ITTO950415A1

ITTO950415A1 - DEVICE FOR REMOVING DEBRIS FROM A HELIX DRILLING TOOL.

Info

Publication number: ITTO950415A1
Application number: IT95TO000415A
Authority: IT
Inventors: Davide Trevisani
Original assignee: Soilmec Spa
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-11-25
Also published as: ITTO950415A0; DE69603544T2; IT1279562B1; DE69603544D1; EP0744525A1; ES2136341T3; EP0744525B1

Abstract

Un dispositivo non motorizzato per rimuovere detriti da un utensile di perforazione ad elica (4), comprende un cursore (2) capace di traslare liberamente lungo una direzione parallela all'asse (x) dell'elica. Il cursore (2) è vincolato in detta traslazione ad un mezzo raschiante (6) che si impegna sull'elica; il mezzo raschiante e l'elica sono operativamente accoppiati nel movimento reciproco in modo tale da costringere il mezzo raschiante a percorrere le volute dell'elica in direzione dell'estremo inferiore di questa, provocando la caduta dei detriti (8) depositati sull'elica durante la perforazione. Il mezzo raschiante (6) poggia sulle volute dell'elica in prossimità del nucleo centrale di questa mediante un rullo (7).A non-motorized device for removing debris from a helical drilling tool (4) comprises a cursor (2) capable of translating freely along a direction parallel to the axis (x) of the helix. The slider (2) is constrained in said translation to a scraping means (6) which engages on the propeller; the scraper means and the propeller are operatively coupled in reciprocal movement in such a way as to force the scraper means to travel the volutes of the propeller in the direction of the lower end thereof, causing the fall of the debris (8) deposited on the propeller during perforation. The scraper means (6) rests on the volutes of the propeller near the central core thereof by means of a roller (7).

Description

Descrizione a corredo dì una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Dispositivo per rimuovere i detriti da un utensile dì perforazione ad elica. Description accompanying a patent application for Industrial Invention entitled: Device for removing debris from a helix drilling tool.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si colloca nel settore della perforazione ad elìca continua del terreno, e si riferisce, in particolare, ad un dispositivo per pulire l'elica dei detriti di scavo. The present invention relates to the field of continuous helix drilling of the ground, and refers, in particular, to a device for cleaning the helix of excavation debris.

Descrizione della tecnica nota Description of the prior art

Nella perforazione ad elica contìnua è necessario rimuovere il terreno portato in superficie dall'elica per evitare il pericolo che i detriti, trasportati in alto sull'elica, cadano pericolosamente da una notevole altezza. In continuous propeller drilling it is necessary to remove the soil brought to the surface by the propeller to avoid the danger that the debris, carried high on the propeller, will fall dangerously from a considerable height.

Sono attualmente diffusi vari tipi di dispositivi di rimozione dei detriti. Generalmente questi dispositivi sono motorizzati; quello più completo è costituito da una slitta montata in modo scorrevole sulla torre e solidale ad un anello di guida che circonda un tratto dell'elica per mantenere questa alla distanza corretta dalla torre. La parte attiva del dispositivo pulitore è costituita da una parte rotante montata sull'anello; tale parte rotante comprende una lama raschiente inserita tra le spire dell'elica e messa in rotazione da un motore per mezzo di un gruppo di trasmissione ad ingranaggi. Various types of debris removal devices are currently popular. Generally these devices are motorized; the more complete one consists of a slide mounted in a sliding way on the tower and integral with a guide ring that surrounds a section of the propeller to keep it at the correct distance from the tower. The active part of the cleaning device consists of a rotating part mounted on the ring; this rotating part comprises a scraper blade inserted between the coils of the propeller and rotated by a motor by means of a gear transmission unit.

Quando viene attivato, il pulitore fa ruotare la lama tra le spire in senso discendente facendo cadere i detriti, sia che l'elica stia ferma, sia che ruoti. Se il dispositivo non viene attivato, tende a salire lungo l'elica vuota quando questa ruota nel senso della perforazione. When activated, the cleaner rotates the blade between the coils in a downward direction causing debris to fall, whether the propeller is stationary or rotating. If the device is not activated, it tends to rise along the empty helix when it rotates in the direction of the perforation.

Un primo inconveniente che si ha con questo tipo di pulitore è legato al suo movimento in verticale lungo l'elica. Occorre evitare che la risalita del pulitore lo porti ad interferire con il gruppo di azionamento dell'elica, che si trova all'estremo superiore di questa; bisogna anche evitare di far scendere il pulitore troppo in basso, dove potrebbe incastrarsi nel terreno. I movimenti del pulitore devono perciò essere controllati da un operatore attento o da un apposito automatismo. A first drawback that occurs with this type of cleaner is linked to its vertical movement along the helix. It is necessary to avoid that the ascent of the cleaner leads it to interfere with the propeller drive unit, which is located at the upper end of this; you must also avoid letting the cleaner go too low, where it could get stuck in the ground. The movements of the cleaner must therefore be controlled by a careful operator or by a suitable automatism.

Un altro limite di tale tecnica nota è legato alla massima dimensione trasversale dell'elica: solitamente il diametro massimo dell'elica è limitato dalla sua vicinanza alla torre. Quando è previsto un pulitore di questo tipo, occorre lasciare uno spazio fra torre e pulitore per ospitare il cuscinetto di rotazione, la dentatura e la scatola di protezione del motore. Ne consegue che il massimo diametro di elica pulibile è notevolmente inferiore al diametro massimo di elica utilizzabile senza pulitore. Another limit of this known technique is linked to the maximum transverse dimension of the propeller: usually the maximum diameter of the propeller is limited by its proximity to the tower. When a cleaner of this type is provided, a space must be left between the tower and the cleaner to accommodate the slewing bearing, the toothing and the motor protection box. It follows that the maximum diameter of the propeller that can be cleaned is considerably lower than the maximum diameter of the prop that can be used without a cleaner.

Infine, la presenza di un motore, oltre ad implicare dei costi elevati inerenti al motore stesso ed alla relativa trasmissione, comporta problemi di carattere pratico dovuti a parti accessorie come cavi elettrici o tubi idraulici a festone, ingombranti e vincolanti. Finally, the presence of a motor, in addition to implying high costs inherent to the motor itself and to the relative transmission, entails problems of a practical nature due to accessory parts such as electric cables or hydraulic festoon pipes, which are bulky and binding.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un dispositivo che consenta di fare a meno dei costosi sistemi di organi motori usati nei pulitori tradizionali, e perciò privo degli inconvenienti sopra discussi. An object of the present invention is to provide a device which allows to do without the expensive motor member systems used in traditional cleaners, and therefore free from the drawbacks discussed above.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di realizzare un dispositivo capace di sgravare l'operatore dal compito di porre costante attenzione alla posizione occupata dal pulitore, naturalmente senza per questo incorrere nella spesa di un apposito sistema di controllo separato. A further object of the invention is to provide a device capable of relieving the operator from the task of paying constant attention to the position occupied by the cleaner, naturally without incurring the expense of a suitable separate control system.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo non motorizzato per rimuovere detriti da un utensile di perforazione ad elica, comprendente un cursore capace di traslare liberamente lungo una direzione parallela all'asse dell'elica. Il cursore è vincolato in detta traslazione ad un elemento raschiente che si impegna sull'elica; il mezzo raschiente e l'elica sono operativamente accoppiati nel movimento reciproco in modo tale da costringere il mezzo raschiente a percorrere le volute dell'elica in direzione dell'estremo inferiore di questa, provocando la caduta dei detriti depositati sull'elica durante la perforazione . These and other objects and advantages, which will be better understood hereinafter, are achieved according to the present invention by a non-motorized device for removing debris from a helical drilling tool, comprising a cursor capable of translating freely along a direction parallel to the axis propeller. The slider is constrained in said translation to a scraper element which engages on the helix; the scraper means and the helix are operatively coupled in their reciprocal movement in such a way as to force the scraper means to travel through the scrolls of the helix towards the lower end of the latter, causing the debris deposited on the helix to fall during drilling.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di due forme di realizzazione preferite ma non limitative del dispositivo secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: The structural and functional characteristics of two preferred but non-limiting embodiments of the device according to the invention will now be described; reference is made to the attached drawings, in which:

la FIG. 1 illustra schematicamente una prima forma di realizzazione del dispositivo per la rimozione di detriti secondo la presente invenzione; e FIG. 1 schematically illustrates a first embodiment of the debris removal device according to the present invention; And

la FIG. 2 illustra schematicamente una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione. FIG. 2 schematically illustrates a second embodiment of the device according to the invention.

Descrizione delle forme di realizzazione preferite Facendo inizialmente riferimento alla FIG. 1, con il numero 1 è indicata schematicamente la posizione di una coppia di guide verticali di scorrimento fissate alla torre di perforazione (non illustrata per semplicità), che fa uso di un'elica di perforazione 4 di tipo tradizionale. Description of Preferred Embodiments Referring initially to FIG. 1, the number 1 schematically indicates the position of a pair of vertical sliding guides fixed to the drilling tower (not shown for simplicity), which makes use of a conventional drilling screw 4.

In estrema sintesi, il dispositivo per la rimozione di detriti è costituito da una prima parte non rotante che può scorrere verticalmente sulle guide e sull'elica, e da una seconda parte rotante, sopportata dalla prima ma libera di ruotare intorno all'asse centrale x di scavo dell'elica. In a nutshell, the debris removal device consists of a first non-rotating part that can slide vertically on the guides and on the propeller, and a second rotating part, supported by the first but free to rotate around the central axis x of excavation of the propeller.

La parte non rotante del pulitore comprende un cursore o slitta 2, montata in modo liberamente scorrevole sulle guide 1, e da un elemento cilindrico 3 di guida dell'elica, infilato su questa e rigidamente fissato alla slitta 2. The non-rotating part of the cleaner comprises a cursor or slide 2, mounted in a freely sliding way on the guides 1, and by a cylindrical element 3 for guiding the propeller, inserted on this and rigidly fixed to the slide 2.

L'elemento cilindrico 3 è provvisto di un cuscinetto coassiale il cui anello rotante 5 è vincolato ad un elemento raschiente 6, preferibilmente In forma di lama. Come Illustrato, l'elemento raschiente 6 presenta una superficie orientata In modo sostanzialmente radiale sull'elica 4 ed atta a spostare e provocare la caduta del detriti 8 depositati sulle volute in fase di perforazione. The cylindrical element 3 is provided with a coaxial bearing whose rotating ring 5 is constrained to a scraper element 6, preferably in the form of a blade. As illustrated, the scraper element 6 has a surface oriented substantially radially on the helix 4 and able to move and cause the fall of the debris 8 deposited on the scrolls during the perforation phase.

Nell'esempio di FIG. 1, la parte superiore ed esterna 6a dell'elemento raschiente 6 è vincolata alla parte rotante del cuscinetto 5; la base 6b della lama lambisce la superficie dell'elica e sull'estremo interno, più vicino al nucleo o albero dell'elica, poggia sull'elica mediante un rullo 7 che rotola sulle spire di questa. In the example of FIG. 1, the upper and outer part 6a of the scraper element 6 is constrained to the rotating part of the bearing 5; the base 6b of the blade touches the surface of the propeller and on the inner end, closest to the core or shaft of the propeller, rests on the propeller by means of a roller 7 which rolls on the coils of the latter.

Durante il funzionamento, mentre l'elica viene avvitata nel terreno, la parte rotante del dispositivo pulitore segue liberamente la rotazione impressa dall'elica attraverso l'elemento raschiente 6. Al termine dalla fase di avvitamento, il dispositivo per la rimozione di detriti viene a trovarsi in cima all'elica, poco al di sopra del piano di scavo. L'elica viene quindi sollevata, strappando il terreno compreso tra le sue volute e creando un foro (non illustrato) nel terreno. During operation, while the propeller is screwed into the ground, the rotating part of the cleaning device freely follows the rotation imparted by the propeller through the scraper element 6. At the end of the screwing phase, the device for removing debris comes to be on top of the helix, just above the excavation plane. The propeller is then raised, tearing the ground between its volutes and creating a hole (not shown) in the ground.

Nella fase di sollevamento, 1 detriti presenti sull'elica esercitano un contrasto sull'elemento raschiarite 6 che tende a spingere il dispositivo pulitore verso l'alto scorrendo lungo le guide verticali 1; contemporaneamente il dispositivo pulitore scende per gravità lungo l'elica che viene estratta dal foro piena di detriti 8. In questa fase l’elemento raschiente 6 è costretto a ruotare percorrendo le volute dell'elica in direzione dell'estremo inferiore di questa, e cosi facendo provoca la caduta dei detriti 8 rimasti tra le spire dell'elica dopo la perforazione. La parte non rotante del dispositivo pulitore grava su quella rotante, la quale poggia sull'elica tramite il rullo 7. Questo rotola sul piano inclinato costituito dall'elica; la discesa del dispositivo pulitore lungo l'elica è favorita dal fatto che il rullo 7 poggia sulla parte di elica più vicina al nucleo e perciò più inclinata. In the lifting phase, the debris present on the propeller exerts a contrast on the scraped element 6 which tends to push the cleaning device upwards by sliding along the vertical guides 1; at the same time the cleaning device descends by gravity along the helix which is extracted from the hole full of debris 8. In this phase the scraper element 6 is forced to rotate along the scrolls of the helix towards the lower end of the latter, and so doing so causes the fall of the debris 8 remaining between the coils of the helix after drilling. The non-rotating part of the cleaning device rests on the rotating one, which rests on the propeller by means of the roller 7. This rolls on the inclined plane constituted by the propeller; the descent of the cleaning device along the helix is favored by the fact that the roller 7 rests on the part of the helix closest to the core and therefore more inclined.

Facendo riferimento alla FIG. 2, una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione prevede che al cursore o slitta 2 sia infulcrato un estremo un braccio ribaltabile 10, girevole in un piano orizzontale. L'altro estremo del braccio 10, sostanzialmente tangente al bordo dell'elica, porta una lama raschiante 6 di pulizia; come descritto nell'esempio di FIG. 1, la parte più interna della lama, cioè più vicina al nucleo o albero dell'elica, poggia su questa mediante un rullo di estremità 7 che rotola perciò sulla parte più inclinata delle spire dell'elica. Referring to FIG. 2, an alternative embodiment of the present invention provides that a tilting arm 10, rotatable in a horizontal plane, is pivoted to the slider or slide 2. The other end of the arm 10, substantially tangent to the edge of the propeller, carries a scraping blade 6 for cleaning; as described in the example of FIG. 1, the innermost part of the blade, ie closest to the core or shaft of the propeller, rests on this by means of an end roller 7 which therefore rolls on the most inclined part of the helix turns.

Il braccio ribaltabile 10 è provvisto di un organo di ribaltamento, quale ad esempio un pistone azionatore 11 avente gli estremi fissati alla slitta 2 ed al braccio 10. II.pistone serve a portare la lama 6 dalla posizione operativa illustrata in FIG. The tilting arm 10 is provided with an overturning member, such as for example an actuating piston 11 having the ends fixed to the slide 2 and to the arm 10. The piston serves to bring the blade 6 from the operating position illustrated in FIG.

2 dove la lama si impegna sull'elica, ad una posizione di riposo (non illustrata), esterna all'elica. 2 where the blade engages on the propeller, at a rest position (not shown), external to the propeller.

Per quanto riguarda il funzionamento di questa seconda forma di attuazione dell'invenzione, il pulitore è disimpegnato dall'elica mentre questa viene avvitata nel terreno. Il dispositivo pulitore si trova in posizione passiva alla base delle guide verticali 1, in superficie allo scavo. As regards the operation of this second embodiment of the invention, the cleaner is disengaged from the propeller while the latter is screwed into the ground. The cleaning device is in a passive position at the base of the vertical guides 1, on the surface of the excavation.

Al termine della fase di avvitamento, il pistone 11 viene azionato per portare il braccio 10 con l'elemento raschiente 6 in posizione attiva orientato radialmente sulle spire dell'elica. L'elica viene quindi estratta dal terreno; nella posizione operativa illustrata, il cursore 2 ò vincolato a traslare verticalmente con l'elemento raschiente 6, per cui tutto il dispositivo pulitore viene sollevato in cima alle guide verticali. At the end of the screwing step, the piston 11 is actuated to bring the arm 10 with the scraper element 6 into an active position oriented radially on the helix coils. The propeller is then extracted from the ground; in the operating position illustrated, the slider 2 is constrained to translate vertically with the scraper element 6, so that the entire cleaning device is raised on top of the vertical guides.

Come Illustrato In FIG. 2, l'elica piena di detriti viene quindi fatta ruotare nel senso inverso a quello di scavo. La rotazione dell'elica provoca la discesa del dispositivo pulitore lungo le guide verticali; durante la discesa, l'elemento raschiante 6 percorre le volute e fa cadere i detriti 8 dall'elica, pulendola. As illustrated in FIG. 2, the propeller full of debris is then rotated in the opposite direction to that of excavation. The rotation of the propeller causes the cleaning device to descend along the vertical guides; during the descent, the scraping element 6 runs along the scrolls and causes the debris 8 to fall from the propeller, cleaning it.

Claims

CLAIMS 1. Non-motorized device for removing debris from a helix drilling tool (4), comprising a slider {2) capable of translating freely along a direction parallel to the axis (x) of the helix (4); the slider (2) being constrained in said translation to a scraper means (6) which engages on the helix; the scraping means (6) and the helix (4) being operatively coupled in reciprocal movement in such a way as to force the scraping means to travel along the scrolls of the helix in the direction of the lower end of the latter; causing the fall of the debris (8) deposited on the propeller during drilling.

2. Device according to claim 1, characterized in that the scraper means (6) is oriented substantially radially on the helix.

3. Device according to claim 1, characterized in that the scraping means (6) rests on the scrolls of the helix (4) by means of a rolling means (7).

4. Device according to claim 3, characterized in that the rolling means (7) rests on the scrolls in proximity to the central core of the helix.

5. Device according to claim 1, characterized in that the scraper means (6) is supported by the slider (2) in a rotatable way around said central axis (x) of the helix.

6. Device according to claim 5, characterized in that the scraper means (6} is rotatably mounted to a cylindrical element (3) for guiding the propeller rigidly fixed to the slider (2).

7. Device according to claim 1, characterized in that the scraper means (6) can be overturned around an axis substantially parallel to said axis (x); the scraping means (6) having the ability to assume an active engagement position on the propeller, and a passive or disengagement position, external to the propeller.

8. Device according to claim 7, characterized in that the scraping means (6) is mounted on one end of an arm (10) having the other end pivoted to the slider (2) along an axis substantially parallel to said axis (x ); the arm (10) can be tilted between an active position substantially tangent to the propeller, and a passive position external to the propeller.

9. Device according to claim 8, characterized in that the arm (10) can be tilted by means of an actuating piston (11) fixed to the arm (10) and to the slider (2).