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【专利摘要】本发明涉及一种用于包括钻头的燃料运行的潜孔钻机的燃料箱。被设置在钻孔设备处或与该钻孔设备连接的所述燃料箱的最大旋转直径足够得小，以便能够将所述燃料箱插入钻孔中。
【专利说明】燃料箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于包括钻头的燃料运行(fuel-operated)的潜孔钻机的燃料箱。
[0002]此外，本发明涉及一种用于向包括钻头的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的方法。
[0003]本发明还涉及一种用于向包括钻头的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的布置，该布置包括潜孔钻机和燃料箱，以及用于将来自燃料箱的燃料供给到潜孔钻机的装置。
[0004]本发明还涉及一种钻岩机。
【背景技术】
[0005]能够通过各种钻岩机械在岩石中钻出孔。可通过将撞击和旋转相结合的方法(撞击钻)执行钻孔，或者钻孔可仅基于旋转而无撞击功能(旋转钻)。此外，可根据撞击装置在钻孔期间是否处于钻孔外部或钻孔中来对撞击钻进行分类。当撞击装置处于钻孔外部时，该钻孔通常被称为顶锤钻，其中使用所谓的顶锤，而当撞击装置处于钻孔中时，该钻孔通常被称为潜孔钻(DTH),并且钻孔机械可被称为例如DTH钻机或潜孔钻机。
[0006]对于燃料运行的潜孔钻机，燃料供给通常导致各种问题。通常通过燃料供给软管或其它对应的供给管线来布置从燃料箱至钻机的燃料供给，这些管线占用空间并且可能在困难运行条件下受损。
【发明内容】
[0007]本发明的目标在于提供一种新型和改进的燃料箱、钻岩机和设备，以及用于向燃料运行的钻岩机供给燃料的方法。通过在独立权利要求中限定其特征的设备、布置和方法实现本发明的目标。在从属权利要求中公开了本发明的一些优选实施例。
[0008]根据本发明的一方面，燃料箱的在钻孔的横向方向上的最大旋转直径至多等于钻头的最大旋转直径，由此，燃料箱可插入钻孔中，并且燃料箱被设置在钻孔设备处或者与该钻孔设备连接。
[0009]本解决方案的理念在于，潜孔钻机的燃料箱被形成为使得可将该燃料箱与潜孔钻机一起插入钻孔中。
[0010]本解决方案提供如下优点，即:在燃料运行的潜孔钻机的燃料供给中，能够避免从钻孔外部向钻孔中的潜孔钻机供给燃料，这是费力并且易受损的。通过将燃料箱与潜孔钻机相邻地定位，例如，能够避免与长燃料供给软管及其定位相关的问题。
[0011]实施例的理念在于，燃料箱被设置在钻杆处或者与钻杆连接。
[0012]第二实施例的理念在于，燃料箱被设置在潜孔钻机处或者与潜孔钻机连接。
[0013]第三实施例的理念在于，燃料箱设有用于对燃料箱加压的装置。
[0014]第四实施例的理念在于，用于对燃料箱加压的装置包括冲洗空气通道。
[0015]第五实施例的理念在于，燃料箱至少被划分为压力空间和燃料空间，压力空间和燃料空间通过弹性的膜状材料彼此分离。[0016]第六实施例的理念在于，燃料箱的体积是这样的，即:能够在燃料箱内装入至少一个工作班次期间潜孔钻机消耗的燃料量。
[0017]第七实施例的理念在于，通过冲洗空气通道在燃料箱中产生压力。
[0018]第八实施例的理念在于，通过在燃料箱填充期间对燃料箱的预加压而在燃料箱中产生压力。
[0019]第九实施例的理念在于，该布置包括至少一个冲洗空气通道，并且冲洗空气通道被布置成在燃料箱中产生压力。
[0020]第十实施例的理念在于，该布置包括钻杆，并且燃料箱被布置在钻杆处或者与钻杆连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]将在附图中更详细地解释一些实施例，其中:
[0022]图1示意性示出钻岩机械，
[0023]图2示意性示出潜孔钻机，
[0024]图3示意性示出图2中所示的A-A截面方向上的钻孔，
[0025]图4a、4b、4c、4d示意性示出一些钻孔和燃料箱的实施例，
[0026]图5a和5b示意性示出燃料箱的实施例，
[0027]图6a和6b示意性示出燃料箱的又一另外实施例，
[0028]图7示意性示出燃料箱的又一另外实施例，
[0029]图8示意性示出用于向潜孔钻机供给燃料的方法的流程图，
[0030]图9示意性示出用于向燃料运行的潜孔钻机供给燃料的布置，
[0031]图10示意性示出用于向燃料运行的潜孔钻机供给燃料的第二布置，并且
[0032]图11示意性示出用于向燃料运行的潜孔钻机供给燃料的第三布置。
[0033]在附图中，为了清晰，以简化方式示出本发明的解决方案的一些实施例。在附图中，类似的部分被标以相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0034]图1示出钻岩机1，该钻岩机I可以包括设有钻臂3的可移动承载件2。钻臂3设有钻岩单元4，钻岩单元4包括进给梁5、进给装置6和旋转单元7。旋转单元7可被支撑至载架8，或者作为替换方式，旋转单元可包括滑动部分或类似的支撑构件，通过该支撑构件，旋转单元被可移动地支撑至进给梁5。旋转单元7可设有钻孔设备9，钻孔设备9可包括一个或更多个互相连接的钻管10，以及处于钻孔设备最外端处的钻头11。图1的钻孔单元4旨在用于旋转钻孔，在旋转钻孔中，旋转单元7用于使钻孔设备9绕其纵向轴线在方向R上旋转，同时，通过进给装置6，向与钻孔单元4连接的旋转单元7和钻孔设备9供给在钻孔方向B上的进给力F。因而，钻头通过旋转R和进给力F的影响破碎岩石，并且形成钻孔12。当钻孔12已经被钻至期望深度时，能够通过进给装置6将钻孔设备9在返回方向C上拉出钻孔12，并且能够通过利用旋转单元7将钻管10之间的连接螺纹拧开来拆卸钻孔设备。
[0035]图2示出第二钻孔单元4，其与图1中的钻孔单元的不同在于，钻孔设备9设有撞击装置13。因而，撞击装置13处于钻孔设备9的相对于旋转单元7的相对置端处。在钻孔期间，潜孔钻机13处于钻孔中，并且钻头11可被直接连接至潜孔钻机13。
[0036]图3示意性示出图2中所示的A-A截面方向上的钻孔。截面A-A也是钻孔12的横向方向和钻孔方向。因而，图3从上方示出彼此连接的钻杆10、潜孔钻机13和钻头11。
[0037]图4a、4b、4c、4d示意性示出燃料箱的不同实施例。在该情况下，燃料箱17的尺寸被形成为使得其外部形状和尺寸被布置成适配在由钻头11形成的孔中。因而，燃料箱17的在钻孔12的横向方向A-A上的最大旋转直径E等于或小于，即最多等于钻头11的最大旋转直径D。
[0038]在该上下文中，燃料箱17和钻头11的最大旋转直径E、D涉及的是如下圆的直径，即:该圆是当燃料箱17的横向A-A横截面关于在钻孔方向B-C上延伸并且穿过旋转中心点G的钻孔轴线H转动时，距离所述横截面的所述旋转中心点G的最远距离点形成的圆。因而，最大旋转直径E的长度是燃料箱17或钻头11的横截面的所述最远点与所述旋转中心点G之间距离的两倍。因此，燃料箱17因而具有足够空间，以在钻头11形成的钻孔中绕钻孔轴线H转动。例如，钻头11的横截面离旋转中心点G的最远点可能是图中未示出的钻头11的切削刃的末端，在该情况下，最大旋转直径D可能是在横向方向A-A上绘出的绕钻头11的切削刃的末端的圆的直径。
[0039]图中仅示出用于例示燃料箱的最大旋转直径E的一些实例，并且在不同实施例中，燃料箱的横截面可与本文所述的明显不同。
[0040]当燃料箱17的旋转直径E的尺寸等于或小于钻头的最大旋转直径D时，优选地是，燃料箱17可被布置在钻孔设备9处，或者与其连接，例如与潜孔钻机13和/或钻杆10连接，并且被插入钻孔12中。因而，能够避免通过使用易受损的不方便的燃料软管从钻孔外部向燃料箱17供给燃料。
[0041]图5a和5b示意性示出燃料箱17的实施例，其中，燃料箱17被布置成与钻杆10连接，或者更具体地是，燃料箱17被布置在钻杆10内。在图5a中，以局部侧截面示出实施例，并且在图5b中，以局部侧截面示出实施例。在该实施例中，不仅是燃料箱而且冲洗空气通道18，诸如冲洗空气软管或管道也被布置在钻杆10内。图4a、4b、4c、4d未示出冲洗空气通道18，但是在不同实施例中，例如，冲洗空气通道18可被布置成延伸穿过燃料箱17，或者例如如图4d中所示，冲洗空气通道18可处在为了该目的而布置的凹槽27中被布置到燃料箱17的边缘。
[0042]图6a和6b示意性示出燃料箱17的实施例，其中，燃料箱17的横截面基本为圆形的，并且钻杆10被布置在于燃料箱的中部中形成的管状孔中。在图6a中，以局部侧截面示出实施例，并且在图6b中，以局部侧截面示出实施例。在图6a和6b中，燃料箱17的横截面基本为圆形的，但是不同实施例也可引入其它类型的横截面，只要燃料箱的最大旋转直径E等于或小于钻头的最大旋转直径D并且燃料箱17相对于钻杆10和潜孔钻机13布置成使得其具有足够的空间以下降到钻孔12中即可。在图6a和6b中被标以虚线的可行的冲洗空气通道18被布置成在钻杆10内延伸。
[0043]图7示出燃料箱17的又一另外实施例，其中，燃料箱基本为管状的，例如为圆筒形的，并且被布置在钻杆10和潜孔钻机13之间，并且冲洗空气通道18被布置成延伸穿过燃料箱。
[0044]图8示意性示出用于向燃料运行的潜孔钻机供给燃料的方法。本方法包括:将潜孔钻机13并且优选燃料箱17插入801钻孔12中，燃料箱17优选被布置在钻孔设备9处或者与其连接，并且燃料箱17的在钻孔的横向方向A-A上的最大旋转直径E等于或小于钻头11的最大旋转直径D ;在燃料箱17中产生802压力，以提高燃料供给；以及将来自燃料箱17的燃料供给803至潜孔钻机13的马达。该方法可包括用于向具有钻头11的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的上述燃料箱17和/或布置。
[0045]图9示意性示出用于向包括钻头11的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的布置。该布置可包括燃料箱17，燃料箱17的旋转直径E等于或小于钻头11的最大旋转直径D，由此，燃料箱17可被插入钻孔12中，并且例如，该燃料箱17可类似于上述燃料箱中的一个燃料箱。燃料箱17可包括:供给端口 23，其用于向燃料箱17供给燃料；和排出端口 24，其用于将来自燃料箱17的燃料供给至潜孔钻头13。
[0046]燃料箱17可被加压，以便通过以下方式提高燃料供给，例如，通过膜19将燃料箱17划分为压力空间20和燃料空间21，膜19将被布置在燃料箱的内侧边缘处并且由弹性膜状材料制成，诸如由橡胶膜制成，并且向压力空间20提供压力端口 22，以向燃料箱17供应压力。在不同实施例中，燃料箱17例如可借助于冲洗空气加压，使得冲洗空气通道18被连接至压力端口 22。
[0047]图10示意性示出用于向包括钻头11的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的第二布置。该布置与图9中所示的布置不同在于，通过弹性膜状材料，诸如橡胶膜，将燃料空间21与压力空间20分离，该弹性膜状材料在燃料箱17及其内的压力空间20中形成泡状腔室
25。在该情况下，压力空间20中的压力被从每一侧引导至泡状腔室25和燃料空间21中的燃料。在其它方面，燃料箱的操作例如可以与结合图9和/或结合其它所提出的实施例所述的燃料箱17或其特征一致。例如，燃料箱17可在燃料填充期间通过对压力空间20进行预加压而加压，和/或通过经由压力端口 22将压力空间20与燃料箱17的加压装置，诸如冲洗空气通道18连接而加压。
[0048]图11示意性示出用于向包括钻头11的燃料运行的潜孔钻机13供给燃料的第三布置。该布置与图9和10的布置不同在于，在该布置中，通过环形活塞26在燃料空间21中产生压力。通过在压力空间20中产生的压力使环形活塞26朝着燃料空间21(即在图11中向下)移动，这增大了燃料空间21中的燃料压力。此外，与图9和10不同地是，图11示出冲洗空气通道18。例如，燃料箱17可在燃料填充期间，通过对压力空间20进行预加压而加压，和/或通过经由压力端口 22将压力空间20与燃料箱的加压装置连接而加压。在实施例中，冲洗空气通道18可被以如下方式连接至压力空间，即:使得冲洗空气通道18可至少部分地被用于对燃料箱加压。
[0049]在不同实施例中，优选地，燃料箱17可被布置在钻孔设备9处或者与其连接，例如与钻杆10和/或潜孔钻机13连接，由此，可将燃料箱17和钻杆10以及潜孔钻机13 —起插入钻孔12中。在该情况下，例如，燃料箱17可被布置在钻杆10内，围绕钻杆10，或者处于钻杆10和潜孔钻机13之间。优选地，燃料箱17的体积的尺寸被形成为使得能够在燃料箱17内装入至少一个工作班次期间潜孔钻机13所消耗的燃料量。例如，一个工作班次可能持续8至10个小时。然而，为了将燃料箱17插入钻孔12，燃料箱17的在钻孔的横向方向A-A上的最大旋转直径E必须等于或小于钻头的最大旋转直径D。
[0050]在不同实施例中，燃料箱17可设有用于对燃料箱17加压的装置。例如通过结合图9或10所述的布置，在燃料箱17中产生例如至少2巴的压力，从而能够将压缩力引导至燃料，并且因而提高向潜孔钻机13及其马达的燃料供给，且因而特别是最优化燃料箱17的体积。因而，确保燃料箱17中填充的基本所有燃料都能够被供给至潜孔钻机13，换句话说，能够最小化燃料箱17的尺寸。
[0051]当使用空气或其它适当的气体冲洗钻孔时，可使用将被用于传送冲洗空气的冲洗空气通道18和冲洗空气本身对燃料箱加压，换句话说，例如，用于对燃料箱17加压的装置可包括冲洗空气通道18。在不同实施例中，另外地或作为代替方式，例如可在对燃料箱17填充期间对燃料箱17进行预加压，或者可通过其它适当的方法将压力引入燃料箱。
[0052]在不同实施例中，燃料可能为液体或气体。此外，在不同实施例中，燃料箱17可能是易拆卸和易安装的燃料模块，优选地，该燃料模块也可被预加压。因而，例如能够在工作班次的开始或结束时更换燃料箱，并且优选地，能够通过钻孔设备的传统操作装置执行该更换。
[0053]通过本发明的解决方案，因而以如下方式提供了对燃料运行的潜孔钻机13的燃料供给，即:不需要从钻孔外部供给燃料，并且燃料供给不需要长燃料供给通道，长燃料供给通道通常安装费力并且可能易受损伤。
[0054]在一些情况下，也可无关其它特征地使用在本申请中公开的特征。另一方面，可视需要组合本申请中公开的特征，以提供各种组合。
[0055]附图和相关说明书仅有意例示本发明的理念。本发明的细节可在权利要求书的范围内变化。
【权利要求】
1.一种用于包括钻头(11)的燃料运行的潜孔钻机(13)的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(17)的在钻孔的横向方向(A-A)上的最大旋转直径(E)至多等于所述钻头的最大旋转直径(D )，由此，所述燃料箱(17 )能够插入所述钻孔(12 )中，并且所述燃料箱被设置在钻孔设备(9)处或者与所述钻孔设备连接。
2.根据权利要求1所述的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱被设置在钻杆(10)处或与所述钻杆连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱被设置在所述潜孔钻机(13)处或与所述潜孔钻机连接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(17)设有用于对所述燃料箱(17)加压的装置。
5.根据权利要求4所述的燃料箱，其特征在于，用于对所述燃料箱(17)加压的所述装置包括冲洗空气通道(18)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(17)至少被划分为压力空间(20)和燃料空间(21)，所述压力空间(20)和所述燃料空间(21)通过弹性的膜状材料彼此分离。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(17)的体积是这样的，即:使得能够在所述燃料箱内的装入至少一个工作班次期间所述潜孔钻机(13)消耗的燃料量。
8.一种用于向包括钻头(11)的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的方法，其特征在于以下步骤， 将潜孔钻机(13)和燃料箱(17)插入到钻孔(12)中，所述燃料箱(17)被布置在钻孔设备(9)处或者与所述钻孔设备连接，并且所述燃料箱(17)的在所述钻孔的横向方向(A-A)上的最大旋转直径(E)至多等于所述钻头(11)的最大旋转直径(D)， 在所述燃料箱(17)中产生压力，以提高燃料供给，并且 将来自所述燃料箱(17)的燃料供给至所述潜孔钻机(13)的马达。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过冲洗空气通道(18)在所述燃料箱(17)中产生压力。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过在所述燃料箱的填充期间对所述燃料箱(17)预加压而在所述燃料箱(17)中产生压力。
11.一种用于向包括钻头(11)的燃料运行的潜孔钻机供给燃料的布置，所述布置包括潜孔钻机(13)和燃料箱(17)以及用于将来自所述燃料箱(17)的燃料供给至所述潜孔钻机(13)的装置，所述布置的特征在于，所述燃料箱的在钻孔的横向方向(A-A)上的最大旋转直径(E)被布置成至多等于所述钻头(11)的最大旋转直径(D)，由此，所述燃料箱能够插入所述钻孔(12)中，并且所述燃料箱被设置在钻孔设备(9)处或者与所述钻孔设备连接。
12.根据权利要求10所述的布置，其特征在于， 所述布置包括至少一个冲洗空气通道(18)，并且 所述冲洗空气通道(18)被布置用以在所述燃料箱(17)中产生压力。
13.根据权利要求10或11所述的布置，其特征在于， 所述布置包括钻杆(10)，并且所述燃料箱(17)被设置在所述钻杆(10)处或与所述钻杆连接。
14.一种钻岩机，其特征在于，所述钻岩机包括根据权利要求11至13中的任一项所述的布置。`
【文档编号】E21B4/00GK103857866SQ201280049437
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年10月4日 优先权日:2011年10月6日
【发明者】亚尔莫·莱佩宁, 马尔库·凯斯基尼瓦, 尤哈·赫德隆 申请人:山特维克矿山工程机械有限公司