Устройство для погружения в грунтстроительных элементов и материалов

Устройство для погружения в грунтстроительных элементов и материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Сощиаиистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о1>800284

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050678 (21) 2629104/29-33

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Но (23) Приоритет

Опубликовано 30.0181. Бюллетень И9 4

Дата опубликования описания 300181 (51)М KB 3

Е 02 0 5/74

Е 02 0 7/22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 624. 155. .15(088.8) (72) Автор изобретения

Н. К. Виноградов

fr

1

В (21) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ В ГРУНТ

СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для погружения в грунт анкеров при строительстве магистральных трубопроводов, а также для погружения в грунт различных материалов.

Известно устройство для погруже.ния в грунт строительных элементов, типа винтовых свай, анкеров, включающее полый вал для размещения в нем винтовых свай, аикера и привод, причем полый вал снабжен винтовой лопастью, направление которой противоположно направлению винтовой лопасти сваи, анкера,и прижимными роликами (1).

Известно также устройство для погружения в грунт строительных элементов и материалов, включающее по- 2Q лую винтовую штангу для размещения внутри нее погружаемого элемента,и гривод вращения (21.

Недостаток известных устройств— низкая эффективность погружейия, 25 поскольку отсутствует возможность выдвижения в грунте из винтовой штанги погруженного иэделия.

Цель изобретения — повышение эффективности погружения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для погружения в грунт строительных элементов и материалов, включающее полую винтовую штангу для размещения внутри нее погружаемого элемента и привод вращения, снабжено механизмом выдвижения погружаемого элемента, размещенным внутри полой штанги.

Причем штанга выполнена составной по длине из соединенных между собой быстросъемными захватами элементов, а механизм выдвижения выполнен в виде обоймы, жестко соединенной со стенками винтовой штанги, трубы, установленной внутри обоймы с возможностью перемещения и имеющей на концах упоры, а также пружины, разме-. щенной между обоймой и одним из упоров трубы.

Кроме того, механизм выдвижения выполнен в виде обоймы, с установленным в ней подпружиненным толкателем, взаимодействующим о погружаемым элементом, механизм выдвижения выполнен также в виде силового цилиндра и взаимодействующего с ним, толкателя, контактирующего с погружаемым элементом.

800284

Устройство снабжено головкой с тяговым тросом, выполненным в виде двух конусов и двухступеьчатого полого цилиндра, примыкающего к их основаниям, причем на большей ступени цилиндра выполнен паз, в котором размещен выступ, образованный на конце винтовой штанги.

При этом головка имеет прикрепленный к одном из конусов рым, к которому присоединен конец тягового троса, пропущенный через отверстие, образованное в вершине другого конуса, снабженного опорной скобой, она снабжена режущими элементами, монтированными на конусе, выстуПающем иэ винтовой штанги, головка выполнена составной из продольных частей, сопряженные плоскости которых имеют криволинейную форму с радиусом, равным радиусу винтовой штанги.

На фиг. 1 изображено устройство 20 с инвентарной головкой, общий вид; на фиг. 2 — продольный разрез устройства с установленным в нем двухьярусным анкером с раскрывающимися упорами; на фиг. 3 — y"Tðoéñòâo, про- 25 дольный разрез; на фиг. 4 †.вариант выполнения механизма выдвижения, на фиг. 5 — инвентарная головка; на фиг. 6 — разрез A A на фиг. 5; на фиг. 7 — контейнер для погружаеглого материала, общий вид; на фиг. 8 вид по стрелке Б на фиг. 7; на фиг.9передняя часть устройства с инвентарной головкой и контейнером, разрез; на фиг. 10 — один из вариантов, выполнения инвентарной головки; на фиг. 11 и 12 — скважина, проделанная в грунте инвентарной штангой, поперечный разрез; на фиг. 13 — вариант выполнения инвентарной головки составной; на фиг. 14 — разрез В-В на 40 фиг. 13; на фиг. 15 — вид на головку на фиг. 13 сверху; на фиг. 16 — разрез Г-Г на фиг, 14.

Устройство включает полую составную штангу 1 с винтовой лопастью 2, 45 на переднем торце штанги выполнен выступ 3 для соединения с инвентарной головкой 4, на другом конце штанги выполнена резьба, с помощью которой закреплена крышка 5 со стержнем щ

6 для соединения с приводом вращения.

Внутри штанги 1 расположен механизм выдвижения погружаемого элемента.

Механизм выдвижения выполнен в виде прикрепленной к стенке штанги посредством винтов 7 обоймы 8, установленной внутри нее с воэможностью продольного перемещения трубы 9, имеющей на концах упоры, передний " упор 10 выполнен в виде раструба, постепенно расширяющегося до диамет- 60 ра отверстия трубы 9, а внешняя его часть отогнута и образует карман 11.

Другой упор 12 выполнен в виде цилиндрического кольца. Упоры 10 и. 12 исключают осевое перемещение трубы 9, Я

Между наружной поверхностью трубы

9 и внутренней поверхностью винтовой штанги 1 размещена цилиндрическая пружина 13, один виток которой упирается в торец обоймы 8, а другой заходит в карман 11.

Для обеспечения погружения элементов на длину, превышающую ход пружи ны, в стенке винтовой штанги выполнен ряд отверстий под винты 7 для обеспечения перестановки обоймы 8.

Механизм выдвижения выполнен в виде обоймы 14, прикрепленной к внут ренней стенке, штанги 1 с толкателем

15, имеющим тарельчатый выступ 16.

Толкатель установлен с возможностью перемещения в обойме 14 вдоль штанги 1. На выступ 16 оперта цилиндрическая пружина 17, к толкателю 15 прикреплен стержень 18, имеющий на конце тарельчатый выступ 19, контактирующий с погружаемым элементом.

Для погружения элементов различной длины имеет набор стержней разной длины.

Механизм выдвижения выполнен в виде силового цилиндра (пневматичес» кого или гидравлического), устанавливаемого вместо гружины 17. Поршень силового цилиндра взаимодействует на толкатель 15, а через него на погружаемый элемент.

Устройство также включает инвентарную головку для разбуривания грунта под скважину. Инвентарная головка состоит из конусов 20 и 21 и примыкающего к их основаниям двухступенчатого полого цилиндра 22, на большей ступени которого выполнен паз 23 для размещения в нем выступа 3 винтовой штанги 1. Головка имеет прикрепленный к одному из конусов рым 24., к которому присоединен конец тягового троса 25, пропущенного через отверстие, образованное в вершине другого конуса 21, снабженного скобой 26 °

Длина тягового троса 25 на 15-20 см больше длины погружаемого изделия (контейнера).

Инвентарная головка при погружении изделий и материалов в твердые и мерзлые грунты выполнена усеченной.

При использовании такой головки вместе с ней в винтовую штангу вставляю ся вкладыши для исключения попадания грунта из скважины внутрь винтовой штанги. Форма вкладышей должна соответствовать форме усеченных частей инвентарной головки.

При работе в твердых грунтах инвентарная головка снабжается режущими пластинами 27. Головка выполнена составной из продольных частей 2830, сопряженные плоскости которых имеют криволинейную форму с радиусом, равным радиусу винтовой штанги.

Устройство работает следующим образом.

800284

Винтовую штангу 1 присоединяют к приводу вращения установки для погружения анкеров (на чертеже не показана), затем в нее с переднего торца вкладывают тяговой трос 25, который одним концом прикреплен к внутренней поверхности винтовой штанги, а дру5 гим — к инвентарной головке 4, затем помещают в винтовую штангу 1 погружаемый в грунт элемент (контейнер), вставляют инвентарную головку 4, так что выступ 3 входит в паз 23, при этом пружина 13 механизма выдвижения сжимается. При необходимости погружения в грунт измерительного прибора или материала их помещают в контейнер 31, который выполнен в виде 15 тонкостенного цилиндра, одно иэ оснований последнего срезано плоскостью, проходящей к его оси под углом, соответствующим углу конуса 21 головки

4. В центре днища контейнера 31 вы- 20 полнена площадка 32, перпендикулярная его продольной оси, на которую устанавливается опорная скоба 26 при введении в винтовую штангу вслед за контейнером 31 инвентарной головки 4.

На одной боковой стороне контейнера

31 прикреплены пластины 33 с заостренными краями для врезания в стенку .скважины, на противоположной стороне контейнера 33 имеется желоб 34, в который укладывается тяговый трос 25, кроме того контейнер имеет отверстие, перекрытое крышкой 35.

При необходимости исключения непосредственного соприкосновения элемента или материала после погружения с грунтом контейнер не используют, а во внутреннюю полость винтовой штанги вкладывают пыж, выполненный из листового, прорезиненного материала, проталкивают его до касания с упором

10 механизма выдвижения, после этого закладывают погружаемый материал (изделие) и опять вставляют пыж, после чего устанавливают инвентарную головку 4. Если же погружаемое изделие имеет свою головку как на фиг.2 и 3, то инвентарная головка 4 не используется. По.-ружение их в грунт осуществляется только приводом вра1цения с механизмом выдвижения. Цосле установки погружаемого изделия в штангу 1 и подсоединения ее к приводу вращения установки, штангу 1 переводят в вертикальное положение и острием головки 4 устанавливают на грунт в том месте, где требуется погрузить элемент и осуществляют погружение штанги 1 путем передачи на нее крутящего момента. Инвентарная головка 4 и лопасть винтовой штанги 1, вращаясь, срезают грунт, образовывая скважину. 60

При погружении винтовеч лопасть, действуя как шнек, поднимает срезанный грунт на поверхность. По достижении заданной глубины погружения вращение штанги прекращают. Операция Я погружения завершена. Йриступают к проведению следующих операций: отделению в грунте от винтовой штанги инвентарной головки и изделия, подьема винтовой штанги на поверхность и извлечению из. грунта инвентарной головки.

Для подъема штанги опять включают, )в работу вращатель, при этом oí совершает вращательное движение и одно временно поднимается вверх. Направление вращения дают противоположное тому, которое производилось при погружении, происходит как бы вывинчивание винтовой штанги из грунта.

С самого начала операции подъема штанги начинается также выполнение операции отделения инвентарной головки 4 .и изделия. Происходит это следующим порядком: с подъемом винтовой штанги прекращается осевое давление на инвентарную головку 4, поэтому пружина 13, которая находится в сжатом состоянии начинает удлиняться и своей силой, передаваемой упором 10 на задний торец погружаемого элемента (контейнер) удерживает в грунте (не давая подниматься со штангой) инвентарную головку 4 и погружаемый .элемент. А так как последние вложены в штангу с достаточным зазором, то начинается выдвижение их иэ штанги. Конечно, фактически не инвентарная головка 4 и погружаемый элемент выдвигаются из штанги: напротив, они остаются в грунте на месте, а винтовая штанга, поднимаясь, сползает с них вверх. За счет срабатывания деталей механизма выдвижения одновременно с подъемом винтовой штанги совершается операция отделения от штанги (выход из ее внутренней полости) инвентарной головки 4 погружаемого элемента(контейнера). Так продолжается до полного выхода инвентарной головки погружаемого элемента (контейнера) из штанги, т.е. до завершения операции отделения.

Операция вывинчивания и подъема винтовой штанги продолжается дальше, при этом из штанги выходит тяговый трос 25, точнее сказать т.е. 1520 см тягового троса 25, на которые. он длиннее погружаемого элемента (контейнера), Как только тяговый трос 25 из винтовой штанги полностью выходит и натягивается (так как конец его закреплен к винтовой штанге), он тянет инвентарную головку 4.

Благодаря тому, что часть троса 25 размещена в желобе 34, он тянет инвентарную головку 4 не по оси скважины, а под некоторым углом к ней.

Вследствие смещения от геометрической оси скважины в сторону опорная скоба 26 (фиг. 7 и 9) соскакивает с площадки 32 и конус,21 инвентарной головки 4 начинает скользить по наклонной плоскости переднего торца контей«

800284 нера 31. Если в грунт погружается.изделие, а не контейнер, то его передний торец должен иметь т..кое же устройство, как указано на фиг. 7 и 8 у контейнера. Перемещаясь вверх и скользя по названной наклонной плоскости, инвентарная головка 4 в скважине устанавливается рядом с контейнером. Если погружение осуществляется в твердый (мерзлый) грунт, то используется усеченная инвентарная головка и контейнер с усеченной инвентарной головкой уместятся в площади поперечного сечения скважины, не вдавливаясь в ее стенки (фиг. 12).

Вкладыши же перед погружением, вставленные в винтовую штангу вместе с усеченной инвентарной головкой, отделяются от последней, остаются в грунте и с ней не поднимаются вверх по скважине (они одноразового испольэования). Если же погружение осуществЩ ляется в мягкий грунт, то используется инвентарная головка 4 исполнения (фиг. 5 и 6). В этом случае контейнер и головка уже не умещаются в площади поперечного с.зчения скважины (фиг. 1) и при протаскивании головки мимо контейнера происходит взаимное частичное вдавливание их в мягкую стенку скважины. Так как мягкая стенка скважины не оказывает большого сопротивления, а объем вдавливания невелик, то при протягивании инвентарной головки рядом с контейнером боль- ших .усилий на тяговом тросе 25 не возникает. Для избежания перемещения контейнера вверх по скважине, котороез может возникнуть при вытягивании инвентарной головки 4, он имеет пластины. При первом же движении инвентарной головки вверх пластины 33 вдавливаются в стенки скважины и ис- Ц) ключают возможность перемещения контейнера вдоль оси скважины.

Особое значение имеет совокупность признаков.

Наличие заднего конуса 21 про- Щ хождения тягового троса 25 через отверстие, помещенное в вершине конуса

21, крепления конца тягового троса

25 к рыму 24,находящемуся на геометрической оси инвентарной головки 4. щ

Именно эта совокупность при вытягивании инвентарной головки 4 из грунта обеспечивает самоцентрирование головки 4 по геометрической оси скважины.

Лишь проходя мимо кОнтейнера, инвентарная головка 4 отклоняется от названной оси, а миновав контейнер, снова возвращается на геометрическую ось скважины и поднимается вверх точно по ней. Благодаря этому осуществляется снижение усилия, необходим мого для извлечения на поверхность инвентарной головки 4, она "не зарывается" в нетронутый грунт, который оказал бы черезвычайно большое сопротивление (в этом случае пришлось бы 65 головку 4 вытягивать специальной, мощной лебедкой), а движется вверх по готовой пустой скважине, практически не встречая никаких препятствий

Формула изобретения

1. Устройство для погружения в грунт строительных элементов и материалов, включающее полую винтовую штангу для размещения внутри нее погружаемого элемента и привод вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью п >вйшения эффективности погружения, оно снабжено механизмом выдвижения погружаемого элемента, размещенным внутри полой штанги.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что штанга выполнена составной по длине из соединенных между собой быстросъемными захватами элементов.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности погружения строительных элементов с тягой, механизм выдвижения выполнен в виде обоймы, жестко соединенной со стенками винтовой штанги, трубы, установленной внутри обоймы с возможностью перемещения и имеющей на концах упоры, а также пружины, размещенной между обоймой и одним из упоров трубы.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что механизм выдвижения выполнен в виде обоймы с установленным в ней подпружиненным толкателем, вазимодействующим с погружаемым элементом.

5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что механизм выдвижения выполнен в виде силового цилиндра и взаимодействующего с ним толкателя, контактирующего с погружаемым элементом. б. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено головкой с.тяговым тросом, выполненным в виде двух конусов и двухступенчатого полого цилиндра, примыкающего к их основаниям, причем на большей ступени цилиндра выполнен паз, в котором размещен выступ, образованный на конце винтовой штанги, при этом головка имеет прикрепленный к одному из конусов рым, к которому присоединен конец тягового троса, пропущенный через отверстие, образованное в вершине другого конуса, снабженного опорной скобой.

7. Устройство по п.6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что головка снабжена режущими элементами, монтированными на конусе, выступающем из винтовой штанги.

800284

8. Устройство по п.б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что головка выполнена составной из продольных частей, сопряженные плоскости которых имеют криволинейную форму с радиусом; равным радиусу винтовой штанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 554349, кл. Е 02 0 7/22, 1975.

2. Патент США Р 3896890, кл. Е 02 D 5/80, 1975.

800284 гю фиг. 11

Риг. 12

Ц7и. 1Х

Фиг. Я

Составитель Н. Заболоцкая

Техред Т. Маточка Корректор И. Муска

Редактор A. Мотыль

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10338/30 тираж 70 4 Подписное

РНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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