PL169664B1 - Narzedzie do wprowadzania materialu stabilizujacego grunt PL - Google Patents

Abstract

1 . Narzedzie do wprowadzania materialu stabili- zujacego grunt dla wytworzenia cylindrycznej skonsoli- dowanej bryly materialu gruntu zawierajace obrotowy trzon majacy co najmniej jeden osiowy przepust i umie- szczone na nim wypusty równowazace sie parami oraz promieniowy otwór dla ujscia materialu konsolidujace- go grunt dostarczanego przepustem, przy czym do co najmniej dwóch wypustów jest ukosnie umocowane ze- bro dla wymieszania materialu stabilizujacego z materia- lem gruntu, znamienne tym, ze kazdy wypust (2) jest umocowany na linii srubowej równoleglej do podzialki narzedzia i wypusty (2) przy trzonie (1) sa osiowo prze- suniete wzgledem siebie, a kazdy wypust (2) jest umo- cowany na swojej wlasnej linii srubowej, a co najmniej jedno zebro (5) jest umocowane na co najmniej jednej stronie kazdego wypustu (2) ukosnie, równolegle do trzonu (1) i pochylone wzgledem przecinajacych plasz- czyzn osiowych. Fig. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do wprowadzania materiału stabilizującego grunt.

Z opisu szwedzkiego zgłoszenia patentowego nr 460 979 oraz opisu patentowego USA 3 875 751 znane jest urządzenie do wprowadzania materiału stabilizującego grunt, w którym narzędzie zanurza się w grunt obracając się jak śruba. Narzędzie składa się z wydrążonego rdzenia oraz jednego lub kilku śrubowych wypustów. Podczas obracania się narzędzia materiał stabilizujący grunt jest pompowany lub wyciskany poprzez otwory w rdzeniu lub w wypustach tak, aby uzyskać wymieszanie stabilizatora z materiałem gruntu, przez który przesuwają się wypusty.

Z opisu patentowego EP 0 411 620 znane jest narzędzie mające kilka symetrycznych ostrzy równoważące się parami i przyspawane do obrotowego wału mającego jeden lub więcej przepustów dla wody i/lub materiału stabilizującego grunt. Ostrza zawierają ukośnie usytuowane przednie zęby rozdzielające i tylne ukośnie usytuowane skrzydła. Każde skrzydło razem z każdym ostrzem rozgranicza wgłębienie otwarte ku dołowi, w którym jest umiejscowiona dysza połączona z przepustem wału.

Znane narzędzia, ze względu na swoją konstrukcję, nie zapewniają właściwego wymieszania materiału stabilizującego z materiałem gruntu nawet jeśli, zgodnie z patentem amerykan169 664 skim, poprzez redukcję skoku śruby zminimalizuje się osiową odległość między wstęgami materiału stabilizatora pompowanego lub wyciskanego w kształcie gwintu śruby.

Dotychczasowe rozwiązania nie dają ciągłej kolumny materiału gruntu, w której materiał stabilizujący jest równo i całkowicie wymieszany z materiałem gruntu na całej długości kolumny. Oznacza to, że nie uzyskuje się jednorodnej kolumny, o satysfakcjonującej wytrzymałości również na naciski boczne, ale bryłę w kształcie gwintu śrubowego, wzdłuż której są również fragmenty materiału bez stabilizatora. Jest oczywiste, że taka kolumna, chociaż posiada dostateczną wytrzymałość na naciski osiowe, nie może być narażana na oddziaływanie znacznych sił poprzecznych.

Celem wynalazku jest opracowanie narzędzia zapewniającego jednorodne i całkowite wymieszanie materiałów stabilizujących wzdłuż całej długości bryły obrabianego gruntu dla utworzenia kolumny-stabilizującej o dostatecznej nośności i odporności również na boczne naciski.

Narzędzie do wprowadzania materiału stabilizującego grunt dla wytworzenia cylindrycznej skonsolidowanej bryły materiału gruntu zawierające obrotowy trzon mający co najmniej jeden osiowy przepust i umieszczone na nim wypusty równoważące się parami oraz promieniowy otwór dla ujścia materiału konsolidującego grunt dostarczanego przepustem, przy czym do co najmniej dwóch wypustów jest ukośnie umocowane żebro dla wymieszania materiału stabilizującego z materiałem gruntu, charakteryzuje się tym, że każdy wypust jest umocowany na linii śrubowej równoległej do podziałki narzędzia i wypusty przy trzonie są osiowo przesunięte względem siebie, a każdy wypust jest umocowany na swojej własnej linii śrubowej, a co najmniej jedno żebro jest umocowane na co najmniej jednej stronie każdego wypustu ukośnie, równolegle do trzonu i pochylone względem przecinających płaszczyzn osiowych.

Korzystnie każdy wypust na górnej i dolnej stronie ma przynajmniej dwa żebra ustawione poprzecznie względem długości wypustu.

Korzystnie żebra na górnej i dolnej stronie każdego wypustu są przesunięte względem siebie w kierunku długości wypustu tak, że żebro leżące na górnej powierzchni wypustu jest umieszczone nad przerwą między żebrami umocowanymi do dolnej powierzchni wypustu, a zebro umocowane na dolnej powierzchni wypustu jest umieszczone pod przerwą między żebrami przymocowanymi do górnej powierzchni wypustu.

Korzystnie żebra na górnej i dolnej powierzchni każdego wypustu są ustawione pod jednakowymi kątami, naprzeciw siebie.

Korzystnie wypusty są ustawione parami i osiowo rozsunięte, a osiowa odległość między wypustami tworzącymi jedną parę i skierowanymi w przeciwne strony jest mniejsza niż odległość między tą parą wypustów a wypustami ustawionymi pod kątem do tej pary wypustów.

Korzystnie odległość pomiędzy liniami śrubowymi utworzonymi przez wypusty jest równa odwrotności liczby wypustów, a różnica poziomów jest równa stosunkowi skoku narzędzia do liczby wypustów.

Oprócz tego, ze poruszające się wzdłuż oddzielnych, ale sąsiednich linii wypustu przemieszczają w górę i w dół materiał gruntu, dzięki czemu linie mogą się łączyć ze sobą, narzędzie daje zwiększone wymieszanie materiału gruntu i materiału stabilizującego, ze względu na znajdujące się, najlepiej na górnej i dolnej części każdego wypustu żebra, które ustawione są odpowiednio względem linii w kształcie gwintu tworzonego przez każdy wypust. W wyniku tego materiał gruntu obrabiany przez taki wypust jest przemieszczany odpowiednio w kierunku osi lub na zewnątrz od niej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment narzędzia w rzucie z boku, natomiast fig. 2 - perspektywiczny widok fragmentu narzędzia.

Narzędzie, które jest montowane w ogólnie znanym urządzeniu obracającym, ma centralny trzon 1 podtrzymujący, na którym jest umocowanych kilka wypustów 2. W trzonie 1 jest wykonany przepust 3 połączony z promieniowymi otworami 4 w trzonie 1. Do kanału 3 podłączona jest odpowiednia pompa lub inne urządzenie, dzięki któremu materiał stabilizujący grunt może być wypychany przez otwory 4 aby, w sposób omówiony poniżej, zmieszać się z materiałem gleby lub gruntu.

169 664

Materiałem konsolidującym grunt może być przykładowo wapno, cement, oraz inne materiały. Materiał dostarczany w postaci stałej, sproszkowanej jest wypychany przez otwory poprzez sprężone powietrze, szlam lub ciecz pompowane przez odpowiednie pompy.

Wypusty 2 są, jak przedstawiono na fig. 2, ustawione lub skręcone tworząc wokół trzonu 1 odcinek gwintu. Wypusty 2 są parami umieszczone na trzonie 1 naprzeciwko siebie z osiowym przesunięciem tak, że każdy wypust 2 w parze wycina w gruncie własną linię w kształcie gwintu, przy czym linie leżą osiowo blisko siebie, tak, że materiał przemieszczany przez parę wypustów 2 jest przez jeden wypust 2 wciskany osiowo w dół, zaś przez następny wypust 2 jest unoszony w górę. W ten sposób uzyskiwane jest znaczne wymieszanie materiału gruntu.

Na każdym wypuście 2 są umocowane żebra 5, które są skośnie ustawione w przeciwnych kierunkach odpowiednio na dolnej i górnej stronie wypustu 2, dzięki czemu uzyskuje się silne boczne, to jest promieniowe przemieszczenie materiału gruntu. Materiał gruntu obrabiany przez każdy wypust 2 jest więc przemieszczany jednocześnie zarówno osiowo jak i promieniowo wraz z wprowadzeniem materiału stabilizującego wzdłuż całej długości narzędzia, co daje jednorodne wymieszanie materiału stabilizującego w całej cylindrycznej bryle gruntu wewnątrz cylindra określonego przez zewnętrzne krawędzie wypustów 2.

Każdy wypust 2 na górnej i dolnej stronie ma przynajmniej dwa żebra 5 ustawione pod kątem do promienia, których powierzchnie są równoległe do osi trzonu 1 i tak ustawione, że przy obracaniu narzędzia występują różnice nacisku między stronami górną i dolną wypustów

2. Ustawiając żebra 5 na jednej stronie wypustu 2 przesunięte promieniowo względem żeber z drugiej strony wypustu 2, które są umieszczone pod takimi samymi, ale przeciwnie skierowanymi kątami względem promienia wypustu uzyskiwany jest gradient nacisku z większą składową pionową, podczas gdy materiał na górnej i dolnej stronie wypustu 2, odpowiednio jest przepychany w kierunku górnej i dolnej strony wypustu 2, odpowiednio, wraz z przemieszczaniem w kierunku promieniowym. Uzyskuje się dzięki temu całkowite i efektywne wymieszanie materiału wewnątrz cylindra określonego przez zewnętrzne krawędzie wypustów 2.

Wzajemne położenie wypustów 2 jest tak dobrane do skoku S narzędzia, aby odległość miedzy liniami w kształcie gwintu śruby tworzonymi przez wypusty 2 była równa l/n, gdzie n jest równa liczbie wypustów 2, podczas gdy różnica poziomów jest S/n. Jeśli, dalej, wysokość żeber 5 jest równa h, zaś grubość wypustów 2 t, to wysokość materiału gruntu, wzdłuż każdej śrubowej linii obrabianego przez wypust 2 jest 2h+t, zaś m jest liczbą zdarzeń obrabiania tej samej objętości gruntu przez wypusty 2 i może być wyrażona zależnością m=n(2h+t)/S.

Istotne jest również, że odległość między poziomami wypustów 2 oraz szerokości wypustów 2 są takie, że powierzchnia natarcia wypustów 2 daje siłę nacisku na grunt mniejszą niż siła oporu poprzecznego gruntu wzdłuż cylindrycznej bryły obrabianej przez narzędzie. Unika się w ten sposób unoszenia materiału gruntu przez narzędzie, co może uniemożliwić dalszą pracę.

169 664

Fig. 2

169 664

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie do wprowadzania materiału stabilizującego grunt dla wytworzenia cylindrycznej skonsolidowanej bryły materiału gruntu zawierające obrotowy trzon mający co najmniej jeden osiowy przepust i umieszczone na nim wypusty równoważące się parami oraz promieniowy otwór dla ujścia materiału konsolidującego grunt dostarczanego przepustem, przy czym do co najmniej dwóch wypustów jest ukośnie umocowane żebro dla wymieszania materiału stabilizującego z materiałem gruntu, znamienne tym, że każdy wypust (2) jest umocowany na linii śrubowej równoległej do podziałki narzędzia i wypusty (2) przy trzonie (1) są osiowo przesunięte względem siebie, a każdy wypust (2) jest umocowany na swojej własnej linii śrubowej, a co najmniej jedno żebro (5) jest umocowane na co najmniej jednej stronie każdego wypustu (2) ukośnie, równolegle do trzonu (1) i pochylone względem przecinających płaszczyzn osiowych.
2. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy wypust (2) na górnej i dolnej stronie ma przynajmniej dwa żebra (5) ustawione poprzecznie względem długości wypustu (2).
3. 3. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że żebra (5) na górnej i dolnej stronie każdego wypustu (2) są przesunięte względem siebie w kierunku długości wypustu (2) tak, że zebro (5) leżące na górnej powierzchni wypustu (2) jest umieszczone nad przerwą między żebrami (5) umocowanymi do dolnej powierzchni wypustu (2) a żebro (5) umocowane na dolnej powierzchni wypustu (2) jest umieszczone pod przerwą miedzy żebrami (5) przymocowanymi do górnej powierzchni wypustu (2).
4. 4. Narzędzie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że żebra (5) na górnej i dolnej powierzchni każdego wypustu (2) są ustawione pod jednakowymi kątami, naprzeciw siebie.
5. 5. Narzędzie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że wypusty (2) są ustawione parami i osiowo rozsunięte, a osiowa odległość między wypustami (2) tworzącymi jedną parę i skierowanymi w przeciwne strony jest mniejsza niż odległość miedzy tą parą wypustów (2) ustawionymi pod kątem do tej pary wypustów (2).
6. 6. Narzędzie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że odległość pomiędzy liniami śrubowymi utworzonymi przez wypusty (2) jest równa odwrotności liczby wypustów (2), a różnica poziomów jest równa stosunkowi skoku narzędzia do liczby wypustów (2).