用于降噪的装置和岩钻机的制作方法

本发明涉及一种用于抑制岩钻中引起的噪声的装置。该装置设置在岩钻机的钻探单元周围。

本发明还涉及一种设置有降噪装置的岩钻机。

本发明的技术领域更具体地限定在独立权利要求的前序部分中。

背景技术：

在矿场、建筑工地和其它工作区域中，不同类型的岩钻机用于针对不同目的的钻孔。岩钻机设置有一个或多个吊臂，并且岩钻单元布置在吊臂的远侧端部处，用于钻出钻孔。当钻探岩石时，噪声向周围环境扩散。噪声主要由岩钻机器的冲击装置撞击在钻探工具的冲击头部上以及该钻探工具冲击在岩石上产生。为了防止由噪声引起的问题，已经尝试(特别是在表面钻探中)通过在进给梁和岩钻机器周围使用各种降噪壳体来解决该问题。然而，目前的降噪解决方案已经显示出在它们的复杂、昂贵且笨拙的结构方面包含有一些缺点。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于减小钻探声音的新颖且改进的装置。本发明还涉及一种新颖且改进的岩钻机。

根据本发明的装置的特征在于第一独立设备权利要求所述的表征特征。

根据本发明的岩钻机的特征在于第二独立设备权利要求所述的表征特征。

所公开的解决方案的构思在于，将降噪解决方案设计用于岩钻单元并且包括蒙皮结构和框架，该蒙皮结构和框架是分开的元件。蒙皮结构至少部分地包围岩钻单元，并且由此防止噪声自由地扩散到周围环境。框架为蒙皮结构提供支承，并且允许安装到钻探单元的进给梁。此外，蒙皮结构包括若干降噪面板，这些降噪面板被分开紧固到框架。面板和框架之间的可拆除的安装允许单独地处理面板。

所公开的解决方案的优点在于，由于结构包括若干能够分开安装和能够分开拆卸的降噪面板，因此该结构可以在之后进行修改，并且可以容易地更换损坏的面板。因为框架和蒙皮结构是分开的元件，所以该结构可以是简单的且易于制造。另一方面，蒙皮结构和框架的结构两者都可以进行优化。与复杂的一体形成的噪声壳体相比，所公开的解决方案提供了灵活且轻质的解决方案。

另一个优点在于，蒙皮结构由若干降噪面板构成，这些降噪面板结构简单并且它们的尺寸有限。这种面板易于制造，并且无需特殊的生产技术。由于面板以可拆除的方式安装，因此也能够拆卸选定的面板，以进行维修和修理工作。

根据一个实施例，降噪装置的框架是一个单个整体，该单个整体从装置的前端部纵向延伸到后端部。这样，该框架具有一件式结构，而不是具有彼此相距一定距离的若干分开的框架部。然而，单件式框架可以由若干框架件形成，这些框架件通过焊接接头、螺钉安装、铆钉或对应的联接技术而彼此连接起来。由于单件式结构，框架可以是刚性的，并且框架的安装容易且快速。框架的结构及其安装点可以根据岩钻单元的构造来设计。

根据一个实施例，降噪装置的框架包括由金属杆条或管件形成的支架。该支架包括：彼此连接起来的至少两个平行纵向杆条；以及若干横向支承件。横向支承件可以用作用于支架的紧固支腿，或者它们可以替代地是或者额外地是用作用于将侧面板安装到支架的支承表面。此外，该支架设置有若干紧固点，用于将面板机械地紧固到支架。支架可以包括若干钢杆条或管件，这些钢杆条或管件被弯折并且通过焊接接头而彼此连接起来。

根据一个实施例，噪声保护器的框架包括支架，该支架包括具有矩形形状的上部框架和若干伸长支承元件，该若干伸长支承元件相对于框架的纵向方向横向地布置，并且其中支承件的上部端部以无法移动的方式紧固到上部框架。

根据一个实施例，框架或支架的紧固点被构造用以接纳面板的紧固元件(诸如紧固螺钉、销或铆钉)。换言之，安装装置处在支架和降噪面板之间，以允许安装和拆卸面板。

根据一个实施例，蒙皮结构包括至少三个分开的面板。

根据一个实施例，分开的面板的数目至少为六个。

根据一个实施例，面板在它们的边缘处设置有密封元件。密封元件可以是密封条，该密封条具有期望的轮廓并且例如由橡胶状材料形成。

根据一个实施例，进给梁的底部并非完全地由蒙皮结构包围。换言之，蒙皮结构可以部分地包围岩钻单元，使得进给梁的一个表面处在蒙皮结构之外。然后，噪声保护器更易于支承进给梁，并且进一步地是，更易于在岩钻单元和钻探吊臂之间布置可移动的连接。

根据一个实施例，蒙皮结构在蒙皮结构的两个纵向侧上包括至少两个接连的侧面板、在前端部处包括至少一个前面板以及在蒙皮结构的后端部处包括至少一个后面板。蒙皮结构在蒙皮结构的纵向顶侧上还包括至少两个接连的顶面板。

根据一个实施例，至少一个降噪面板包括透明段或透明窗口，以允许监视钻探单元的操作。所提及的监视窗口可以位于蒙皮结构的顶侧处。然而，将窗口布置到需要监视所在的任何其它位置相对较为容易。

根据一个实施例，蒙皮结构包括至少一个面板，该至少一个面板通过铰链安装到框架。替代地是，至少一个面板可以通过快速联接装置紧固到框架。所提及的可打开的面板允许容易地接近噪声保护器的内部空间。可打开的面板用作盖子，并且可以设置有感测装置，以出于安全的目的来检测盖子的打开。

根据一个实施例，至少一个后面板处在蒙皮结构的后部处，该至少一个后面板设置有开口，以允许产生的噪声通过该开口扩散离开由蒙皮结构限制的空间。在实际测试中已经注意到，该后开口对降噪具有积极影响。至少在表面钻探解决方案中，岩钻单元通常在操作期间被定位成使得该后开口面向上，由此从内部排出的噪声不会造成伤害。

根据一个实施例，前一实施例中公开的后面板的开口的形状基本上是矩形的，并且后面板的结构被构造用以从三面包围开口。在实际测试中已经发现，矩形形状对于后开口而言是有利的。

根据一个实施例，蒙皮结构设置有至少两个纵向接连的后面板，这些后面板彼此相距一定纵向距离。此外，每个后面板设置有在前两个实施例中公开的开口。当具有开口的若干后面板在后部处形成隔室时，能够甚至更有效地抑制排出的噪声。

根据一个实施例，面板通过机械紧固元件紧固到框架。面板的机械安装可以基于螺钉安装，这是安全、可靠且成本有效的。替代地是，能够利用形状锁定元件和快速联接装置来连接面板。

根据一个实施例，每个面板包括外层和至少一个附加层，该至少一个附加层在外层的内侧上连接。外层由不透气的材料制成，并且该至少一个附加层包括降噪材料。换言之，面板可以包括两个、三个或四个叠加的材料层。外层可以用作主承载结构和保护盖，并且所述一个或多个内层可以用作降噪器。

根据一个实施例，降噪面板的至少一部分包括三个叠加层，即，外层、内层和中间层。外层由金属片材形成，内层包括轻质吸音元件，并且中间层包括阻尼质块，该阻尼质块直接施加在所提及的外层的内表面侧上。

根据一个实施例，降噪面板的至少一部分可以具有双层构造，该双层构造包括外层和内层，该外层例如由塑料材料或纤维增强复合材料制成，该内层由吸音材料制成。当外层由非金属材料制成时，结构的振动更易于处理，并且一个吸收层可能就足够了。然而，一些其它非金属材料(诸如一些复合结构)也可能需要使用阻尼质块。如果外层的材料的内部阻尼特性良好，则不需要阻尼质块。这是因为振动的传播在这种材料中是较差的。这种材料的示例是不同的塑料和橡胶状材料。

根据一个实施例，内层的吸音元件机械地紧固到外层，该外层形成用于面板的主体。机械紧固元件可以是销，该销紧固到内层的内表面并且向内突出。销可以例如是螺钉。然而，也能够通过使用胶粘结合来紧固吸音元件。

根据一个实施例，至少其中一些面板可以设置有吸音元件或设置有阻尼质块。然后，蒙皮结构可以包括小尺寸面板或一些特殊形状的部件，它们设置有仅仅一种吸音材料或系统，该吸音材料或系统被紧固在面板的不可渗透的外层的内表面侧上。

根据一个实施例，内层由吸音泡沫材料制成，该吸音泡沫材料具有片状或板状构造。泡沫板的厚度可以是例如20mm至50mm。该泡沫板重量轻，能够相对容易地弯折，并且将这种板紧固也是容易的。

根据一个实施例，内层可以由泡沫板材料形成，该泡沫板材料由闭孔聚乙烯泡沫构成。该泡沫板设置有随后通过制造工艺来打开的孔。由于这些打开的孔，故材料具有高度有效的吸音特性。

根据一个实施例，内层可以由适合于岩钻的目的和适合于岩钻的恶劣环境的任何其它声学泡沫面板形成。

根据一个实施例，阻尼质块可以具有粘弹性阻尼化合物，该阻尼质块可以用作中间层或直接施加在外层的内侧上的层。例如，可以通过喷涂或滚压而将阻尼质块施加在外层的内表面上。粘弹性阻尼化合物的目的是通过对金属或其它硬质非金属施加振动阻尼、通过降低固有频率来使所产生的声音的峰值偏移以及增大声音传输损耗来减小由于振动或冲击所激发的金属表面和面板所辐射出的噪声。

根据一个实施例，面板的外层可以由铝合金板制成，由此该外层重量轻、耐用且耐腐蚀。

根据一个实施例，噪声保护器设置有预先设计的替代系统，其中至少其中一些降噪板能够更换成具有对应尺寸和紧固装置的板，但这些板具有带有若干通孔的格栅状构造。因此，装置能够从降噪装置改变为保护罩，而无需对框架进行任何改变。当可以选择并且易于实施最合适的构造时，替代系统增大了操作的灵活性。

根据一个实施例，在前一实施例中公开的替代系统为装置提供了模块性，该装置能够取决于需要而在一开始配备有噪声板或格栅板。此外，初始的设定可以之后改变，因为该框架适合作为用于两种类型的板的通用紧固基座。换言之，蒙皮结构的分开的面板中的至少一部分能够用其它类型的面板替代，由此该装置的性质能够易于改变。

根据一个实施例，该解决方案可以包括一种形成用于抑制岩钻中产生的噪声的装置的方法。该方法包括上文在该专利文献中公开的特征。该解决方案还可以包括另一种抑制岩钻中的噪声的方法以及利用该方法中公开的降噪器。

可以组合上面公开的实施例，以形成具有上述特征中所需的那些特征的合适的解决方案。

附图说明

在附图中更详细地描述一些实施例，附图中：

图1是用于表面钻探的并且设置有噪声保护器的岩钻机的示意侧视图；

图2是降噪装置的一些特征的示意图；

图3是降噪结构的示意图，该降噪结构被布置用以部分地覆盖岩钻单元；

图4是降噪装置的示意分解图；

图5是可以替代噪声保护器的降噪面板的保护面板的示意图；以及

图6a是从外表面侧看到的降噪面板的示意图，并且图6b从内表面侧示出了同一面板。

为了清楚起见，附图以简化的方式示出所公开的解决方案的一些实施例。在附图中，相似的附图标记识别相似的元件。

具体实施方式

图1示出了岩钻机1。岩钻机1包括可移动载架2和连接到载架2的至少一个吊臂3。钻探单元4处在吊臂3的远侧端部处。钻探单元4可以包括进给梁5和支承在其上的岩钻机器6。岩钻机器6可以包括用于使得工具8旋转的旋转单元。此外，岩钻机器6包括冲击装置，该冲击装置产生用于钻头10的冲击脉冲，以形成钻孔11。由于岩钻机器6的操作引起噪声，因此该岩钻单元通过降噪装置12被至少部分地包围。降噪器或保护器可以如本专利文献中所公开的那样。

应该提及的是，所公开的降噪解决方案也可以用于其它类型的钻探机和钻探机器。因此，所公开的解决方案可以在旨在用于地下钻探的岩钻机中实施，并且还可以在旋转和dth钻探以及勘查钻探中实施。

图2公开了旨在用于岩钻用途的降噪装置的一些特征。其中所示的特征在上面已在该专利文献中公开。

图3公开了降噪装置12，该降噪装置包括若干可拆除的降噪面板13a至13f，这些降噪面板一起形成蒙皮结构14和内部空间，岩钻机器安装在该内部空间内，并且该内部空间还至少部分地覆盖进给梁5。装置15或辅助部件可以处在钻探单元4的前端f处，该装置或辅助部件的操作不会引起噪声，由此它们可以留在噪声保护器12之外。降噪面板13可以通过紧固元件16(诸如螺钉或快速联接元件)紧固到分开的框架。此外，其中一些面板13可以通过铰链17联接，使得这些面板可以在打开位置和关闭位置之间转动t。蒙皮结构14可以包括两个或更多个纵向接连的顶面板13a和13b、处在噪声保护器12的两侧上的两个或更多个纵向接连的侧面板13c和13d、前面板13e以及还有处在降噪器12的后端部r处的一个或多个后面板13f。此外，一个或多个面板13可以设置有透明的监视段18。替代地是，面板13可以例如包括能够打开的小盖子，以便于维修和监视。此外，代替紧固螺钉或对应的元件，可以使用快速联接锁19来紧固面板13。

图4公开了蒙皮结构14可以包括若干独立的降噪面板13a至13j；以及分开的框架20，该框架用于支承蒙皮结构14并将其连接到进给梁。框架20可以是支架型结构，该支架型结构包括两个纵向杆条21a、21b和若干横向支承件22或支承元件。支承件22可以将框架连接到钻探单元的进给梁或其它部件，并且这些支承件也可以用作用于面板的紧固表面。替代地是，支承件22仅旨在用于紧固面板，并且框架20通过使用分开的紧固杆条、元件或装置来安装。如图4中所示，两个后面板13f1和13f2可以处在蒙皮结构14的后端r处，这两个后面板都可以包括开口23，该开口可以成形为矩形。后面板可以接连以彼此相距一定纵向距离来布置。

图5公开了替代面板24，该替代面板可以在不需要降噪时安装到噪声保护器的框架。面板24可以具有格栅状构造，由此该面板包括若干通孔25。面板24可以用作机械保护器，以防止接近正旋转和正移动的机器元件。面板24可以与降噪面板类似地设定尺寸，并且可以包括与降噪面板类似的紧固开口26或紧固装置，由此面板能与框架兼容。

图6a和图6b公开了降噪面板13，该降噪面板包括外层27、内层28以及中间层29。外层27可以由铝合金制成，并且该外层可以通过弯折和其它片材加工技术而被成形为期望的形状。阻尼质块dm可以施加在外层27的内表面上，该阻尼质块形成所提及的中间层29。轻质吸音元件ae可以通过机械紧固元件或销30安装到外层。此外，面板13的边缘区域可以设置有密封31。

附图和相关描述仅用于说明本发明的构思。在本发明的细节方面，本发明可以在权利要求书的范围内变化。