SE520358C2 - Slående sänkborrhammare och borrkrona - Google Patents

Description

25 30 520 558 113 1 IPRÖ 99-06-01 2 Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en borrkrona för en sänkborrhammare som medför god energiövergång från kolven till borrkronan.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en borrkrona för en sänkborrhammare som inte havererar vid den radiellt yttre periferin hos slagänden.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en borrkrona för en sänkborrhammare som är mindre känslig för toleransfel.

Dessa och andra syften med en borrkrona och en sänkborrhammare enligt föreliggande uppfinning kommer att bli uppenbara från efterkommande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer därav i samband med de tillhörande ritningarna.

Beskrivninq av ritninqarna Fig. 1 visar en sänkborrhammare enligt föreliggande uppfinning i ett längsgående tvärsnitt. Det högra området i Fig. 2 visar en fotventil och delar av en borrkrona enligt föreliggande uppfinning och en kolv, i ett längsgående tvärsnitt, medan den vänstra delen beskriver en tidigare känd lösning. Fig. 3 visar en förstorad vy av den tidigare kända delen i Fig. 2. Fig. 4 visar en förstorad vy av den högra delen i Fig. 2 innefattande delar av kolven och borrkronan enligt föreliggande uppfinning.

Detalierad beskrivninq av en föredraqen utförinqsform av uppfinningen l Fig. 1 visas en föredragen utföringsform av en sänkborrhammare 10 enligt föreliggande uppfinning. Hammaren 10 innefattar ett yttre cylindriskt foderrör 11 vilket kan anslutas till en roterbar borrsträng, ej visad, genom vilken tryckluft leds. En kolv 16 slår fram och tillbaka i det cylindriska foderröret 11, och tryckluft riktas omväxlande till kolvens övre och undre ändar för att orsaka dess 10 15 20 25 30 520 358 1l3l lPRÖ 99-06-01 3 pendlande rörelse fram och tillbaka i foderröret. Varje nedåtgående slag tilldelar ett slag mot den slagände 30 hos en borrkrona 13 som sträcker sig uppåt i den undre delen hos det cylindriska foderröret. Kolven innefattar en spolkanal 31 för tryckluft. Den slående sänkborrhammaren innefattar ytterligare en toppsub 14, en backventil 35, ett kontrollrör eller utmatningsrör 15, en fotventil 20, ett kvarhållningsorgan 33 och en borrchuck 12. Sänkborrhammaren 10 är av konventionell design förutom för formen på borrkronans 13 slagände 30.

Vanligtvis tillsätts vatten i tryckluften för att undvika dammproblem i mängder omkring 4 till 40 I vatten per minut.

Fotventilen 20 är av i huvudsak cylindrisk grundform och är utförd plast, såsom Nylon®, se Fig. 2. Fotventilen är ett ihåligt rör 21 försett med en runtomlöpande ås 22 med en diameter som är större än rörets 21 diameter. Åsen 22 är anordnad att bibehålla fotventilen i borrkronan genom att åsen pressas in ien motsvarande runtomlöpande ränna 17 i en spolkanal 18 hos borrkronan.

Fotventilen 20 förlöper i huvudsak lika långt in i borrkronan som i kolven 16 när kolvens frontyta 23 slår mot borrkronans bakre yta 24. Kolvens frontyta 23 ansluter till en runtomlöpande fas 29 lokaliserad vid mynningen av kolvens spolkanal 31.

Med hänvisning nu till den tidigare kända tekniken visad i Fig. 3. Det är tidigare känt att fasa eller jämna till skärningslinjen mellan borrkronans bakre yta 24 och borrkronans spolkanal 18. Under borrning kommer vattnet som är utfällt på slagytan att skapa en jetström av vatten i en riktning visad med pilen i Fig. 3.

Den del av jetströmmen som färdas radiellt inåt har en angreppsvinkel av omkring 90° och kommer att skära in i fotventilens plast och slutligen bryts ventilen av. När fotventilen har brutits kommer det inte att finnas någon undre kammare där tryckluften kan samlas för att lyfta kolven utan istället förflyttas luften omedelbart genom borrkronans spolkanal 18 och hammaren slutar att fungera. 10 15 20 25 30 520 358 11311PRÖ 99-06-01 4 I Fig. 4 finns presenterad en lösning till problemen med känd teknik. Den uppfinningsenliga borrkronans slagyta 24 har en konvex form genom att den äri huvudsak konisk eller delsfärisk. l den föredragna utföringsformen bildar slagytan en spetsig vinkel g med en normal N till borrkronans centrumlinje CL.

Vinkeln a är omkring 0,5 till 3°, företrädesvis omkring 1°. Eftersom slagytan 24 har en konvex form kommer vatten ej att samlas på den ytan utan istället tendera att flyta iväg radiellt utåt bort från slagområdet. l ett initialt skede av slaget kommer dessutom den radiellt innersta delen av ytan 23 hos kolven nära fasen 29 att runt om kontakta kronans yta 24 och täta slagområdet radiellt inåt.

Materialet i kolven 16 är hårdare än materialet i borrkronan 13. Allteftersom slaget fortsätter kommer elastisk deformation att tillåta slagområdet att växa radiellt utåt och därigenom trycka eventuellt kvarvarande vatten radiellt utåt i riktning enligt pilen S. Såsom en fördelaktig effekt av den konvexa slagytan 23 kommer eventuella toleransfel uppkomna under tillverkning av delarna 13, 16 i huvudsak ej att flytta det initiella slagområdet bort från den relativt centrala positionen visad i Fig. 4. Ett sådant centralt och runtomlöpande slag överför energi bättre än ett asymmetrisk slagområde. Genom att styra slaget till de inre delarna av kronan kommer dessutom kronan inte att haverera vid den radiellt yttre periferin hos slagänden.

En borrkrona enligt föreliggande uppfinning kommer att säkerställa en förlängd livslängd hos fotventilen. Dessutom, en sänkborrhammare enligt föreliggande uppfinning kommer att ha en mer pålitlig funktion och bättre effektivitet än hittills kända hammare.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits i samband med ett föredraget utförande därav, är det uppenbart för fackmannen inom området att tillägg, strykningar, modifikationer, och ersättningar ej uttryckligen beskrivna kan göras utan avsteg från idén bakom och omfånget av uppfinningen såsom den definieras i de bilagda patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 520 358 1131 l SEK 2003-04- 14 5 Patentkrav

1. En Iuftdriven sänkborrhammare (10) för bergborrning, innefattande: ett i huvudsak cylindriskt foderrör(11), en borrchuck (12) monterad vid en ände av nämnda foderrör för att mottaga en borrkrona (13), en toppsub (14) fäst till den andra änden av nämnda foderrör, en fotventil (20) lokaliserad i en central spolkanal (18) i en slagände (30) hos borrkronan och utstickande ifrån en slagyta (24) hos slagänden, nämnda fotventil omsluts intermittent av ett centralt hål hos en pendlande kolv (16) för att överföra tryckluft genom borrkronan, k ä n n e t e c k n a d av att borrkronans (13) slagyta (24) har en konvex form.

2. Sänkborrhammaren enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att borrkronans (13) slagyta (24) äri huvudsak konisk eller delsfärisk.

3. Sänkborrhammaren enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att slagytan (24) bildar en spetsig vinkel (a) med en normal (N) till borrkronans centrumlinje (CL).

4. Sänkborrhammaren enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att vinkeln (a) är omkring 0,5 till 3°, företrädesvis omkring 1°.

5. En slående borrkrona innefattande en kropp med: en främre borrningsyta, en central spolkanal (18), vilken har utsträckning från en bakre ände (30) av kroppen i riktning mot borrningsytan för att leda spolmedium till borrningsytan, nämnda bakre ände innefattar en slagyta (24) som omger spolkanalen (18), 10 15 520 358 1l3l1SEK 2003-04-14 6 nämnda centrala spolkanal (18) är anpassad för att mottaga en fotventil (20) för att överföra tryckluft genom borrkronan, k ä n n e t e c k n a d av att borrkronans (13) slagyta (24) har en konvex form.

6. Den slående borrkronan enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att borrkronans (13) slagyta (24) är i huvudsak konisk eller delsfärisk.

7. Den slående borrkronan enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att slagytan (24) bildar en spetsig vinkel (a) med en normal (N) till borrkronans centrumlinje (CL).

8. Den slående borrkronan enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att vinkeln (a) är omkring 0,5 till 3°, företrädesvis omkring 1°.