Vasily Borisovich POTOTSKY La présente invention concerne une machine hydrau- lique à percussion et à rotation qui peut être appliquée au forage des trous de mine ou des puits profonds, à la production des matières premières, au forage des tunnels, etc.
On connaît une machine hydraulique à percussion et à rotation, destinée au forage des trous de mine et des
puits dans le sol, dont le corps, muni de canaux livrant
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pouvant se déplacer dans le sens axial et s'appliquant par
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piston-marteau est appliqué par un ressort cylindrique à la ' partie avant de la machine. Sous la pression d'un liquide,
il effectue des mouvements de va-et-vient en réalisant
ainsi les courses motrices et les courses inactives. A la
fin des courses actives, le piston-marteau frappe l'enclume d'un outil se trouvant dans la partie avant de la machine.
La machine comporte une bague de soupape différen- tielle à gradins, montée sur le piston-marteau, qui. effectue,:
elle aussi, des mouvements de va-et-vient en distribuant
le liquide dans une enceinte au-dessous du piston-marteau
ou en le laissant échapper dans l'atmosphère.
Dans le but de faire pivoter l'outil, on a doté la machine d'un mécanisme de rotation, lié cinématiquement à une roue dentée fixée sur l'enclume.
Dans cette machine hydraulique à percussion et à rotation, le piston-marteau à gradins est. réalisa en une seule pièce, c'est-à-dire que ses deux gradins de diffé-
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petite extrémité se trouve dans une enceinte à l'arrière
du corps, qui est reliée constamment à la canalisation de refoulement. A la position extrême avant - suivant le sens du sondage - de la bague de soupape, ses canaux communiquent avec les canaux du corps, qui relient à leur tour
la canalisation de refoulement à l'enceinte du corps, située
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l'enceinte située au-dessous du piston-marteau, et fait mouvoir le piston-marteau qui accomplit une course inactive, en comprimant un ressort, situé entre l'extrémité du plus grand gradin du piston-marteau, se trouvant audessus du piston-marteau, et un collet du corps. A la fin de la course inactive, le piston-marteau heurte par son collet extérieur la saillie annulaire intérieure de la bague de soupape et arrache la bague de soupape de l'enclume, après quoi, par suite de la différence entre les surfaces des extrémités, la bague de soupape recule sous la poussée du liquide et ouvre des canaux d'échappement.
A ce moment, les canaux de la bague de soupape se trouvent fermés par les parois cylindriques du corps, et l'enceinte située audessous du piston-marteau ne communique plus avec la canalisation de refoulement, ce qui a pour effet d'engendrer un choc hydraulique au-dessus du piston-marteau et dans la canalisation de refoulement. Sous l'action de ce choc hydraulique et sous l'effet de la pression excédentaire du liquide contre l'extrémité du plus petit gradin du pistonmarteau, aussi bien que sous l'action du ressort qui se <EMI ID=5.1>
chassant le liquide de l'enceinte située au-desscus du piston-marteau vers l'extérieur. A la fin de cette course, le piston-marteau déplace, en position extrême avant, la bague de soupape qui bouche les canaux d'échappement et frappe l'enclume solidaire de l'outil. Par suite de l'arrêt du piston-marteau, il se produit un second choc hydraulique à l'intérieur de la canalisation. Sous l'effet de ce choc hydraulique et de la pression excédentaire du liquide, le piston-marteau reprend sa course inactive et le cycle recommence.
L'inconvénient de cette machine hydraulique à percussion consiste en ce qu'elle n'est pas dotée d'un mécanisme de rotation indépendant pour assurer la rotation de l'outil de forage en synchronisme avec le fonctionnement du piston-marteau.
S'il s'agit du fonctionnement d'une machine hydrau-
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pan en faisant appel aux moteurs hydrauliques à moment de rotation élevé appliqués actuellement ( moteurs à aubes, moteurs à pistons disposés radialement, etc). Cependant,
ces moteurs hydrauliques ne sont pas conçus pour fonctionner à l'eau. En plus, ils n'assurent pas la rotation
du trépan en synchronisme avec le fonctionnement du marteau de la machine hydraulique à percussion.
Ainsi, il n'existe pas à présent de mécanisme de rotation indépendant du trépan, fonctionnant en synchronisme avec la piston-marteau du percuteur hydraulique et qui satisferait la condition d'utilisation d' eau pour son fonctionnement, aussi bien que d'huile-Cela empêche le déve- loppement du forage hydraulique par battage, malgré ses avantages, dans les entreprises minières où l'on peut créer facilement un réseau centralisé de canalisations d'eau
sous haute pression pour alimenter les machines hydrauliques à percussion et capter ultérieurement la poussière, plutôt que d'équiper chacune des machines d'un entraînement hydraulique à l'huile , qui est très encombrant.
Le but de la présente invention consiste à supprimer les inconvénients mentionnés.
On s'est posé le problème de mettre au point une machine hydraulique à percussion et à rotation qui, grâce
à un nouveau mécanisme de rotation de l'outil, fonctionnerait en synchronisme avec le piston-marteau en faisant pivoter l'outil pendant la course inactive du piston-marteau et qui bénéficierait d'une conception simple, d'un fonctionnement fiable, d'un nombre minimal d'éléments - donc d'un poids réduit - et, enfin, d'un rendement plus élevé.
On propose donc une machine hydraulique à percus- sion et à rotation, destinée au forage des trous de mine
et des puits profonds dans le sol, dont le corps, percé
de canaux livrant passage au liquide, contient un pistonmarteau à gradins pouvant se déplacer dans le sens axial
et effectuant des mouvements de va-et-vient ce qui lui permet de réaliser des courses actives et des courses inactives, et frappant pendant les courses actives une enclume portant l'outil, et une bague de soupape différentielle à gradins, montée sur le piston-marteau, effectuant elle aussi le mouvement de va-et-vient qui a pour effet de permettre l'admission du liquide dans une enceinte du corps située
en dessous du piston-marte au ou son échappement dans l'atmosphère, ainsi qu'un mécanisme de rotation de l'outil lié cinématiquement à une roue dentée fixée sur l'enclume, machine dans laquelle, conformément à l'invention, le mécanisme de rotation de l'outil comporte à la partie avant du corps de la machine au moins un vérin hydraulique double composé de deux cylindres de diamètres différents et divisé par une cloison transversale à son axe, avec un piston poussoir portant un cliquet d'arrêt à ressort,et formant
avec la cloison et avec le corps des cylindres de diamètres différents deux enceintes, dont celle de petit diamètre est i l'enceinte de service et celle de plus grand diamètre est l'enceinte de marche à vide ; à l'endroit de la disposition de la bague de soupape ayant une gorge extérieure, le corps de la machine a trois gorges intérieures à canaux, dont celle d'avant - dans le sens du sondage - communique avec l'atmosphère, celle du milieu est toujours reliée à l'enceinte de plus grand diamètre et celle de derrière est mise en communication avec l'enceinte de petit diamètre du vérin hydraulique double et avec la canalisation de refoulement de telle sorte qu'au moment des mouvements de va-etvient de la bague de soupape, le piston poussoir effectue
des courses actives et des courses inactives pendant lesquelles il coopère, par l'intermédiaire du cliquet d'arrêt, avec la roue dentée au cours de la course inactive du pistonmarteau.
Il est avantageux d'équiper la machine hydraulique
à percussion.et à rotation d'au moins un vérin hydraulique double supplémentaire, relié auxdites gorges du corps* de
la machine de la même façon que le premier vérin hydraulique double , mais, par comparaison au premier vérin hydraulique double, oriente inversement par rapport à la roue dentée;
et d'équiper la machine d'un vérin hydraulique, communiquant hydrauliquement avec le vérin hydraulique double et avec les gorges du corps de la machine, et propre à brancher et à débrancher tour à tour les vérins hydrauliques doubles, ce qui permettra de réaliser la rotation réversible de l'outil.
Grâce à l'invention proposée, en a construit une machine hydraulique à percussion et à rotation destinée au forage des trous de mine et des puits profonds dans le sol, munie d'un mécanisme de rotation de l'outil qui fonctionne en synchronisme avec le fonctionnement du piston marteau , en faisant pivoter l'outil pendant la course inactive du piston-marteau, et qui permet de réaliser la rotation réversible de l'outil, ce qui élève le rendement de la machine grâce à la mécanisation de la rotation réversible des tiges lors du forage des puits profonds. La machine est caractérisée par une conception simple et fiable à l'utilisation ; elle est moins lourde en comparaison des machines connues de type similaire, contient un nombre minimal de pièces et possède un rendement élevé.
On expliquera l'invention ci-après par la description de ses versions pratiques et en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
- La figure 1 représente une machine hydraulique à percussion et à rotation, conforme à l'invention, dont le trépan peut effectuer la rotation indépendante dans un seul sens ( en coupe longitudinale);
- la figure 2, une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1;