SE506255C2 - Förfarande och anordning för reglering av en bergborrmaskin - Google Patents

Description

506 255 2 gar och sålunda förorsakar speciellt i dessa onödig belastning. Till följd härav kan borrutrustningen skadas eller på motsvarande sätt slitas snabbare än vanligt och sålunda blir dess användningstid kortare, vilket på motsvarande sätt höjer driftkostnaderna för utrustningen. På samma gång minskar borrens inträng- ningshastighet i sten och den tid som används för att borra en viss hålslängd förlängs och ökar härigenom borrningskostnaderna. Vibrationen förorsakar även extra belastning i alla övriga mekaniska och hydrau- liska komponenter i borranordningen, och förorsakar härigenom inom kort ett onödigt service- och repara- tionsbehov.

Denna uppfinning avser att åstadkomma ett så- dant förfarande och en sàdan anordning för reglering av bergborrmaskinens borrning, med vilket ovan fram- ställda besvärligheter undviks och borrningen kan utföras så bra som möjligt i enlighet med förhållan- dena. Förfarandet enligt uppfinningen är kännetecknat därav, att tryckvätskan matas med en tryckstyrd vo- lymströmspump, att pumpens volymström styrs med trycket mellan matningsanordningen och tryckredu- ceringsorganet och att förhållandet mellan trycken i de tryckvätskor, som skall ledas till slaganordningen och till matningsanordningen regleras så, att det är väsentligen konstant, medelst ett med matningsanord- ningen i serie kopplat tryckreglerorgan.

Den väsentliga uppfinningside'n är, att förhål- landet mellan slagtrycket och lnatningstrycket hålls väsentligen konstant genom att reglera slagtrycket i proportion till matningstrycket, varvid slagpulsens effekt regleras direkt enligt den trycknivà matningen kräver och genom att för matningen av tryckvätska an- vända en tryckstyrd volymreglerpump, vars volymström regleras på basen av matningstrycket, varvid föränd- 506 255 3 ringarna i matningens tryck förorsakar förändringar i motsvarande riktning i slagtrycket, då slagets effekt är proportionell mot den till slagmaskinen gående vo- lymströmmen, och håller härigenom slagtrycket och sà- lunda slageffekten proportionella mot matnings- trycket.

Anordningen enligt uppfinningen är kännetecknad därav, att pumpen är en tryckstyrd volymreglerpump, att tryckvätskekanalen som leder till matningsanord- ningen är kopplad till pumpens styrtryckskanal mellan 'tryckreduceringsorganet och matningsanordningen och att till denna hör åtminstone ett tryckreglerorgan, som är kopplat till matningsanordningens inloppskanal i serie med denna för att hålla trycket i tryckväts- kan, som skall ledas till slaganordningen, väsentli- gen i ett konstant förhållande i relation till det tryck, som 'verkar i. matningsanordningens inloppska- nal.

Den väsentliga ide'n bakom anordningen enligt uppfinningen är, att matningsmotorns inloppskanal är kopplad till den tryckstyrda volymreglerpumpens styr- tryckskanal, varvid pumpens volymström regleras pà basen av matningstrycket i matningsmotorn och att den uppvisar ett tryckreglerorgan, som håller förhållan- det mellan slagtrycket och matningstrycket väsentli- gen konstant.

Uppfinningen beskrivs närmare i de bifogade ritningarna, där figur l schematiskt visar en kopplingsutföring enligt uppfinningen och figur 2 schematiskt visar en annan kopplings- utföring enligt uppfinningen.

I figur 1 finns en av en icke-visad och i och för sig känd motor driven volymströmsreglerpump 1 med en strömreglercylinder 2 och en fjäderbelastad motcy- 506 255 4 linder 3. Vidare är en tryckstyrd proportional reg- lerventil 4 monterad i pumpen. Pumpen 1 är kopplad att suga tryckvätska från en tryckvätskebehållare 5 och mata denna vidare till en tryckkanal 6. Tryck- kanalen 6 är kopplad till en slaganordning 7, vars funktion och struktur i och för sig är allmänt kända och de förklaras inte mera noggrant i detta samman- hang. Tryckvätskan som återvänder från slaganordning- en 7 leds via en returkanal 8 tillbaka till tryck- vätskebehållaren 5. Pumpens 1 tryckkanal 6 är vidare 'kopplad via en drossel 9 till en proportionalventil , från vilken tryckvätskan leds vidare till en mat- ningsanordning ll, som i allmänhet är en matningsmo- tor, men även kan vara en annan matningsanordning såsom en motsvarande.

Tryckvätskan som kommer från matningsmotorn ll leds tryckvätskecylinder eller åter via returkanalen 8 till tryckvätskebehàllaren 5.

Trycket som uppkommer i tryckvätskekanalen mellan drosseln 9 och proportionalventilen 10 leds längs en styrkanal 12 via en andra drossel 13 till en propor- tional tryckbegränsningsventil 14 och därifrån vidare till den tryckstyrda proportionala reglerventilen 4.

Från den proportionala tryckbegränsningsventilens 14 andra sida leds tryckvätskan via returkanalen 8 till tryckvätskebehållaren 5.

Då den icke-visade motorn driver pumpen 1 på ett i och för sig känt sätt, förekommer ett tryck i pumpens tryckkanal, varvid den strömmande tryck- vätskan får slaganordningen 7 att fungera och mat- ningsmotorn ll att mata borrmaskinen framåt på ett känt sätt. Såvida förhållandena hela tiden hålls kon- stanta, hålls även trycket i styrkanalen 12 konstant och pumpens 1 funktion styrs således inte utifrån.

Härvid håller strömreglercylindern 2 och den fjäder- belastade motcylindern 3, som normalt hör till pumpen 506 255 1, automatiskt pumpens 1 volymström sådan, att tryck- et i tryckkanalen 6 hålls konstant. Strukturen och funktionen hos pumpen 1 och dessa till pumpen statio- närt hörande komponenter är i och för sig helt all- mänt kända och därför förklaras de här inte mera nog- grant.

Då förhållandena vidare är konstanta, strömmar tryckvätska från tryckkanalen 6 genom den första drosseln 9, varvid en tryckförlust inträffar i dros- seln 9. Vidare strömmar tryckvätskan genom proportio- nalventilen 10 till matningsmotorn ll, varvid i pro- portionalventilen 10 inträffar en på förhand regle- rad, av strömmen oberoende tryckförlust och sålunda råder på matningsmotorn ll ett tryck, som är belop- pet av drosselns 9 och proportionalventilens 10 sam- manlagda tryckförlust lägre än det tryck som råder i tryckkanalen 6 och på slaganordningen 7. Trycket i slaganordningen 7 regleras med en proportional tryck- begränsningsventil 14, som ställer in det högsta i kanalen 12 rådande trycket. Genom att reglera tryck- begränsningsventilen 14 kan det i kanalen 12 rådande trycket ändras och på motsvarande sätt höja eller sänka pumpens 1 volymström och sålunda trycket i tryckkanalen 6 och på slaganordningen 7. Reglaget för tryckbegränsningsventilen 14 och reglaget för propor- tionalventilen 10 är kopplade till varandra så, att då reglervärdet för tryckbegränsningsventilen ökar dvs då värdet för styrkanalens 12 högsta tryck ökar, minskar reglervärdet för proportionalventilen 10 på motsvarande sätt, varvid en mindre tryckförlust upp- kommer då tryckvätskan strömmar över denna och till matningsmotorn ll kommer ett större matningstryck.

Regleringen av ventilerna är så dimensionerad, att matningsmotorns ll och slaganordningens 7 tryck är i ett lineärt förhållande till varandra, dvs att deras oc 506 255 6 förhållande är väsentligen konstant.

Under borrningen, då borrkronan träffar till exempel en mjuk sten eller en skreva, klyfta eller motsvarande, varvid kraften som motverkar matningen och sålunda det på matningsmotorn 11 förekommande trycket sjunker, följer samtidigt härav, att trycket mellan proportionalventilen 10 och drosseln 9 sjunk- er. Eftersom drosseln 9 hindrar en snabb ström av tryckvätska till matningsmotorn och sålunda en rus- ning av m-atningsmaskinens ll matning snabbt framåt, 'förorsakas av tryckets minskning det, att trycket i styrkanalen 12 på motsvarande sätt sjunker och här- igenom reglerar reglerventilens 4 läge och via den pumpens 1 volymström till att snabbt bli mindre. Då volymströmmen minskar, sjunker samtidigt på motsva- rande sätt trycket i tryckkanalen 6 och sålunda sjunker slaganordningens 7 slagtryck snabbt då mat- ningstrycket sjunker och i förhållandet till mat- ningen kommer ingen för stor slageffekt och sålunda omvandling av denna till värme att inträffa. Då borr- kronan åter träffar en sten eller ytan av en sten enligt normalförhållandena, ökar trycket på matnings- motorns 11 inloppssida ånyo och på motsvarande sätt ökar trycket mellan proportionalventilen 10 och dros- seln 9, tills det uppnår det tryckvärde, som tryckbe- gränsningsventilen 14 är reglerad till. På motsvaran- de sätt stiger även trycket i styrkanalen 12, då trycket mellan ventilen 10 och drosseln 9 stiger, och reglerar härigenom medelst reglerventilen 4 pumpens 1 volymström så att den blir större, tills den ställer sig på den ursprungligen reglerade nivå som slag- trycket kräver.

I figur 2 visas schematiskt en annan utförings- form av uppfinningen, där slagtrycket inte har be- gränsats till någon viss övre gräns, utan slag och 506 255 7 matning är kopplade till varandra så, att då det på förhand reglerade tryckförhållandet råder, höjer mat- ningsmotorns tryckstegring slaganordningens tryck och på motsvarande sätt då trycket sjunker åstadkoms ett tryckfall i slaganordningen. I figuren visas på samma sätt en drivventil 15 för slaganordningen, med vilken den kan kopplas i drift och bort, samt en drivventil 16 för matningsmotorn, med vilken matningsmotorn kan kopplas att mata borrmaskinen framåt eller bakåt el- ler stanna den helt. Dessa ventilers funktion och 'struktur är i och för sig kända och därför förklaras de inte mera noggrant. I denna utföringsform har en- dast en proportional tryckskillnadsreglerventil 10 använts, vilken är kopplad att hålla en mot matnings- trycket proportionell tryckskillnad mellan slag- trycket och matningstrycket. I denna lösning då driv- ventilerna 15 och 16 är i ett normalt driftläge, åstadkommer förändringen av matningstrycket på ett sätt som motsvarar lösningen enligt figur 1 en för- ändring av volymströmmen i pumpen 1 sà, att trycket i pumpens 1 tryckkanal 6 och sålunda på slaganordningen 7 hålls i ett visst förhållande till matningsmotorns matningstryck. I lösningen enligt figur 2 kan förhål- landet mellan slagtrycket och matningstrycket regle- ras genom att ändra reglervärdet för den proportio- nala tryckskillnadsventilen 10. Om man däremot önskar reglera den slagtrycksnivå som används, måste det göras genom att reglera förspänningen av reglerventi- lens 4 fjäder i pumpens volymströmsreglage.

Ovan i beskrivningen har utföringsformer av uppfinningen. visats endast som exempel och uppfin- ningen är inte på nàgot vis begränsad till dessa. Den väsentliga uppfinningside'n kan tillämpas genom att använda volymströmspumpar som regleras på olika sätt och olika kopplingar för att identifiera trycken och 506 255 8 för att koppla styrtrycket till den volymströmsregle- rade pumpen. I figurerna och beskrivningen har inte heller visats i och för sig allmänt i bruk varande olika driv- och styrventiler samt tryckbegränsnings- ventiler eller motsvarande, med vilka anordningens drift kan styras och skyddas på annat sätt, eftersom dessa inte är väsentliga beträffande uppfinningen.

Användandet av dylika styr-, regler- och skyddskopp- lingar begränsar inte på något vis uppfinningen och inskränker inte dess skyddsomfàng. Lösningen enligt "uppfinningen kan naturligtvis tillämpas på något an- nat slag av användning såsom på styrning av en borr- maskins bom och dess komponenter för att hálla vissa rörelsers rörelseförhállanden proportionella mot va- randra.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 506 255 9 Patentkrav

1. Förfarande för reglering av slageffekten hos en slaganordning (7) i en tryckvätskedriven bergborr- maskin, i vilket förfarande tryckvätskan nmtas samti- digt till slaganordningen (7) och via ett tryckreduce- ringsorgan (9) till en. matningsanordning (ll) och i vilket slageffekten regleras genom reglering av tryck- et hos tryckvätskan som kommer till slaganordningen (7), k ä n n e t e c k n a t därav, att tryckvätskan 'matas med en tryckstyrd volymströmspump (1), att pum- pens (1) volymström styrs med trycket mellan matnings- anordningen (ll) och tryckreduceringsorganet (9) och att förhållandet mellan trycken i de tryckvätskor, som skall ledas till slaganordningen (7) och matningsanord- ningen (ll), regleras så, att det är väsentligen kon- stant, medelst ett med matningsanordningen (ll) i serie kopplat tryckreglerorgan ( 10) .

2. Anordning för reglering av slageffekten hos en slaganordning (7) i en tryckvätskedriven bergborrma- skin, vilken anordning uppvisar en tryckvätskepump (1), en slaganordning (7) och en matningsanordning (ll), vars inloppskanal är kopplad till pumpens (1) tryckka- nal (6), och åtminstone ett mellan pumpens (1) tryck- kanal (6) och matningsanordningen (ll) kopplat tryckre- duceringsorgan (9) för att reglera trycket hos den tryckvätska som skall ledas till matningsanordningen (ll) så att det är lägre än trycket i pumpens (1) tryckkanal (6), k ä n n e t e c k n a d därav, att pumpen (1) är en tryckstyrd volymreglerpump (1), att tryckvätskekanlalen, som leder till matningsanordningen (ll), är kopplad till pumpens (l) styrtryckskanal (12) mellan tryckreduceringsorganet (9) och matningsanord- ningen (11) och att till denna hör åtminstone ett tryckreglerorgan (10), som är kopplat till matnings- 506 255 10 15 20 25 30 35 10 anordningens (11) inloppskanal i serie med denna för att hålla trycket i den tryckvätska, som skall ledas till slaganordningen (7), väsentligen i ett konstant förhållande i relation till det tryck, som verkar i matningsanordningens ( 11) inloppskanal .

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att tryckreduceringsorganet (9) är en drossel (9).

4. Anordning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att tryckreglerorganet "(10) är en reglerbar tryckskillnadsventil (10), som är kopplad mellan drosseln (9) och matningsanordningen (11).

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att pumpens (1) styrtryckskanal (12) är kopplad mellan tryckskillnadsventilen (10) och matningsanordningen (11).

6. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att pumpens (1) styrtryckskanal (12) är kopplad mellan drosseln (9) och tryckskillnads- ventilen (10) och att till anordningen hör en reglerbar tryckbegränsningsventil (14), som är kopplad till pum- pens (1) styrtryckskanal (12) och som begränsar trycket i styrkanalen (12) och sålunda trycket hos den till slaganordningen (7) gående tryckvätskan till ett på förhand reglerat maximivärde.

7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att reglagen för tryckskillnads- ventilen (l0) och tryckbegränsningsventilen (14) har sammankopplats att regleras samtidigt så, att då maxi- mitrycket hos den tryckvätska som går till slaganord- ningen (7) regleras, regleras tryckskillnadsventilen (10) på motsvarande sätt så, att förhållandet mellan trycken i den tryckvätska, som går till slaganordningen (7), och den tryckvätska, som gàr till matningsanord- ningen (11), förblir väsentligen konstant.