FI97612C - Sovitelma kallionporauslaitteen vinssin ohjaamiseksi - Google Patents

Description

, 97612

Sovitelma kallionporauslaitteen vinssin ohjaamiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma kallionporauslaitteen vinssin ohjaamiseksi, johon sovitelmaan kuuluu pai-5 nenestemoottorilla käytettävä vinssi, pumppu paineneste-moottorin käyttämiseksi, painenestemoottorin paineneste-kanavien väliin asennettu paineohjattu painerajaventtiili painenestemoottorin vastapaineen asettamiseksi vedettäessä vaijeria vaijerirummulta sekä ohjausvälineet pumpun vasta-10 paineen kytkemiseksi.

Kallionporauslaitteissa, tyypillisesti poravaunuis-sa, käytetään kaltevilla pinnoilla porattaessa apuna vinssiä, jolloin vinssin vaijeri on kytketty toisesta päästään maaperään, tavallisesti kallioon niin, että laitetta voi-15 daan sen varassa laskea rinnettä alaspäin ja vastaavasti vetää takaisin ylös porauksen loputtua. Jotta laite pysyisi paikallaan, eikä liukumisia ja sen seurauksena vaijerin äkillisiä kiristymisiä ja mahdollisia katkeamisia voisi tapahtua, pyritään vaijeri pitämään ajon aikana aina ki-20 reällä niin, että vaijerin kelausmoottoriin vaikuttaa pai-nenesteen paine tai että kelausmoottorin painekanavien välillä on vaijeria purettaessa vastapaineen muodostava painerajaventtiili. Tällainen ratkaisu on kuvattu FI-patenttihakemuksessa 840505. Julkaisussa painenestettä syö- . 25 tetään vinssin moottorille hammaspyöräpumpulla, jonka • · · ·;*. tuottama nesteen tilavuusvirta on vakio. Edelleen ratkai- • · · '· *· sussa on vinssimoottorin painekanavien väliin kytketty • · · : paineenrajoitusventtiili, jota ohjataan koko porauslait- • · · · teen ajomoottorin paineella siten, että ajettaessa rinnet- 30 tä alas paineenrajoittimen rajoituspaine on pienempi kuin : peruutettaessa ylös vaijeria samalla kelaten. Tämän rat- • · · kaisun ongelmana on se, että vinssin pumppu tuottaa jatkuvasti painenestettä, joka kiertää vinssin painekanavistos-sa. Vedettäessä vaijeria kelalta on sekä moottorin aikaan-35 saama painenestevirtaus että pumpulta tuleva paineneste- 2 97612 virtaus johdettava paineenrajoitusventtiilin kautta, jolloin vaijerin kireyden säätö riittävän alhaiseksi on hyvin hankalaa tai käytännössä mahdotonta. Edelleen jatkuvasta painenestevirtauksesta pumpulta paineenrajoitusventtiilin 5 kautta säiliöön syntyy energiahukkaa sekä lämpöä, mikä rasittaa tarpeettomasti laitteistoa. Edelleen laitetta peruutettaessa ei vinssin kierroslukua voida säätää tarpeen mukaan, vaan nopeasti ajettaessa vaijeri pyrkii löystymään ja jäämään telojen alle. Myöskään vaijerin kireyden 10 säätö peruutettaessa ja kelattaessa vaijeria ei ole mahdollista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen sovitelma, jolla vaijerin kireyden säätö sekä vinssin kelausnopeus tai kelautumisnopeus niin laitteen eteen-15 päinajossa kuin peruutettaessakin on helppo toteuttaa ja helppo säätää.

Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on ominaista, että pumppu on paineohjattu tilavuusvirtapumppu ja että ohjausvälineisiin kuuluu säädin, jolla painerajaventtiilin 20 ohjauskanavassa vaikuttavaa ohjauspainetta voidaan säätää painerajaventtiilin rajapaineen ja siten painenestemoot-torin vastapaineen asettamiseksi.

Keksinnön olennainen ajatus on siinä, että vinssin painenestepumppuun käytetään paineohjattua tilavuusvirta-.t 25 pumppua ja että siinä on säädin, joka on kytkettävissä ohjaamaan joko painerajaventtiilin painearvoa tai paine- • · * *· */ nestepumpun tilavuusvirtaa ajotilanteen mukaan. Keksinnön • · · : mukaisen sovitelman etuna on, että vaijerin kireys voidaan ' halutulla tavalla säätää matalaksi tai korkeammaksi ajet- 30 taessa laitteistoa eteenpäin, jolloin vaijerin kuormitus : \ i voidaan pitää olosuhteiden mukaan sopivana. Edelleen etuna on, että peruutettaessa voidaan säätää painenestepumpun tilavuusvirtaa ja siten vinssin kierrosnopeutta, jolloin samalla voidaan säätää vaijeriin vaikuttavaa voimaa.

35 Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuk- 3 97612 sissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista sovitelmaa ajettaessa kallionporauslaitteella eteenpäin samalla, kun vaijeri kelautuu ulos rummulta ja 5 kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuvion 1 mukaista keksintöä ajettaessa vastakkaiseen suuntaan ja kelattaessa vaijeria vaijerirummulle.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty kytkentäsovitelma vinssin käyttämiseksi eri ajotilanteissa. Kuvioihin on 10 havainnollisuuden vuoksi esitetty paksummalla viivalla ne kanavat, joita pitkin paineneste virtaa tai joissa on korkeapaine. Kytkentäsovitelmassa on vinssi 1, johon kuuluu vaijerirumpu 2 ja vaijerirummulle kelattavissa oleva vaijeri 3. Edelleen vaijerirumpu 2 on kytketty hammaspyörä-15 vaihteistoon 4 ja sen kautta painenestemoottoriin 5, jolloin painenestemoottorin pyörimisnopeus sekä pyöritysmo-mentti ja vastaavasti vaijerirummun pyörimisnopeus ja sen kelausmomentti saadaan sovitetuksi keskenään. Painenestemoottorin 5 akselille on edelleen kytketty jarru 6, joka 20 laitteen ollessa paineettomana jousivoimalla puristuu kiinni estäen painenestemoottoria ja siten vinssiä pyörimästä ja vastaavasti johdettaessa painenestemoottoriin painenestettä aukeaa painenesteen paineen vaikutuksesta. Painenestemoottoriin 5 on kytketty painenestekanavat 7 ja 25 8, joiden väliin on asennettu painerajaventtiili 9. Edel- leen painenestekanavat 7 ja 8 on kytketty käyttöventtii- • · · .* .* liin 10, jolloin kanava 8 on suoraan yhteydessä käyttö- • · · ···/ venttiiliin 10 ja kanavaan 7 on asennettu painerajavent- • · · *·* * tiili 11 sekä vastaventtiili 12 keskenään rinnakkain ja 30 niiden jälkeen kanavat on edelleen kytketty venttiiliin 10. Painerajaventtiili 9 on paineohjättävä siten, että sen : rajapainetta voidaan säätää erillisellä ulkopuolisella paineella. Tätä varten laitteessa on erillinen ohjausvent-tiili 13, jolla painerajaventtiilin 9 painekanava 14 voi-35 daan kytkeä halutulla tavalla ohjattavaksi. Ohjausventtii- 4 97612 liin 13 on edelleen kytketty kanavalla 15 säädin 16, joka on säädettävä painerajaventtiili, sekä painemittari 17. Venttiiliin 10 on vastaavasti kytketty painenestesäiliöön johtava paluukanava 18 sekä painekanava 19, johon paine-5 nestettä syöttämään on kytketty paineohjattu tilavuusvir-tapumppu 20. Pumpun 20 säätöön tarvittava ohjauskanava 21 on kytketty toisaalta ohjausventtiilille 13 ja toisaalta vaihtoventtiilin 22 kautta painenestemoottorin 5 kanaviin 7 ja 8. Edelleen tähän vaihtoventtiiliin 22 on kytketty 10 jarrukanava 23, joka siihen tulevan painenestepaineen vaikutuksesta aukaisee jarrun 6. Painerajaventtiilin 11 ohjauskanava 24 puolestaan on kytketty painenestemoottorin 5 kanavaan 8.

Ajettaessa porauslaitteella eteenpäin kuvion 1 15 osoittaman nuolen A suuntaan täytyy venttiili 10 siirtää kuvion ilmaisemasta asemasta oikealle, jolloin pumpun 20 syöttämä painenesteen paine vaikuttaa kanavan 19 kautta edelleen kanavaan 7 ja siitä vastaventtiilin 12 läpi pai-nenestemoottorille 5. Edelleen tämä paine vaikuttaa vaih-20 toventtiilin 22 kautta jarrulle 6 aukaisten sen sekä kuristimen 25 läpi ohjausventtiilille 13, joka on kuvion osoittamasta asennosta siirrettävä vasemmalle. Tätä kautta paineneste pääsee virtaamaan painenestesäiliöön kanavan 18 kautta. Ajon aikana kelautuu vaijeri 3 vaijerirummulta 2 ... 25 ja pyörittää samalla painenestemoottoria 5. Paineneste-

*!**. moottorin pyöriessä se syöttää painenestettä nuolten B

• · · suuntaan vastoin pumpun 20 syöttämän painenesteen painetta • · · ja tämän seurauksena paineneste virtaa painenestemootto- • · · ’·’ * riita kanavaa 7 pitkin ja edelleen painerajaventtiilin 9 30 läpi kanavaan 8 ja sieltä takaisin painenestemoottorille.

*·.·/· Vastaavasti on pumpun 20 ohjauskanava 21 kytkeytynyt ku- ristimen 25 jälkeen painenestesäiliöön menevään paineetto-maan kanavaan, jolloin pumpun 20 painenesteen tuotto on olennaisesti nolla, eikä pumppu siten tuota painenestevir-35 tausta, vaikkakin se pitää yllä painenesteen paineen. Pai- 5 97612 neventtiilin 9 avulla vaijerin 3 kireälläpitovoima on säädetty säätimellä 16, jolloin sen yli vaikuttava painearvo, joka näkyy mittarista 17, ilmaisee vaijerin kuormitusvoi-man. Tätä voidaan halutulla tavalla säätää olosuhteiden 5 mukaan.

Kuviossa 2 on esitetty vastaavasti, kuinka paineet ja painenesteen virtaukset vaikuttavat sovitelmassa silloin, kun kallionporauslaitteella ajetaan vastakkaiseen suuntaan samalla, kun vaijeria kelataan ja samalla pide-10 tään kireällä. Tässä tilanteessa ohjausventtiili 13 on siirretty kuviossa esitetystä asennosta oikealle, jolloin säädin 16 kytkeytyy ohjausventtiilin 13 kautta pumpun 20 ohjauskanavaan 21. Tällä tavalla voidaan säätimen 16 avulla säätää pumpun 20 ohjauskanavan painetta ja siten pumpun 15 20 tuottaman painenesteen virtausta. Kun paineneste tulee pumpulta 20, se virtaa venttiilin 10 läpi edelleen vasta-venttiilin 12 läpi painerajaventtiili 9 ohi kanavaa 7 pitkin painenestemoottorille 5. Vastaavasti painenestemootto-rin 5 toinen painekanava 8 kytkeytyy suoraan venttiilin 10 20 kautta painenestesäiliöön. Tässä tilanteessa säätimen 16 avulla säädetään vinssin 1 kierrosnopeutta ja vaijerin kireys on riippuvainen siitä, kuinka nopeasti kallionporauslaitteella voidaan tähän suuntaan ajaa. Paineneste virtaa tässä tilanteessa nuolien D esittämällä tavalla ·*· 25 pumpulta koko kanavan ympäri painenestemoottorille ja • · · · .·.: edelleen takaisin painenestesäiliöön.

• · ; .·, Tilanteessa, jossa vaijeria halutaan vinssin avulla • · · *IV purkaa kelalta kytketään käyttöventtiili 10 kuvioihin 1 ja • · · ’ 2 nähden vastakkaiseen suuntaan. Samalla, kun ohjausvent- 1 2 3 4 5 6 tiili 13 pidetään keskiasennossa, jolloin pumpusta 20 tu- 2 • · · 3 *·ϊ·* leva paineneste virtaa painenestemoottorin 5 vastakkaiseen 4 • · 5 * sisääntuloon kanavan 8 kautta ja vastaavasti siitä poistu va paineneste virtaa kanavaan 7 ja edelleen sitä kautta painerajaventtiiliin 11 ja sen läpi painenesteenpoisto- 6 kanavaan 18. Painerajaventtiili 11 saa ohjauspaineen oh- 6 97612 jauskanavansa 24 välityksellä kanavasta 8, jolloin paine-nestemoottorin 5 yli vaikuttava paine voidaan asettaa pai-nerajaventtiilin 11 avulla. Tällöin vastaavasti kanavasta 8 menee paine vaihtoventtiiliin 22 ja sitä kautta kanavan 5 23 kautta jarrulle 6 sekä edelleen painenestepumpun 20 oh- jauskanavaan 21. Haluttaessa kelata vaijeria vaijerirum-mulle ilman koneen ajamista siirretään käyttöventtiili 10 kuviossa esitetystä asemasta oikealle, jolloin paineneste virtaa vastaventtiilin 12 läpi kanavaa 7 pitkin hydrauli-10 moottorille 5 ja edelleen kanavaa 8 pitkin venttiilin 10 läpi poistokanavaan 18 ja siten painenestesäiliöön.

Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä esitetty vain esimerkinomaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Olennaista keksinnölle on, että 15 vinssin painenestepiirin painenestepumppuna käytetään pai-neohjattua tilavuusvirtapumppua, jolloin järjestelmässä voidaan pitää yllä painetta ilman, että pumpun tuottoa joudutaan pakosta syöttämään vinssin kiristysmomentin säätävän painerajaventtiilin läpi. Edelleen olennaista on, 20 että vinssin ohjaus ja painenestepiiri on riippumaton koneen ajomoottoreiden painenestepiiristä niin, että sitä voidaan säätää itsenäisesti olosuhteiden mukaan mahdollisimman hyvin. Vielä olennaista on, että vaijerin kireys vedettäessä vaijeria kelalta voidaan halutulla tavalla 25 säätää ja vastaavasti vinssin kelausta voidaan säätää olo- **'1. suhteiden mukaan.

• · · • · ♦ • ♦ • · · • · · • ♦ ♦ · «1» • · · • · · • ♦ ♦ • ♦ ♦ • · · · · ♦ ♦ · • ♦ ♦

Claims (3)

7 97612

1. Sovitelma kallionporauslaitteen vinssin ohjaamiseksi, johon sovitelmaan kuuluu painenestemoottorilla (5) 5 käytettävä vinssi, pumppu (20) painenestemoottorin käyttämiseksi, painenestemoottorin (5) painenestekanavien (7, 8) väliin asennettu paineohjattu painerajaventtiili painenestemoottorin vastapaineen asettamiseksi vedettäessä vaijeria (3) vaijerirummulta (2) sekä ohjausvälineet pumpun 10 (20) vastapaineen kytkemiseksi, tunnettu siitä, että pumppu (20) on paineohjattu tilavuusvirtapumppu ja että ohjausvälineisiin kuuluu säädin (16), jolla painera-javenttiilin (9) ohjauskanavassa (14) vaikuttavaa ohjaus-painetta voidaan säätää painerajaventtiilin (9) rajapai-15 neen ja siten painenestemoottorin vastapaineen asettamiseksi .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ohjausventtiili (13), jolla säädin (16) on kytkettävissä vaikuttamaan pai- 20 nerajaventtiilin (9) ohjauskanavaan ja samanaikaisesti painenestepumpun (20) ohjauskanava (21) yhteyteen paine-nestesäiliön kanssa, jolloin painenestemoottorin vastapai-ne voidaan säätää säätimellä (16) samalla, kun painenestepumpun (20) painenesteen tuotto on olennaisesti nolla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, .·. : tunnettu siitä, että säädin (16) on ohjausventtii- • ·· .* .* Iillä (13) kytkettävissä ohjaamaan painenestepumpun (20) t * · **;.* ohjauskanavaa (21) sen tuoton ja siten painenestemoottorin • · ♦ ** * pyörimisnopeuden säätämiseksi kelattaessa vaijeria vaije- 30 rirummulle (2). • · · ♦ ♦ · Mt • · · • · · • « · 97612