FI114903B - Kallioporakone - Google Patents

Description

114903

Kallioporakone

Keksinnön kohteena on kallioporakone, joka käsittää: poraniskan, joka on sovitettu porakoneen etuosaan, ja joka on liikuteltavissa aksiaalisuun-5 nassa; iskulaitteen, jossa on edestakaisin liikkuvasti sovitettu iskumäntä, joka iskumäntä on samalla akselilla poraniskan kanssa ja sovitettu iskemään pora-niskan takapäähän iskupulssien aikaansaamiseksi poraniskaan kiinnitettävään porauskalustoon, ja jonka iskumännän yhteydessä on vaimennin suunnitellun iskupisteen etupuolelle ulottuvien iskumännän iskujen vaimentamiseksi; 10 sekä vetoelimen, joka on poraniskan ympärille sovitettu holkkimainen kappale, jolloin porakoneessa on välineet vetovoiman kohdistamiseksi vetoelimeen ja vetoelimen liikuttamiseksi vetovoiman vaikutuksesta aksiaalisuunnassa isku-mäntään päin, ja edelleen jossa vetoelimessä on ensimmäinen tukipinta, joka on sovitettu vaikuttamaan poraniskassa olevaan toiseen tukipintaan poranis-15 kan siirtämiseksi mainitun vetovoiman vaikutuksesta suunniteltuun iskupistee-seen.

Kallionporauksessa tapahtuu toisinaan niin, että porauskalusto juuttuu kiinni porareikään. Mikäli porauskalustoa ei saada vedetyksi ulos poratusta reiästä, joudutaan porakruunu ja joitakin poratankoja jättämään porarei-20 kään. Tällöin kyseistä porareikää ei voida käyttää, vaan sen viereen on porattava uusi reikä. Tällaisia tilanteita pyritään luonnollisesti välttämään, sillä po-i ; ; rauskaluston menettämisestä sekä uuden reiän poraamisesta aiheutuu huo- • Il : mättäviä lisäkustannuksia. Juuttuneen porauskaluston irrottamiseksi porarei- .·, · ästä on tunnettua vetää kallioporakoneen syöttölaitteen avulla porauskalustoa ; 25 reiästä ulos päin ja samalla antaa iskulaitteella iskuja porauskalustolle. On gelmana on kuitenkin se, että kun porauskalustoa vedetään taaksepäin, pora-’ niska siirtyy pois iskupisteestä, minkä vuoksi iskulaite ei pysty antamaan riittä- ’ vän voimakkaita iskuja, jotka saisivat juuttuneen porauskaluston irtoamaan reiästä. Edellä mainittuun ongelmaan on kehitetty ratkaisuja, joissa poraniska 30 vedetään irrotuksen aikana iskupisteeseen. Tyypillisesti tämä on järjestetty ’ niin, että joko itse poraniskaan tai sen ympärille on muodostettu ns. vetomän- ’ : tä, joka on sovitettu paineväliaineen vaikutuksesta vetämään poraniskaa kal- . lioporakoneen etupään suhteen iskumäntään päin eli kohti suunniteltua isku- pistettä. Tällaisia ratkaisuja tunnetaan mm. patenteista US 4109734, US 35 4718500 ja US 5002136.

1 1 4903 2

Edelleen on WO-julkaisussa 98/42481 esitetty ratkaisu, jossa po-raniskan ympärille on muodostettu poraniskan kanssa samansuuntaisia syli n-teritiloja, joihin kuhunkin on sovitettu vetomäntä. Vetomäntien ja poraniskan vastinpinnan välille on sovitettu vetoholkki, joka välittää vetovoiman männiltä 5 poraniskalle.

Tunnetuissa nostomäntäkonstruktioissa on havaittu ongelmaksi se, että iskumännän iskuja kohdistuu vetoelimelle myös normaalin kallionporauk-sen aikana, sillä ainakin ylöspäin suuntautuvassa porauksessa vetoelin pääsee painovoiman vaikutuksesta siirtymään poraniskaa vasten. Suuresta isku-10 rasituksesta johtuen nykyisissä ratkaisuissa vetoelimen käyttöikä on lyhyt. Edelleen, mikäli vetoelin tukee poraniskaa porauksen aikana, aiheutuu isku-männän iskuista vetoa porauskalustoon ainakin silloin, kun porauskalusto ei ole riittävästi tuettuna kalliota vasten. Kuten yleisesti tiedetään, veto aiheuttaa porauskomponenttien välisten kierteiden aukeamista ja kuluttaa kierreliitoksia.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi ja parannettu kallioporakone, jossa vetoelimeen kohdistuu iskurasitus olennaisesti vain silloin, kun irrotetaan iskemällä kiinnijuuttunutta porauskalustoa.

Keksinnön mukaiselle kallioporakoneelle on tunnusomaista se, että kallionporauksen aikana vetoelimeen on sovitettu vaikuttamaan työntövoima, 20 joka on vetovoimaan verrattuna suunnaltaan vastakkainen ja suurempi kuin vetoelimeen porauksen aikana vaikuttava taaksepäin suuntautuva ensimmäi-• ; *; nen voima; ja että kallionporauksen aikana vetoelin on mainitun työntövoiman

I S I I

vaikutuksesta siirtyneenä porakoneen etuosaan päin ennalta määrätyn etäisyyden päähän poraniskan iskupistettä vastaavasta asemasta.

25 Keksinnön olennainen ajatus on, että kallionporauksen aikana ve toelimeen on sovitettu vaikuttamaan työntövoima, joka pyrkii siirtämään veto-elintä iskumännästä poispäin. Työntövoima mitoitetaan suuremmaksi kuin vetoelimeen iskumäntään päin vaikuttava voima, jolloin vetoelin on kallionporauksen aikana siirtyneenä ennalta määrätyn etäisyyden verran porakoneen .. .’ 30 etuosaan päin. Tällöin tilanteissa, joissa porauskaluston tuenta kallioon on : esimerkiksi alisyötön vuoksi riittämätön, ei iskumäntä pääse poraniskan väli- : tyksellä iskemään täydellä voimalla vetoelimeen, vaan isku otetaan hallitusti . vastaan iskumännän yhteydessä olevilla vaimentimilla. Iskumännän isku ei ’. * näin ollen aiheuta normaalin porauksen aikana merkittävää kuormitusta veto- v · 35 elimen rakenteeseen, minkä ansiosta vetoelimen ja siihen kuuluvien kompo- nenttien kestoikä voi olla selvästi aiempaa pidempi. Silloin, kun iskulaitetta 114903 3 käytetään kiinnijuuttuneen porauskaluston irrotukseen, sovitetaan vetoelimeen vaikuttava vetovoima suuremmaksi kuin työntövoima ja syöttölaitteella aikaansaatu vetovoima, minkä seurauksena vetoelin siirtyy aksiaalisuunnassa isku-mäntään päin. Vetoelimessä oleva ensimmäinen tukipinta asettuu vasten po-5 raniskassa olevaa toista tukipintaa, ja vetoelin siirtää poraniskan suunniteltuun iskupisteeseen. Tällöin iskulaitteella kyetään antamaan riittävän voimakkaita iskuja poraniskalle samalla, kun porauskalustoa vedetään syöttölaitteen avulla ulos reiästä. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa vetoelin siis aktivoidaan vetämään poraniskaa ainoastaan silloin, kun irrotetaan kiinnijuuttuneita 10 porauskomponentteja. Edelleen, koska vetoelin ei porauksen aikana tue pora-niskaa iskupisteeseen, vaimennetaan iskut iskumännän vaimentimella tilanteissa, joissa porauskalusto on esimerkiksi alisyötön tai kalliossa olevan onkalon vuoksi tuettuna riittämättömästi kallioon. Tässä tilanteessa vaimennetut iskut eivät aiheuta porauskalustoon haitallista vetojännitystä. Keksinnön ansios-15 ta porauskomponenttien välisiin kierreliitoksiin ei kohdistu ylimääräistä rasitusta.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että vetoelin on koaksiaalisesti poraniskan suhteen sovitettu holk-kimainen mäntä, jonka etupäässä on painepinta, johon on sovitettu vaikutta-20 maan paineväliaineen paine vetovoiman aikaansaamiseksi ja jonka holkkimai-sen männän takaosassa on painepinta, johon on sovitettu vaikuttamaan pai-• ; : neväliaineen paine työntövoiman aikaansaamiseksi.

I I i I

. Keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon olennaisena : ajatuksena on se, että vetoelin on koaksiaalisesti poraniskan suhteen sovitettu | 25 holkkimainen mäntä, ja että vetoelimeen on sovitettu vaikuttamaan ainakin yk si paineväliaineen paineella toimiva toinen vetomäntä, jonka liikematka aksi-’ aalisuunnassa iskumäntään päin on lyhyempi kuin vetoelimen liikematka. Kal- '·· ' lionporauksen aikana mainitun toisen vetomännän etupäässä olevaan paine- pintaan on sovitettu vaikuttamaan paineväliaineen paine, joka pitää toisen ve-30 tomännän taka-asennossaan niin, että se ei ole iskusuunnassa kontaktissa : porakoneen runkoon. Vetoelin on siten tuettu porauksen aikana toisen veto- : männän avulla. Mikäli vetoelimeen kohdistuu poraniskan välityksellä osa is- . kumännän iskuvoimasta, ottaa ainakin toisen vetomännän yhteydessä oleva vaimennin iskut hallitusti vastaan, eivätkä iskumännän iskut missään vaihees-: 35 sa välity suoran mekaanisen kosketuksen kautta porakoneen runkoon ja ai- • ’ i heuta porakoneeseen vaurioita.

114903 4

Keksinnön erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että vetoelimen etupuolella, poraniskan ympärillä on olennaisesti symmetrisesti useita poraniskan kanssa yhdensuuntaisia sylinte-ritiloja, jotka kukin on varustettu sylinterimäisellä vetomännällä. Vetomäntien 5 etupäähän voidaan johtaa vaikuttamaan paineväliaineen paine poraniskan nostamisessa tarvittavan vetovoiman aikaansaamiseksi. Vetomäntien taka-päät ovat joko suoraan kosketuksessa vetoelimen kanssa tai vaihtoehtoisesti vetomäntien ja vetoelimen välillä on vetomäntien kanssa samansuuntaiset ve-totapit, jotka välittävät vetovoiman vetoelimelle. Suhteellisen pienten sylinteri-10 mäisten vetomäntien valmistaminen on helppoa. Lisäksi paineväliaineen vuodot ovat pienet tässä ratkaisussa.

Keksinnön erään neljännen edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että poraniskan ympärillä oleviin sylinteritiloihin sovitetut sylinterimäiset vetomännät on järjestetty ainakin kahdeksi eri mäntäryh-15 mäksi, joilla ryhmillä on eri pituiset liikematkat iskumäntään päin. Tällöin lyhyemmän liikematkan omaavilla vetomännillä tuetaan vetoelintä kallionporauk-sen aikana taaksepäin ja pidemmän liikematkan omaavia vetomäntiä käytetään poraniskan vetämiseksi isku pisteeseen silloin, kun isketään kiinnijuuttu-nutta porauskalustoa irti.

20 Keksinnön erään viidennen edullisen sovellutusmuodon olennaise na ajatuksena on se, että vetoelimen takapintaan sovitetaan vaikuttamaan i ; painenesteen paine työntövoiman aikaansaamiseksi.

: Keksinnön erään kuudennen edullisen sovellutusmuodon olennai- . : sena ajatuksena on se, että vetoelimen takapintaan sovitetaan vaikuttamaan j 25 kallioporakoneen voiteluun käytettävä kaasun, kuten paineilman ja voiteluaineen seos työntövoiman aikaansaamiseksi.

Selvyyden vuoksi mainittakoon, että porakoneesta tai siihen kuuluvan osan etuosasta tai etupäästä puhuttaessa tarkoitetaan aina poraniskan puoleista päätä ja vastaavasti takaosasta tai takapäästä puhuttaessa tarkoite-30 taan iskumännän puoleista päätä.

: Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa : kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista kalliopo- ____; rakonetta sivulta päin nähtynä ja tilanteessa, jossa kallioporakoneella pora- I » taan reikää ylöspäin, v · 35 kuviot 2 ja 3 esittävät kaavamaisesti osaa eräästä keksinnön mu- " i kaisesta kallioporakoneesta sivulta päin nähtynä ja aukileikattuna, 114903 5 kuvio 4 esittää kaavamaisesti osaa eräästä toisesta keksinnön mukaisesta kallioporakoneesta sivulta päin nähtynä ja aukileikattuna, ja kuvio 5 esittää vielä kaavamaisesti osaa eräästä kolmannesta keksinnön mukaisesta kallioporakoneesta sivulta päin nähtynä ja aukileikattuna.

5 Kuvioissa keksintö on selvyyden vuoksi esitetty yksinkertaistettuna.

Samanlaisista osista käytetään samoja viitenumerolta.

Kuviossa 1 on esitetty eräs kallioporakone 1, jota voidaan liikuttaa jonkin sinänsä tunnetun syöttölaitteen 2, kuten esimerkiksi hydraulisylinterin avulla syöttöpalkin 3 suhteen. Kallioporakone käsittää iskulaitteen 4, pyöritys-10 laitteen 5, sekä porakoneen etupäässä sijaitsevan poraniskan 6. Poraniskan 6 etupäähän voidaan kytkeä porattavan reiän 7 syvyydestä riippuva määrä po-ratankoja 8. Uloimpaan poratankoon 8a on sovitettu porakruunu 9. Kallionpo-rauksen aikana porakonetta syötetään syöttölaitteen 2 avulla niin, että porakruunu 9 on kontaktissa porattavaan kiveen. Edelleen iskulaitteella 4 anne-15 taan iskupulsseja poraniskan 6 takapäähän, jolloin iskupulssit etenevät pora-tangoissa puristusjännitysaaltona porakruunulle, joka iskupulssin vaikutuksesta rikkoo kiveä. Samanaikaisesti poraniskaa 6 pyöritetään pyörityslaitteen 5 avulla.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon 20 mukaisen porakoneen etupää aukileikattuna. Porakone 1 käsittää iskumännän 10, jota liikutetaan iskulaitteen 4 avulla edestakaisin porakoneen rungon 11 : suhteen. Iskumännän 10 edessä on poraniska 6, jonka takapäässä on iskupin- ta 12, johon iskumännän etupää 13 iskee. Porakoneen etupäässä on porani s-: kan laakeri 14, jonka tukemana poraniska voi liikkua aksiaalisuunnassa, sekä I 25 edelleen pyörityslaitteen 5 pyörittämänä pyöriä akselinsa ympäri. Poraniskan 6 takapäässä on hammastus 15, johon pyörityslaite 5 on kytketty vaikuttamaan esimerkiksi pyöritysholkin 16 avulla. Poraniska 6 voi liikkua aksiaalisuunnassa pyöritysholkin 16 suhteen. Poraniskan hammastuksen 15 etupuolelle on sovitettu holkkimainen ensimmäinen vetomäntä 17, jonka takapäässä .·’ 30 on ensimmäinen tukipinta 18. Vastaavasti on poraniskan hammastuksen 15 etupään poikkisuuntaiseen pintaan muodostettu toinen tukipinta 19. Vetomän-nän 17 etupään painepinta 17a on yhteydessä ensimmäiseen kanavaan 21, josta voidaan johtaa paineväliaineen paine vetomännän 17 liikuttamiseksi po- ♦ » t rakoneen rungon 11 suhteen aksiaalisuunnassa taaksepäin. Edelleen veto-: : 35 männän 17 takapään painepinta 17b on yhteydessä toiseen kanavaan 22, jos- :··: ta kanavasta voidaan johtaa paineväliaineen paine vetomännän 17 liikuttami- 114903 6 seksi porakoneen rungon 11 suhteen aksiaalisuunnassa eteenpäin. Poranis-kan 6 ympärille, vetomännän 17 kanssa koaksiaalisesti on sovitettu vielä holkkimainen toinen vetomäntä 23, jonka etupään painepinta on yhteydessä kolmanteen kanavaan 24, josta syötettävän paineväliaineen avulla toinen ve-5 tomäntä 23 on liikutettavissa taaksepäin. Toisen vetomännän 23 liikematka taaksepäin on rajoitettu olakkeen 25 tai vastaavan rajoittimen avulla lyhyemmäksi kuin ensimmäisen vetomännän 17 liikematka. Ensimmäisen vetomännän 17 liikepituus iskumäntään 10 päin on mitoitettu siten, että ensimmäisen vetomännän 17 ollessa taka-asennossaan, on poraniska 6 iskuenergian siiγιο ron kannalta optimaalisessa iskupisteessä tai suunnitellulla tavalla jonkin verran optimaalisen iskupisteen etupuolella. Edelleen on ensimmäisen vetomännän 17 kehällä olake 20, johon toisen vetomännän 23 takapää on sovitettu vaikuttamaan.

Kuviossa 2 on esitetty kallioporakone normaalissa poraustilantees-15 sa, jossa toisen vetomännän 23 etupään painepintaan vaikuttaa kolmannesta kanavasta 24 pumpulla 43 aikaansaatu paineväliaineen paine, joka työntää toisen vetomännän 23 vasten olaketta 25. Tällöin toinen vetomäntä 23 ei ole iskusuunnassa tarkasteltuna mekaanisessa kontaktissa rungon 11 kanssa. Samalla toinen vetomäntä 23 vaikuttaa olakkeeseen 20 ja työntää vastaavan 20 liikematkan verran ensimmäistä vetomäntää 17 iskumäntään 10 päin. Ensimmäinen kanava 21 on venttiilin 44 kautta yhteydessä tankkiin 50, jolloin en-: , , simmäisen vetomännän 17 etupään painepintaan 17a vaikuttaa tankkipaine.

t 1 ♦ ' Sen sijaan ensimmäisen vetomännän 17 takapään painepintaan 17b vaikuttaa . toisesta kanavasta 22 pumpulla 46 aikaansaatu työntöpaine, jonka vaikutuk- 25 sesta ensimmäinen vetomäntä 17 painautuu vasten toisen vetomännän 23 ta-kapäätä. Toisen vetomännän 23 liikematka iskumäntään 10 päin on mitoitettu : niin, että kun poraniska 6 on porauksen aikana iskupisteessä, on ensimmäi- .. : sen vetomännän 17 tukipinta 18 ennalta määritellyn etäisyyden päässä pora- niskassa 6 olevasta toisesta tukipinnasta 19, kuten kuviosta nähdään. Tällöin 30 tilanteessa, jossa porauskalusto ei ole painautuneena tukevasti kiveä vasten, eikä siten kykene ottamaan iskumännän iskuja vastaan, vaimennetaan isku- • . männän 10 iskuvoimaa vaimentimella 26. Vaimennuksen ansiosta iskumäntä 10 ei poraniskan 6 välityksellä pääse porauksen aikana iskemään täydellä * * voimalla vetomäntiin 17 ja 23 ja aiheuttamaan niille tarpeetonta iskukuormitus- 35 ta. Edelleen on ensimmäisen vetomännän 17 liike eteenpäin vaimennettu vai-mentimella 27 ja vastaavasti toisen vetomännän 23 liike eteenpäin on vai- 114903 7 mennettu vaimentimella 28. Joissain tapauksissa osa iskumännän 10 iskusta voi vaimentimesta 26 huolimatta kohdistua vetomäntiin 17 ja 23. Tällöin veto-männät siirtyvät iskun vaikutuksesta eteenpäin ja liike pysäytetään hallitusti vaimentimilla 27 ja 28. Vaimentimien 27 ja 28 avulla varmistetaan se, että is-5 kumännän 10 iskut eivät koskaan välity mekaanisen kosketuksen kautta pora-koneen runkoon 11.

Vetomäntä 17 ja runko 11 rajoittavat yhdessä rengasmaista paineti-laa 53, jossa painetilassa on myös painepinta 17b, joka vaikuttaa vetomäntää 17 eteenpäin työntävästi silloin, kun painetilassa 53 on paine. Edullisesti ve-10 tomännän 17 ja rungon 11 välillä on tiivisteet 51 ja 52.

Kuviossa 2 on vielä esitetty porakoneen ohjausyksikkö 42, jolla ohjataan iskulaitetta 4, syöttölaitetta 2 sekä venttiiliä 44 porakoneen toiminnan muuttamiseksi normaalista porauksesta juuttuneen porauskaluston irti-iskemi-seen ja päinvastoin.

15 Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 mukainen kallioporakone tilantees sa, jossa syöttö on käännetty normaaliin poraukseen nähden vastakkaissuuntaiseksi ja iskulaitteella annetaan iskuja juuttuneen porauskaluston irrottamiseksi. Toisen vetomännän 23 etupään painepintaan vaikuttaa paineväliaineen paine, joka pitää sen olaketta 25 vasten. Edelleen ensimmäisen vetomännän 20 17 etupään painepintaan 17a vaikuttaa paineväliaineen paine, jonka aikaan saama vetovoima on suurempi kuin syöttölaitteella aiheutettu taaksepäin suuntautuva vetovoima. Tällöin ensimmäisessä vetomännässä 17 oleva tuki-pinta 18 asettuu tukevasti vasten poraniskassa 6 olevaa toista tukipintaa 19, ja saa ensimmäisen vetomännän 17 siirtämään poraniskaa 6 iskumäntään 10 ; 25 päin. Ensimmäisen vetomännän 17 liike taaksepäin on rajoitettu kohtaan, jos- ‘ sa poraniska 6 on iskuenergian siirron kannalta halutussa kohdassa eli ns. is- kupisteessä. Näin poraniska 6 saadaan siirrettyä iskupisteeseen siitä huolimatta, että syöttölaite vetää porakoneen runkoa 11 poraniskan 6 suhteen taaksepäin. Tällöin iskulaite kykenee antamaan porauskalustolle sellaisia is-30 kuja, jotka yhdessä vedon kanssa repivät juuttuneen porauskaluston irti pora-: reiästä. Kanavasta 22 voidaan syöttää paineväliaineen paine vaikuttamaan . ensimmäisen vetomännän 17 takapään painepintaan 17b myös irti-iskemisen aikana, tai vaihtoehtoisesti kanava 22 voi porauskalustoa irti iskettäessä olla yhteydessä tankkiin.

35 Kuviossa 4 esitetyssä konstruktiossa poraniskassa 6 olevan toisen • j tukipinnan 19 etupuolelle on sovitettu vetoholkki 29, jonka takapäässä on en- 114903 8 simmäinen tukipinta 18. Vetoholkkia 29 liikutetaan aksiaalisuunnassa isku-mäntään 10 päin poraniskan 6 ympärillä olevassa sylinteritilassa vetoholkin 29 etupuolella olevien useiden sylinterimäisten vetomäntien 30 avulla. Veto-männät 30 on sovitettu poraniskan 6 ympärillä oleviin poraniskan 6 kanssa 5 yhdensuuntaisiin erillisiin sylinteritiloihin 31, jotka sijaitsevat edullisesti pora-niskan 6 kanssa samanakselisen ympyrän kehällä. Sylinteritilat 31 on muodostettu suoraan porakoneen runkoon 11 tai vaihtoehtoisesti kuviossa 5 esitetyllä tavalla erilliseen runkokappaleeseen. Vetomäntien 30 etupään painepin-nat ovat yhteydessä yhteiseen kanavaan 32, josta syötettävän paineväliai-10 neen avulla vetomäntiä 30 liikutetaan yhtä aikaa sylinteritiloissa 31 taakse päin tarvittavan vetovoiman aikaansaamiseksi. Vetomäntien 30 takapää on kontaktissa vetoholkin 29 etupään kanssa. Kuviossa esitetyssä tilanteessa eli porauksen aikana vetomäntien 30 etupään painepintaan vaikuttaa olennaisesti tankkipaine, sillä kanava 32 on venttiilin 44 kautta yhteydessä tankkiin 26.

15 Vetoholkin 29 takapäässä olevaan painepintaan 29b vaikuttaa kanavasta 22 työntöpaine, joka muodostaa tarvittavan työntövoiman. Vetoholkkiin 29 vaikuttava työntövoima on mitoitettu niin, että vetoholkki 29 on työntövoiman vaikutuksesta siirtyneenä etäisyyden verran porakoneen etupäähän päin. Edelleen on vetomäntien 30 etupäässä vaimentimet 40, joilla vetomäntien 30 liike 20 eteenpäin otetaan vastaan, mikäli osa iskuvoimasta pääsee poraniskan 6 ja vetoholkin 29 välityksellä vaikuttamaan niihin. Aivan vaimennetun liikkeen ää-: riasennossa nostoholkki 29 asettuu vasten runkoa 11.

Kuviossa 5 esitetyssä kallioporakoneessa poraniskan 6 ympärillä oleviin sylinteritiloihin 31 sovitetut sylinterimäiset vetomännät on jaettu kah-25 teen ryhmään. Vetomäntäryhmillä on erilainen liikepituus iskumäntään 10 päin. Pidemmän liikematkan omaavien ensimmäisten vetomäntien 38 etupään painepintaan johdetaan yhteisestä kanavasta 33 paineväliaineen paine vain ’ : silloin, kun poraniska 6 nostetaan irti iskemisen ajaksi isku pisteeseen. Pi demmän liikematkan vetomännillä 38 muodostetaan tällöin vetovoima, joka on ,,; 1 30 suurempi kuin syöttölaitteella aiheutettu veto. Lyhyemmän liikematkan omaa- : vien toisten vetomäntien 34 etupään painepintaan vaikuttaa yhteisestä kana- it't . vasta 35 paineväliaineen paine normaalin kallionporauksen sekä edullisesti myös irti-iskemisen aikana. Porakone on kuviossa 5 esitetty porauskaluston 111« irrotusasennossa. Porauksen aikana vetoholkkia 29 puolestaan työnnetään : ’: ‘: 35 eteen päin vetoholkin 29 takapään painepintaan kanavasta 22 vaikuttavan ;· * paineväliaineen vaikutuksesta, ja edelleen sitä vedetään rajoitetun etäisyyden 114903 9 verran taaksepäin toisten vetomäntien 34 aiheuttamalla vetovoimalla, joka on suurempi kuin vetoholkkiin 29 vaikuttava työntövoima. Ainakin toiset veto-männät 34 käsittävät vaimentimet 40, jotka vaimentavat niiden eteenpäin suuntautuvan liikkeen ääriasennossa. Edelleen on vetoholkin 29 ja kunkin ve-5 tomännän 38, 34 välissä vetomännän kanssa samansuuntainen vetotappi 39, joka välittää vetomännällä aikaansaadun vetovoiman vetoholkille 29. Vetotapit 39 on valmistettu hyvin kulutusta kestävästä materiaalista, ja vetotapit 39 on sovitettu tarkasti vetomäntien 38, 34 kohdalle kohdistusholkin 41 avulla. Mainittu kohdistusholkki 41 toimii myös vetomäntien 34 rajoitinelimenä.

10 Kuviossa 5 on vielä esitetty sumutuslaitteisto 45, jossa sekoitetaan paineilma tai muu paineistettu kaasu ja voiteluaine keskenään voiteluainesu-muksi. Voiteluainesumua johdetaan sopivia voitelukanavia 47 pitkin porakoneen kriittisiin kohteisiin. Voiteluainesumua voidaan käyttää myös työntövoiman muodostamisessa. Tällöin kanava 22 on yhteydessä sumutuslaitteistoon 15 45. Voitelukanavalle 47 menevässä painelinjassa on paineenalennin 36, kuten kuristin tai paineenalennusventtiili. Kanavassa 22 vaikuttava paine on sovitettu suuremmaksi kuin voitelukanavassa 47 vaikuttava paine.

Normaalisti riittää, että työntövoiman suuruus mitoitetaan niin, että se on suurempi kuin ylöspäin suuntautuvassa porauksessa vetoelimen mas-20 sasta johtuva painovoima sekä vetomäntien etupäähän vaikuttavasta tankki-paineesta johtuva vetoelimeen kohdistuva voimavaikutus. Tankkipaine on ; yleensä eri suuri kuin nollapaine, jolloin vetomännissä muodostuu yleensä ai na tietynsuuruinen vetovoima, joka voi siirtää vetoelintä taaksepäin.

, , Toisaalta kallioporakone voi olla myös sellainen, että porauksen ai- * 25 kana myös pidemmän liikematkan omaavat vetomännät tai muut sellaiset ve- ' ‘ tomännät, jotka ulottuvat aina iskupistettä vastaavaan asemaan asti, on sovi- : tettu vaikuttamaan vetoelimeen. Tällöin työntövoiman suuruus mitoitetaan ve- : '> toelimeen kohdistuvaan vetovoimaan nähden niin, että vetoelin pysyy porauk sen aikana suunnitellun etäisyyden päässä sen takimmaisesta ääriasennosta.

30 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnoins- . tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti vaatimusten puitteissa. Niinpä iskulaitteen ei tarvitse välttämättä olla painevä- liainetoiminen, vaan iskupulssit voidaan saada aikaan myös esimerkiksi sähköisesti. Samoin porauskaluston pyöritys voidaan aikaansaada muullakin ta-35 paa kuin porakoneen yhteydessä olevan pyöritysmoottorin avulla. Edelleen on mahdollista järjestää vetoelimeen vaikuttava työntövoima muullakin tapaa, 114903 10 kuin mitä hakemuksen kuvioissa on esimerkin vuoksi esitetty. Eräs mahdollisuus on järjestää sopiva toimilaite vetoelimen takapuolelle ja käyttää sitä siirtämään vetoelintä porakoneen etuosaan päin. Työntövoima voidaan aikaansaada myös sähköisesti. 1 ♦

Claims (10)

114903

1. Kallioporakone, joka käsittää - poraniskan (6), joka on sovitettu porakoneen (1) etuosaan, ja joka 5 on liikuteltavissa aksiaalisuunnassa, - isku laitteen (4), jossa on edestakaisin liikkuvasti sovitettu iskumän-tä (10), joka iskumäntä (10) on samalla akselilla poraniskan (6) kanssa ja sovitettu iskemään poraniskan (6) takapäähän iskupulssien aikaansaamiseksi po-raniskaan (6) kiinnitettävään porauskalustoon, ja jonka iskumännän (10) yh- 10 teydessä on vaimennin (26) suunnitellun iskupisteen etupuolelle ulottuvien iskumännän (10) iskujen vaimentamiseksi, sekä - vetoelimen (17, 29), joka on poraniskan ympärille sovitettu holkki-mainen kappale, jolloin porakoneessa (1) on välineet vetovoiman kohdistamiseksi vetoelimeen (17, 29) ja vetoelimen liikuttamiseksi vetovoiman vaikutuk- 15 sesta aksiaalisuunnassa iskumäntään (10) päin, ja edelleen jossa vetoelimes-sä on ensimmäinen tukipinta (18), joka on sovitettu vaikuttamaan poraniskas-sa (6) olevaan toiseen tukipintaan (19) poraniskan siirtämiseksi mainitun vetovoiman vaikutuksesta suunniteltuun iskupisteeseen, tunnettu siitä, 20. että kallionporauksen aikana vetoelimeen (17, 29) on sovitettu vai kuttamaan työntövoima, joka on vetovoimaan verrattuna suunnaltaan vastakin : kainen ja suurempi kuin vetoelimeen (17, 29) porauksen aikana vaikuttava : 1 : taaksepäin suuntautuva ensimmäinen voima, ja ;’ · - että kallionporauksen aikana vetoelin (17, 29) on mainitun työntö- ; | 25 voiman vaikutuksesta siirtyneenä porakoneen etuosaan päin ennalta määrätyn : etäisyyden päähän poraniskan (6) iskupistettä vastaavasta asemasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kallioporakone, tunnettu siitä, että vetoelimen (17, 29) takapäässä on painepinta (17b, 29b), ja että pai-nepinta (17b, 29b) on yhteydessä kanavaan (22) paineväliaineen syöttämisek- 30 si vaikuttamaan mainittuun painepintaan (17b, 29b) työntövoiman aikaansaa-miseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kallioporakone, tunnettu sii- j tä, että vetoelin (17, 29) ja porakoneen runko (11) rajoittavat väliinsä rengas maisen painetilan (53), jossa on painepinta (17b, 29b). * * 114903

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kallioporakone, tunnettu siitä, että rengasmainen paineilla (53) on tiivistetty vetoelimen (17, 29) ja pora-koneen rungon (11) välille sovitetuilla tiivisteillä (51, 52).

5. Patenttivaatimuksen 2-4 mukainen kallioporakone, tunnettu 5 siitä, että paineväliaine on porakoneen voiteluun käytettävää kaasun ja voiteluaineen seosta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kallioporakone, tunnettu siitä, että vetoelimen (17) etupäässä on painepinta (17a), joka on yhteydessä ensimmäiseen kanavaan (21), ja että mainitusta kanavasta (21) 10 on syötettävissä paineväliaineen paine vaikuttamaan mainittuun painepintaan (17a) vetovoiman muodostamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kallioporakone, tunnettu siitä, että vetoelimen (17) kanssa koaksiaalisesti on sovitettu holkkimainen toinen vetomäntä (23), että toisen vetomännän (23) etupäässä on painepinta, jo- 15 ka on yhteydessä kanavaan (24) paineväliaineen syöttämiseksi mainitulle pai-nepinnalle toisen vetomännän (23) liikuttamiseksi iskumäntään (10) päin, että toisen vetomännän (23) aikaansaama toinen voima on suurempi kuin vetoeli-meen (17) vaikuttava vastakkaissuuntainen työntövoima, että vetoelimen (17) kehällä on olake (20), johon toinen vetomäntä (23) on sovitettu vaikuttamaan 20 ja työntämään vetoelintä (17) iskumäntään (10) päin, että toisen vetomännän (23) liike iskumäntään (10) päin on rajoitettu olakkeella (25) niin, että vetoelin ! (17) on toisen vetomännän (23) takimmaisessa asennossa etäisyyden päässä vetoelimen (17) liikettä eteenpäin rajoittavista mekaanisista pinnoista, ja että ! ainakin toisen vetomännän (23) liike eteenpäin on vaimennettu vaimentimen I 25 (28) avulla.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen kallioporakone, tunnettu siitä, että vetoelimen (29) etupuolella on poraniskan (6) ympärillä useita poraniskan (6) kanssa yhdensuuntaisia sylinteritiloja (31), että kukin sy-linteritila (31) on varustettu sylinterimäisellä vetomännällä (30, 34, 38), ja että ; 30 vetomäntien (30, 34, 38) etupäähän on johdettavissa kanavasta (32, 33, 35) paineväliaineen paine, joka aikaansaa vetovoiman vetomäntien (30, 34, 38) ja . i niiden takapuolella olevan vetoelimen (29) liikuttamiseksi iskumäntään (10) , ··: Päin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kallioporakone, tunnettu sii-' · ‘ ’ 35 tä, että sylinterimäiset vetomännät (34, 38) on jaettu liikepituuden mukaan ai- : nakin kahteen eri mäntäryhmään, jolloin lyhyemmän liikepituuden omaavien 114903 vetomäntien (34) liike iskumäntään (10) päin on rajoitettu, että kallionporauk-sen aikana lyhyemmän liikepituuden omaavilla vetomännillä (34) on sovitettu muodostettavaksi vetoelimeen (29) vaikuttavaa työntövoimaa suurempi toinen voima iskumäntään (10) päin, että vetoelin (29) on porauksen aikana tuettuna 5 lyhyemmän liikepituuden omaavien vetomäntien (34) avulla etäisyyden päähän etummaisesta ääriasennostaan, ja että ainakin kunkin lyhyemmän liikepituuden omaavan vetomännän (34) yhteydessä on vaimennin (40) vetomännän (34) ja sillä tuetun vetoelimen (29) eteen päin suuntautuvan liikkeen vaimentamiseksi etummaisessa ääriasennossa.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen kallioporakone, tun nettu siitä, että jokaisen vetomännän (30, 34, 38) ja sen takapuolella olevan vetoelimen (29) välille on sovitettu vetomännän (30, 34, 38) kanssa samansuuntainen vetotappi (39) vetovoiman välittämiseksi vetomännältä (30, 34, 38) vetoelimelle (29). • * • t I I 1 » 114903