专利名称：用于清洁岩石钻孔的过滤设备的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于清洁岩石钻孔装备的过滤设备的方法，该过滤设备包括多个过滤单元，这些过滤单元中的每一个都设置有用于将固体物质从待引导通过过滤单元的过滤流分离开的过滤器，并且该方法包括以下步骤借助于清洁设备，把压力脉冲提供到待清洁的过滤单元来去除附着在过滤器上的固体物质，与通常过滤流的方向相比，该压力脉冲的流向是相反的。
本发明还涉及一种过滤设备，该过滤设备包括框架；第一室，待过滤的流从吸入通道被引导到该第一室中；第二室，过滤流布置成从该第二室排出到排出通道；多个过滤单元，这些多个过滤单元布置在第一室和第二室之间，它们中的每一个都包括过滤器，并且过滤流布置成通过过滤单元，从而过滤器布置成保留滤流中的固体物质；清洁设备，该清洁设备包括至少一个压力通道，该压力通道能够将压力脉冲一次提供到待清洁的至少一个过滤单元，与通常过滤流的方向相比，该压力脉冲的流向是相反的，从而压力脉冲布置成去除过滤器中的固体物质；和至少一个控制单元，该至少一个控制单元用于控制清洁设备的操作。
本发明还涉及一种岩石钻孔装备，包括活动承载器，该承载器设置有至少一个钻臂，钻臂的最远端包括岩石钻孔单元，该钻孔单元包括至少一个进给梁和岩石钻孔机；集尘系统，该集尘系统包括至少一个吸入设备、过滤设备和至少一个吸入通道，该集尘系统还布置成从用岩石钻孔机钻进的钻孔中吸入粉尘，并且过滤设备还包括框架；第一室，待过滤的流从吸入通道被引导到该第一室中；第二室，滤流布置成从该第二室排出到排出通道；多个过滤单元，这些多个过滤单元布置在第一室和第二室之间，它们中的每一个都包括过滤器，并且过滤流布置成通过过滤单元，从而过滤器布置成保留滤流中的固体物质；清洁设备，该清洁设备包括至少一个压力通道，该压力通道能够将压力脉冲提供到待清洁的至少一个过滤单元，与通常过滤流的方向相比。该压力脉冲的流向是相反的，从而压力脉冲布置成去除过滤器中的固体物质；和至少一个控制单元，该至少一个控制单元用于控制清洁设备的操作。
背景技术：
当在岩石中钻孔时，讲产生大量的粉尘。岩石钻孔装备可设置有吸入所产生的粉尘并将这些粉尘移动到过滤设备的集尘系统，在该过滤设备中，空气和固体物质被分离开。但是，岩石粉尘容易堵塞过滤设备中的过滤器，从而降低过滤的效率。增加过滤器的数量能够增加过滤设备的容量，但是大尺寸和高成本又成为了问题。因此已研制了清洁设备，该清洁设备在过滤器内产生压力脉冲，与过滤器的通常吸入流相比，该压力脉冲的方向相反。压力脉冲去除附着在过滤器上的固体物质。英国专利申请公布GB812244公开了这种清洁设备的实例。但是，该公知解决方案具有的问题是在吸入的影响下，从过滤器中去除的粉尘中的至少一些立即回到了过滤器中，其中在过滤器处，借助了压力脉冲来去除粉尘。因此，当前清洁设备不能有效地清洁过滤单元。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于清洁岩石钻孔装备的过滤设备的新的并且改进的方法、过滤设备和岩石钻孔装备。
本发明的方法的特征在于在清洁期间，借助于机械密封装置，防止过滤流通过待清洁的过滤单元，并在已提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元保持预定时间的密封。
本发明的过滤设备的特征在于清洁设备包括机械密封装置，该机械密封装置用于在清洁期间防止过滤流通过至少一个待清洁的过滤单元；和控制单元，该控制单元布置成在已提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元保持预定时间的密封。
本发明的岩石钻孔装备的特征在于清洁设备包括机械密封装置，该密封装置用于在清洁期间防止过滤流通过至少一个带清洁的过滤单元；和控制单元，该控制单元布置成在已提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元保持预定时间的密封。
本发明的本质思想是在清洁期间，借助于密封装置，将一个或多个过滤单元与引导通过过滤设备的过滤流分开。在密封之后，向待清洁的过滤单元提供一个或多个压力脉冲。压力脉冲的流动方向与待清洁的过滤单元的通常流动的方向相反。此外，在已提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元保持预定时间的密封。尚不要清洁的过滤单元中的过滤以基本不变的方式继续。
本发明的优点是在吸入流再次通过过滤单元之前，允许从过滤器去除的粉尘和其它固体物质不被干扰地朝着过滤设备的底部落下。因此，去除的粉尘不会立即回到清洁过的过滤器上。因此，清洁比以前有效。于是，当清洁有效时，该过滤设备能够比先前具有较小的尺寸，并且除此之外，过滤器比以前持续使用较长。
本发明实施例的本质思想是在已提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元保持至少一秒钟的密封。
本发明实施例的本质思想是密封装置包括漏斗，该漏斗能够布置成基本气密地靠在至少一个过滤单元上，以便防止吸入流通过所讨论的过滤单元。
本发明实施例的本质思想是相对于过滤单元移动清洁设备，并将清洁设备设置在待清洁的过滤单元的位置。清洁设备可包括允许将压力通道和密封装置转移到每个过滤单元的位置的致动器。
本发明实施例的本质思想是相对于清洁设备移动过滤单元。该过滤单元可布置在过滤设备框架中适当的圆周上，并且该框架能够相对于框架的中轴旋转，以便每个过滤单元都能够在清洁设备的位置依次转位。
本发明实施例的本质思想是每个过滤单元都设置有能够关闭的阀，以便在清洁时间内能够防止吸入流通过过滤单元。此外，为了提供压力脉冲，给每个过滤单元指一个特定的压力通道。
本发明实施例的本质思想是在密封时间内防止吸入流通过待清洁的过滤单元，密封时间的长度与吸入单元中所形成的吸入的强度成比例。密封时间能够布置得越长，则使用的吸入越大。密封时间的长度也与去除的固体物质能够从过滤单元处移动的距离成比例。较大的吸力作用可将去除的固体物质从比较小的吸入作用长的距离处吸回到待清洁的过滤单元，因此，当使用较大吸入作用时，密封时间应较长。
本发明实施例的本质思想是在岩石钻孔期间清洁过滤单元。当在通常钻孔期间不时地清洁过滤单元时，不会有大量固体物质聚集在过滤单元中，如果一次去除大量的固体物质，则可能会堵塞除尘分离器。
附图中更详细地描述了本发明，其中图1示意性示出设置有集尘系统的岩石钻孔装备；图2示意性示出根据本发明的过滤设备的侧视图；图3示意性示出根据本发明的第二过滤设备的侧视图；
图4示意性示出根据本发明的第三过滤设备的侧视图；图5示意性示出图4所示过滤设备的原理的俯视图。
为清楚起见，附图中以简化形式示出本发明的一些实施例。附图中类似的部分以相同的附图标记表示。
具体实施例方式
图1示出包括可动承载器2的岩石钻孔装备1，在该岩石钻孔装备1上布置有一个或多个钻臂4，这些钻臂4设置有岩石钻孔单元3。岩石钻孔单元3可包括岩石钻孔机5，岩石钻孔机5可以在进给梁6上移动。岩石钻孔机5包括冲击装置，该冲击装置能够为工具7提供撞击脉冲，工具7受撞击脉冲的影响而破裂岩石并形成钻孔8。在钻孔期间所产生的钻屑(指粉尘或其它类型的岩石材料)在钻孔期间从钻孔8被冲出。冲洗介质，例如将钻屑朝着钻孔8的出口推动的高压空气能够沿着冲洗剂通道9并且还沿着工具7供应到钻孔8。为了供应冲洗介质，岩石钻孔装备1可包括例如压缩机10。此外，岩石钻孔装备1可包括从钻孔8的开口吸入钻屑并将所述钻屑移动到吸入单元11的集尘系统，该集尘系统可位于岩石钻孔装备1的后端。吸入单元11可包括分离固体材料和空气的过滤设备12。集尘系统所需的负压可通过一个或多个吸入设备13来产生。吸入设备13连接到一个或多个吸入通道14，这些吸入通道14的最远端可设置有布置在钻孔8开口处的吸入漏斗15。集尘系统还可包括一个或多个用于过滤粗粒碎石材料的粗粒分离器。
图2图示了过滤设备12的操作原理。过滤设备12可包括可形成用于该过滤设备12的封闭且包围的外壳的框架16。该框架可包括第一室17和第二室18。吸入通道14可被连接到第一室17。此外，两个或更多的过滤单元19可布置在第一室和第二室18之间，并且从吸入通道14达到的空气布置成通过所述过滤单元中的过滤器20。过滤器20可包括供空气流过的小孔或开口，但过滤器20能够保留固体物质21，例如粉尘或其它类型的岩石材料。已通过过滤器20的空气流到第二室18并由第二室18处转送到排出通道22。在附图中，气流由箭头示出。吸入单元11所需的负压能够使用可连接到排出通道22的吸入设备13来形成。或者，吸入设备13可位于过滤设备12的前面，在这种情况下，待过滤的空气以加压形式通过过滤设备12。在过滤期间，固体物质21收集在过滤器20的表面上，从而过滤器20逐渐地失去其过滤能力并最终变得完全堵塞。因此，过滤设备12可设置有清洁设备23，该清洁设备23可包括压力通道24，该压力通道24使用致动器25而能够相对于过滤单元19移动。压力通道24的最远端可设置有密封装置26，该密封装置26密封待清洁的过滤单元19a，以便没有吸入通过吸入单元19a。然后经由压力通道24提供的压力脉冲有效地去除附着在过滤器20上的固体物质21。由于没有吸入作用施加在待清洁的过滤单元19a上，所以固体物质21自由地落到第一室17的底部，而固体物质21不会在吸入的影响下立即回到过滤器20。第一室17的底部可设置有能够使用致动器28来打开的舱口27等等，在这种情况下，固体物质21被允许落到底面并形成如图1所示的堆29，或替代性地，固体物质21可落到另一合适位置。过滤单元19a能够在通常岩石钻孔期间不时地清洁，而不会打断钻进。于是，以比如下解决方案更均匀且更受控的方式进行固体物质21的去除，在该解决方案中，当中断岩石钻孔时，例如当更换钻杆时，进行清洁。当在钻孔期间进行清洁时，该清洁能够足够频繁地进行，使得在一次清洁期间待去除的固体物质21的量相对地小。这允许防止过滤设备12下部，也就是排出侧中的堵塞，以及与去除固体物质21相关的其它问题。
图2示出压力通道24的最远端可设置有漏斗30，该漏斗30可设置有密封31、或者漏斗30本身可由弹性材料制成，以便漏斗30可密封地靠着过滤单元19的上部并防止吸入流通过过滤单元19。密封装置26的尺寸能够形成为使得它们每次将待清洁的一个过滤单元19a与另一个过滤单元19b分离开。或者，密封装置26的尺寸可形成为使得它们同时分离两个或更多的过滤单元19a以便清洁。还可能的是，还可以有多个压力通道24并且清洁同时从多个过滤单元19a进行。没有被密封装置26分离开的过滤单元19b继续其正常操作。过滤设备12的容量和过滤单元19的数量可定量成使得正常的过滤处理基本不会被清洁措施所干扰。
能够布置在邻近的过滤单元19之间的是壁32，在这种情况下，正常操作的过滤单元19b的吸入不能影响待清洁的过滤单元19a，从而在清洁中，待去除的固体物质21将通过重力落到过滤设备12的底部上。
压力通道24能够例如通过由压力介质操作的气缸而沿过滤单元19的横向方向A移动。过滤设备21可设置有控制单元33，该控制单元33能够布置成控制致动器25和例如用于从压力源35引导压力脉冲的阀的控制装置34。此外，控制单元33可控制致动器28，以打开和关闭舱口27。
图3所示的过滤设备21包括与每个过滤单元19相关的密封装置26。因此，每个过滤单元19的上端都能够设置有阀36，当受到控制单元33控制时，阀36能够打开和关闭。关闭阀36允许待清洁的过滤单元19b与继续通常过滤操作的其它过滤单元19b分离开。此外，压力通道24通向每个过滤单元19的上端，在阀36已关闭之后，能够沿着该压力通道引导来自压力源35的压力脉冲。这样，待清洁的过滤单元19a上实际上根本不受吸入作用的影响，在这种情况下，压力脉冲能够有效地去除附着在过滤器20上的固体物质，这些固体物质被允许自由地落到第一室17的底部上。
控制单元33能够布置成控制清洁设备23的操作，使得在提供压力脉冲之后，使待清洁的过滤单元19a保持预定时间的密封。控制单元33可设置有允许确定密封时间的定时器。压力脉冲之后的密封时间可介于1秒至5秒的范围内。去除的固体物质能够在密封时间期间移动得距离过滤单元19a足够远。
此外，在密封时间内，待清洁的过滤单元能够保持密封，密封时间的长度与由吸入设备13所形成的吸入强度成比例。吸入的强度能够使用合适的测量装置40a、40b、传感器等等，从例如排出通道22或替代性地从吸入通道14进行测量。测量信息能够沿着合适的数据传输线路14转送到控制单元33。还可能的是，例如基于吸入设备13或该吸入设备13的驱动马达M的运转速度，能够在控制单元33中确定吸入的强度。为此，可将一个或多个测量装置42、传感器等等布置在吸入设备13处。此外，吸入的强度可取决于岩石钻孔装备1的主发动机43(例如柴油机或电动机)的负载。因此，能够确定主发动机43的负载，并能够根据该负载按比例地调整密封时间。其它方法也可应用于确定吸入作用或吸入的强度。在控制单元33中能够布置的密封时间越长，则使用的吸入更大。密封时间的长度也与去除的固体物质能够从过滤单元19a移动离开的距离成比例。明显的吸入作用能够将去除的固体物质从比不明显的吸入作用长的距离处吸回到待清洁的过滤单元19a，因此，当使用明显的吸入时，密封时间应较长。控制单元33可设有预设的控制策略，或者根据相对于吸入的强度确定密封时间来设定控制策略。与确定密封时间相关的上述部件和测量方法不限于仅仅以根据图3的过滤设备12的方式使用，而是能够应用在本发明不同的实施例中。
图4示出了设置有框架16的过滤设备21，该框架16能够相对于清洁设备23移动。为此，框架16相对于旋转轴线37以可旋转的方式布置，从而框架16能够通过旋转装置38旋转。或者，旋转装置38布置成仅仅移动过滤单元19，这些过滤单元19可布置在相对于旋转轴线37可旋转的旋转部分中。控制单元33通过将待清洁的过滤单元19a移动到清洁设备23的位置而使框架16或旋转部分转位。布置在清洁设备23中的密封装置26可关闭过滤单元19a的上侧，此后，为了去除固体物质21，可从压力通道24提供一个或多个压力脉冲。如图4显示出的框架16的外圆周可设置有允许旋转装置38沿方向B旋转框架16和过滤单元19的边齿(toothing)39。从而，过滤设备21的结构可以是旋转类型的，意味着过滤单元19可设置在圆周上。还可能将过滤单元19布置在多于一个的圆周上。于是，清洁设备23可包括用于每个圆周的特定清洁元件，或替代性地，清洁设备能够从一个圆周移动到另一个圆周。还可能的是，过滤设备21的框架16相对于清洁设备23线性地移动。
应提到的是为了形成各种组合，能够组合在本申请中出现的本发明的不同实施例和特性。在某些情况下不管出现的其它特性，可同样地应用所示的解决方案。
附图和与之相关的说明仅仅用于说明本发明的思想。本发明的细节可在权利要求书的范围内变化。
权利要求
1.一种用于清洁岩石钻孔装备的过滤设备的方法，该过滤设备(12)包括多个过滤单元(19)，过滤单元(19)中的每一个均设置有用于将固体物质(21)与待引导通过所述过滤单元(19)的过滤流分离开的过滤器(20)，所述方法包括借助于清洁设备(23)，将压力脉冲提供到所述待清洁的过滤单元(19a)，以去除附着在所述过滤器(20)上的所述固体物质(21)，与通常过滤的流动方向相比，该压力脉冲的流向相反，其特征在于在清洁期间，借助于机械密封装置(26)，防止所述过滤流通过所述待清洁的过滤单元(19a)，以及在已提供所述压力脉冲之后，将待清洁的过滤单元(19a)保持预定时间的密封。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于相对于所述过滤单元(19)移动所述清洁设备(23)；和为了清洁，将所述清洁单元(23)设置在所述待清洁的过滤单元(19a)的位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤相对于所述清洁设备(23)移动所述过滤单元(19)；和为了清洁，依次转位在所述清洁设备(23)位置处的每个过滤单元(19)。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在已提供所述压力脉冲之后，将所述待清洁的过滤单元(19a)保持至少一秒钟的密封。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于确定由吸入单元(11)所形成的吸入的强度；和在上述密封时间内防止吸入流通过所述待清洁的过滤单元(19a)，所述密封时间的长度与所述吸入的强度成比例。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在岩石钻孔期间，在中断所述岩石钻孔的情况下清洁所述过滤单元(19a)。
7.一种过滤设备，包括框架(16)；第一室(17)，待过滤流从所述吸入通道(14)被引导到该第一室(17)中；第二室(18)，所述过滤流布置成从该第二室(18)排出到排出通道(22)；多个过滤单元(19)，该多个过滤单元(19)布置在所述第一室(17)和所述第二室(18)之间，它们中的每一个都包括过滤器(20)，并且所述过滤流布置成通过过滤单元(19)，从而所述过滤器布置成保留所述过滤流中的固体物质(21)；清洁设备(23)，该清洁设备(23)包括至少一个压力通道(24)，该压力通道(24)能够每次为至少一个待清洁过滤单元(19a)提供压力脉冲，与通常过滤流的方向相比，该压力脉冲的流向相反，从而所述压力脉冲布置成去除所述过滤器(20)中的所述固体物质(21)；和至少一个控制单元(33)，该至少一个控制单元(33)用于控制所述清洁设备(23)的操作，其特征在于所述清洁设备(23)包括机械密封装置(26)，其用于在清洁期间防止过滤流通过待清洁的至少一个过滤单元(19a)；和所述控制单元(33)布置成在已提供压力脉冲之后，将所述待清洁过滤单元(19a)保持预定时间的密封。
8.如权利要求7所述的过滤设备，其特征在于所述密封装置(26)布置在所述压力通道(24)的最远端处；和所述清洁设备(23)包括用于使所述压力通道(24)相对于所述过滤单元(19)移动的至少一个致动器(25)。
9.如权利要求7所述的过滤设备，其特征在于所述压力通道(24)的最远端设置有密封装置(26)；所述压力通道(24)相对于所述框架(16)不动地布置；所述过滤单元(19)布置在预定大小的圆周上；所述过滤单元(19)相对于旋转轴线(37)旋转地布置；和所述过滤设备(12)包括旋转设备(38)，用于转位在所述密封装置(26)的位置的所述过滤单元(19)，以便清洁。
10.如权利要求7所述的过滤设备，其特征在于每个过滤单元(19)都设置有能够打开和关闭的密封装置(26)；和每个过滤单元(19)都设置有特定的压力通道(24)。
11.如权利要求7至10中任一项所述的过滤设备，其特征在于所述控制单元(33)布置成相对于由所述吸入单元(11)形成的吸入的强度来设定所述待清洁的过滤单元(19a)的密封时间的持续时间。
12.一种岩石钻孔装备，包括活动承载器(2)，该承载器(2)设置有至少一个钻臂(4)，该钻臂(4)的最远端包括岩石钻孔单元(3)，该岩石钻孔单元(3)包括至少一个进给梁(6)和岩石钻孔机(5)；集尘系统，该集尘系统包括至少一个吸入设备(13)、过滤设备(12)和至少一个吸入通道(14)，所述集尘系统布置成从用所述岩石钻孔机(5)钻进的钻孔(8)中吸入粉尘，并且，所述过滤设备(12)还包括框架(16)；第一室(17)，待过滤流从所述吸入通道(14)被引导到该第一室(17)中；第二室(18)，所述过滤流布置成从该第二室(18)排出到排出通道(22)；多个过滤单元(19)，该多个过滤单元(19)布置在所述第一室(17)和所述第二室(18)之间，它们中的每一个都包括过滤器(20)，并且所述过滤流布置成通过过滤单元(19)，从而所述过滤器布置成保留所述过滤流中的固体物质(21)；清洁设备(23)，该清洁设备(23)包括至少一个压力通道(24)，该压力通道(24)能够为至少一个待清洁的过滤单元(19a)提供压力脉冲，与通常过滤流的方向相比，该压力脉冲的流向相反，从而所述压力脉冲布置成去除所述过滤器(20)中的所述固体物质(21)；和至少一个控制单元(33)，该至少一个控制单元(33)用于控制所述清洁设备(23)的操作，其特征在于所述清洁设备(23)包括机械密封装置(26)，用于在清洁期间防止过滤流通过待清洁的至少一个过滤单元(19a)；和所述控制单元(33)布置成在已提供压力脉冲之后，将所述过滤单元(19a)保持预定时间的密封。
13.如权利要求12所述的岩石钻孔装备，其特征在于所述控制单元(33)布置成在钻孔期间执行所述过滤单元(19)的所述清洁。
14.如权利要求12或13所述的岩石钻孔装备，其特征在于所述岩石钻孔装备包括用于确定所述吸入的强度的装置；和所述控制单元(33)布置成将所述待清洁的密封单元(19a)保持密封时间的密封，所述密封时间的长度与所述吸入的强度成比例。
全文摘要
本发明涉及用于清洁岩石钻孔装备的过滤设备的方法、过滤设备和岩石钻孔装备。过滤设备(12)包括多个过滤单元(19)，并且在其中的过滤器(20)将固体物质(21)与过滤流分离开。过滤设备包括具有压力通道(24)的清洁设备(23)，该压力通道(24)能够将压力脉冲提供给待清洁的过滤单元(19a)。清洁设备(23)还包括用于在清洁期间防止过滤流通过待清洁的过滤单元(19a)的机械密封装置(26)。
文档编号B01D46/00GK101048214SQ200580037019
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年10月27日
发明者阿里·哈维斯托, 卡里·尤耶尔维 申请人:山特维克矿山工程机械有限公司