Устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа

Устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистическии

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 62183 (22)Заявлено 190680 (21) 2943582/29-03 (5()М.Кд.з

Е 02 F 5/30 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР во делам изобретеннй н открытнй (23) Приоритет (ЯЯ) УДК 622.234. .6 (088.8) Опубликовано 230232. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 230282 (72) Авторы изобретения

В.И.Баловнев, С.A.Ìàêàðoâ, A.Á.Eðìèëoâ и Е.И.Чижик Ч

Ъ

Московский автомобильно-дорожный институт и Могилевскнй Л а машиностроительный институт (71) Заявители

Ъ -Ф. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТА ВЫСОКИМ

ИМПУЛЬСНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ГАЗА

15

25

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам для разрушения мерзлых и прочных грунтов газоимпульсным воздействием.

По основному ав. св. Р 621839 известно устройство для разрешения грунта высоким импульсным давлением газа, содержащее заглубляемый в грунт рабочий наконечник и соединенный с ним трубчатый корпус с емкостью для сжатого газа, в которой установлен подпружиненный поршень, .разделяющий ее на две камеры. Одна иэ них сообщена через клапаны с подводящей магистралью газа, а другая — через расположенные вблизи наконечника выхлопные отверстия с атмосферой. Поршень выполнен со сквозными каналами, в которых установлены подпружиненные обратные клапанй и соединен тягой с клапаном, перекрывающим выхлопные отверстия(1). недостатком известного устройства является прорыв газа в атмосферу вдоль корпуса, снижающий эффективность разрушения грунта. Этот недостаток обусловлен тем, что при эавинчиванни наконечника из-за его вибрации и сопротивления грунта внедрению винтовой лопасти, действующего несимметрично относительно оси наконечника, трубчатый корпус вращается с некоторым эксцентриситетом вокруг оси заглубления. В результате корпус с наконечником, уплотняя и отжимая грунт в массив в радиальном направлении, образует эллипсообраэную полость, по зазорам между боковой поверхностью которой и трубчатым корпусом происходят .утечки газа при импульсном воздействии на грунт °

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения грунта за счет уменьшения утечек сжатого газа.

Цель достигается тем, что в устройстве для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа корпус снабжен смонтированными на его наружной сторон е ду гообраз ными уплотнительными элементами с подпружиненными поршнями, образующимИ с корпусом полости давления, сообщенные с емкостью для сжатого газа посредством клапанов управления с толкателями, а тяга снабжена регулируемым по высоте кулачком, расположенным с возможностью вэаимо907174

И

65 действия с толкателями клапанов управления.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 — сечение А-A на фиг. 1.

Устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа содержит наконечник 1 с винтовой лопастью 2, жестко соединенный с трубчатым корпусом 3, и котором образована емкость 4 для сжатого газа.

В верхней камере 5 трубчатого корпуса 3 установлены поршень б и пружина 7. Камера 5 посредством трехпозиционного клапана 8.и подводящей магистрали 9 сообщена с источником сжатого газа, например компрессором высокого давления (не показан), Камера 5 и емкость 4 между собой сообщены через подпружиненные обратные клапаны 10. Поршень б тягой 11 соединен с выпускным клапаном 12, установленным в осевом канале 13 наконечника 1. Клапан 12 перекрывает выхлопные отверстия 14, выполненные в кольцевом углублении 15. В наконечнике 1 над выхлопными отверстиями 14 выполнены пазы 16, в которых размещены дугообразные уплотнительные элементы 17. Количество уплотнительных элементов 17 равно количеству выхлопных отверстий 14.

Каждый иэ уплотнительных элементов 17 соединен с поршнем 18, установленным на возвратной пружине

19 в радиальном канале 20 наконечника 1. Поршни 18 образуют с корпусом полости 21 давления, сообщенные посредством вертикальных каналов 22 с емкостью 4 через клапаны 23 управления, снабженные возвратными пружинами 24 толкателями 25, например, шарикового типа, размещенными в осевом канале 13 наконечника 1 над выпускным клапаном 12. На тяге

11 над выпускным клапаном 12 установлен по резьбе регулируемый по высоте кулачок 26, зафиксированный контргайкой 27. В кулачке выполнены отверстия 28.

Устройство работает следующим образом.

Посредством приводного механизма (не показан) обеспечивается вращение и вертикальное завинчивание наконечника 1 вместе с трубчатым корпусом 3 в грунт. Одновременно емкость

4 через клапан 8, камеру 5 и обратные клапаны 10 заполняется от источника сжатым газом высокого давления.

Грунт, разрыхленный винтовой лопастью 2, уплотняется и отжимается в стенки образованной скважины. Забивание выхлопных отверстий не происходит из-за отсутствия давления на них грунта. После завинчивания в грунт трубчатого корпуса 3 клапан 8 соединяет камеру 5 с атмосферой.

Давление газа в емкости 4 перемещает

t5

ЗФ

33 вверх поршень б, одновременно посредством тяги 11 перемещается вверх в осевом канале 13 выпускной клапан

12 вместе с кулачком 26. При взаимодействии кулачка 26 с толкателями 25 клапаны 23 перемещаются в радиальных каналах, открывая доступ сжатого газа из емкости 4 через вертикальные каналы 22 в полости 21 давления, Газ, воздействуя на поршни 18, выдвигает уплотнительные элементы 17 до упора в массив грунта, гермэтезируя зону выхлопа сжатого газа.

Клапаны 23 открывают вертикальные каналы 22 при нажиме кулачка 26 на толкатели 25 несколько раньше, чем выпускной клапан 12 откроет выхлопние отверстия 14 . Это обусловлено тем, что расстояние от кулачка 26 до толкателей 25 меньше, чем мини" мальный ход открытия выпускного клапана 12. К моменту выпуска сжатого газа через выхлопные отверстия 14 зазоры между боковой поверхностью скважины в грунте и трубчатым корпусом

3 герметезированы уплотнительными элементами 17. После газоимпульсного разрушения грунта давление в полостях 21 радиальных каналов 20 падает, пружины 19 перемещают поршни 18 и уплотнительные элементы 17 в пазы 16.

Пружина 7 перемещает поршень б вниз, одновременно посредством тяги

11 перемещается вииэ выпускной клапан 12, перекрывая выхлопные отверстия 14, и кулачок 26 освобождает толкатели 25. Клапаны 23 под действием возвратных пружин 24 перек1жвают вертикальные канали 22. После установки устройства в исходное положение цикл рыхления грунта повто-ряется.

Использование изобретения увеличит эффективность разрушения мерзлых и прочных грунтов гаэоимпульсным воздействием эа счет снижения непроизводительных утечек сжатого газа при выхлопе.

Формула изобретения

Устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа по авт. св, Р 621839, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения грунта путем уменьшения утечек сжатого газа, трубчатый корпус снабжен смонтированными на его наружной стороне дугообразными уплотнительными элементами с подпружиненными поршнями, образующими с трубчатым корпусом полости давления, сообщенные с емкостью для сжатого газа посредством клапанов управления с

907174 фиа 1 Фиг. Г

ВНИИПИ Заказ 535/39 Тираж 711 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 толкателями, а тяга снабжена регулируемым по высоте кулачком, расположенным с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 621839, кл. Е 02 F 5/3Q, 1977 (прототип) .