Устройство для разрушения твердых сред

Устройство для разрушения твердых сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: разработка горных пород и мерзлых грунтов. Сущность изобретения: устройство устанавливают в шпур. Заполняют полости корпуса водой. Осуществляют замораживание воды путем циркуляции хладагента через каналы, размещенные в сердечнике. Канал для заполнения корпуса водой примыкает к сердечнику и замерзает в первую очередь. В результате утечка воды из корпуса исключается. При дальнейшем замораживании вода воздействует на стенки шпура и разрушает породу. При помощи нагревательных элементов растапливает лед и извлекают устройство из шпура. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776733/03 (22) 04.01.90, (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (72) Г.П.Соболев, И.В.Смагер и М.A.Õàðèòîнов (56) Авторское свидетельство СССР

М 691564, кл. E 21 С 37/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 968395. кл. Е 21 С 37/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ

ТВЕРДЫХ СРЕД (57) Использование: разработка горных пород и мерзлых грунтов. Сущность изобретеИзобретение относится к горному делу, в частности к разработке горных пород и мерзлых грунтов.

Известно устройство для разрушения горных пород, содержащее корпус, внутреннюю полость и нагревательный элемент для плавления льда в этой полости.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность разрушения из-за невозможности многократного нагружения стенок шпура при пластической деформации его стенок.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для разрушения твердых сред, содержащее катушечный корпус, включающий сердечник с торцевыми дисками и продольными ребрами, в сердечнике выполнены каналы для циркуляции хладагента, имеется канал подвода жидкости к внутренней полости устройства, а торцевые диски снабжены упругими уплотнительны„„Я „„1781427 А1 ния: устройство устанавливают в шпур. 3аполняют полости корпуса водой. Осуществляют замораживание воды путем циркуляции хладагента через каналы, размещенные в сердечнике. Канал для заполнения корпуса водой примыкает к сердечнику и замерзает в первую очередь. В результате утечка воды из корпуса исключается. При дальнейшем замораживании вода воздействует на стенки шпура и разрушает породу.

При помощи нагревательных элементов растапливаетлед и извлекаютустройство из шпура. 1 ил. ми элементами, причем устройство с боковой поверхности может быть заключено в гибкую оболочку.

Недостатками этого устройства является недостаточная надежность работы из-за возможных утечек жидкости, длительное время естественного оттаивания пристеночного слоя жидкости при необходимости извлечения устройства и недостаточная эффективность разрушения твердых сред с повышенной пластичностью за счет невозможности организации последовательно повторяющихся циКлов нагружения в расширяющемся при этом шпуре из-за черезмерно длительного оттаивания объема жидкости в полости устройства при положительных температурах окружающей среды и полной невозможности оттаивания при отрицательных температурах.

Целью изобретения является сокращение времени и повышение надежности ра1781427 боты устройства, а также эффективности разрушения посредством автоматического перекрытия канала подвода жидкости в пространство между торцевыми дисками и многократного применения устройства без 5 изменения его положения в шпуре, На чертеже показано предлагаемое устройство., Устройство срстойт из катушечного корпуса, ъключающего сердечник 1 с торцевы- 10 ми дисками 2 и продольными ребрами 3, По образующей боковой поверхности корпус может быть закрыт гибкой оболочкой 4. В сердечнике 1 выполнена система охлаждения в виде каналов 5 для циркуляции хлада- 15 гента. Ребра торцевых дисков 2 снабжены упругими уплотнительными элементами 6.

В полости между ребрами 3 введены нагревательные элементы 8, расположенные про- . дольно полостям в геометрических центрах 20 их поперечных сечений. В оДном из торцевых дисков выполнен канал подачи жидкости 9, расположенный вблизи канала 5 для циркуляции хладагента между этим каналом и одним из нагревательных элементов.

Нагревательные элементы 8 за йсключением расположенного рядом с каналом 9 подачи жидкости могут быть закреплены на торцевых дисках через теплоизолирующие элементы 7.

Устройство работает следующим образом.

Устройство вводится в предварительно пробуренный в разрушаемом материале шпур на требуемую глубину, после чего за- полняется через канал 9 подачи жидкости, =-..:- преимущественно водой. После заполнения устройства по каналам 5 осуществляется циркуляция хладагента, например керосина, в результате чего or жидкости, содержащейся в устройстве, интенсивно отводится тепло и она замерзает, расширяясь при этом. В первую очередь замерзает жидкость в канале 9, так как он расположен в непосредственной близости от канала 5 для циркуляции хладоносителя. Замерзшая

= -в канале 9 жидкость надежно перекрывает его, что исключает возможность утечки жидкости из полости устройства через этот канал ° Поскольку катушечный корпус устройства, состоящий из сердечника 1, торцевых дисков 2 и продольных ребер 3, является жестким, расширение жидкости

50 при замерзании идет преимущественно в сторону боковых стенок, создавая распирающие усилия в шпуре, за счет чего происходит деформация его стенок и разрушение твердой среды, в которой он выполнен, Уплотнения 6 и гибкая оболочка 4 служат для предотвращения утечек из полости устройства при повышении в ней давления по зазору между торцевыми дисками 2 и шпуром и трещины и полости в разрушаемой среде.

После полного замерзания жидкости в полости устройства она растапливается при помощи нагревательных элементов 8, при этом одновременно растапливается жидкость в канале 9 и устройство полностью заполняется водой, чем компенсируется объем. на который сдеформировались стенки шпура. После заполнения полости устройства жидкостью циклы могут повторяться до разрушения твердой среды. Нагревательные элементы 8 за исключением расположенного рядом с каналом 9 подачи жидкости и осуществляемого растаплива- ние замерзшей в нем жидкости, могут быть установлены на верхнем торцевом диске на теплоизолирующих элементах 7, чем предотвращается непроизводительный отвод тепла в верхний диск, не имеющий постоянного контакта с жидкостью при ее оттаивании.

Формула изобретения

Устройство для разрушения твердых сред, включающее корпус с торцевыми дисками и каналом для подачи жидкости, сердечник, выполненный с каналами для циркуляции хладагента и размещенный между торцевыми дисками, продольные ребра, закрепленные на сердечнике и торцевых дисках, и разделяющие корпус на несколько полостей, уплотнительные элементы, установленные на торцевых дисках, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет многократного нагружения твердой средй, оно снабжено нагревательными элементами; размещенными в геометрических центрах поперечных сечений полостей. параллельно ребрам, а канал для подачи жидкости расположен в одном из торцевых дисков между одним из нагревательных элементов и сердечником и примыкает к последнему.

1781427

1 1

Составитель Г. Соболев

Техред М.Моргентал - Корректор "., Юско

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4262 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5