PL171351B1

PL171351B1 - Sonda nasycajaca PL

Info

Publication number: PL171351B1
Application number: PL29821893A
Authority: PL
Inventors: Werner Deterding; Franz Latus
Original assignee: Schmidt
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1997-04-30
Also published as: FR2689175B1; FR2689175A1; DE4209802C1; PL298218A1

Abstract

1. Sonda nasycajaca z rura nasycajaca i wezem rozpreznym, który swym i odcinkam i koncow ym i przylega szczelnie do rury nasycajacej, która na swo- im koncu posiada doprowadzenie plynu nasycajacego z zabezpieczeniem przed przeplywem zwrotnym, a na drugim koncu posiada plytke bezpieczenstw a o usta- lonym polozeniu, zam ykajaca kanal wzdluzny w rurze nasycajacej, przy czym przestrzen pierscieniow a po- miedzy wezem rozpreznym 1 rura nasycajaca w ypel- niana jest przez plyn nasycajacy poprzez poprzeczne otwory w scianie rury nasycajacej, przykryte elastycz- nym pierscieniem uszczelniajacym, zn am ien n a tym , ze plytka bezpieczenstw a (23) dociskana jest przez pierscien ustalajacy (24) do powierzchni pierscienio- wej (22), która utworzona jest przez koncowy, cylin- dryczny odcinek wzdluzny (21) kanalu w zdluznego (14) w rurze nasycajacej (2) posiadajacy w ieksza sred- nice (D), przy czym srednica w ew netrzna (ID ) pier- scienia ustalajacego (24) jest mniejsza od srednicy (D l) kanalu wzdluznego (14), a krawedz w ew netrzna (25) pierscienia ustalajacego (24) przylegajaca do plytki bezpieczenstw a (23), posiada ostre krawedzie PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sonda nasycająca a rurą nasycającą i wężem rozprężnym, który swymi odcinkami końcowymi przylega szczelnie do rury nasycającej, która na swoim końcu posiada doprowadzenie płynu nasycającego z zabezpieczeniem przed przepływem zwrotnym, a na drugim końcu posiada płytkę bezpieczeństwa o ustalonym położeniu, zamykającą kanał wzdłużny w rurze nasycającej, przy czym przestrzeń pierścieniowa pomiędzy węż_em rozprężnym i rurą nasycającą wypełnionajest przez płyn nasycający poprzez poprzeczne otwory w ścianie rury nasycającej przykryte elastycznym pierścieniem uszczelniającym.

Sondy nasycające w postaci zamknięć np. odwiertów lub kotwi iniekcyjnych stosowane są w górnictwie, w eksploatacji podziemnej oraz zabezpieczaniu budowli. Stanowią one środek pomocniczy przy iniekcji na przykład zawiesiny cementowej, żywicy syntetycznej, szkła wodnego lub tp. w górotwór względnie w mur. Za pomocą płynu nasycającego górotwór względnie mur mają zostać wzmocnione. Za pomocą cieczy nasycających mogą być również uszczelnia_ne szczeliny i pęknięcia, kotwy iniekcyjne spełniają w związku z tym dodatkowe zadanie, stanowiąc przy tym zabezpieczenia górotworu.

Tego rodzaju sonda nasycająca posiada z reguły stalową rurę nasycającą, która przy końcu odprowadzającym posiada zabezpieczenie przed przepływem zwrotnym. To zabezpieczenie przed przepływem zwrotnym składa się zwykle z kulistego korpusu uszczelniającego, któiy przez śrubową sprężynę dociskową dociskany jest do krawędzi uszczelniającej, która umieszczona jest we wkręcanej tulei, i prowadzi do wnętrza rury nasycającej.

Na drugim końcu rury nasycającej znajduje się odcinek z gwintem zewnętrznym, na który nakręcony jest kołpak posiadający przelot od strony dna. Za pomocą tego kołpaka, do strony czołowej rury nasycającej dociskanajest szczelnie płytka bezpieczeństwa.

Jeżeli rura nasycająca ma być przedłużona, to za pomocą gwintowanego króćca dw_ukielichowego na rurę nasycającą nasadzona zostaje rura iniekcyjna jako przedłużenie, przy uszczelniającym zamocowaniu płytki bezpieczeństwa.

W środkowym obszarze wzdłużnym rura nasycająca otoczona jest przez wąż rozprężny. Końcowe odcinki węża rozprężnego zamocowane są szczelnie na obwodzie rury nasycającej, za

171 351 pomocą np. pierścieni zaciskowych. Pośrodku, pomiędzy odcinkami końcowymi węża rozprężnego, znajdują się w ścianie rury nasycającej otwory poprzeczne, których promieniowo na zewnątrz położone wyloty przykryte są elastycznym pierścieniem uszczelniającym.

Podczas przebiegu iniekcji sonda nasycająca wsuwana jest najpierw aż do przewidzianej głębokości w uprzednio utworzony odwiert. Następnie do sondy nasycającej doprowadzony zostaje płyn nasycający. Ponieważ płytka bezpieczeństwa, na końcu rury nasycającej przeciwnym do doprowadzania, uniemożliwia wychodzenie płynu nasycającego do odwiertu, płyn nasycający przepływa przez poprzeczne otwory pod nałożonym pierścieniem uszczelniającym, do przestrzeni pierścieniowej pomiędzy mrą nasycającą i wężem rozpręznym. Wskutek tego wąż rozprężny zostaje szczelnie dociśnięty do ściany odwiertu i w ten sposób sonda zostaje zamocowana w odwiercie. Przy dalszym zwiększaniu ciśnienia w rurze nasycającej płytka bezpieczeństwa ulega zniszczeniu a płyn nasycający przenika do odwiertu oraz w położone za nim szczeliny i pęknięcia górotworu lub muru. Elastyczny pierścień uszczelniający wokół zewnętrznego obwodu otworów poprzecznych uniemożliwia przepływ zwrotny płynu nasycającego z pierścieniowej przestrzeni pomiędzy wężem rozprężnym i rurą nasycającą, zapewniając w ten sposób zamocowanie sondy nasycającej w odwiercie.

Problemem występującym w znanych sondach nasycających jest to, że prawidłowe umieszczenie płytki bezpieczeństwa na stronie czołowej rury nasycającej musi być dokonywane ręcznie. W następstwie tego szczelne położenie płytki bezpieczeństwa zależy wyłącznie od troskliwości i zręczności montera. Ręczna praca związanajest przy tym z dużym nakładem czasu zwiększającym koszty wytwarzania. Należy również zauważyć, że kołpak gwintowany stanowi element precyzyjny, który zwłaszcza ze względu na gwint wewnętrzny, podraża wykonanie.

Wychodząc z sondy nasycającej opisanej w części przedznamiennej zastrzeżenia 1, wynalazek ma za zadanie takie jej usprawnienie, aby montaż płytki bezpieczeństwa mógł być zautomatyzowany w sposób korzystny ekonomicznie.

Rozwiązanie tego zadania według wynalazku zawarte jest w cechach znamiennych podanych w zastrzeżeniu 1.

Według tego ustalenie położenia płytki bezpieczeństwa następuje nie od strony czołowej rury nasycającej, lecz na płaszczyźnie pierścieniowej, przy wewnętrznym końcu końcowego odcinka wzdłużnego, o średnicy większej niż średnica kanału wzdłużnego w rurze nasycającej. Zastosowany jest do tego zwykły pierścień ustalający ukształtowany cylindrycznie wewnątrz i od strony zewnętrznej, który osadzony jest we wzdłużnym odcinku i dociska płytkę bezpieczeństwa do powierzchni pierścieniowej.

Podczas montażu, płytka bezpieczeństwa i pierścień ustalający mogą być kolejno, w sposób zautomatyzowany, osadzone we wzdłużny odcinek i odpowiednio zamocowane.

Ostra krawędź wewnętrzna pierścienia ustalającego, przylegająca do płytki bezpieczeństwa ma na celu to, aby przy zwiększającym się ciśnieniu we wnętrzu rury nasycającej, docisnąć płytkę bezpieczeństwa do tej krawędzi działającej jako krawędź tnąca i zniszczyć ją, gdy tylko określony opór zostanie pokonany. Wielkość średnicy wewnętrznej pierścienia ustalającego zależy od żądanego, w danym przypadku, ciśnienia rozrywającego płytki bezpieczeństwa względnie żądanej wielkości przepływu płynu nasycającego.

Korzystne wykonanie rozwiązania według wynalazku określają cechy zastrzeżenia 2 przez stożkowe ukształtowanie zewnętrznego obwodu swobodnego końca rury nasycającej zwęża się on w kierunku strony czołowej tak, że końcowy odcinek rury nasycającej wystający ponad pierścień ustalający, posiada niewielką grubość ściany. Może być więc ona bez trudności zagięta do wnętrza, za pomocą odpowiedniego narzędzia. W ten sposób pierścień ustalający dociśnięty jest do płytki bezpieczeństwa a ta do powierzchni pierścieniowej. Z powodu takiego współosiowego zamocowania pierścienia ustalającego i płytki bezpieczeństwa względem powierzchni pierścieniowej, zapewnione jest bardzo dobre uszczelnienie dla płynu nasycającego podczas doprowadzania go pod ciśnieniem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój wzdłuzny sondy nasycającej, fig. 2 - sondę nasycającą z fig. 1 z nasadzoną rurą iniekcyjną, częściowo w widoku, częściowo w pionowym przekroju wzdłużnym, fig. 3 - końcowy odcinek rury nasycającej, od strony górotworu, w pionowym

171 351 przekroju wzdłużnym, w układzie rozstrzelonym, oraz płytkę bezpieczeństwa i pierścień ustalający, fig. 4 - końcowy odcinek rury nasycającej w powiększonym pionowym przekroju wzdłużnym, oraz płytkę bezpieczeństwa i pierścień ustalający z fig. 4, w stanie zestawionym, a fig. 5 przedstawia również w pionowym przekroju wzdłuznym, widok z fig. 4, po ustaleniu położenia pierścienia ustalającego i płytki bezpieczeństwa.

Na fig. 1 i 2 przedstawiona jest sonda nasycająca 1 znajdującą zastosowanie np. do umacniania górotworu w górnictwie podziemnym do uszczelniania szczelin i pęknięć w górotworze, podczas którego poprzez sondę nasycającą 1 w góiotwór wstrzykiwany jest płyn nasycający, np. zawiesina cementowa.

Sonda nasycająca 1 zawiera stalową rurę nasycającą 2, która na obu końcach 3. 4 posiada gwint zewnętrzny 5,6. Gwint zewnętrzny 5 na końcu doprowadzającym 3 służy do zamocowania bliżej nie pokazanego węża lub rury, poprzez którą płyn nasycający doprowadzany jest do rury nasycającej 2.

W koniec doprowadzający 3 wkręcona jest tuleja 7 i ustalona w tym położeniu. W wewnętrznym końcu kanału 8 przechodzącego przez tuleję 7 znajduje się pierścieniowa krawędź uszczelniająca 9, do której przez naciskową sprężynę śrubową 11, dociskany jest element uszczelniający 10 o kształcie kulistym. Naciskowa sprężyna śrubowa 11, poprzez pierścieniowy odcinek końcowy 12 wspiera się o pierścieniowe zgrubienie 13 w kanale wzdłużnym 14 rury nasycającej 2. Pierścieniowe zgrubienie 13 utworzone jest przez pierścieniowe wyprasowanie materiału ze ściany 15 rury nasycającej 2. Przez to na obwodzie rury nasycającej 2 powstaje obwodowy rowek 16.

Gwint zewnętrzny 6 na drugim końcu 4 rury nasycającej 2, od strony górotworu, służy, jak widać to z fig. 2, do umocowania rury iniekcyjnej 17 stanowiącej przedłużenie rury nasycającej 2. W tym celu koniec 18 rury iniekcyjnej, zwrócony do rury nasycającej 2, posiada gwint zewnętrzny 19 tak, że za pomocą gwintowanego króćca dwukielichowego 20 rura iniekcyjna 17 może być szczelnie połączona z rurą nasycającą 2.

W końcu 4 rury nasycającej 2, zwróconym w stronę górotworu, znajduje się cylindryczny odcinek przedłużający 21, którego średnic D jest większa od średnicy D1 kanału wzdłużnego 14 (fig. 3). Cylindryczny odcinek 14 oraz wzdłużny kanał 14 tworzą powierzchnię pierścieniową 22, która, jak widać z fig. 1 do 5, służy jako opora i powierzchnia uszczelniającą dla płytki bezpieczeństwa wykonanej z odpowiedniego materiału. Średnica D2 płytki bezpieczeństwa 23 odpowiada średnicy D cylindrycznego odcinka wzdłużnego 21.

Do uszczelniającego zamocowania płytki bezpieczeństwa 23 na pierścieniowej powierzchni 22 służy pierścień ustalający 24, którego średnica zewnętrzna AD tak dostosowana jest do średnicy D cylindrycznego odcinka wzdłużnego 21, że pierścień ustalający 24, z luzem na wsunięcie, może być osadzony w odcinku wzdłużnym 21. Długość L pierścienia ustalającego 24 jest mniejsza od długości L1 odcinka wzdłużnego 21, mierząc w stanie zamontowanym (fig. 3 i 4).

Średnica wewnętrzna ID pierścienia ustalającego 24 jest mniejsza od średnicy D1 kanału wzdłużnego. Wielkość średnicy wewnętrznej ID pierścienia ustalającego 24 zależy każdorazowo od żądanego ciśnienia rozrywającego płytki bezpieczeństwa 23 względnie od żądanej ilości przepływu płynu nasycającego. W każdym przypadku krawędź wewnętrzna 25 pierścienia ustalającego 24 przylegająca do płytki bezpieczeństwa 23 rna ostre krawędzie.

Zakończenie 4 rury nasycającej 2 zwrócone w stronę górotworu, na obwodzie cylindrycznego odcinka wzdłużnego 21 wykonane jest stożkowo. Wskutek tego rura nasycająca 2 od strony czołowej pierścienia ustalającego 24 ma odcinek końcowy 26 o znacznie zmniejszonej grubości ścianki (fig. 4 i 5), co pozwala, aby po zautomatyzowanym osadzeniu płytki bezpieczeństwa 23 i pierścienia ustalającego 24 w cylindrycznym odcinku wzdłużnym 21, zgodnie z fig. 4, ten końcowy odcinek 26 zagiąć do środka za pomocą odpowiedniego narzędzia, w i ten sposób docisnąć pierścień ustalający 24 do płytki bezpieczeństwa 23 a płytką bezpieczeństwa 23 docisnąć szczelnie do powierzchni pierścieniowej 22.

W środkowym odcinku wzdłużnym rura nasycająca 2 otoczona jest wężem rozpręznym 27 (fig. 1 i 2). Wąż rozprężny 27 dociskany jest szczelnie przy swych odcinkach końcowych 29, do zewnętrznej powierzchni 30 rury nasycającej 2, przy użyciu pierścieni zaciskowych 28. W ten sposób pomiędzy wężem rozprężnym 27 i rurą nasycającą 2 utworzona jest przestrzeń pierś171 351 cieniowa 31. Przestrzeń pierścieniowa 31 połączona jest z kanałem wzdłużnym 14 przez poprzeczne otwory 32 w ścianie 15 rury nasycającej 2. Wyloty poprzecznych otworów 32 do przestrzeni pierścieniowej 31 przykryte są elastycznym pierścieniem uszczelmaiącym 33 wykonanym z materiału gumopodobnego. Pierścień uszczelniający 33 umieszczony jest w obwodowym wgłębieniu 34 rury nasycającej 2, które wytworzone jest przez siłę działającą promieniowo tak, że w kanale wzdłużnym 14 powstaje przy tym pierścieniowe zgrubienie 35.

Po wprowadzeniu rury nasycającej 2 z fig. 1, w nie pokazany bliżej odwiert w zakładzie wydobywczym górnictwa podziemnego, do rury nasycającej 2 zostaje doprowadzony płyn nasycający poprzez zakończenie doprowadzające 3. Ponieważ płytka bezpieczeństwa 23 uniemożliwia przepływ płynu nasycającego, płyn ten, poprzez poprzeczne otwory 32, wchodzi do przestrzeni pierścieniowej 31 pomiędzy wężem rozprężnym 27 i rurą nasycającą 2, rozciągając przy tym pierścień uszczelniający 33, i dociskając wąż rozprężny 27 do ściany odwiertu. W ten sposób sonda nasycająca 1 zostaje zamocowana szczelnie w odwiercie.

Przy dalszym wzroście ciśnienia płynu nasycającego, płytka bezpieczeństwa 23 ulega zniszczeniu przy określonym ciśnieniu tak, że płyn nasycający może wtedy przedostawać się do górotworu przechodząc przez pierścień ustalający 24 do położonego za nim odcinka odwiertu. Wsteczny przepływ płynu nasycającego z przestrzeni pierścieniowej 31 uniemożliwiony jest przez pierścień uszczelniający 33.

L_^AM V

FIG.

JD


—jD2
~1 D ©0	f²¹

.21

FIG.4

171 351

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sonda nasycająca z rurą nasycającą i wężem rozprężnym, który swymi odcinkami końcowymi przylega szczelnie do rury nasycającej, która na swoim końcu posiada doprowadzenie płynu nasycającego z zabezpieczeniem przed przepływem zwrotnym, a na drugim końcu posiada płytkę bezpieczeństwa o ustalonym położeniu, zamykającą kanał wzdłużny w rurze nasycającej, przy czym przestrzeń pierścieniowa pomiędzy wężem rozprężnym i rurą nasycającą wypełniana jest przez płyn nasycający poprzez poprzeczne otwory w ścianie rury nasycającej, przykryte elastycznym pierścieniem uszczelniającym, znamienna tym, że płytka bezpieczeństwa (23) dociskanajest przez pierścień ustalający (24) do powierzchni pierścieniowej (22), która utworzona jest przez końcowy, cylindryczny odcinek wzdłużny (21) kanału wzdłużnego (14) w rurze nasycającej (2) posiadający większą średnicę (D), przy czym średnica wewnętrzna (ID) pierścienia ustalającego (24) jest mniejsza od średnicy (Dl) kanału wzdłużnego (14), a krawędź wewnętrzna (25) pierścienia ustalającego (24) przylegająca do płytki bezpieczeństwa (23). posiada ostre krawędzie.
2. Sonda nasycająca według zastrz. 1, znamienna tym, że wolny koniec (4) rury nasycającej (2) od strony obwodowej wykonany jest stożkowo, a pierścień ustalający (24) wykonany jako krótszy od końcowego odcinka wzdłużnego (21) kanału wzdłużnego (14), dociśnięty jest do płytki bezpieczeństwa (23) przez zagięcie krawędzi czołowych (26) rury nasycającej (2).