PL194115B1 - Element mocujący - Google Patents

Abstract

1.Element mocujacy, zwlaszcza stosowany wgórnictwie i/lub przy budowie tuneli, z cylin- drycznym korpusem ustalajacym, który posiada otwór wzdluzny, otwarty przynajmniej na koncu odwróconym od kierunku osadzania, w której znajduje sie zaprawa, przy czym korpus ustalaja- cy w koncowym obszarze w kierunku osadzania posiada przynajmniej jeden otwór przelotowy, który laczy otwór wzdluzny z zewnetrzna po- wierzchnia korpusu ustalajacego, znamienny tym, ze miedzy otworem przelotowym (5) a zapra- wa jest umieszczone urzadzenie mieszajace (8). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element mocujący, zwłaszcza do stosowania w górnictwie i/lub przy budowie tuneli.

Elementy mocujące jako takie są znane. Służą one do stabilizacji ścian pustek, przykładowo w tunelach, sztolniach i tym podobnych, a mianowicie w ten sposób, że warstwy górotworu, następujące kolejno po sobie w kierunku pionowym do ściany, są mocowane do siebie, przy czym w wielu przypadkach wychodzi się od tego, że warstwy, które w bezpośredniej bliskości ścian w następstwie wykonania pustki zmniejszają swoje właściwości mechaniczne, zwłaszcza swoją nośność, są mocowane na bardziej oddalonych, nieuszkodzonych warstwach górotworu.

Element mocujący wymienionego rodzaju jest przykładowo ujawniony w opisie US nr 4 055 051 i składa się z elementu rurowego, który na jednym końcu jest zaopatrzony w głowicę wiertniczą, a na przeciwległym końcu posiada elementy napędowe. Znany element mocujący jest częściowo wypełniony wewnątrz zaprawą. Przez głowicę przechodzi co najmniej jeden kanał wylotowy. Proces osadzania znanego elementu mocującego przeprowadza się w dwóch etapach. W pierwszym etapie element mocujący jest osadzany w podłożu, zwłaszcza w górze, przez przykładowo stosowany przyrząd wiertniczy. Urobiona przez głowicę wiertniczą kotwy wiertniczej na jej końcu od strony kierunku wiercenia i rozdrobniona skała jest odprowadzana przez umieszczone na głowicy wiertniczej otwory wylotowe i przestrzeń pośrednią między ścianami otworu wiertniczego a zewnętrznym obwodem elementu mocującego. W drugim etapie, na końcu odwróconym od kierunku osadzania jest przykładowo wtłaczany w kierunku osadzania tłok, który znajdującą się w elemencie mocującym zaprawę wyciska przez otwory wylotowe z elementu mocującego do otworu wiertniczego.

Niedogodnością tego znanego elementu mocującego jest to, że w procesie osadzania zaprawa ulega wymieszaniu dopiero w głowicy wiertniczej. Przy tym jakość przemieszania zależy od licznych warunków ramowych, jak przykładowo od prędkości obrotowej stosowanego przyrządu wiertniczego lub struktury podłoża. Jeżeli proces mieszania przebiega poza elementem mocującym, wówczas konieczne jest stosowanie dodatkowych etapów roboczych i przyrządów.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie elementu mocującego, który zapewnia dobre przemieszanie zaprawy w dowolnych warunkach ramowych.

Według wynalazku zadanie to rozwiązano dzięki temu, że między otworem przelotowym a zaprawą jest umieszczone urządzenie mieszające.

Dzięki temu, że w elemencie mocującym jest umieszczone urządzenie mieszające, możliwe jest zastosowanie nadających się do obliczenia warunków ramowych dla procesu mieszania. Tym samym zaprawa w stanie zmieszanym styka się z podłożem i ze zwiercinami. Dlatego nawet w przypadku zapraw krytycznych zbędne jest stosowanie dodatkowego urządzenia mieszającego na zewnątrz elementu mocującego. Ukształtowanie urządzenia mieszającego może być dopasowane z niewielkimi nakładami do odpowiednich wymagań stosowanej zaprawy. W odniesieniu do znanych rozwiązań, usytuowanie urządzenia mieszającego w otworze wzdłużnym nie wymaga żadnych zmian na powierzchni zewnętrznej elementu mocującego. Ponadto korzystne jest umieszczenie urządzenia mieszającego przed otworem przelotowym, ponieważ dzięki temu możliwy jest dopływ nie przemieszanej zaprawy do otworu wiertniczego.

Celowo urządzenie mieszające jest umieszczone zasadniczo współosiowo w otworze wzdłużnym, aby podczas procesu wytłaczania zapewnić optymalne przemieszanie zaprawy.

Korzystnie urządzenie mieszające posiada kanał mieszający, ukształtowany jako mieszarka statyczna, w celu ekonomicznego wytwarzania rozwiązania według wynalazku. Ponadto zastosowanie dynamicznego kanału mieszającego nie jest konieczne. W szczególnych przypadkach, zamiast kanału statycznego można stosować kanał dynamiczny.

Korzystnie kanał mieszający posiada kanały w rodzaju labiryntu, dające się połączyć z otworem przelotowym. Tę postać wykonania korzystnie stosuje się wówczas, gdy jeden ze składników jest umieszczony bez dodatkowego elementu ustalającego w otworze wzdłużnym elementu rurowego. Dzięki tej cesze uniemożliwione jest wypływanie wymienionego składnika z elementu mocującego przed procesem osadzania. Przykładowo kanały mogą być zamknięte, korzystnie aż do procesu osadzania, przez zamknięcie, otwierające się pod ciśnieniem. Zamknięcie to może mieć przykładowo postać folii wrażliwej na ciśnienie.

Korzystnie urządzenie mieszające jest przesuwne wzdłuż otworu wzdłużnego, w celu zapewnienia łatwego montażu urządzenia mieszającego. Ponadto ta postać wykonania umożliwia dopasoPL 194 115 B1 wanie urządzenia mieszającego, przykładowo przez wymianę, ewentualnie do szczególnych wymagań stosowanej zaprawy.

Celowo urządzenie mieszające na końcu odwróconym od kierunku osadzania posiada tłok uszczelniający otwór wzdłużny. Wtej ekonomicznie wytwarzanej postaci wykonania, urządzenie mieszające zawiera element uszczelniający otwór wzdłużny, przykładowo tłok uszczelniający. W stanie nie osadzonym tłok uszczelniający znajduje się między urządzeniem mieszającym a otworem przelotowym, a tym samym zamyka kanały. Wskutek nacisku stosowanego w procesie osadzania, urządzenie mieszające przesuwa się osiowo w kierunku osadzania wraz z tłokiem uszczelniającym w otworze wzdłużnym, aż do zderzaka. Wtym położeniu tłok uszczelniający znajduje sięna zewnątrz obszaru między urządzeniem mieszającym a otworem przelotowym i w tym położeniu urządzenia mieszającego i tłoka uszczelniającego kanały są połączone z otworem przelotowym.

Ponadto urządzenie mieszające pomiędzy tłokiem a kanałem mieszającym posiada komorę zbiorczą, dającą się połączyć z otworem przelotowym i połączoną z kanałem mieszającym. Tłok uszczelniający jest umieszczony przykładowo przy wykorzystaniu rozpórki w stałym odstępie od urządzenia mieszającego i dzięki temu powstaje komora zbiorcza dla przemieszanej zaprawy. Kanał mieszający urządzenia mieszającego jest połączony z komorą zbiorczą za pomocą otworu. W stanie nie osadzonym komora zbiorcza jest oddzielona za pomocą tłoka od otworu przelotowego. W stanie osadzonym komora zbiorcza jest połączona z otworem przelotowym, przykładowo, gdy otwór przelotowy leży bezpośrednio, przynajmniej częściowo obok komory zbiorczej. Tłok może posiadać również kanały łączące z otworem przelotowym.

Ponadto urządzenie mieszające, na końcu odwróconym od kierunku osadzania, posiada urządzenie przekłuwające. Dzięki temu również zaprawa, znajdująca się w torbie w postaci giętkiego węża, może być stosowana z elementem mocującym. Urządzenie przekłuwające może być wykonane z co najmniej jednego elementu przekłuwającego w rodzaju ostrza. Celowo urządzenie przekłuwające musi być dostatecznie ostro zakończone, aby przebić opakowanie otaczające zaprawę, a tym samym umożliwić wytłoczenie zaprawy z opakowania.

Celowo kanał mieszający promieniowo do otworu wzdłużnego posiada mniejszą powierzchnię przekroju poprzecznego od promieniowej powierzchni przekroju poprzecznego otworu wzdłużnego, wcelu zwiększenia prędkości przepływu przez kanał mieszający. Dzięki temu uzyskuje się lepsze przemieszanie zaprawy.

Urządzenie mieszające jest korzystnie wykonane z tworzywa sztucznego, aby było odporne na działanie zaprawy. Zamiast tworzywa sztucznego mogą być stosowane również inne materiały, odporne na działanie zaprawy. Ponadto również ścianki otworu wzdłużnego, które przykładowo są wykonane z metalu, mogą posiadać tuleję z tworzywa sztucznego lub powłokę z tworzywa sztucznego w celu ochrony przed zaprawą.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia element mocujący według wynalazku w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - przedstawiony na fig. 1 podczas procesu osadzania.

Na figurach 1 i 2 jest przedstawiony element mocujący według wynalazku z cylindrycznym korpusem ustalającym 1, który wewnątrz posiada otwór wzdłużny 22, zawierający wieloskładnikową zaprawę. Na końcu od strony kierunku osadzania, korpus ustalający 1 posiada głowicę wiertniczą 4, a na naprzeciwległym końcu - środek napędowy 3, ukształtowany jako profilowanie zewnętrzne 2.

Wykonany przykładowo z metalu korpus ustalający 1 posiada na końcu od strony kierunku osadzania jeden lub szereg otworów przelotowych 5, rozdzielonych równomiernie na obwodzie oraz zewnętrzne profilowanie 2 na całej długości. Zewnętrzne profilowanie 2 może być wytworzone przez walcowanie. W korpusie ustalającym 1 między zaprawą a otworami przelotowymi 5 jest umieszczone urządzenie mieszające 8.

Głowica wiertnicza 4 posiada stożkowy wierzchołek, który jest wyposażony w zdzierające elementy 6, zwłaszcza z twardego stopu. W celu przyjmowania zwiercin, średnica zewnętrzna głowicy wiertniczej 2 jest większa od średnicy elementu rurowego 1.

W otworze wzdłużnym 22 korpusu ustalającego 1na końcu odwróconym od kierunku osadzania zaprawa może być umieszczona między tłokiem wytłaczającym 13 a urządzeniem mieszającym 8.

W podstawionym przykładzie wykonania składnik zaprawy, przykładowo utwardzacz 14 jest umieszczony bez dodatkowego środka ustalającego w korpusie ustalającym 1, pozostałe składniki zaprawy mogą być przykładowo umieszczone dodatkowo w jednej lub szeregu toreb 21 w postaci giętkiego

PL 194 115B1 węża. Tym samym jest konieczne, aby tłoki wytłaczające 13 oraz urządzenie mieszające 8 szczelnie zamykały zaprawę w otworze wzdłużnym 22 korpusu ustalającego 1.

Urządzenie mieszające 8 posiada kanał mieszający, zwłaszcza mieszarkę statyczną 11, która jest osiowana przez dwa kołnierze 10 i 15, umieszczone na obu końcach kanału mieszającego, w otworze wzdłużnym 22 w korpusie ustalającym 1. W kierunku osadzania S do kanału mieszającego przylega tłok uszczelniający 20, który jest zaopatrzony w jedną lub szereg rozpórek 7, dzięki czemu zostaje utworzona komora zbiorcza 19. Kołnierz 10, odwrócony od kanału mieszającego w kierunku osadzania, posiada na swojej powierzchni urządzenia przekłuwające 9, które są doprowadzane do styku z torbą 21 w postaci węża, w celu przebicia jej podczas procesu osadzania, a tym samym umożliwienia wytłoczenia zaprawy, znajdującej się w torbie 21.

Podczas procesu osadzania, który jest przedstawiony zwłaszcza na fig. 2, środek mocujący jest wprawiany w ruch obrotowy i posuw osiowy, przykładowo za pomocą nie przedstawionego przyrządu wiertniczego. Głowica wiertnicza 2 wierci cylindryczny otwór wiertniczy 16, w którym umieszczony jest korpus ustalający 1 w podłożu 17. Gdy osiągnie się żądaną głębokość osadzania, wówczas za pomocą stosowanego mechanizmu wytłaczającego 15 tłok wytłaczający 13, odwrócony od kierunku osadzania, jest zasilany czynnikiem pod ciśnieniem, działającym w kierunku osadzania S, który powoduje nakłucie torby 21 w postaci węża, dzięki czemu znajdujący się w niej składnik zaprawy może wpływać przez otwór 12 do urządzenia mieszającego 8. Poprzez zaprawę 4, umieszczoną wewnątrz korpusu ustalającego 1, nacisk jest przenoszony dalej na tłok uszczelniający 20. Urządzenie mieszające 8 jest tak daleko przesuwane z tłokiem uszczelniającym 20w kierunku osadzania S, aż leży on całkowicie w obszarze ustalającym 23, a tym samym uwalnia otwory przelotowe 5. Dzięki urządzeniu mieszającemu 8 poszczególne składniki zaprawy zostają ze sobą zmieszane i przez otwarte otwory przelotowe 5 wpływają do otworu wiertniczego 16. Zaprawa znajduje się dalej pod ciśnieniem, wywieranym przez tłok wytłaczający 13, dzięki czemu wskutek działania ciśnienia rozdziela się ona równomiernie w przestrzeni pośredniej między ścianami wywierconego otworu 16 a zewnętrzną powierzchnią korpusu ustalającego 1.

Claims (10)

1. Element mocujący, zwłaszcza stosowany w górnictwie i/lub przy budowie tuneli, z cylindrycznym korpusem ustalającym, który posiada otwór wzdłużny, otwarty przynajmniej na końcu odwróconym od kierunku osadzania, w której znajduje się zaprawa, przy czym korpus ustalający w końcowym obszarze w kierunku osadzania posiada przynajmniej jeden otwór przelotowy, który łączy otwór wzdłużny z zewnętrzną powierzchnią korpusu ustalającego, znamienny tym, że między otworem przelotowym (5) a zaprawą jest umieszczone urządzenie mieszające (8).

2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) jest umieszczone zasadniczo współosiowo w otworze wzdłużnym (22).

3. Element według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) posiada kanał mieszający, ukształtowany jako mieszarka statyczna (11).

4. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że kanał mieszający posiada kanały w rodzaju labiryntu, połączone z otworem przelotowym.

5. Element według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) jest przesuwne wzdłuż otworu wzdłużnego (22).

6. Element według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) na końcu odwróconym od kierunku osadzania posiada tłok (20) uszczelniający otwór wzdłużny (22).

7. Element według zastrz. 6, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) pomiędzy tłokiem (20) a kanałem mieszającym posiada komorę zbiorczą (19), połączoną z otworem przelotowym (5) i połączoną z kanałem mieszającym.

8. Element według zastrz. 2 albo 4, albo 7, znamienny tym, że kanał mieszający urządzenia mieszającego (8, 11) posiada mniejszą powierzchnię przekroju poprzecznego od powierzchni przekroju poprzecznego otworu wzdłużnego (22).

9. Element według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) na końcu odwróconym od kierunku osadzania posiada urządzenie przekłuwające (9).

10. Element według zastrz. 1albo 2 albo 7, znamienny tym, że urządzenie mieszające (8) jest wykonane z tworzywa sztucznego.