(19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) B1 (51) IntCl7 E02D 7/00 (54) Palownica do wykonywania pali (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 13/98 (73) Uprawniony z patentu: Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/01 (72) Twórcy wynalazku: Czesław Szymankiewicz, Warszawa, PL Aleksander Kasprzyk, Warszawa, PL PL B1 (57) 1. Palownica do wykonywania pali w gruncie, składająca się z maszyny bazowej, wieży z wyposażeniem wiertniczym, zawierającym żerdź z podwieszeniem linowym, stół wiertniczy, mechanizm przesuwu stołu, wciągarki, narzędzie wiertnicze, znamienna tym, że wieża (5) jest zamocowana obrotowo do wózka (3), przesuwnego w prowadnicy (19), osadzonej w nadwoziu maszyny bazowej (1), korzystnie równolegle do płaszczyzny wieńca obrotnicy (27) nadwozia maszyny (1). FIG. 1

2 Palownica do wykonywania pali Zastrzeżenia patentowe 1. Palownica do wykonywania pali w gruncie, składająca się z maszyny bazowej, wieży z wyposażeniem wiertniczym, zawierającym żerdź z podwieszeniem linowym, stół wiertniczy, mechanizm przesuwu stołu, wciągarki, narzędzie wiertnicze, znamienna tym, że wieża (5) jest zamocowana obrotowo do wózka (3), przesuwnego w prowadnicy (19), osadzonej w nadwoziu maszyny bazowej (1), korzystnie równolegle do płaszczyzny wieńca obrotnicy (27) nadwozia maszyny (1). 2. Palownica według zastrz. 1, znamienna tym, że wieża (5) ma wspornik (2), korzystnie w kształcie trójkąta, zamocowany na przegubie (22), który jest połączony z przesuwnym wózkiem (3) mechanizmem równoległoboku, utworzonym przez wysięgnik (23) i łącznik (4), których dolne końce zamocowane są obrotowo do wózka (3), a górne końce do wspornika (2) wieży (5), przy czym wysięgnik (23) jest podparty siłownikiem (12), którego cylinder zamocowany jest obrotowo do wózka (3). 3. Palownica według zastrz. 1, znamienna tym, że do wspornika (2) wieży (5) i do wysięgnika (23) mechanizmu równoległoboku zawieszenia wieży (5) zamocowane są wciągarki naciągu liny (21), pomocnicza (13) i główna (14). * * * Przedmiotem wynalazku jest palownica do wykonywania pali pionowych i ukośnych rurowanych i nierurowanych. Znane dotychczas palownice mają konstrukcję, która ogranicza możliwości wykonywania pali rurowanych ukośnych. Palownice zbudowane na żurawiu gąsienicowym z wysięgnikiem kratowym, wyposażone są w osprzęt wiertniczy w postaci stołu wiertniczego napędzanego własnym silnikiem spalinowym z przekładnią mechaniczną. Stół wiertniczy jest nieprzesuwny w pionie i jest montowany na wsporniku zamocowanym do nadwozia maszyny bazowej i ustabilizowany za pomocą dwóch odciągów, wyposażonych w silniki hydrauliczne, umożliwiające przesuw stołu w przód i do tyłu w celu pionowania żerdzi. Przez wrzeciono stołu przechodzi żerdź wiertnicza, która jest podwieszona do liny bębna głównego żerdzi, przewiniętej przez krążek zamocowany na czubku wysięgnika kratowego, do prac pomocniczych. Palownice tego typu były stosowane przede wszystkim do wykonywania pali nierurowanych, ewentualnie rurowanych za pomocą odrębnego urządzenia, np. wibratora. W innych znanych rozwiązaniach zastosowany jest wysoki wspornik do mocowania stołu wiertniczego, co umożliwia podczepianie do żurawia mechanizmu rurowania i stosowania rur obsadowych - inwentarzowych odcinków kilkumetrowej długości. Znane jest także rozwiązanie palownicy z wysokim wspornikiem do wykonywania pali rurowych ukośnych, nachylonych do maszyny bazowej - żurawia linowego, przedstawione w polskim opisie zgłoszeniowym nr W Wszystkie wymienione rozwiązania mają dwa silniki spalinowe; jeden maszyny bazowej, a drugi do napędu stołu wiertniczego, co niepotrzebnie podnosi koszt wykonania urządzenia i koszty eksploatacji. Inną niedogodnością tych maszyn jest to, że w przypadku wykonywania pali rurowanych przez mechanizm rurowania, który jest doczepiany do podwozia, wysokie umieszczenie stołu wiertniczego, bez jego możliwości przesuwania w górę i w dół, znacznie ograniczona jest głębokość otworu pala. Urządzenia tego typu umożliwiają wykonywanie pali rurowanych ukośnych tylko w kierunku pod maszynę bazową, co w wielu przypadkach jest niemożliwe z uwagi na brak miejsca, a ponadto ustawienie na oś pala jest bardzo kłopotliwe, gdyż odbywa się przez najazd gąsienicy. Ustawienie pionu jest w zasadzie możliwe tylko w kierunku osi podłużnej palownicy, w związku z tym do ustawienia pionu w kierunku poprzecznym teren musi być zniwelowany do poziomu i najlepiej wyłożony płytami.

3 Brak prowadzenia górnego końca żerdzi powoduje przy wykonywaniu pali ukośnych przyspieszone zużycie nadwozia, żerdzi, a także stołu wiertniczego. Palownice z wieżą do prowadzenia stołu wiertniczego, w których maszyną bazową może być żuraw gąsienicowy, koparka hydrauliczna lub maszyna specjalna, przystosowana jako nośnik osprzętu do głębokiego fundamentowania, znane m. in. z polskiego opisu patentowego nr , niemieckich opisów zgłoszeniowych nr i nr mają wieżę podpartą dołem na przegubie połączonym z końcem wysięgnika maszyny bazowej i górą dwoma zastrzałami. Takie rozwiązanie umożliwia dokładne pionowanie wieży w dwóch płaszczyznach i ustawienie na osi pala w pewnym zakresie, bez konieczności przejazdu na gąsienicach całej maszyny. Pod względem ustawienia osi wiercenia w osi pala i pionowania wieży, a także przy wykonywaniu pali ukośnych rurowanych dotychczas najlepsze są maszyny, w których do zawieszania wieży zastosowana jest zasada działania równoległoboku przegubowego. Rozwiązanie takie, znane z polskiego opisu patentowego nr , polega na tym, że wieża wiertnicza z wyposażeniem jest zamocowana do ramy nadwozia za pomocą przegubowego równoległoboku zestawionego z przegubowo zamocowanych do ramy nadwozia i konstrukcji wieży wysięgnika i usytuowanych do niego równolegle cylindrów. Odległość pomiędzy przegubami zamocowanymi do ramy nadwozia i odległość pomiędzy przegubami zamocowanymi do konstrukcji wieży jest sobie równa, a położenie równoległoboku jest ustalane dodatkowo cylindrem hydraulicznym, połączonym przegubowo z wysięgnikiem i ramą nadwozia. W podobnym rozwiązaniu zawieszenia wieży za pomocą przegubowego równoległoboku, znanego z europejskiego opisu zgłoszeniowego nr , stopy naciągu wysięgnika oraz łącznika są przegubami połączone z nadwoziem maszyny bazowej, a ich górne końce z trójkątnym wspornikiem wieży, zamocowanym do wieży na przegubie. Do tylnego wierzchołka wspornika są zamocowane, odpowiednio rozstawione krótkie zastrzały hydrauliczne, mocujące wspornik do wieży, powyżej przegubu wspornika. Ramię wysięgnika wraz z łącznikiem tworzą czworobok przegubowy, dzięki czemu trójkątny wspornik wieży, poruszany ramieniem wysięgnika przemieszcza się, zachowując w każdym położeniu jednakową jego pozycję w stosunku do wieży. Układ taki ma dodatkowo tę zaletę, że umożliwia położenie wieży wzdłuż maszyny bazowej na czas transportu i transport maszyny bez konieczności demontażu wieży wiertniczej. Wzdłuż wieży przesuwa się za pomocą mechanizmu przesuwu stół wiertniczy. Jako mechanizm przesuwu stosuje się najczęściej siłowniki hydrauliczne, chociaż znane są również rozwiązania z przesuwem łańcuchowym czy linowym. Stół wiertniczy poprzez wrzeciono napędza żerdź wiertniczą, która z reguły składa się z kilku segmentów teleskopowo wysuwanych jeden z drugiego. Obecnie z reguły stosuje się żerdzie z możliwością mechanicznej blokady pomiędzy poszczególnymi segmentami, dzięki czemu możliwy jest docisk żerdzi w czasie wiercenia przez mechanizm przesuwu stołu wiertniczego. Górny koniec żerdzi jest podparty za pomocą górnego prowadzenia, które przesuwa się po tych samych prowadnicach co stół wiertniczy. Do rurowania używa się mechanizmu rurowania z obejmą pokręcaną dwoma siłownikami ustawionymi w kształcie litery V. Mechanizm jest połączony z maszyną bazową za pomocą tzw. szuflady, która umożliwia w pewnym zakresie ustawienie osi rury bliżej lub dalej od osi obrotu nadwozia. W ostatnich latach stosuje się stoły wiertnicze o bardzo dużym momencie wiercenia, które również mogą służyć do pogrążania i wyciągania rur obsadowych do pewnej głębokości. Do tego celu służy kołnierz z łącznikiem do rur mocowany przegubowo do wrzeciona stołu wiertniczego. Ponieważ moment wymagany do pokręcania rur obsadowych jest z reguły większy niż do wiercenia rozwiązanie to powoduje konieczność dostosowania wytrzymałości żerdzi do zwiększonego momentu obrotowego, co znacznie zwiększa koszty wykonania urządzenia. Znane są również palownice wyposażone w dwa stoły wiertnicze, ustawione jeden nad drugim, do oddzielnego napędzania żerdzi i rur obsadowych lub w dwa oddzielne stoły, połączone ze sobą na stałe i umieszczone na wspólnych samach przesuwnych wzdłuż wieży. Obydwa rozwiązania charakteryzują się dużą mocą ale również zwiększonymi kosztami wykonania. Urządzenia, w których wieża jest zawieszona do podwozia przy zastosowaniu mechanizmu równoległoboku czteroprzegubowego mają ograniczoną możliwość przesuwu wieży

4 w poziomie przez to, że towarzyszy temu jednoczesny ruch wieży w dół lub w górę. Ruch od maszyny często bywa niemożliwy, ponieważ równocześnie następuje zbyt duży przesuw dolnej części wieży, która może kolidować z gąsienicami czy mechanizmem rurowania. Z tego względu maszynami tego typu można wykonywać pale ukośne, odchylone od pionu o kilka stopni, przy czym pale rurowane mogą być wykonywane tylko odchylone w kierunku od maszyny, gdyż oś wiercenia znajduje się zbyt blisko maszyny bazowej. Przy osprzęcie do pali formowanych świdrem ciągłym, gdzie wieża jest wyposażona w stopę opartą na ziemi, jednoczesność ruchu poziomego i pionowego w sposób istotny ogranicza możliwość położenia osi pali w stosunku do gąsienic maszyny bazowej. Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji zawieszenia wieży wiertniczej do maszyny bazowej, która umożliwi przemieszczanie się wieży po torze prostoliniowym, równoległym do płaszczyzny wieńca obrotowego nadwozia maszyny bazowej i przesunięcie po wypionowaniu i ustawieniu osi żerdzi wiertniczej na oś otworu w przód i do tyłu w dużym zakresie. Istota wynalazku polega na tym, że wieża palownicy jest zamocowana obrotowo do wózka, przesuwnie osadzonego na nadwoziu maszyny bazowej, korzystnie w kierunku równoległym do płaszczyzny wieńca obrotnicy nadwozia maszyny. W korzystnym wykonaniu wieża ma wspornik, korzystnie w kształcie trójkąta, zamocowany na przegubie, który jest połączony z przesuwnym wózkiem mechanizmem równoległoboku, utworzonym przez wysięgnik i łącznik, których dolne końce zamocowane są obrotowo do wózka, a górne końce do wspornika wieży. Wysięgnik jest podparty siłownikiem, którego cylinder zamocowany jest obrotowo do przesuwnego wózka maszyny bazowej. Do wysięgnika i wspornika mechanizmu równoległobokowego zawieszenia wieży zamocowane są wciągarki, pomocnicza i główna liny, na której podwieszona jest żerdź wiertnicza. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest łatwy sposób ustawienia wieży na osi wierconego pala, który polega na tym, że wieża wraz zamontowanym na niej stołem obrotowym, żerdzią, głowicą, mechanizmem równoległoboku czteroprzegubowego oraz wciągarką i zastrzałami może przesuwać się po torze prostoliniowym, równoległym do płaszczyzny wieńca obrotowego nadwozia, a więc praktycznie poziomo. Dzięki temu po wypionowaniu wieży ustawienie żerdzi na oś otworu odbywa się poprzez przesunięcie tej wieży w przód lub do tyłu w dużym zakresie. Umożliwia to również łatwe dostosowanie osi wiercenia pali ukośnych do osi mechanizmu rurowania, dzięki czemu jest możliwe wykonywanie pali ukośnych nachylonych pod znacznym kątem w kierunku na maszynę jak i od maszyny. Urządzeniem można wykonywać pale rurowane i nierurowane, nachylone zarówńo w kierunku do maszyny bazowej jak i w kierunku przeciwnym. Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku, a fig. 2 - schemat zamocowania wieży do podwozia maszyny bazowej. Palownica składa się z gąsienicowej maszyny bazowej 1, wieży 5, żerdzi teleskopowej 9, stołu wiertniczego 7, mechanizmu rurowania 16 i wciągarek: głównej 13 i pomocniczej 14. Do nadwozia maszyny bazowej 1, za pomocą sworznia tylnego 24 i sworznia przedniego 25 jest zamocowana prowadnica 19, usytuowana równolegle do płaszczyzny obrotu wieńca nadwozia 27, na której osadzony jest przesuwny wózek 3 podparcia wieży 5. Ruch wózka 3, który odbywa się w kierunku równoległym do płaszczyzny wieńca obrotnicy 27, jest realizowany za pomocą siłownika hydraulicznego 20, połączonego stopą z prowadnicą 19 a tłoczyskiem z wózkiem 3. Do wózka 3 zamocowane są obrotowo za pomocą sworznia 28 i 29 wysięgnik 23 i łącznik 4, połączone drugimi końcami obrotowo z trójkątnym wspornikiem 2, do którego zamocowana jest na przegubie 22 wieża 5. Wysięgnik 23 jest podparty siłownikiem 12, którego cylinder jest zamocowany na sworzniu 26 do wózka 3. Wspornik 2 jest dodatkowo podwieszony zastrzałami 6, połączonymi obrotowo z wieżą 5, powyżej przegubu 22. Połączenie wieży 5 z wózkiem 3 za pomocą układu równoległoboku, utworzonego z wysięgnika 23, łącznika 4, zamocowanych do wózka 3 i wspornika 2, umożliwiają przesuwanie wieży 5, wraz z zamontowanym do niej wyposażeniem wiertniczym w przód i do tyłu w dużym zakresie oraz jej obrót. Na wieży 5 zamocowany jest przesuwnie na prowadnicach

5 stół wiertniczy 7. Stół 7 jest przesuwany wzdłuż wieży 5 za pomocą siłownika hydraulicznego 8. W stole 7 znajduje się przelotowe wrzeciono, przez które przeprowadzona jest żerdź teleskopowa 9. Górny koniec żerdzi 9 jest podparty obrotowo w górnym prowadzeniu 11, które przesuwa się po tych samych prowadnicach żerdzi 9 co stół wiertniczy 7. Żerdź 9 jest podwieszona do liny 21, przewiniętej przez krążki linowe 10, umieszczone w głowicy żerdzi 9, która nawinięta jest na bęben wciągarki głównej 13, zamocowanej do wysięgnika 23 mechanizmu zawieszenia wieży 5. Wciągarka pomocnicza 14 jest zamocowana do wspornika 2 wieży 5. Do drugiego końca żerdzi 9 jest zamocowane narzędzie wiertnicze 18, które służy do odspajania gruntu w dnie wykopu w trakcie obracania się wraz z żerdzią 9. Do dolnej części wrzeciona podwójnego stołu 7 jest zamocowany łącznik rury obsadowej 17, przekazujący moment obrotowy stołu 7 na rurę obsadową 15. Dzięki temu do pewnej głębokości wiercony otwór może być rurowany za pomocą stołu 7. Palownica jest wyposażona w mechanizm rurowania 16, który służy do pogrążania rur obsadowych. Mechanizm rurowania 16 ma obejmę wykonującą ruchy oscylacyjne lewo/prawo i przesuwającą się w kierunku góradół za pomocą dwóch siłowników hydraulicznych. Obejma jest zaciskana na rurze obsadowej 15, dzięki czemu przekazuje na tę rurę poprzez tarcie moment pokręcający i siłę wciskająco-wyciągającą. Mechanizm rurowania 16 umożliwia zarówno pogrążanie rur jak i ich wyciąganie w, trakcie betonowania pala. Mechanizm rurowania jest połączony z podwoziem maszyny bazowej 1 za pomocą sworzni. Część łącząca jest zamocowana przesuwnie w podstawie mechanizmu rurowania 16, dzięki czemu możliwe jest przesunięcie osi mechanizmu rurowania 16 względem osi obrotu maszyny bazowej 1. Ułatwia to ustawienie mechanizmu rurowania 16 w osi wierconego otworu oraz dostosowanie położenia osi rurowania do osi wiercenia pali ukośnych. Palownica jest przeznaczona do wykonywania pali rurowanych i nierurowanych pionowych i ukośnych, o dowolnym kącie odchylenia od pionu.

6

7 FIG

8 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.