Импульсное пневматическое устройство для забивания труб

Импульсное пневматическое устройство для забивания труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ИМПУЛЬСНОЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИВА НИ Я ТРУБ, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный механизм, наковальню, жестко закрепленную в головной части Kqpnyca, и обойму, монтированную на корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, обойма выполнена сужающейся к периферии, причем отношение внеишего диаметра обоймы к ее внутреннему диаметру не менее 1, 6. 2.Устройство п. 1, отличающее с я тем, что внутренняя коническая поверхность обоймы и внешняя коническая поверхность корпуса вершинами направлены к головной части устройства, а угол при вершинах не более 18. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность обоймы и внешняя поверхность корпуса вьшолнены цилиндрическими, при этом обойма зафиксирована на корпусе i при помощи бурта в сторону противоположную от направления усилия подачи. 4.Устройство по, п. 1, о т л и чающееся тем, что в головной части наковальни выполнено углубление в виде клина с углом при вершине не более leP.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(50 Е 02F 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ --- .:

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2917743/29-03 (22) 30,04.80 (46) 23 ° 08,83. Бюл, Мо 3 1 (72) В. В. Климашко, Н. П. Чепурной, В. Ll Макеев, В, П. Набоко и А. Д.. филонов (71) Институт горного дела Сибирского отделения AH СССР и Производственное объединение Строймаш" (53). 621.643.2: 624.13 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 236350, кл. Е 02F 5/18, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

М 607902, кл. E 02F 5/18, 1976 (прототип). (54) (57) 1. ИМПУЛЬСНОЕ ПНЕВМД

ТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИВАНИЯ ТРУБ, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный механизм, наковальню, жестко закрепленную в головной части корпуса, и обоЮЫу, монтированную на корпусе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

1 технологичности изготовления, обойма выполнена сужающейся к перйферии, причем отношение внешнего диаметра обоймы к ее внутреннему диаметру не менее 1, 6.

2. Устройство п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что внутренняя коничес кая поверхность обоймы и внешняя коническая поверхность корпуса вершинами направлены к головной части устройства, о а угол при вершинах не более 18 .

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что внутренняя поверхность обоймы и внешняя поверхность корпуса выполнены цилиндрическими, при этом обойма зафиксирована на корпусе 1р при помощи бурта в сторону противопо- ® ложную от направления усилия подачи.

4. Устройство по. п. 1, о т л ичающеес я тем, чтовголовной С части наковальни выполнено углубление в виде клина с углом при вершине не более 18 изобретению является импульсное пневматическое устройство для проходки скважин в грунте, содержащее корпус, ударник, воэдухораспределительный механизм, наковальню, жестко закрепленную в головной части корпуса, и обойму, монтированную на корпусе $2) .

Кроме того, что обойма известного устройства выполняет роль переходного приспособления между ударным узлом и забиваемой трубой, она также исключает радиальную деформацию корпуса, если ее размеры обеспечивают достаточную радиальную жесткость. B мощных импульсных устройствах может оказаться, что необходимые по технологическим сообра жениям размеры обоймы не обеспечивают надежность вследствие малой радиальной жесткости самой обоймы.

Кроме того, обойма известного устройства, выполняя роль промежуточного авена при передаче удара, должна обладать необходимой осевой жесткостью и прочностью, В связи с этим она имеет большую ширину, а следовательно, и ма су, что создает неудобство в эксплуатации и приводит к потере энергии удара.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления импульсного пневматического устройства для забивания труб.

Указанная цель достигается тем, что обойма выполнена сужающейся к периферии, причем отношение внешнего диаметра обоймы к ее внутреннему диамет- . ру не менее 1, 6.

При этом внутренняя коническая поверхность обоймы и внешняя коническая поверхность корпуса вершинами направлены к головной части устройства, а угол при вершинах не более 18 .

Сужение обоймы целесообразно в свази с тем, что жесткость обоймы, в основном, обеспечивается ее поперечными размерами: жесткость пропорциональна кубу внешнего диаметра,. в то время как ширина обоймы входит в выражение для определения радиальной жесткости обоймы в первой степени.

Поэтому снижение жесткости в связи с уменьшением ширины к периферии обоймы может быть компенсировано незначительным увеличением внешнего диаметра. Такая форма обеспечивает необходимую жесткость при сравнительно небольшой массе обоймы.

ПриМенение обоймы исключает необходимость увеличения толщины стенки

1, 1036857

Изобретение относится к строительной технике и может быть применено для -забивания в грунт стальных труб, используемых в качестве кожухов при бес граншейной прокладке подземных 5 коммуникаций.

Известно применяемое для этой цели пневматическое устройство ударного действия (пневмопробойники), включающее воздухораспределительный механизм, ударник, корпус и жестко закрепленную в передней его части наковальню с помощью конического соединения. При эабивании труб известное устройство жестко заклинено своей конической головкой частью в конце трубы или в переходном приспособлении, соединенном, с трубой $1) .

Недостаток этих устройств — разрушение корпуса под действием радиальной соотавляюшей силы удара, возникающей в коническом. соединении корпус» наковальня. Воспринимая удар, наковальня заклинивается в корпусе, увеличивая его радиальную деформацию. Зто приводит к самопроизвольному разъединению наковальни с корпусом, остановке уст ройства. Поэтому толщина стенки корпуса в месте расположения наковальни значительно больше, чем у остальной части корпуса. Местное утолщение стенки может быть достигнуто выполнением корпуса иэ цельного круглого стального проката. Но для серийного производства такая технология неприемлема, ТаК как 35 трудоемка, много металла идет в струж ку. В серийном производстве корпус изготавливают иэ трубы, один конец которой нагревают и осаживают, увеличивая толщину стенки в месте установки нако-, 40 вальни. Таким образом, вводят дополнительно две трудоемкие операции, выполение которых значительно усложняется с личением диаметра и длины корпуса, .е. с увеличением мощности устройства, 45 так как при увеличении размеров трубчатой заготовки жесткость ее снижается, механическая обработка становится затруднительной, а при диаметре порядка 200 мм и более - невозможной.

50 В случае, когда осадка конца корпуса не производится, то, хотя используют ся толстостенные трубы, радиальная жесткость и прочность корпуса недостаточна, что приводит к деформации и

55 разъединению корпуса с наковальней в процессе работы устройства..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к и позволяет изготовлять корпус из тонкостенных труб с небольшими затратами на механическую обработку.

Применение обоймы делает корпус необтекаемым. Но, так как предлагаемое устройство предназначается для забивания труб и в связи с этим применяется как вынесенный ударный узел, который не входит в грунт, то необходимость в обтекаемости корпуса от- 1р падает, Обойма может быть закреплена на корпусе с помощью конического клинового соединения с углом конуса при вершине не более 18 или с помощью прессовой цилиндрической посадки. Выбор аида крепления определяется технологическими возможностями завода-изготовителя.

11елесообразяо переанюю часть наковаль- 2О ни выполнить в виде усеченного конуса с о углом при вершине не более 18, что даег возможность испольэовать ее для соединения устройства с забиваемой трубой путем заклинивания непосредственно в трубе или в переходном приспособлении, жестко соединенном с трубой. Такое соединение позволит снизить напряжение в корпусе, так как удар передается от ударника на эабиваемую трубу через наковальню, минуя корпус.

Также целесообр"эно в переднем конце наковальни выполнить углубление в виде клина с углом при вершине не более 18". Углубление может быть ис35 пользовано для крепления в нем металлического шунта, забиваемого в грунт с помощью данного устройства.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез, причем (обойма закреплена на корпусе с помощью, конического соединения); на фиг. 2 - вариант крепления обоймы на корпусе с помощью цилиндрической посадки, Устройство состоит иэ корпуса 1, в котором жестко заклинена наковальня 2 с помощью конического клинового соединения, Передний конец корпуса охвачен обоймой 3. В корпусе размещены ударник 4 с воэможностью возвратно5Р поступательного движения и ступенчатая втулка 5, установленная в корпусе 1 непод,вижно, Клапан 6 предотвращает попадание частиц грунта в устройство через выхлопные отверстия 7 в ступен55 чатой втулке 5.

Хвостовая часть ударника 4, включая отверстия 8, ступенчатая втулка 5 и . клапан 6 составляют воэдухораспредели3 1036857 4 тельный механизм устройства. На переднем конце наковальни 2 выполнена коню ческая поверхность 9 и углубление в . виде клина 10 для соецинения с забываемой трубой или шунтом. На внешней поверхности корпуса (фиг.2) выполнен бурт 11, фиксирующий обойму 3. Сжатый воздух от источника поступает в устройство по шлангу 12.

Устройство работает следующим об, оазом.

При положении ударника 4 (фиг.1) сжатый во:-дух иэ шланга 12 по центральному каналу ступенчатой втулки 5 поотупает в заднюю камеру 13, из которой через отверстия 8 ударника 4 - в переднюю камеру 14. Так как рабочая плошадь ударника 2 со стороны передней камеры 14 больше, чем со стороны задней камеры 13, то при одинаковом давлении результирующая сила сжатого воздуха перемешает ударник в сторону хвостовой части устройства (на фиг.l вправо). После того,. как отверстия 8 перекроются ступенчатой втулкой 5 и доступ воздуха в переанюю камеру 14 прекращается, движение ударника осуществляется под действием давления расширяющегося воздуха в передней камере 14.

После того, как отверстия 8 ударника минуют большую ступень втулки 5, воздух из церецней камеры 14 через отверстия 8 ударника и отверстия 7 ступенчатой втулки выходит в атмосфе ру, отгибая клапан 6.

После выхлопа воздуха из передней камеры 14 ударник 4 под действием давления в задней камере 13 останавливается, не нанося удара по торцу ступенчатой втулки 5, а затем совершает прямой ход и наносит удар по наковаль не 2, которая жестко соединена с заби ваемой трубой, В дальнейшем рабочий цикл повторяется. Под действием ударов труба внедряется в грунт. Реактивная сила устройства (сила отдачи) воспри« нимается трением между трубой и грунтом, что исключает перемещение трубы (жестко соединенного с ней устройства) в направлении действия реактивной силы, В процессе работы устройства пако вальня 2, воспринимая удар, перемешается- вперед..Корпус 1 под действием силы инерции стремится остаться на месте, вследстви е чего происходит раоклинивание корпуса, т.е. появление радиальной силы, действующей на корпус, Обойма 3 предотвращает деформацию

1036857

Составитель О. Сереющую

Техред И. айцу Корректор С. Шекмар

Редактор Н» Пушненкова

Заказ 5955/30 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб„д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 корпуса под действием радиальной силы.

Перемещение обоймы 3 под действием рабочих ударов предотврашается конической посадкой обоймы на корпусе (фиг.1). 5

В случае, когда обойма 3 закреплена на корпусе .1 с помощью.цилиндрической прессовой посадки (фиг.2), перемещение обоймы относительно корпуса пре дотвращается буртом 11 на корпусе.

Металлический шпунт, забиЬаемый в грунт, соединяется с импульсным пневматическим устройством с помощы6 клиновой щели 10 на его наковальне. 15

Торец шпунта заклинивают в шели 10, в результате чего образуется жесткое . соединение, как в случае с забиваемой трубой.

В указанном углублении 10 может быть заклинене стенка забиваемой трубы. Это позволит исключить переходные приспособления между устройством и трубой.

Изобретение позволит создать мощные импульсные пневматические ус гройства, способные погружать в грунт трубы большого диаметра, и заменить извесь ные установки для образования скважин, например гидродомкраты.