CZ301263B6 - Horninový injektážní svorník a zpusob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Horninový injektážní svorník je tvoren tenkostennou podélne zborcenou expanzní trubkou (1) o symetrickém prurezu, která je na svých obou koncích zredukována na menší prumer symetrického prurezu, který je obepnut objímkou (2) a v prutokovém otvoru opatren bud pripojovacím nátrubkem (3), nebo záverným váleckem. Prurezové dutiny expanzní trubky (1) mezi objímkou (2) a pripojovacím nátrubkem (3) ci záverným váleckem jsou na její celní strane uzavreny svarem (6) nebo lepicí hmotou (7). Zpusobem výroby svorníku je postup navlecení objímky (2) na oba konce expanzní trubky (1), címž se zajistí jejich prumer proti roztažení a následné vtlacení pripojovacího nátrubku (3) nebo záverného válecku do prutokového otvoru koncu expanzní trubky (1) a/nebo postup opacný a zavarení nebo zalepení prurezových dutin expanzní trubky (1) na jejich celních stranách.

Description

Horninový injektáží svorník a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukčního řešení a způsobu výroby horninového injektážního svorníku pro zpevňování hornin, zejména pří stabilizaci úhelného pilíře v procesu dobývání a ražení důlních děl s možností ukrajování svorníku kombajnem, při zajišťování a zpevňování budovaných podzemních pracovišť, komor a tunelů, při stabilizaci svahů a hrází a při různých technologických io aplikacích ve stavebnictví.

Dosavadní stav techniky

V oblasti injektáže a zpevňování hornin existuje řada svorníků vhodných k tomuto účelu. Například spojením principu injektáže použité u těsnicí sondy nebo injektážní kotvy typu IRMA s principem expanzního třecího svorníku typu Swellex nebo BOLTEX vznikl injektážní expanzní svorník známý pod názvem PAKRAN. Tento injektážní a zároveň svorníkový prostředek synergicky spojuje účinek třecího svorníku a injektáže horniny, dovoluje vytvářet geokompozity hor20 nin s potřebnými vlastnostmi pro efektivní dobývání hornin s optimalizaci nákladů, utěsňuje ústí vývrtu proti vytékání injektážní hmoty ven z otvoru a zároveň šetří oproti stávajícím injektážním metodám asi 1/3 injektážní hmoty. Svorník typu PAKRAN je tvořen tenkostěnnou podélně profilovanou trubkou, který tlakem injektážní hmoty uvnitř profilované trubky doléhá ke stěně vývrtu, třením působí podobně jako expanzní třecí svorníky uvedené výše a zároveň se zatvrdlou injektážní hmotou tvoří výplň vývrtu, která je lehce krájitelná pomocí běžných důlních dobývacích nebo razících kombajnů. Svorník PAKRAN se velmi osvědčil jako prostředek ke stabilizaci úhelného pilíře při dobývání a ražení důlních děl a ke zpevňování nadloží a počvy důlních pracovišť. Osvědčila se i další technická řešení svorníku, kde jeho těleso je tvořeno některým ze známých průřezů tenkostěnné jednou nebo vícenásobně podélně zborcené expanzní trubky. Společ30 nou nevýhodou současných známých injektážních svorníků je značně komplikované provedení koncovek svorníku, respektive koncovek jeho tenkostěnné podélně zborcené expanzní trubky, a to u injektážních svorníků zejména konstruovaných pro vypouštění injektážního média v jiném místě svorníku, než na jeho konci anebo u provedení vícedílných svorníků. Současně známé svorníky mají na konci podélně zborcené expanzní trubky potřebné koncovky, zpravidla plnicí a uzavírací koncovku, případně koncovku spojovací, které jsou buď přivařeny na tupo, nebo koutovým svarem nebojsou expanzní trubky ukončeny několikadílnými přivařenými koncovkami. Přivařování koncovek má za následek to, že těsně za svarem dochází k rekrystalizaci materiálu, což způsobuje nedefinovatelné zmenšení pevností a ráznosti materiálu a tím i snížení celkové tahové síly svorníku. U několikadílných koncovek, minimálně se dvěma svary, kromě toho existuje rovněž zvýšené riziko netěsností každého svařeného spoje. Tento problém byl vyřešen tak, že expanzní trubky jsou v koncovkách zality, resp. zality ve speciálně provedeném zahloubení koncovek, pájkovým kovem nebo lepicí hmotou, čímž se dosáhne sice vyšší pevnosti ve spoji oproti spojům svařeným, avšak výroba svorníků je tímto energeticky náročná a pracná.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody jsou odstraněny konstrukčním řešením horninového injektážního svorníku a způsobem jeho výroby podle vynálezu. Podstata řešení injektážního svorníku spočívá v tom, že je tvořený známou tenkostěnnou podélně zborcenou expanzní trubkou o symetrickém průřezu, která je nově na svých obou koncích obepnuta objímkou a opatřena buď připojovacím nátrubkem zaústěným mezi zborcenou stěnou expanzní trubky do jejího nitra, nebo závěrným válečkem uloženým v jejím nitru mezi zborcenou stěnou expanzní trubky. Průřezové dutiny expanzní trubky mezi objímkou a mezi připojovacím nátrubkem nebo závěrným válečkem jsou na čelní straně expanzní trubky uzavřeny svarem nebo lepicí hmotou. Podstatou vynálezu je dále to, že expanzní

- 1 CZ 301263 B6 trubka je na svých koncích zredukována na menší průměr jejího symetrického průřezu do tvaru hrdla, v průtokovém otvoru připojovacího nátrubku je upraven zpětný kuličkový uzávěr výtoku injektážního nebo tlakového média z expanzní trubky, připojovací nátrubek je opatřen na svém konci vyčnívajícím z konce expanzní trubky vnějším závitem nebo zdrsněním povrchu nebo obvodovou drážkou anebo prodlužovacím nátrubkem s vnitřním závitem a že objímka je opatřena na straně expanzní trubky kuželovitým límcem nebo na opačné straně vnějším závitem anebo je opatřenajak tímto límcem, tak vnějším závitem.

Podstata způsobu výroby injektážního svorníku spočívá v tom, že se na oba konce expanzní trubky axiálním tlakem navleče objímka, kterou se zajistí průměr symetrického průřezu expanzní trubky proti roztažení, pak se do otvoru mezi zborcenou stěnou konců expanzní trubky vtlačí připojovací nátrubek nebo závěrný váleček nebo se postupuje opačně. Nakonec se na čelní straně expanzní trubky zavaří nebo zalepí její průřezové dutiny mezi objímkou a připojovacím nátrubkem nebo závěrným válečkem, čímž se vzájemně pevně spojí všechny díly konce expanzní trubky a nepropustně uzavře její vnitřní tlakový prostor. Podstatou tohoto způsobu je rovněž to, že se expanzní trubka na svých obou koncích nejprve tlakem po obvodu zdeformuje na menší průměr než je průměr jejího symetrického průřezu.

Horninovým injektážním svorníkem podle vynálezu se dosáhne jednak zjednodušení a tím i zlevnění jeho výroby a jednak zvýšení jeho kvality tím, že uzávěr na konci expanzní trubky tvořený např. jediným svarem nosným i těsnicím, zmenšuje možnost výrobních vad, zejména možnost netěsnosti svarového spoje.Vnější objímka navíc chrání svar před roztržením při expanzi zborceného průřezu trubky během injektáže, přičemž vnější objímka v provedení s límcem slouží kromě toho zároveň jako zarážka pro podložku opírající se o ústí vývrtu v hornině. Unifikací připojovacího nátrubku svorníku podle vynálezu je možno dosáhnout všech potřebných funkcí, jako je plnění svorníku, jejich vzájemné spojování, možnosti našroubování pojistky nebo členu s bočním výstřikem a dalších, a to v jednom provedení, což nebylo u současných svorníků tohoto typu v takovém rozsahu možné.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech je znázorněn horninový injektážní svorník podle vynálezu v některých příkladných reálných provedeních. Na obr. 1 je znázorněno v nárysném pohledu a v částečném podélném řezu provedení svorníku ukončeného na obou koncích připojovacím nátrubkem, obr. 2 je půdorysem obr. 1 v příčném řezu vedeném v rovině A-A. Na obr. 3 je ve stejném pohledu znázorněno průběžné spojení dvou svorníků, obr. 4 je půdorysem obr. 3 v příčném řezu vedeném v rovině B-B. Na obr. 5 je v nárysném pohledu a podélném řezu znázorněno spojení dvou svorníků pomocí spojky s bočním výstřikem. Na obr. 6 je znázorněn v podélném řezu konec

4o svorníku opatřený závěrným válečkem. Na obr. 7 je znázorněn v podélném řezu konec svorníku opatřený připojovacím nátrubkem s prodlužovacím nátrubkem uzavřeným vnitřním závěrem s destrukčním prvkem. Na obr. 8 je v nárysném pohledu a podélném řezu znázorněno spojení dvou svorníků pomocí prodlužovacího nátrubku.

Příklady provedení vynálezu

Horninový injektážní svorník podle vynálezu je tvořen tenkostěnnou podélně zborcenou expanzní trubkou I o symetrickém průřezu, např. ve tvaru hvězdice a opatřené na svém povrchu těsnicí manžetou 18 k utěsnění výtoku injektážní hmoty z vrtu, jak je znázorněno na obr. 1, 2 a 4. Expanzní trubka I je na obou koncích, které jsou zredukovány do tvaru hrdla 8, opatřena připojovacím nátrubkem 3 zaústěným do jejího nitra, jak je znázorněno na obr. 1 nebo může být opatřena na jednom konci závěrným válečkem 4 v jejím nitru, jak je znázorněno na obr. 6. Konce expanzní trubky 1, resp. její hrdla 8 jsou obepnuty objímkou 2 s přesazením pro svar 6 nebo lepicí hmotu 7, kterým jsou vnější i vnitřní průřezové dutiny 5 expanzní trubky 1 nepropustně

-2 CZ 301263 B6 uzavřeny na Čelní straně jejich hrdel 8. Připojovací nátrubek 3 určený k tlakování svorníku injektážní hmotou má v průtokovém otvoru 9 upraven zpětný kuličkový uzávěr j_0 výtoku injektážní hmoty z expanzní trubky L jehož kulička je jištěna proti vypadnutí kolíkem 19. Konec připojovacího nátrubku 3, který vyčnívá z hrdla 8 expanzní trubky I má vnější závit J_L jak je patrno na obr. 1 nebo obvodovou drážku J2 podle obr. 3. Vnější závit H na připojovacím nátrubku 1 je využitelný k mnoha potřebným účelům, zejména k ukončením svorníku vnějším destrukčním uzávěrem 23 pro výtok natlakované injektážní hmoty ze svorníku, jak znázorněno na obr. 1 nebo pro spojení několika svorníků do delších kolon pomocí spojky 21 a těsnicího kroužku 20, jak je znázorněno na obr. 3, případně ke stejnému spojení svorníků, avšak pomocí io spojky s bočním výstřikem 22 opatřené bočním destrukčním uzávěrem 25, jak je patrno z obr. 5. Pro některé funkce svorníku je na konci připojovacího nátrubku 3 přivařen svarem 6 prodlužovací nátrubek O s vnitřním závitem 14, ve kterém je zašroubován a utěsněn těsněním 20 vnitřní destrukční uzávěr 24 výtoku injektážní hmoty, jak je znázorněno na obr. 7 nebo je zašroubován připojovací nátrubek 3 dalšího svorníku při spojování několika svorníků do kolony o potřebné délce. Objímka 2 může mít zhotoven na straně expanzní trubky i kuželovitý límec 15 pro přítlak podložky 17 k zachycení horniny v okolí vrtu a na opačné straně může mít vnější závit 16 využitelný k upevnění nebo zavěšení potřebné výstroje a zařízení budovaného či zpevňovaného díla.

Způsob výroby horninového injektážního svorníku podle vynálezu je realizovatelný následujícím postupem. Na oba konce expanzní trubky 1, předem zredukované lisováním do tvaru hrdla 8 o menším průměru než je průměr symetrického průřezu expanzní trubky 1, se osovým tlakem navleče objímka 2, čímž se zabrání roztažení hrdla 8 na větší průměr následným vtlačováním připojovacího nátrubku 3 nebo závěrného válečku 4 do otvorů hrdla 8. Postupovat lze i opačně, tzn., že se napřed vtlačí do hrdla 8 expanzní trubky 1 připojovací nátrubek 3 nebo závěrný váleček 4 a následně navleče na hrdlo 8 objímka 2. V obou případech se dosáhne stejného efektu, tj, nehybného a pevného uložení připojovacího nátrubku 3 či závěrného válečku 4 uvnitř konce expanzní trubky 1 a objímky 2 na jeho povrchu. V konečné operaci se pak zavaří nebo zalepí na čelních stranách hrdel 8 expanzní trubky 1 její průřezové dutiny mezi objímkou 2 a připojovacím nátrubkem 3 nebo závěrným válečkem 4, čímž se všechny tři součásti tvořící konec svorníku vzájemně pevně a nepropustně spojí svarem 6 nebo lepicí hmotou 7.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu je využitelné při konstrukci a výrobě dokonalejších horninových svorníků v mnoha potřebných funkčních a technologických aplikacích. Novým řešením je daná rovněž možnost úplné automatizace výroby těchto svorníků, což u současného provedení svorníků tohoto typu nebylo zcela možné.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Horninový injektážní svorník, tvořený tenkostěnnou podélně zborcenou expanzní trubkou o symetrickém průřezu, vyznačující se tím, že tenkostěnná podélně zborcená expanzní trubka (1) je na svých obou koncích obepnuta objímkou (2) a opatřena buď připojovacím nátrubkem (3) zaústěným do jejího nitra, nebo závěrným válečkem (4) v jejím nitru, přičemž

   50 průřezové dutiny (5) expanzní trubky (1) mezi objímkou (2) a připojovacím nátrubkem (3) či závěrným válečkem (4) jsou na čelní straně expanzní trubky (1) uzavřeny svarem (6) nebo lepicí hmotou (7).

   -3CZ 301263 B6
2. 2. Horninový injektážní svorník podle nároku 1, vyznačující se tím, že expanzní trubka (I) je na svých koncích zredukována na menší průměr symetrického průřezu do tvaru hrdla (8).

   5
3. 3. Horninový injektážní svorník podle nároků 1 nebo l a 2, vyznačující se tím, že v průtokovém otvoru (9) připojovacího nátrubku (3) je upraven zpětný kuličkový uzávěr (10) výtoku injektážního nebo tlakového média z expanzní trubky (1).
4. 4. Horninový injektážní svorník podle nároků 1 nebo laž3, vyznačující se tím, že ío připojovací nátrubek (3) je opatřen na svém konci vyčnívajícím z konce expanzní trubky (1) vnějším závitem (11) nebo zdrsněním povrchu anebo obvodovou drážkou (12).
5. 5. Horninový injektážní svorník podle nároků 1 nebo laž4, vyznačující se tím, že připojovací nátrubek (3) je opatřen na svém konci vyčnívajícím z konce expanzní trubky (1)

   15 prodlužovacím nátrubkem (13) s vnitřním závitem (14).
6. 6. Horninový injektážní svorník podle nároků l nebo 1 až 5, vyznačující se tím, že objímka (2) je opatřena na straně expanzní trubky (1) kuželovitým límcem (15) a/nebo na opačné straně vnějším závitem (16).
7. 7. Způsob výroby horninového injektážního svorníku podle nároku 1, vyznačující se tím, že se na oba konce expanzní trubky (1) axiálním tlakem navleče objímka (2), kterou se zajistí průměr symetrického průřezu expanzní trubky (1) proti roztažení, pak se do otvorů konců expanzní trubky (1) vtlačí připojovací nátrubek (3) čí závěrný váleček (4), nebo naopak a

   25 nakonec se na čelních stranách expanzní trubky (1) zavaří nebo zalepí její průřezové dutiny (5) mezi objímkou (2) a připojovacím nátrubkem (3) nebo závěrným válečkem (4).
8. 8. Způsob výroby horninového injektážního svorníku podle nároku 7, vyznačující se tím, že se expanzní trubka (1) na svých obou koncích nejprve tlakem po obvodu zdeformuje na

   30 menší průměr, než je průměr jejího symetrického průřezu.