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BREVET D'INVENTION Perforatrice
La présente invention est relative aux perforatrices et, plus particulièrement, aux perforatrices du type tournant comportant un dispositif permettant d'envoyer du fluide de nettoya,ge au taillant pour le refroidir et pour enlever les éclats de roches de la surface de travail.
L'un des buts de l'invention est la réalisation, entre l'outil et les éléments y amenant du fluide de nettoyage une liaison pouvant s'établir rapidement.
L'invention a, encore pour but d'éviter la. fuite de fluide de nettoyage.de la perforatrice et d'utiliser la pression
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de ce fluide comme force servant à maintenir un joint étanche entre l'outil et les élémentsd'amenée du fluide.
D'antres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la, description ci-dessous, faite en se référant au dessin annexé dans lequel : - La, figure 1 est une vue en élévation de côté d'une perforatrice selon l'invention, montée sur une colonne en vue de forer un trou horizontal.
- La. figure 2 est une vue, à plus grande échelle, et éléva,tion longitudinale, avec pa.rties en coupe, de cette perforatrice.
Sur le dessin, on voit une perforatrice 20 montéee -sur une colonne 21 et servant à faire tourner et avancer l'outil 22.
Cet outil est constitué par plusieurs éléments tu- bulaires 23 réunis les uns aux autres par des pièces de liaison 24, comportant une tige 25 à. leurs extrémités opposées, se vissant dans les éléments 23 et cha.que pièce de liaison comporte un passage 26 assurant la communication entre des passages 27 des éléments 23 voisins. Les extrémités des passages 26 sont coniques de façon à constituer les sièges de soupape 28 et le siège de l'extrémité d'aval de chaque passage 26 coopère avec une soupape de retenue 29 empêchant le fluide de nettoyage de revenir de l'outil vers la perforatrice.
Une extrémité du système de tige porte un taillant 30 représenté comme étant du type à. diamant en vue de forer un trou 31 dans de la roche 32 et l'extrémité opposée de l'outil est fixée sur la vis d'avance 33 de la perforatrice, au moyen d'un mandrin 34. Ce mandrin est vissé sur la, is d'avancersonbeîtier 35 comportant une tige taraudée 36
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servant à recevoir l'extrémité filetée 37 de la vis d'avance, et, dans le boîtier 35, il y a. plusieurs mâchoires 38 mobiles radialement, servant à serrer l'outil.
Ces mâchoires sont a,ctionnées, en vue de se mettre en prise sur l'outil ou hors de prise d'avec lui, au moyen de vis 39 passant dans la paroi du boîtier 35 et comportant des têtes 40 à leurs extrémités intérieures enclenchées avec les mâchoires de telle sorte que les vis puissent faire reculer les mâchoires à partir de leurs positions de serrage de l'outil. Les mâchoires sont guidées par les parois d'extrémité 41 et, dans ces pa.rois d'extrémité, il y a. des ouvertures 42 de dimension suffisante pour permettre d'introduire facilement l'outil dans le mandrin.
La, vis d'avance 33 passe entièrement dans le carter 43 de la perforatrice et a, une amplitude de mouvement en bout qui est approximativement égale à la, longueur d'un élément de tige 23. Du fait de cette disposition, lorsque le mandrin 34 .est détaché de l'outil et est ramené jusqu'à la limite du déplacement vers l'arrière de la. vis d'avance, on peut introduire, de façon commodes un élément de tige 23 dans le mandrin et le visser sur l'outil sans avoir besoin de déplacer la perforatrice en la, mettant hors d'alignement d'avec le trou de forage.
En outre, la visd'avance passe axialement dans le moteur servant à faire tourner l'outil et ce moteur 44 est pla,cé en avant du ca,rter 43. Il est du type tournant, à pales coulissantes, eson rotor 45 est en prise sur la -,il d'avance, par assemblage, à rainures et la,nguettes, de telle sorte que l'outil tourne à la vitesse du rotor et soit susceptible de se déplacer en bout par rapport à celui-ci.
En conséquence, la. vis d'avance comporte sur son pourtour une série de rainures 46 dont une seule est représentée, s'étendant longitudina,-
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lementdepuis l'extrémi lé arrière de la visd'avance jusqu'en un point voisin, de la tige 36 du mandrin et, su.r la surface intérieure du rotor, se trouvent des nervures 47 qui peuvent coulisser dans les rainures 46 et qui ont, de préférence, la même longueur que le rotor,
La chambre 48 contenant le rotor 45 est délimitée par une douille 49 et des plaques 50 et 51 introduites dans le carter 43 de façon à, constituer des fermetures pour les extré- mités de la chambre 48.
Aux extrémités du rotor, se trouvent des tourillons annulaires 52 et 53 traversant les plaques 50 et 51 respectivement et venant porter sur des paliers antifriction 54 et 55.
Le fluide sous pression servant à actionner le rotor vient à la perforatrice, d'une source d'alimentation, par un conduit 56 se vissant sur le carter 43 et un obturateur à, étranglement 57 commande l'écoulement de ce fluide sous pression dans un passage d'entrée 58 conduisant à. la chambre 48 et communiquant avec elle pa.r plusieurs ouvertures 59. Le fluide d'échap- pement va.,de la chambre 48, dans l'atmosphère, pa.r des orifices 60 de la douille 49 et de la paroi du carter 43.
Comme on l'a dit plus haut, le rotor fournit également la force nécessaire? our faire avancer l'outil vers le 1)oint de forage. Dans ce but, le tourillon 53porte une roue dentée 61, engrenant avec une roue dentée 62, calée sur un arbre creux 63 tourillonnant dans le carter 43 et disposé parallèlement à. la vis d'avance 33. Un certain nombre de roues d'engrenage 64 sont disposées sur l'arbre 63 de manière à engrener avec des roues 65 calées sur un écrou d'avance 66 pour la vis d'avance; cet écrou 66 étant convenablement supporté par des paliers antifriction 67 et 68, et taraudé de manière à coopérer avec les
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filets 69 de la vis d'avance 33.
Les roues dentées 64 différent les unes des autres en ce qui concerne le nombre des dents, de manière à permettre la, rotation de l'écrou 66 à des vitesses différentes, et elles sont enclenchées sélectivement a,vec l'arbre 63, pour les fa.ire tourner avec celui-ci, par une clavette 70 portée par un plongeur 7I pouvant aller et venir dans l'arbre 63. La, clavette 70 peut coulisser dans les fentes 72 ménagées dans les côtés opposés de l'arbre 63 et ses extrémités sont en saillie sur l'arbre 63 pour venir en prise avec les rainures de clavette 73 des roues dentées 64.
On déplace le plongeur 71 à la main, à l'a.ide d'une crémaillère 74 et d'un pignon 75 engrenant avec elle et ce plongeur estenclenché avec la crémaillère de façon à empêcher tout mouvement relatif en bout entre ces deux pièces, et à permettre la, rotation du plongeur par rapport à la crémaillère.
Etant donné la disposition des roues dentées 64 et 65 et la clavette 70 étant dans une position telle qu'elle relie une roue dentée 64 à l'arbre 63, l'écrou d'avance 66 tourne d'une façon bien connue pour faire avancer l'outil à une vitesse désirée du mouvement d'avance, suivant celle des roues 64/qui est alors enclenchée avec l'arbre 63. Le déplacement en sens inverse de l'écrou d'avance 66, en vue de faire reculer la, vis d'avance, peut se faire à la ma,in au: moyen d'un volant 76 qui est relié à l'extrémité arrière de l'écrou d'avance 66.
Le fluide servant à r efroidir le taillant et à balayer les déchets du trou de forage passe par la vis d'avance à laquelle il a,rrive par un conduit d'alimentation 77 relié à une rotule 78. Le conduit 77 est commandé par un robinet 79 et le pivot 78 se visse dans un bouchon creux 80 vissé lui-même dans
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l'extrémité arrière de la vis d'avance. L'extrémité intérieure du bouchon creux est reliée par vis à un tube 81 avec tête 82 à son extrémité libre et le pourtour de cette tête est un élément de garnissa.ge annulaire 83 servant à faire joint entre la surface intérieure de la. vis d'avance et la tête 82.
Dans la partie centra.le de la tête 82, il y a. une ouverture 84 dans la.quelle pa.sse, à, glissement, un tube 85 comporta.nt une bride extérieure 86, se trouvant dans le tube 81 et coopérant avec la tête 82 de manière à limiter le déplacement du tube 85 en direction de l'outil 22. L'extrémité avant du tube 85 se visse dans une extrémité d'une pièce de liaison creuse 87 dont l'extrémité opposée est reliée de la même façon à. un corps 88 comportant un passage 89 servant à faire passer le liquide de nettoyage de la. pièce de liaison au passage 26 de l'outil.
Le corps 88 s'adapte à to glissement dans la vis d'avance 33 et son pourtour forme élément de fermeture annulaire 90 empêchant le liquide de nettoyage de fuir le long de la' surface du corpspar l'extrémitéavant'de la
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vis d'nvance..r
Dans une forme de réalisation préférée, l'extrémité du passage 89, voisine de la pièce de liaison 87, est élargie de façon à. constituer une cavité 91 servant à loger une soupape de retenue 92, poussée par ressort, servant à fermer l'extrémité avant de la pièce de liaison pour empêcher le fluide de nettoyage de s'écouler de l'outil dans les éléments d'amenée du liquide se trouvant à. l'arrière du corps 88.
La partie d'extrémité avant du corps a. la forme d'une tige réduite 93 pénétra.nt dans une cavité 94 d'un élément de fermeture élastique, annulaire, 95, comportant une bride retournée 96 se logeant da.ns une rainure annulaire 97
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du pourtour de la tige 93 de manière à réunir l'élément de fermeture 95 avec le corps. L'élément de fermeture 95 comporte un passage 98 servant à établir une communication entre les passages 89 et 26 et l'extrémité avant de l'élément de fermeture 95 porte contre l'extrémité voisine de l'outil pour empêcher le liquide de nettoyage de fuir entre ceux-ci et par le mandrin 34.
L'élément de fermeture est entouré par un manchon 99 qui est relié de fa,çon appropriée à la partie avant du corps 88. L'alésage 100 du manchon 99, situé en avant de l'élément de fermeture 95, a les proportions voulues pour recevoir fa,ci- lement l'extrémité de l'outil et l'extrémité d'entrée 101 de l'alésage 100 est évasée de manière à faciliter ltintroduc- tion de l'outil dans l'alésage 100. Le corps et les parties qui y sont reliées sont poussés vers l'avant, en vue de mettre l'élément de fermeture 95 en prise avec l'outil, par un ressort 102 intercalé entre la tête 82 et le corps 88.
L'espace contenant le ressort 102 constitue une chambre de pression 103 qui est délimitée par le corps 88, la tête 82 et le tube 85 et le fluide de nettoyage sous pression arrive dans cette chambre 103 par des orifices 104 de la pièce de liaison 87, de manière à agir sur une surface de pression 105 du corps 88, afin de pousser l'élément de fermeture 95 vers l'avant. La, pression du 'fluide agissant sur la surface 105, accouplée à celle agissant sur l'extrémité libre du tube 85 et avec la force exercée par le ressort 102 applique solidement l'élément 95 contre l'outil, de façon qu'il n'y a,it pas de fluide de nettoyage qui s'échappe à l'extérieur de la perforatrice.
En fonctionnement du dispositif, on supposera que
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la vis d'avance 33 est dans la position de retrait où elle se trouve avent de commencer un forage et que l'élément de fermeture 95 est dans sa position extrême avant, dans laquelle la bride 86 du tube 85 est en prise avec la tête 83. L'extrémité d'un élément de tige 23, auquel est attachée une pièce de liaison 34 estalors introduite dans le manchon 99 du mandrin, contre l'élément de fermeture 95.
On établiainsi commodément un joint qui estensuite maintenu effectivement par les ressorts 102 lorsque l'on fait reculer le système de tige etde tube dans la mesure nécessaire pour oermettre à. l'extré- mité opposée de l'élément de tige de venir dans l'alignement d.e l'outil et pendant le déplacement inverse de l'élément de tige pour permettre de visser sur lui l'outil.
Après avoir ainsi allongé l'outil et les pièces étant placées de façon que la bride 86 se trouve à, une dis- tance appropriée au-dessus de la tête 82, ce qui est la posi- -tion qu'elle doit occuper pour que les parties tubulaires mobiles dans la vis d'avance puissent avoir la liberté de mouvement pour assurer la pression nécessaire de l'élément de fermeture 95 contre l'outil, on actionne les mâchoires 38 pour les mettre en prise avec l'outil de manière à les fixer solidement sur lui. On ouvre alors le robinet 79 de manière à faire communiquer les passages de la vis d'avance et de l'outil avec la source de fluide de nettoyage.
Unepartie de ce fluide pénètre dans la chambre sous pression I03 et agit contre la surface 105 de manière à pousser l'élément 95 salidement en prise avec les surfaces opposées de l'outil dans le corps 88 et, évidemment, également avec la surface intérieure du manchon 99 contenant l'élément de fermeture.
On a constaté que l'invention constituait en pratique
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un dispositif très efficace permettant d'établir rapidement la communication entre l'alimentation en fluide de nettoyage et le passage dtun outil et également de manière à former rapidement et effectivement un joint entre ces pièces. Comme on le voit facilement, ceci se fa,it simplement en introduisant l'outil dans la. perforatrice et en faisant communiquer le passage pour le fluide de nettoya,ge avec la source d'alimentation de celui-ci,
REVENDICATIONS.
I ) Perforatice avec vis d'avance tubulaire tournante, l'outil étant fixé sur cette vis en ayant même axe et étant muni d'un passage, un joint étant prévu dans le siège de cette vis par rapport à l'outil, joint qui est soumis à la, pression du fluide de nettqa,ge régnant dans le passage, pour le pousser contre l'outil.
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