Стенд для исследования подводного резания грунтов

Стенд для исследования подводного резания грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДВОДНОГО РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ, включающий заполненный жидкостью герметичный корпус, размещенные внутри корпуса рабочий грунтовый контейнер и модель-рабочего органа, привод перемещения модели, сменные грунтовые контейнеры и сообщенную с полостью гидоосистему с источником гидростатического давления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьицения точности моделирования процессов подводу ного резания связных грунтов, герметичный корпус выполнен из центральной и боковых камер, разделенных посредством герметичных пшюаовых люков, каждая боковая камера разделена по средством перегородки с окном на верхнюю и нижнюю полости, а гидросистема .снабжена гидронасосами, каждый из которых посредством трубопроводов сообщен с верхней и нижней полостями соответствующей боковой камеры, при этом стенд снабжен направляющей, проп пценной через центральную и верхние полости боковых камер, в центральной из с возможностью фиксированного перемещения: по направляющей установлен рабочий, а в боковых смен- . ные грузовые контейнеры. 2л Стенд по п.1, о т л и ч а юi щ и й с я тем,что гидросистема снаб (Л жена перепускными клапанами, каждый из которых установлен параллельно С cooтвteтcтвyющeмy гидронасосу боковой камеры. . 3. Стенд по пп.1 и2, отлича ю щ и и с я тем, что верхние полость боковых камер пЪсредством трубопрово дов и кранов соединены с источником гидростатического давления и снабжены расположенными в верхней части выпускными патрубками с кранами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М51) Е 02 3 02

pi (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500065/29-03 .(22) 14.10,82 (46) 07.02.84, Бюл. 9 5 (,72) В.И.Валовнев, A.А.Карошкин, А..Б.Ермилов и И.A.Íåäîðåçîâ (71) Иосковский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорож-. ный институт и Всесоюзный научноисследовательский институт транспортного строительства (53) 621.879,45(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР..

Ф 665783, кл. Е 02 Р 3/92, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 846662, кл. Е 02 + 3/92, 1980 (прототип). (54).(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПОДВОДНОГО РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ, вклЮчающий заполненный жидкостью герметичный корпус, размещенные внутри корпуса рабочий .грунтовый контейнер и модель рабочего органа, привод перемещения модели, сменные грунтовые контейнеры и сообщенную с полостью гидросистему с источником гидростатического давления, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повъааения тбчности моделирования процессов подвод-,. ного резания связных грунтов, герметичный корпус выполнен из централь„„SU„„ 1708 А

;ной и боковых камер,.разделенных посредством герметичных шлюзовых люков, каждая боковая камера разделена посредством перегородки с окном на верхнюю и нижнюю полости, а гидросистема снабжена гидронасосами, каждый иэ которых посредством трубопроводов сообщен с верхней и нижней полостями соответствующей боковой камеры, при этом стенд снабжен направляющей, про- пущенной через центральную и верхние полости боковых камер, в центральной из которых с воэможностью фиксированного перемещения.по направляющей установлен рабочий, а в боковых смен- . ные грузовые контейнеры.

2» Стенд по п.1, о т л и ч а ю- Е . шийся тем,что гидросистема снабжена перепускными клапанами, каждый gA иэ которых установлен параллельно соответствующему гидронасосу боковой С камеры.

3. Стенд по пн.1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что верхние полост боковых камер посредством трубопрово дов и кранов соединены с источником гидростатического давления и снабжены расположенными в верхней части вы пускными патрубками с кранами.

1071708

-Изобретение относится к стенд для исследовайия резания грунтов, а конкретнее для исследования подводного резания грунтов.

Известен стенд для исследования подводного резания грунтов, содержащий заполненный жидкостью герметичный корпус, внутри которого размещен контейнер с грунтом, модель рабочего органа, соединенная с приводным механизмом, и источник гидростатического давления Е13.

Недостатком стенда является то, что он не обеспечивает эффективной прокачки герметичного корпуса для удаления после заливки жидкости воз.духа перед проведением экспериментов под гидростатическим давлением.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стенд для исследования подводного резания грунтов, включающий заполненный жид-. костью герметичный корпус, размещенные внутри корпуса грунтовый контейнер и модель рабочего органа, привод перемещения модели, сменные грунтовые контейнеры и. соединенную с полостью корпуса гидросистему с источником гидростатического давления С21.

Недостатком стенда являются невысокая точность измерений и большое время на подготовку грунтового контейнера.

Цель изобретения - повышение точности моделирования процессов подводного резания связных грунтов путем их предварительной пропитки водой под давлением и снижения времени на подготовку грунта к эксперименту.

Цель достигается тем, что в стенде для исследования подводного резания грунтов, включающем заполненный жидкостью герметичный корпус, размещенные внутри корпуса рабочий грунтовый контейнер и модель рабочего органа, привод перемещения модели, сменные грунтовые контейнеры и сообщенную с полостью корпуса гидросистему с источником гидростатического давления, герметичный корпус выполнен иэ цент ральной и боковых камер, разделенных посредством герметичных шлюзовых люков, каждая боковая камера разделена посредством перегородки с окном на верхнюю и нижнюю полости, а гидросистема снабжена гидронасосами,. каждый иэ которых посредством трубопроводов сообщен с верхней и нижней полостями соответствующей боковой камеры, при этом стенд снабжен направляющей, пропущенной через центральную и верхние полости боковых камер, в центральной из которых с воэможностью фиксированного перемещения по направляющей установлен рабочий, а в боковых сменные грузовые контейнеры.

При этом гидросистема снабжена перепускными клапанами, каждый из которых

5 установлен параллельно соответству ще му гидронасосу боковой камеры.

Верхние полости боковых камер посредством трубопроводов и кранов соединены с источником гидростатического давления и снабжены расположенными в верхней части выпускными патрубками с кранами.

На фиг.1 изображена конструкция стенда для исследования подводного

15 резания грунтов, на фиг.2 — разрез

A-A на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Стенд для исследования подводного резания грунтов содержит герметичный

2О корпус с центральной камерой 1, внутРи которой расположена модель рабочего органа 2 (фиг.1 и 2), закрепленная на каретке 3 посредством тензозвена 4. Каретка 3 установлена на про25 дольной направляющей 5 и соединена в винтовой передачей 6, в свою очередь, соединенной с приводным механизмом 7.

Источник гидростатического давления выполнен в виде газового баллона 8 с редуктором 9 и гидроцилиндра 10 с механизмом нагружения виде подвижной в вертикальной плоскости платформы 11 с грузами, которая соединена с подъемной лебедкой 12.Баллон 8 и гидроцилиндр 10 соединены с подъемной лебед35 кой 12. Баллон 8 и гидроцилиндр 10. соединены через разделительные диафрагмы 13 и обратные клапаны 14 трубопроводом 15 с герметичным корпусом 1;

Диафрагмы 13 отделяют масло, которым

40 заполнен гидроцилиндр 10, и сжатый газ баллона 8 от жидкости (воды, находящейся в герметичном корпусе.

Герметичный корпус выполнен из цент ральной камеры 1 и боковых камер 16, 45 отделенных от центральнсй камеры шлюзовыми люками 17, которые выполнены поворотными и соединены снаружи с ме- ханизмами привода 18. Внутри центральной камеры 1 и .боковых камер 16 смон0 тированы поперечные направляющие. 19.

5О На направляющих 19 в боковых камерах

16 установлены сменные контейнеры 20 с грунтом 21 .(фиг.1 и 3) . Боковые . стенки контейнеров 20 соединены посредством разъемных соединений со штоками гидроцилиндров 22, смонтированных на стенках боковых камер 16. Каждая боковая камера 16 разделена горизонтальной перегородкой 23 со сквозным окном 24 на две полости - верх60 нюю 25 и нижнюю 26. Контейнеры 20 ус-. тановлены в верхних полостях 25 на уплотнениях 27 над окнами 24 перегородок 23 и снабжены пористыми днищами 28 ° Сверху на центральной 1 и бо65 ковых камерах 16 установлены контроль1071708 ные манометры 29 и выпускные .патрубки 30 с кранами 31 для прокачки камер после заполнения водой в процессе удаления воздуха.

Верхние полости 25 боковых ка5 мер 16 сообщены с нижними полостями

26 посредством насосов 32, всасывающие трубопроводы 33 которйх соедине-. ны с нижними полостями 26, а-напорные трубопроводы 34 с верхними полостямн 25. Параллельно каждому насосу 30

32 установлены перепускной клапан 35 и кран 36; Верхние полости 25 посредством трубопроводов 37 и кранов 38 соединены с напорным трубопроводом 15 . источника гидростатического,давления. 15

Посредством трубопроводов 39 и кранов 40 верхние полости 25 и герметичный корпус соединены с разъемом 41 для заливки жидкости. Нижние. полос и 26 н центральная камера 1 при помои и кранов 42 и верхние полости 25 нри помощи дополнительных кранов 43 соеди-. нены с дренажной магистралью 44.

В центральной камере 1 на направляю-. щих 19 смонтированы управляемые огра-25 ничители 45 перемещения контейнеров

20. В напорном трубопроводе 15 уста-. новлен раэобщительный кран 46 (фиг.1)..

Стенд для исследования подводного резания грунтов работает следующимобраэом.

Производится настройка модели рабочего органа 2, после чего центраЛьная камера 1 закрывается, и посред-. ством механизмов привода 18 опуска-. .ются шлюзовые перегородки 17. Через открытый кран 40 в центральную камеру заливается вода. После заполнения центральной камеры 1 закрывают кран

40 и производят прокачку центральной камеры для удаления остатков 40 воздуха. Для этого открывают разобщительный кран 46 и через редуктор

9 подают сжатый газ иэ баллона 8 иа разделительную диафрагму 13; обратный клапан 14 открывается, и в герме-45 тичном корпусе повышается давление воды. Остатки воздуха выпускают иэ центральной камеры 1 в атмосферу открытием крана 31. Затем при помощи лебедки 12 опускают грузовую платфор- 5 му 11, которая вбздействует на гидроцилиндр .10, заполненный маслом, давление масла через разделительную диафрагму 13 и обратный клапан 14 передается по напорному трубопроводу 15 внутрь центральной камеры 1, тем самым обеспечивается стабильный уровень гидростатического давления в камере 1 и компенсация утечек жидкости. При этом другой обратный клапан 14 предохраняет от деформации раз-: 60 делительную диафрагму 13 газового баллона 8.

В боковые..камеры 16 устанавлива- . ются на уплотнениях 27 контейнеры 20 с предварительно уплотненным груи- 65 том 21 таким образом, чтобы пористые днища 28 располагались над окнами 24 в горизонтальных перегородках 23.

Стенки контейнеров 20-соедийяют со штоками гидроцилиндров 22, после чего камеры 16 герметиэируют и заполняют водой через разъем 41 открытием кранов 40. Затем краны 40 закрывают и при открытых кранах 38 производят прокачку камер 16 для удаления остатков воздуха в последовательности,.аналогичной прокачке герметичного корпуса. Далее, закрыв краны 38, включают насосы 32, которые обеспечивают избыточное давление в верхних полостях 25 камер 16. Происходит принудительная циркуляция воды через грунт 21 в контейнерах -20 и их пористые днища 28, при этом грунт 21 интенсивно пропитывается водой, а вытесненные из пор грунта пузырьки накапливаются в верхней части полостей 25.

Перепускные клапаны 35 и краны 36 обеспечивают возможность регулированйя режима йропитки грунта. Степень на- сыщения. грунта водой подбирается опытным путем по времени работы на- . сосов 32.. Затем насосы 32 выключаются и цикл прокачки боковых камер 16 повторяют.

Для осуществления процесса подводного резания грунта при одинаковом гидрастатическом давлении в камерах 16 и камере 1 механизмом привода 18 открывают одну из шлюзовых перегородок 17. Включением гидроцилиндра 22 контейнер 20 перемещают по направляющим 19 из камеры 16 внутрь камеры 1. Длина перемещения контейнера 20 лимитируется включением соответствующего управляемого ограничите м 45 таким образом, чтобы модель рабочего органа 2 устанавливалась иэзютив грунта 21

:в контейнере 20 (фжг.3) . Включением приводного механизма 7 обеспечивают вращение винтовой передачи 6, при этом каретка 3 перемещается вдоль направляющей 5, и модель рабочего. органа производит .резание грунта 21 под действием эадамного гидростатического давления, моделирующего глубину расположения рабочего органа под водой. Усилие подводного резания грунта регистрируется тенэозвеном 4, подключенным к комплекту тенэометрической аппаратуры.(не показан) . Возможно визуальное наблюдение.за процессом подводного резания, а также фото- и киносъемка через иллюминаторы центральной камеры корпуса 1 (фиг.3).

После йроведеяия опыта модель рабочего органа 2 возвращают в исходное положение, затем гидроцилиндром 22 перемещают контейнер 20-назад в камеру 16 и опускают шлюзо1071708 вую перегородку 17. Открытием кра нов 42 и 43 производят слив воды иэ данной камеры 16 в дренажную магистраль 44 и вынимают из камеры 16 контейнер 20 для .подсыпки, уплотнения и выравнивания поверхности грунта 21. Одновременно открывают другую шлюзовую перегородку 17 и внутрь центральной камеры 1 перемещают другой контейнер 20, производят соответствующее переключение ограничителей 45. Таким образом, производится переменное открытие боковых камер 16, подготовка грунта в контейнерах, герметизация. и прокачка камер 16 и пропитка грун- 15 та 21 в контейнерах беэ падения дав-, ления в центральной камере 1, вследствие чего нет необходимости в ,прокачке камеры 1 перед проведением каждого опыта. 20

Использование изобретения позволяет существенно улучшить процесс пропнтки уплотненного грунта в контейнерах перед проведением подводного резания и,тем самым, повысить точность моделирования процессов подводного резания и уменьшить систематическую ошибку экспериментальных исследований. Существенно ускоряется процесс.пропитки грунта вследствие создания градиента давления жидкости относительно поверхности грунта. Уменьшение времени пропитки,.попеременная йерезарядка контейнеров с грунтом в дополнительных камерах и возможность длительной работы беэ прокачки герметичного корпуса существенно .повышают производительность экспериментальных исследований по подводному резанию грунтов.

1071708

21

Chug У ,ВИИИПИ Заказ В2/24 тираи Ь44 Подпионое

ФФЮ ЮЮЮЙВЮЮЮМЮВВ4ВаВЮ4Ю ЮВЮЮВюЬЮ ЮЮМФююВЮ ю Ю ейьеаве е»

Филиал .ЯПП ".Патент", г.уигород, ул. Проектная, 4