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Brevet d'invention.
Foret de perforatrice pour forer des roches dures.
L'invention a, pour objet un foret de perforatrice à percussion pour forer des roches dures au moyen de marteaux pneumatiques ou électriques. Les difficultés que l'on rencontre pour forer des ro- ches dures sont de natures très variées ; on constate en particulier ce qu'on appelle des ruptures continuelles aux endroits de la bar- . re où la section change, parce que les vibrations produites par le choc du marteau se réunissent à ces endroits pour former ce qu'on a,ppelle des noeuds. La forte usure latérale des tranches a pour effet, au bout d'une durée de forage relativement courte déjà, que les forets se coincent. Les tranches s'émoussent très rapide- ment.
Une mauvaise trempe et, en particulier, une surchauffe au cours de la trempe, provoquent une rupture prématurée des tranches ou font que celles-ci s'émoussent prématurément.
On connaît déjà, pour les perforatrices à percussion, des
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forets qui, pour éviter les ruptures dues aux vibrations, sont
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établis de façon que la perforation longitudinale du tube àe forage soit éla,rgie, entre l'extrémité d'emmanonement 0 la c:;.;r..¯,1¯;i à<1 forage, au-delà de la mesure in:;ÜU8:.sa,rJ1e pour l'::'U 11'èY 1# j.'Lg8,.;e.
Ces forets ont toutefois l'inconvénient que les s yJi¯-;,s -'.8 :J:':J.'.s:i. tion entre le tube de forage 0t 1 'ex<,1"5.;:Lié Ú'eL1.!n,;CJ,-:lIl\:,¯S d'une pizza, <et 1e ±Jret, .. t r-. - ..:....."., + .. -i 1. '-,.1....J....., .:::. 1'*.>;Il.. ;iô:; i-y ;jii. part, et le foret, d'autre part, se brisent très .LJ..:.. ".11,::,- v) ce qui fait que l'ensemble du l'oret t 6 S reniu i11:1 t -L11s±fù le L'invention permet de supprimer tous ces inconvénients et d'assurer un forage franc, sans perturbations, .5.;1::18 les ;J:'1'i8S de roches les plus dures.
A cet t 8 ¯ ', , le foret conforme à l' :i.:::."T8Y:. tion est composé de plusieurs éléments ie construction pouvant être assemblés, de façon amovible, pour former un ;3'-":.1 outil, ce qui per- met de remplacer rapidement les différents éléments, s?LC. que cette opération entraîne une longue interruption du 'Gr:Y2il. Le foret est donc composé d'une tête de forage, qui porte les tnncnes 5! .::' tube de forage, ou de plusieurs tubes de forage, dont la, perfora- tion longitudinale est élargie et s'étend sur toute la. l.o¯= :, , ainsi que d'un ou plusieurs raccords mobiles reliés ;¯ '':':..<.':.;8 de ç,j,¯ rage et dont le diamètre le forage est réduit.
Les divers éléments de construction d'un tel foret peuvent être adaptés a l'wyyl.oa,tsG1 envisagée, suivant les efforts auxquels ils sa;t soumis, en ce qui concerne la sorte d'acier à utiliser, le trait:.¯,.,t t:lérnÜ'J8, tel
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que la trempe et la bonification par exemple.
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Pour l'assemblage des différents éléments, on .?:'t utiliser des gaines ou des douilles, des cônes ou des pas de ,ri;>, Les raccords coniques ont été reconnus particulièrement n-ratiqaes; dans ce cas il est avantageux de pratiquer, aux extrémités et t â. l'intérieur de chaque tube de forage, des évidements servant de logements aux di- vers raccorda, qui s'y engagent par des cônes c orr.3s'oor"Q8r.::cs. Les
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tubes de forage peuvent alors être faits en grandes longueurs par
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laminage ou étirage, puis coupés aux longueurs nécessaires dans chaque cas. ce qui simplifie le magasinage.
L'insertion de rallon- ges intermédiaires permet de forer des trous de profondeur quelcon- que. On n'a besoin pratiquement que d'une seule tête de forage de perforatrice; il convient alors que cette tête soit munie de gar- nitures intérieures en forme de plaques, en acier spécial de haute qualité ou en autre métal dur, un tube usé par le forage pouvant être prolongé par l'insertion d'un deuxième et le cas échéance de plusieurs autres tubes. On peut donner aux rallonges intermédiaires un diamètre extérieur plus grand que le diamètre du tube de forage de façon à assurer ainsi un bon guidage rectiligne dans le trou de --orage.
Des modes de réalisation de l'invention sont représentés à titre d'exemples dans les dessins ci-points.
Fig. 1 est une élévation de profil d'une tête de forage en acier pour foret de perforatrice;
Fig. 2 est une élévation de profil d'une pièce intermédiaire (raccord de foret) servant à assembler une tête de foret de perfo- ratrice avec le tube de forage;
Fig. 3 est un plan d'une tête de foret de perforatrice, dans laquelle sont insérés des supports de tranches en métal dur; Fig. 4 est une élévation de profil de la Fig, 3 ;
Fig. 5 est une Élévation de profil d'une tête de foret de per- foratrice à queue de raccord conique;
Fig. 6 est une élévation d'un tube de forage;
Fig. 7 est une élévation d'une pièce intermédiaire servant de raccord entre plusieurs tubes de forage;
Fig. 8 est une élévation d'un raccord d'emmanchement au mar- teau pour relier le tube de forage au marteau perforateur ;
Fig. 9 est une élévation d'un foret complet pour une perfora- trice à percussion.
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Dans la Fig. 1, 1 est une tête de foret de perforatrice en acier coulé ou en acier spécial, portant des tranches 2, Une per-
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foration 3 s'étendant jusqu'aux tranches est, pratiquée a l'inté- rieur de cette tête de foret pour le I)[\,2;:::''l'LC;3 du liquide de rinçage. Dans la partie inférieure dE! cette tête est pratiqué un trou tarau- dé 4 a.u moyen duquel on peut visser la tête de foret sur Un raccord 5 (Fig. 2).
A cet effet le raccord 5 porte, à une extrémité, un
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talon fileté 6 de diamètre plus petit, sur lequel la. tête 1 ?<'j vis- se par le trou taraudé 4., jusqu'à. ce que son bord inférieur s'appli- que sur la. partie saillante du raccord 5. A l'extrémité opposée le raccord porte un appendice conique 7, qui peut s'engager dans une partie élargie, de forme conique correspondante, du tube de forage.
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Une perforation longitudinale 3 pratiqué? 5;':;1f' 12 ra"cord ,ioerm.3t le passage du liquide de rinçage.
La tête de foret de perfcrctrice 1"e}rS,2Y1.tée dans T?s J':1,jçw 3 et 4- correspond essentiellement à la tête de foret ;;6 le i'. i, mais elle possède, pour le tr r!Tï3.1 ie d.l::;:3ciç:,tioú, 5es tr.:lcil2S particulières 8 en acier dur n.=- .l,/re méta.l dur. Ces :;:':;l1Cl1e[ sont encastrées dans le corps de forage 1 de façon que celui-ci les en-
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toure de toutes partes, en ne laissant libre que l'arête de cuUp8.
Les garnitures intérieures 8, en matière dure, sont brasées ou sou- dées sur la tête 1.
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La tête de foret 1 du type reprësenbé dans la Fig. 5 possède un appendice conique faisant corps avec la tête de foret, la. perfo- ration de rinçage s'étendant également sur toute la longueur de la tête de foret. On donne à cette perforation un diamètre tel que le liquide de rinçage subisse une accélération à sa sortie. Comme ces
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ruptures, dues aux vibrations, se produisent fréquemment à l'endroit désigné par la ligne s-s, l'utilisation d'un raccord intermédiaire comme celai de la Fig. 2 est préférable pour les forets à percussion en métal dur, qui sont coûteux.
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La Fig. 6 est une vue d'un tube de forage 10, ouvert aux deux bouts et dont la perforation longitudinale intérieure 11 est élar- gie, jusque 20 mm. environ, par rapport au diamètre de 7 mm, in- dispensable pour le rinçage. Aux extrémités du tube de forage 10 la. perforation 11 se termine par des évasements coniques 12 ser- vant de logement aux éléments de construction mobiles, tels que la tête de foret, le raccord de foret et le marteau perforateur.
La perforation longitudina.le assure au tube de forage 10 un plus grand moment de résistance aux vibrations produites par les chocs, et par conséquent aussi une plus grande résistance par rapport aux ruptures dues à ces vibrations, Lorsque le tube de forage 10 est fait par étirage, la perforation intérieure 11 peut être obtenue entièrement lisse, de façon à ne présenter ni saillies ni entail- les ou autres aspérités d'aucune sorte, comme celles qui sont pro- duites par le procédé de laminage connu, et qui pourraient donner lieu %CI des effets d'érosion sous l'action de l'eau de rinçage.
Comme il y a. des parties élargies 12 aux deux extrémités du tube d.e forage, on peut aussi retourner chaque tube de forage.
Pour assembler plusieurs tubes de forage 10 entre eux, on peut utiliser des raccords 13 (Fig.7) se terminant aux deux extré- mités par les cônes extérieurs correspondants 7 et possédant éga- lement une perforation continue 3 pour le rinçage. Le collet 14 du raccord 13, collet qui se trouve entre les extrémités coniques, a utilement un diamètre assez gros pour qu'il puisse servir en mê- me temps à guider le tube de forage sur les parois du trou de fo- rage. Il convient toutefois de pratiquer, sur les parois exté- rieures du collet 14, des cannelures longitudinales 15 par les- quelles le poussière de forage peut être éliminée.
L'extrémité restant libre du tube'de forage peut être fermée au moyen d'un raccord de marteau 16 comme celui qui est représen- té dans la Fig.8. Le raccord de marteau 16 possède également un
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bout conique 7 à l'une de ses extrémités, tandis que l'autre ex- trémité peut être engagée dans le marteau perforateur par an car- ré ou une tête à six pans 17.
Le raccord de marteau possède en outre une tige cylindrique 18 sur laquelle s'engage la tête de rin- gage par la,quelle le liquide de rinçage entre dans la tuge be fo- rage par la, partie recourbée latéralement 3a de la. perforation da ringçcage 3.
La Fig. 9 est une vue d'un foret complet confome a l'inven- tion, Ce foret permet le formage économique des roches les plus dures, les divers éléments de construction étant mobiles et par conséquent interchangeables en cas d'usure ou de détériora/tient Pour affûter les tranches il suffit d'enlever les têtas de foret, tendis que les tiges peuvent rester sur le chantier, ce qui faci- lite sensiblement le travail, en particulier pour les grandes pro- fondeurs que l'on rencontre dans certaines mines et qui vont jus- qu'à 2000m.
On a. reconnu qu'il convient, dans certains cas, que ces élé- ments du foret soient revêtus d'une couche de protection, en par- ticulier la surface limite extérieure du siège de lE!. tête de rin- gage. siège qui doit présenter, pour'cette tête, une surface de glissement aussi pure de rouille que possible.
On peut utiliser pour cela des revêtements de protection quelconque? propres s'opposer à la formation de la rouille, tels que des revêtements obtenus par galvanisation, ainsi q ue l'application d'un métal au feu ou remaillage. Une pièce de ce genre, revêtue d'une couche de protection 18, est représentée dans la Fig. 8.
Par suite du revêtement de cette partie les bagues em cacatenoue qui se trouvent à l'intérieur de la. tête de ring@ge ont une usure extrêment mi- nime, de sorte qu'elles peuvent souvent durer pendant des mois. en plein fonctionnement, sans avoir besoin d'être changées.