of plastic or rubber, from a collector located above the borehole, which according to the previous description, sealing encloses the drill steel and also closes tightly to the surrounding rock the borehole to prevent the surrounding atmosphere from leaking in and loading the suction device.

Efter diffusom borttransporteras blandningen av stendammsbemängd luft och avgaser via en grov slang av exempelvis plast eller gummi med diametem avpassad till diffusoms utlopp.After diffusum, the mixture of rock dust-laden air and exhaust gases is transported away via a coarse hose of, for example, plastic or rubber with a diameter adapted to the diffuser outlet.

Kravet på lågt mottryck vid tvåtaktsmotorer gör att även denna slang bör hållas relativt kort.The requirement for low back pressure in two-stroke engines means that this hose should also be kept relatively short.

För att få dammet utanför operatörens omedelbara riskområde är det oftast tillräckligt med en slanglängd på 2-3 meter.To get the dust out of the operator's immediate risk area, one is usually enough hose length of 2-3 meters.

För att säkerställa att stendamm ej kommer in i motorcylindem vid momentan bakåtströmning kan en vännetålig backventil med litet strömningsmotstånd placeras i avgasröret omedelbart före ejektom.To ensure that rock dust does not enter the engine cylinder during instantaneous reverse flow a friend-resistant non-return valve with low flow resistance can be placed in the exhaust pipe immediately before ejectom.

Ett annat sätt att säkerställa att spår av stendammet ej går bakvägen in i motorcylindem är att använda längsta möjliga avgasrör utan att märkbar effektförlust inträder hos motom. Det är speciellt fördelaktigt om avgasrörets längd kan anpassas för akustisk samverkan med pulsa- tionsfrekvensen för att på detta sätt samtidigt uppnå bättre cylinderspolning i tvåtaktsmotorn.Another way to ensure that traces of rock dust do not go backwards into the engine cylinder is to use the longest possible exhaust pipe without noticeable power loss occurring in the engine. It is particularly advantageous if the length of the exhaust pipe can be adapted for acoustic interaction with the pulse frequency in this way to simultaneously achieve better cylinder flushing in the two-stroke engine.

Ejektorns sugverkan tillsammans med spolluftens tryck har visat sig kunna tillåta en enkel stoftavskiljare, företrädesvis av typ cyklon, före den dammbemängda luftens inträde i ejektorn om motsvarande fördyring av systemet kan tillåtas. En sådan stoftavskiljare kan sammanbyg- gas med eller monteras nära uppsamlaren. Den innebär då effektivare stoftavskiljning och samtidigt mindre energibehov genom undvikande av att lyfta upp och förﬂytta stoftet och där- med mindre mottryck för avgasema vilket kan innebära en viss vinst i motoreffekt eller sugef- fekt. Sådana energiekonomiska synpunkter kan vara betydelsefulla med hänsyn till den relativt ringa mängd tillgänglig energi det här är fråga om i spolluft och avgaser.The suction effect of the ejector together with the pressure of the purge air has been shown to allow a simple dust collector, preferably of the cyclone type, before the entry of the dust-laden air into the ejector if a corresponding increase in the cost of the system can be allowed. Such a dust collector can be assembled gas with or mounted near the collector. It then means more efficient dust separation and at the same time less energy needs by avoiding lifting up and moving the dust and thereby with less back pressure for the exhaust gases, which can mean a certain gain in engine power or suction fekt. Such energy economic considerations can be significant with regard to it relatively small amount of available energy this is in flushing air and exhaust gases.

En extra fördel med den avgasdrivna ejektom är dess dämpande effekt på avgasbullret. En bergborrrnaskin utrustad med denna typ av ejektor torde därför ej behöva den ordinarie typen av ljuddämpare.An additional advantage of the exhaust-driven ejector is its damping effect on the exhaust noise. One a rock drilling machine equipped with this type of ejector should therefore not need the ordinary type of silencers.

Avgasemas expansion i diffusom och uppblandning med luft kommer att sänka deras tempe- ratur, vilket kan vara en fördel vid arbete i eldfarlig miljö.The expansion of the exhaust gases in the diffuser and mixing with air will lower their temperature. which can be an advantage when working in a flammable environment.

Eftersom avgasema innehåller både kolmonoxid och cancerogena förbränningsprodukter innebär den avgasdrivna ejektorn en förbättrad arbetsmiljö för operatören i detta avseende för- utom den minskade risken för silikos. Liknande fördelar kan i princip även uppnås med en tryckvattendriven ejektorsu g kopplad för avsugning av såväl borrdamm som motoms avgaser. 3 506 337 Sarnmanfattningsvis har föreliggande uppﬁnning följande fördelar vid handhâllnﬁëïwmotor- drivna bergborrmaskinen * gott skydd för operatören mot stendammlunga (silikos) * minskad exponering för giftiga avgaser och skadligt buller ävensom minskad risk för brand vid eldfarlig miljö. * god portabilitet med låg vikt hos ett urval av passande varianter * enkelhet i handhavandet * robusthet * godtagbar avverkning bibehålles * låg kostnad för tillverkning och anpassning till i marknaden befintliga bergbomnaskiner Figurbeskrivning I ﬁgur 1-4 visas principskisser av en stendammbortförande anordning för handhållna motor- drivna bergborrmaskiner enligt uppﬁnningen. ~ I ﬁgur 1 orienteras om för uppﬁnningen viktigare delar hos bergborrmaskinen 1 med Handtag 2 för operatören, avgasrör 3 och borrstål 4. I samma ﬁgur 1 visas uppﬁnningen i sin enklaste form där avvisare för stendamm har en centralt över borrhålet 8 placerad uppsamIamf-:VS för- sedd med utloppsslang 6 och där uppsamlaren 5 tätande omger borrstålet 4 samtidigt som uppsamlarens öppna bottendel även tätar mot berget 7. _ Figur 2 visar en med bergborrens avgaser via en värmetålig slang 9 driven ejektorsugüí) för att medels en annan slang 11 suga bort det vid borming uppkomna stendamrnet från borrhålet och avleverera det via en grövre slang 12 ansluten till ejektoms utlopp. ' i I ﬁgur 3 återﬁnnes ejektorsugen 10 monterad på bergborrmaskinen via en hållare 13 med vibrationsisolering 14.Because the exhaust gases contain both carbon monoxide and carcinogenic combustion products the exhaust-driven ejector means an improved working environment for the operator in this respect except for the reduced risk of silicosis. Similar benefits can in principle also be achieved with one pressurized water-driven ejector suction connected for suction of both drilling dust and engine exhaust. 3 506 337 In summary, the present invention has the following advantages in the hand-held motor driven rock drilling machine * good protection for the operator against stone dust lung (silicosis) * reduced exposure to toxic exhaust fumes and harmful noise as well as reduced risk of fire in a flammable environment. * good portability with low weight in a selection of suitable variants * simplicity of operation * robustness * acceptable felling is maintained * low cost for manufacturing and adaptation to existing rock boom machines on the market Figure description Figures 1-4 show principle sketches of a stone dust removal device for hand-held motor driven rock drilling machines according to the invention. ~ Figure 1 re-orients important parts of the rock drilling machine 1 with Handles for the invention 2 for the operator, exhaust pipe 3 and drill steel 4. In the same figure 1 the invention is shown in its simplest shape where the rock dust deflector has a collection point located centrally above the borehole 8: VS seen with outlet hose 6 and where the collector 5 sealingly surrounds the drill steel 4 at the same time as the open bottom part of the collector also seals against the rock 7. _ Figure 2 shows an ejector suction pump driven with the rock drill exhaust gases via a heat-resistant hose 9 for by means of another hose 11 sucking away the rock dam formed during drilling from the borehole and deliver it via a coarser hose 12 connected to the ejector outlet. 'i In Figure 3, the ejector suction 10 is mounted on the rock drilling machine via a holder 13 with vibration isolation 14.

Figur 4 föreställer en lokal stoftavskiljare 15 exempelvis av cyklontyp för nära anslumihtlggvia en kort ledning 16 från uppsamlaren 5 vid borrhålets mynning och med ett utlopp 17 till ejektorsugen via slangen 11.Figure 4 shows a local dust separator 15, for example of the cyclone type, for close connection. a short line 16 from the collector 5 at the mouth of the borehole and with an outlet 17 to the ejector suction via the hose 11.

Claims

506 337 4 Patent claim 1. A rock dust removal device adapted for hand-held internal combustion engine-driven rock drilling machines, characterized in that it improves the operator's working environment by having the device having a sound-absorbing and exhaust-cooling effect while preventing the operator from inhaling the engine exhaust gases. , that the device has good portability due to low weight and integrability with the rock drilling machine (1), that the device comprises a collector (5) which sealingly encloses the drill steel (4) and likewise sealingly abuts against the rock (7), that the collector (5) via a suction line (11) communicates with an ejector suction (10) attached via a vibration damping (14) directly to the rock drilling machine, that the pressure side of the ejector suction (10) is connected to the exhaust outlet of the internal combustion engine via a pressure line (9) and that the ejector suction ( 10) outlet side is connected to an outlet line (12) for transporting the rock dust outside the operator's risk zone. Stone dust removal device according to claim 1, characterized in that the length of the pressure line (9) is adapted with regard to the constant operating speed of the engine so that the exhaust column has a pivot node in the cylinder outlet to provide increased flushing of the cylinder and at the same time prevents enters the engine cylinder by instantaneous reverse flow. Stone dust removal device according to claim 1, characterized in that a heat-resistant non-return valve with low flow resistance is placed in the engine exhaust line (9) before and near the ejector to ensure that instantaneous backflow of dust-laden air into the engine cylinder does not take place. Stone dust removal device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a dust separator, preferably of the cyclone type, is located in the suction line (11) near the outlet of the collector (5). Stone dust removal device according to claim 1, but characterized in that it comprises only a collector (5) with associated outlet hose (11) and where the dust is transported by means of only the purge air from the tip of the drill steel (4).