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Procédé et installation pour le support, le guidage et la propulsion de marteaux perforateurs pneumatiques.
La présente invention se rapporte à un procédé .et à une installation pour le support, le guidage et la pro- 'pulsion de marteaux perforateurs à air comprimé et autres engins employés dans les exploitations minières.
On connaît déjà quelques types d'affûts pneu- matiques utilisés pour la perforation de mines au moyen de ces marteaux.
Dans un de ces types, il est fait usage d'un cylindre dans lequel peut coulisser un piston muni d'une tige de piston reliée par une rotule à un carcan emprisonnant un marteau perforateur occupant, une position horizontale, le cylindrà étant placé par rapport à la batte de manière à former un angle obtus.
Un autre système est basé sur l'emploi d'une colonne verticale preumenteique ou à vérins sur laquelle est fixé un carcan pouvant, après desserrage déorous de fixa- tion, coulisser le long de la colonne, et,,avec.'.lequel est rendue solidaire une courte tige horizontale sur laquelle @
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est fixée par un deuxième carcan un cylindre pneumatique muni d'un piston avec tige de piston, d'actionnement du marteau pneumatique, le deuxième carcan pouvant, après desserrage des écrous de fixation, tourner autour de la tige horizontale.
Toutes ces méthodes exigent toutefois' encore une intervention importante de la part de l'ouvrier et, de plus, la pression d'air comprimé n'est pas réglable à volonté, de telle manière que le forage reste une opération fort délicate.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients,de permettre d'effectuer le travail avec un minimum de fatigue et d'attention et de régler par des moyens particulièrement simples et pratiques la force de poussée sur le marteau.
Suivant l'invention, le procédé est caractérisé dans son essence en ce que le marteau repose sur un chariot ou châssis de support qui peut coulisser le long de pièces de guidage horizontales et parallèles, de préférence tubulaires et entretoisées, et qui se déplace sous l'action d'air comprimé introduit dans un cylindre pousseur pouvant également èouli sser le long des guides parallèles et relié au châssis du marteau, de préférence par un moyen, par exemple une douille, permettant un léger mouvement dans un plan vertical du cylindre pousseur par rapport au chêssis du marteau perforateur.
L'invention porte également sur l'installation servant à l'exécution du procédé et,en pratique, on intercale, entre l'arrivée d'air comprimé et l'admission d'air à la tige creuse du piston, une soupape-détendeur qui a pour fonction de régler- la pression de l'air comprimé admis sur la face arrière du cylindre pousseur, et, de ce fait, également la force de poussée sur le marteau.
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De plus, on interpose habituellement, entre la soupape détendeur et l'admission d'air à la tige du piston, un robinet à deux directions permettant de mettre la tige du piston en communication soit avec l'arrivée d'air comprimé, soit avec l'atmosphère.
D'autres détails de réalisation ressortent de la description ci-après et des dessins annexés qui se rapportent à un exemple donné à titre non limitatif d'une installation convenant pour la mise en pratique du procédé.
La figure 1 est une vue schématique en plan montrant l'ensemble'de 1'installation.
Les figures 3 et 3 montrent respectivement en vue de côté et en vue en plan les moyens de guidage, de support et d'actionnement d'un marteau-perforateur.
Les figures 4 et 5 montrent des détails du châssis de support du marteau.
Les figures 6,7,8, et 9 se rapportent au cy- lindre pousseur età son mode de liai-son avec le châssismarteau.
La figure 10 est. une vue en éoupe du robinet à deux diredtions.
Les figures 11 et 12 montrent,'en coupe verticale et en coupe horizontale, la soupape détendeur.
L'installation comprend deux parties essentielles: 1 ) la partie formant support et guide du marteau; 2 ) le dispositif de propulsion ou d'avancement du marteau.
Le marteau 1 muni de la batte 2 est fixé à un chariot ou châssis 3 (fig.1) qui peut se déplacer sur deux tubes 4 entretoisés par des traverses 5,6,7,8.
Afin de pouvoir effectuer la perforât loi sur un point quelconque du bouveau, ces guides 4 son!::' supportés par deux colonnes pneumatiques 9-10 placées horizontalement respectivement à l'avant et à l'arrière des guides.
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Chacune de ces colonnes estconstituée d'un cylindre 11 dans lequel peut se déplacer un piston 12 muni d'une tige 13 (fig.l); sur le fond du cylindre, d'une part, et à l'extrémité de la tige de piston, d'autre part, s'emboîtent une ou plusieurs tiges 14.
Ces tiges sont réalisées de manière à pouvoir s'emboîter l'une dans l'autre en vue d'atteind@e avec le cylindre 11 une longueur de par exemple 4 m. à 4,50 m. maximum; chaque tige a une longueur par exemple de 0,50 m. ou de lm. Lorsque, au moyen de ces tiges mises bout à bout de part et d'autre du cylindre 11, on a formé une colonne ayant une longueur légèrement inférieure à la largeur de la galerie, on peut caler la colonne entre les parois de la galerie en admettant sur la face utile du piston de l'air comprimé amené par une conduite 15.
Les guides 4 reposent simplement sur la colonne avant 10 (côté des fronts) sans aucun système de fixation.
La colonne arrière 9 supporte également les guides 4, mais ceux-ci sont munis de deux séries de deux ergots 16 (fig.2 et 3) qui,par appui sur la colonne 9,empêchent les guides 4 de se déplacer vers l'arrière.
On a prévu deux séries d'ergots afin de disposer d'une certaine latitude de placement lorsque les fronts sont irréguliers.
'Le chariot 3 sur lequel est fixé le marteau 2 est constitué de deux flasques 17 en partie découpés pour permettre le placement du robinet d'admission d'air comprimé du marteau (fig.4 et 5).
Les flasques 17 sont entretoisés par deux traverses inférieures 18 qui,débordant de ces flasques, .forment des guides 19 pour le déplacement du chariot air les tubes 4.
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Le marteau 1 est simplement fixé au chariot par un bo,ulon 20 qui est concentrique à la poignée 21 du marteau et se trouve à l'intérieur de celle-ci (fig. 4,6 et 9) .
Une traverse supplémentaire 22 empêche le marteau de pivoter vers le haut tout en assurant une bonne rigidité aux deux flasques 17 auxquels elle est reliée par deux joues 25 rivées aux flasques 17.
L'appareil de poussée du marteau est constitué par un cylindre 24 ayant par exemple un diamètre de 60 mm. et. dans lequel coulisse un piston 25 ayant une course utile par exemple d'environ 700 mm.
Le cylindre pousseur 24 peut coulisser sur les guides 4 de l'affût par l'intermédiaire de deux supports 26 et 27 placés- respectivement à l'avant (.côté des fronts du travail) et à l'arrière du cylindre. Chacun de- ces supports comprend un carcan. supérieur 28 et un carcan inférieur 29 assemblés par deux boulons 30. emprisonnant fortement le cylindre 24 dont ils sont solidaires. Le caraan supérieur est prolonge latéralement par deux pattes 31 servant d'appui au cylindre sur- les guides 4.
Pour le support 26, le carcan inférieur est un simple demi-collier tandis que pour le support 27, ce collier est muni de deux saillies 32 qui viennent prendre appui sur les plats 5,6,7 ou 8 (fig.7).
L'étanchéité entre le piston 25 et le cylind re 24 est assurée par un cuir (non représenté). L'admission, d'air¯ comprimé se fait par l'intermédiaire de la tigec33 du piston qui est creuse; cet air est admis en 34 sur la face arrière de ce piston (fig.6).
Vers 1'arrière., le cylindre 24 est obturé par un fond soudé 35 tandis que versl'avant il est formé par un
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chapeau 36 vissé sur le cylindre et alésé au centre pour permettre un coulissement facile de la tige 33 du 1 iston (fig.6) .
L'extrémité de la tige 33 du piston comprend un cylindre plein en acier 37 qui possède une partie mâle 38 s'emboîtant à frottement très doux dans un manchon 39 faisant partie d'une douille constituant pièce femelle et servant à la liaison entre le châssis du marteau et le cylin- dre pousseur.
Au manchon 39 fait sui te une fourche 40 qui est fixée au châssis du marteau (flasques 17, fig.9) par un boulon 41. Une bague d'immobilisation 42 est interposée entre la fourche 40 et chacun des deux flasques 17 du chariot du marteau et empêche ainsi la douille 39-40 de se déplacer le long du boulon 41.
Ce mode d'attache a l'avant age de donner une certaine souplesse de fonctionnement à l'ensemble de l'appareil, car la douille peut ainsi pivoter d'un certain an- gle autour de son axe de fixation.
La pression exercée par le piston pousseur 25 sur le chariot 3 par l'intermédiaire de la douille 39-40 maintient emboîtée l'extrémité de la tige 33 du piston 25 dans la douille.
Il est à remarquer que l'extrémité. de la tige 33 du piston 25 appuie sur le rebord extérieur de la duuil- le 39-40 par un renflement; ce n'est donc pas l'extrémité de la partie mâle qui appuie sur le fond de la partie femelle de la douille, car cela produirait un matage des parties mâle et femelle et il pourrait aussi se faire que l'on ne puisse plus désolidariser la douille de l'extrémité de la tige da piston.
La partie pleine 37 de la tige du piston est
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munie d'un alésage 43 qui relie la partie creuse 44 de cette tige à la conduite 45 d'amenée de l'air comprimé ou autre fluide sous pression. A cet effet, la partie 37 est usinée de façon à pouvoir y visser un robinet 46 à deux directions permettant soit. d'admettre l'air comprimé sur . la face arrière du piston, soit de remettre celui-ci à l'atmosphère.
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Ce robinet est constitué (fin.10} d'une'carot- te 47 pouvant tourner de 90 autour de son axe dans le corps 48 du robinet. La carotte 47 est creusée dtun canal 49 à angle droit et le corps de trois orifices 50 respec- tivement raccordés à l'air comprimé, à la tige du piston
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et à l'atmosphère..
La conduite 45 est reliée à'une conduite 51 sur laquelle est branchée en outre,un tuyau 52 d'alimentation du marteau.
Entre l'extrémité de la conduite 45 et le robinet 46 est intercalée une soupape-détendeur 53 qui a pour but de pomovir régler la pression d'air comprimé sur la face arrière du piston et par là même la force de poussée sur le marteau.
Ce réglage est indispensable car pour un marteau déterminé travaillant à une pression donnée, la poussée à exercer sur le marteau est, pour'obtenir une vitesse de perforation maxima, fonction de la nature des terrains traversés : dureté, friabilité, etc..
En terrains: très tendres, par exemple une poussée trop forte provoquerait un ancrage de la batte dans le terrain., En terrains durs, au cont remre, une poussée un peu faible comprometterait la vitesse de perforation.
L'air comprimé est admis au détendeur à la pression normale d'utilisation qui dans les charbonnages
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varie de 4 à 7 kgr./cm2) par un orifice non représenté à la figure 11 dans la chambre 53 formée par la partie inférieure du corps du détendeur. La pression de l'air agit donc sur la soupape 54 et tend à chasser celle-ci hors du détendeur en permettant à l'air comprimé de s'échapper.
La soupape 54 obstrue l'orifice d'échappement 55 qui est normalement raccordé au cylindre pousseur. Cette soupape est maintenue fermée par un ressort 56 qui prend appui d'une part sur l'extrémité de la soupape et- d'autre part sur une pièce 57 en forme de manchon. Lorsqu'on veut faire varier la pression du ressort 56, il suffit de le comprimer plus ou moins fort en déplaçant longitudinalement la pièce 57 ce qui se fait à l'aide du volant 58 lequel agit sur cette pièce 57 par l'intermédiaire de la tige 59 dont l'ex- trémié filetée pénètre dans un bloc 60 vissé à l'intérieur du manchon 57.
Si l'on désigne par :
Pa la pression d'utilisation de l'air comprimé,
Pr la pression exercée par le ressort 56sur la soupape 54,
Pc la pression en aval du détendeur 53, c'est à dire la pression dans le cylindre pousseur 24, on a
Pc =Pa -Pr
On voit donc que, en faisant varier Pr on peut faire varier Pcpuisque Pa est constant.
Lorsque Pa < Pr la soupape est fermée.
Lorsque Pa =Pr, Pc = o, L a soupape est fermée et la pression Pc dans le cylindre est égale à la pression de l'atmosphère.
Lorsque la > Pr, la soupape s'ouvre. Si le piston du cylindre pousseur reste fixe, la pression P s'établira égale à Pa -Pr.
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Au début du forage de la mine, on règle Pr de façon à avoir pour Pc une valeur correspondant à une poussée optima sur le marteau perforateur. La soupape 54 reste ouvertes jusqu'à ce que cette pression soit . atteinte. Au cours de la progression du marteau, Pr restant constant, la pression'? a tendance à diminuer puisque l'air se détend dans le cylindre; par conséquent, la soupape s'ouvre. Lorsque Pa -Pr est atteint et même légèrement dépassé -puisque le mécanisme offre une certaine inertie- la soupape 54 se ferme, de manière à maintenir constant : Pa - Pr et le cycle du fonc- tiqnnement est repris.
Ce fonctionnement se fait donc en principe par une succession de fermetures et d'ouvertures de la soupape. La sensibilité 'de l'appareil est donc fonction de son inertie, mais elle est cependant suffisamment faible que pour obtenir sur le piston pousseur une pression sensiblement constante. et correspondant à une progression optima du marteau.
Le travail de perforation esteffectué à l'aide de la succession des opérations suivantes : 1 ) On pose' tout d'abord les colonnes horizontales 9 et 10 comme expliqué ci-dessus .
2 ) On pose les guides 4 sur les colonnes 9-10 en ayant soin de faire prendre appui par une des deux séries de deux ergots 16 contre la colonne 9, mais du côté avant de celle-ci.
3 ) On pose sur les guides 4 le.'châssis 3 de support du marteau.- 4 ) On pose sur les guides 4 le cylindre pousseur 24.
5 )'On réunit le châssis 3 portant le marteau au cylindre 24 par l'intermédiaire de la douille 39-40 emmanchée sur la tige 33 du piston 25.
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6 ) On déplace tout l'ensemble vers l'arrière jus- qu'à ce que les saillies 32 du support 27 viennent pren- dre appui contre la faceavantde l'entretoise 5, et que le piston 25 soit à son point ¯mort arrière.
7 ) On met en torche le marteau perforateur 1 ; 8 ) On place le robinet 46 dans la position correspondant à l'admission de l'air comprimé sur la face arrière du piston 25; 9 ) On o@vre la soupape du détendeur jusqu'à ce que -,,,on voit que la poussée sur le marteau est optimum. Lr per- foration s'opérant, le marteau progressera vers l'avant jusqu'\ce que le piston ait atteint son point mort avant, ce qui correspond à une perforation par exemple de 0,70m. de longueur.
10 ) Le marteau restant immobile, on metle robinet à deux directions 46 sur. la position correspondant à la Mise à l'échappement de la face arrière du piston.
Il ) On soulève alors légèrement 1.e cylindre 24 à l'ar- rière et on le fait pivoter autour de l'axe 41 de la douille 39,40; on déplace le cylindre 24 vers l'avantjus- ou'à ce que les saillies 32 puissent prendre appui sur la face avant de la traverse 6 . Pendant cette opération, le marteau 1, la tige 33 de piston et le piston 25 restent fixes.
12 ) On remet le robinet 32 dans la position d'admission de l'air comprimé sur la face arrière du piston 25 et le forage d'une nouvelle passe peut reprendre.
Une fois cette passe terminée, on avancera à nou- veau de la même manière le cylindre 24 de façon à faire prendre appui par les saillies 32 sur la face avant de la traverse7 et ainsi de suite.
L'installation décrite ci-dessus constitue donc en réalité dans son ensemble un véritable affût pneumatique @
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grâce auquel le marteau, est non seulement supporté, mais encore guidé et poussé sans que l'ouvrier doive dépenser aucune force musculaire. Son intervention se limite, une . fois les différents organes mis en place, au réglage du détendeur, à la manoeuvre du robinet 46 et au déplacement du cylindre pousseur après perforation d'une passe.
De plus, comme déjà dit, grâce à la présence du détendeur, la force de poussée sur le marteau peut être réglée suivant la nature du terrain .
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour le support de guidage et la propulsion de marteaux perforateurs à air comprimé, caractérisé en ce que le marteau (1) repose sur un chariot ou châssis de support (3) qui peut coulisser le long. de pièces de guidage horizontales et parallèles (4), de préférence tu- bulaires et entretoisées et qui se déplace sous l'action d'aire comprimé introduit dans un cylindre pousseur (24) pouvant également coulisser le long des guides parallèles (4) et relié au châssis (3) du marteau, de préférence par un moyen, par-exemple une douille (39-40) permettant un léger mouvement dans un plan vertical du cylindre pousseur (24) par rapport au châssis (3) du marteau,perforateur.
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Method and installation for supporting, guiding and propelling pneumatic hammer drills.
The present invention relates to a method and to an installation for supporting, guiding and propelling compressed air rock drills and other machinery employed in mining operations.
Some types of pneumatic guns are already known which are used for perforating mines by means of these hammers.
In one of these types, use is made of a cylinder in which can slide a piston provided with a piston rod connected by a ball joint to a yoke imprisoning a hammer drill occupying a horizontal position, the cylindrà being placed in relation at bat so as to form an obtuse angle.
Another system is based on the use of a vertical column preumenteique or with jacks on which is fixed a yoke which can, after loosening the fastener, slide along the column, and, with. '. Which is. made integral with a short horizontal rod on which @
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is fixed by a second yoke a pneumatic cylinder provided with a piston with piston rod, for actuating the pneumatic hammer, the second yoke being able, after loosening the fixing nuts, to rotate around the horizontal rod.
All these methods, however, still require significant intervention on the part of the worker and, moreover, the compressed air pressure is not adjustable at will, so that the drilling remains a very delicate operation.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks, to allow the work to be carried out with a minimum of fatigue and attention and to regulate the thrust force on the hammer by particularly simple and practical means.
According to the invention, the method is characterized in its essence in that the hammer rests on a carriage or support frame which can slide along horizontal and parallel guide pieces, preferably tubular and braced, and which moves under the the action of compressed air introduced into a pusher cylinder which can also flow along the parallel guides and connected to the frame of the hammer, preferably by means, for example a socket, allowing a slight movement in a vertical plane of the pusher cylinder by compared to the frame of the hammer drill.
The invention also relates to the installation used for carrying out the method and, in practice, between the compressed air inlet and the air inlet to the hollow piston rod is interposed a pressure reducing valve. which has the function of regulating the pressure of the compressed air admitted to the rear face of the pusher cylinder, and, therefore, also the thrust force on the hammer.
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In addition, a two-way valve is usually interposed between the pressure reducing valve and the air inlet to the piston rod, making it possible to put the piston rod in communication either with the compressed air supply or with the atmosphere.
Other implementation details emerge from the following description and from the appended drawings which relate to a non-limiting example of an installation suitable for carrying out the process.
Fig. 1 is a schematic plan view showing the whole installation.
FIGS. 3 and 3 show respectively in side view and in plan view the means for guiding, supporting and actuating a hammer drill.
Figures 4 and 5 show details of the hammer support frame.
Figures 6,7,8 and 9 relate to the pusher cylinder and its mode of connection with the hammer frame.
Figure 10 is. a cutaway view of the two-way valve.
Figures 11 and 12 show, 'in vertical section and in horizontal section, the pressure reducing valve.
The installation comprises two essential parts: 1) the part forming the support and guide of the hammer; 2) the hammer propulsion or advancement device.
The hammer 1 provided with the bat 2 is fixed to a carriage or frame 3 (fig.1) which can move on two tubes 4 braced by cross members 5,6,7,8.
In order to be able to perform the law perforât on any point of the steer, these guides 4 are! :: 'supported by two pneumatic columns 9-10 placed horizontally at the front and rear of the guides, respectively.
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Each of these columns is constituted by a cylinder 11 in which can move a piston 12 provided with a rod 13 (fig.l); on the bottom of the cylinder, on the one hand, and at the end of the piston rod, on the other hand, fit one or more rods 14.
These rods are made so as to be able to fit into each other with a view to reaching with the cylinder 11 a length of for example 4 m. at 4.50 m. maximum; each rod has a length for example of 0.50 m. or lm. When, by means of these rods placed end to end on either side of cylinder 11, a column has been formed having a length slightly less than the width of the gallery, the column can be wedged between the walls of the gallery by admitting on the useful face of the piston compressed air supplied by a pipe 15.
The guides 4 simply rest on the front column 10 (side of the fronts) without any fixing system.
The rear column 9 also supports the guides 4, but these are provided with two series of two lugs 16 (fig. 2 and 3) which, by pressing on the column 9, prevent the guides 4 from moving backwards. .
Two series of lugs have been provided in order to have a certain latitude of placement when the fronts are irregular.
'The carriage 3 on which is fixed the hammer 2 consists of two flanges 17 partially cut to allow the placement of the hammer compressed air inlet valve (fig.4 and 5).
The flanges 17 are braced by two lower cross members 18 which, projecting from these flanges, .form guides 19 for the movement of the air carriage and the tubes 4.
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The hammer 1 is simply fixed to the carriage by a bo, ulon 20 which is concentric with the handle 21 of the hammer and is located inside the latter (Figs. 4,6 and 9).
An additional cross member 22 prevents the hammer from pivoting upwards while ensuring good rigidity to the two flanges 17 to which it is connected by two cheeks 25 riveted to the flanges 17.
The hammer pushing device consists of a cylinder 24 having for example a diameter of 60 mm. and. in which slides a piston 25 having a useful stroke for example of about 700 mm.
The pusher cylinder 24 can slide on the guides 4 of the carriage by means of two supports 26 and 27 placed respectively at the front (side of the working fronts) and at the rear of the cylinder. Each of these supports includes a yoke. upper 28 and a lower yoke 29 assembled by two bolts 30. strongly trapping the cylinder 24 of which they are integral. The upper caraan is extended laterally by two tabs 31 serving to support the cylinder on the guides 4.
For the support 26, the lower yoke is a simple half-collar while for the support 27, this collar is provided with two projections 32 which come to bear on the flat 5,6,7 or 8 (fig.7).
The seal between the piston 25 and the cylinder 24 is provided by a leather (not shown). The intake of compressed air is made through the tigec33 of the hollow piston; this air is admitted at 34 on the rear face of this piston (fig.6).
Towards the rear, the cylinder 24 is closed by a welded bottom 35 while towards the front it is formed by a
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cap 36 screwed on the cylinder and reamed in the center to allow easy sliding of the rod 33 of the 1 iston (fig.6).
The end of the rod 33 of the piston comprises a solid steel cylinder 37 which has a male part 38 which fits very gently in a sleeve 39 forming part of a sleeve constituting a female part and serving as the connection between the frame hammer and the pusher cylinder.
The sleeve 39 follows a fork 40 which is fixed to the frame of the hammer (flanges 17, fig.9) by a bolt 41. An immobilizing ring 42 is interposed between the fork 40 and each of the two flanges 17 of the carriage of the hammer and thus prevents the socket 39-40 from moving along the bolt 41.
This method of attachment at an early age gives a certain operating flexibility to the entire apparatus, since the socket can thus pivot by a certain angle about its fixing axis.
The pressure exerted by the pushing piston 25 on the carriage 3 via the sleeve 39-40 keeps the end of the rod 33 of the piston 25 nested in the sleeve.
It should be noted that the end. of the rod 33 of the piston 25 presses on the outer rim of the needle 39-40 by a bulge; it is therefore not the end of the male part which presses on the bottom of the female part of the socket, because this would produce a matting of the male and female parts and it could also happen that we can no longer separate the sleeve of the end of the piston rod.
The solid part 37 of the piston rod is
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provided with a bore 43 which connects the hollow part 44 of this rod to the conduit 45 for supplying compressed air or other pressurized fluid. For this purpose, the part 37 is machined so as to be able to screw a two-way valve 46 allowing either. to admit the compressed air out. the rear face of the piston, or to return it to atmosphere.
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This valve consists (end 10} of a 'core 47 which can rotate 90 around its axis in the body 48 of the tap. The core 47 is hollowed out of a channel 49 at right angles and the body of three orifices 50. respectively connected to compressed air, to the piston rod
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and the atmosphere.
The pipe 45 is connected to a pipe 51 to which is also connected a pipe 52 for feeding the hammer.
Between the end of the pipe 45 and the valve 46 is interposed a pressure reducing valve 53 which aims to pomovir adjust the compressed air pressure on the rear face of the piston and thereby the thrust force on the hammer.
This adjustment is essential because for a determined hammer working at a given pressure, the thrust to be exerted on the hammer is, to obtain a maximum perforation speed, depending on the nature of the terrain crossed: hardness, friability, etc.
On very soft grounds, for example a too strong thrust would cause the bat to anchor in the ground., On hard grounds, on the other hand, a slightly weak thrust would compromise the perforation speed.
Compressed air is admitted to the regulator at the normal operating pressure which in the coal mines
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varies from 4 to 7 kgr./cm2) through an orifice not shown in FIG. 11 in the chamber 53 formed by the lower part of the body of the regulator. The air pressure therefore acts on the valve 54 and tends to force the latter out of the pressure reducer allowing the compressed air to escape.
The valve 54 obstructs the exhaust port 55 which is normally connected to the pusher cylinder. This valve is kept closed by a spring 56 which bears on the one hand on the end of the valve and on the other hand on a part 57 in the form of a sleeve. When you want to vary the pressure of the spring 56, it suffices to compress it to a greater or lesser extent by moving the part 57 longitudinally, which is done using the handwheel 58 which acts on this part 57 by means of the rod 59, the threaded end of which penetrates into a block 60 screwed inside the sleeve 57.
If we denote by:
Pa the operating pressure of the compressed air,
Pr the pressure exerted by the spring 56 on the valve 54,
Pc the pressure downstream of the regulator 53, i.e. the pressure in the pusher cylinder 24, we have
Pc = Pa -Pr
We can therefore see that, by varying Pr we can vary Pc since Pa is constant.
When Pa <Pr the valve is closed.
When Pa = Pr, Pc = o, the valve is closed and the pressure Pc in the cylinder is equal to the pressure of the atmosphere.
When the> Pr, the valve opens. If the piston of the pusher cylinder remains fixed, the pressure P will be established equal to Pa -Pr.
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At the start of the drilling of the mine, Pr is adjusted so as to have for Pc a value corresponding to an optimum thrust on the hammer drill. Valve 54 remains open until this pressure is. reached. As the hammer progresses, Pr remaining constant, the pressure '? tends to decrease as the air expands in the cylinder; therefore, the valve opens. When Pa -Pr is reached and even slightly exceeded -since the mechanism offers a certain inertia- the valve 54 closes, so as to maintain constant: Pa -Pr and the operating cycle is resumed.
This operation is therefore carried out in principle by a succession of closings and openings of the valve. The sensitivity of the device is therefore a function of its inertia, but it is however low enough to obtain a substantially constant pressure on the push piston. and corresponding to an optimum progression of the hammer.
The perforation work is carried out using the succession of the following operations: 1) Firstly, the horizontal columns 9 and 10 are laid as explained above.
2) The guides 4 are placed on the columns 9-10, taking care to make one of the two series of two lugs 16 bear against the column 9, but on the front side of the latter.
3) The hammer support frame 3 is placed on the guides 4. 4) The pusher cylinder 24 is placed on the guides 4.
5) 'The frame 3 carrying the hammer to the cylinder 24 is assembled by means of the sleeve 39-40 fitted onto the rod 33 of the piston 25.
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6) The whole assembly is moved backwards until the projections 32 of the support 27 come to bear against the front face of the spacer 5, and the piston 25 is at its rear dead point. .
7) We torch the hammer drill 1; 8) The valve 46 is placed in the position corresponding to the admission of compressed air on the rear face of the piston 25; 9) We open the regulator valve until - ,,, we see that the thrust on the hammer is optimum. As the perforation takes place, the hammer will progress forward until the piston has reached its front dead center, which corresponds to a perforation of, for example, 0.70m. length.
10) With the hammer still motionless, turn the two-way tap 46 to. the position corresponding to the Exhaust of the rear face of the piston.
II) The cylinder 24 is then slightly lifted at the rear and it is rotated about the axis 41 of the sleeve 39,40; the cylinder 24 is moved forward until the projections 32 can rest on the front face of the cross member 6. During this operation, the hammer 1, the piston rod 33 and the piston 25 remain stationary.
12) The valve 32 is returned to the compressed air intake position on the rear face of the piston 25 and the drilling of a new pass can resume.
Once this pass is completed, the cylinder 24 will be advanced again in the same way so as to make the projections 32 bear on the front face of the cross member 7 and so on.
The installation described above therefore constitutes in reality as a whole a true pneumatic blind @
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thanks to which the hammer is not only supported, but also guided and pushed without the worker having to expend any muscular force. His intervention is limited, one. once the various components are in place, when adjusting the pressure reducer, when operating the valve 46 and when moving the pusher cylinder after perforation of a pass.
In addition, as already said, thanks to the presence of the regulator, the thrust force on the hammer can be adjusted according to the nature of the terrain.
CLAIMS.
1.- Method for the guiding support and the propulsion of compressed air rock drills, characterized in that the hammer (1) rests on a carriage or support frame (3) which can slide along. horizontal and parallel guide pieces (4), preferably tubular and braced and which move under the action of compressed air introduced into a pusher cylinder (24) which can also slide along the parallel guides (4) and connected to the hammer frame (3), preferably by means, for example a bush (39-40) allowing slight movement in a vertical plane of the pusher cylinder (24) relative to the hammer frame (3), perforator .