RU2039255C1

RU2039255C1 - Force member for breakage of monolithic objects

Info

Publication number: RU2039255C1
Application number: RU93020976A
Authority: RU
Inventors: Григорий Григорьевич Ткачук
Original assignee: Григорий Григорьевич Ткачук
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: force member for breakage of monolithic objects consists of end holders and hold-down nuts and sections of punch pair located between said holders and nuts along flexible expansion member. Punches in each section are installed to form cylinders with longitudinal inner channel for accommodation of flexible expansion chamber and radial expanding member. Each punch has radial recess enveloping projection of pair punch which is located along cylinder element. Installed inside chamber is wall with longitudinal groove on side surface of tie. Working fluid flows over-said groove to get into flexible expansion chamber. Force member has pipe union connected with hydraulic system, cone clamps with channel to pass working fluid and thread to connect tie ends. Tie has different-hand thread and splines at its end to take up clearance between longitudinal external parts of force member. Ends of flexible expansion chamber are tightly clamped between inner surface of end holder and outer cone surface of clamps. When working fluid is fed to flexible working chamber punches are moved apart in radial direction to break blast hole walls. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть применено для добычи природного камня, разлома негабаритов и валунов, разрушения монолитных массивов и конструкций. The invention relates to mining and construction and can be used for the extraction of natural stone, fracture of oversized and boulders, the destruction of monolithic massifs and structures.

Известно устройство для направленного разрушения монолитных объектов, включающее продольные распорные элементы, образующие цилиндр с продольной полостью, в которой размещена эластичная распорная камера. Для обеспечения плотного предварительного прилегания к поверхности шпура устройство имеет клиновые накладки на внешней поверхности распорных элементов и пружины [1] Недостатком устройства является неравномерность передачи разрушающих усилий на стенки шпура и как следствие неравномерность развития трещины. A device for the directed destruction of monolithic objects, including longitudinal spacer elements forming a cylinder with a longitudinal cavity, in which an elastic spacer chamber is located. To ensure a tight fit to the surface of the hole, the device has wedge linings on the outer surface of the spacer elements and springs [1] The disadvantage of this device is the uneven transmission of destructive forces to the walls of the hole and, as a consequence, the uneven development of the crack.

Известен силовой элемент для разрушения монолитных объектов, являющийся наиболее близким к предложенному и включающий секцию из продольно расположенных раздвижных пуансонов, образующих цилиндр с продольной полостью, в которой размещена эластичная распорная камера, стяжка, расположенная внутри последней, кольца из упругого эластичного материала, стягивающие пуансоны, торцевые обоймы и прижимные гайки [2] Недостатком известного устройства является неэффективная его работа в шпурах и скважинах, имеющих продольную кривизну из-за возможности заклинивания пуансонов, а также невысокая надежность из-за недостаточной герметизации концевых заделок эластичной распорной камеры, а также то, что необходимость выполнения выступов и пазов как на торцевых обоймах, так и на раздвижных пуансонах снижает технологичность выполнения силового элемента. A known power element for the destruction of monolithic objects, which is closest to the proposed one and includes a section of longitudinally arranged sliding punches forming a cylinder with a longitudinal cavity in which an elastic expansion chamber is placed, a screed located inside the latter, rings of elastic material, tightening punches, end clips and clamping nuts [2] A disadvantage of the known device is its inefficient operation in holes and wells having longitudinal curvature due to the possible splices jamming, as well as low reliability due to insufficient sealing of the end seals of the elastic expansion chamber, as well as the fact that the need to perform protrusions and grooves on both end clips and sliding punches reduces the manufacturability of the power element.

Целью изобретения является обеспечение эффективной работы силового элемента в шпурах с продольной кривизной, создание равномерно направленных разрушающих усилий на стенки шпура, и как следствие равномерное развитие трещин, повышение надежности работы за счет улучшения герметичности концевых заделок эластичной распорной камеры и повышение технологичности изготовления силового элемента. The aim of the invention is to ensure the effective operation of the power element in the boreholes with longitudinal curvature, the creation of uniformly directed destructive forces on the borehole walls, and as a result the uniform development of cracks, increased reliability by improving the tightness of the end seals of the elastic expansion chamber and increasing the manufacturability of the manufacturing of the power element.

Достигается это тем, что силовой элемент для разрушения монолитных объектов, включающий секцию из соединенной упругими эластичными кольцами пары пуансонов, имеющих пазы и выступы, и установленных с возможностью образования цилиндра, имеющего внутренний продольный канал, и раздвижки в радиальном направлении, эластичную распорную камеру, размещенную во внутреннем продольном канале цилиндра, стяжку с каналом подачи рабочей жидкости в эластичную распорную камеру, резьбу на концах стяжки, торцевые обоймы и прижимные гайки, штуцер для подачи рабочей жидкости, силовой элемент снабжен дополнительными секциями, установленными вдоль эластичной рабочей камеры и конусными зажимами, при этом паз каждого пуансона выполнен радиальным, а выступ расположен вдоль образующей, а конусные зажимы установлены с возможностью зажима концов эластичной распорной камеры между внутренней поверхностью торцевых обойм и наружной поверхностью конусных зажимов, кроме того канал для подачи рабочей жидкости стяжки может быть выполнен в виде канавки на ее боковой поверхности, резьба на ее концах выполнена противонаправленной, а на торцах стяжки выполнены шлицы, внутренняя поверхность торцевой обоймы выполнена конусной и имеет закругления в местах контакта с эластичной распорной камерой. This is achieved by the fact that the power element for the destruction of monolithic objects, including a section of a pair of punches connected by elastic elastic rings having grooves and protrusions, and installed with the possibility of the formation of a cylinder having an internal longitudinal channel, and sliding in the radial direction, an elastic expansion chamber placed in the inner longitudinal channel of the cylinder, a coupler with a channel for supplying working fluid to an elastic expansion chamber, threads at the ends of the coupler, end clips and clamping nuts, a supply fitting and working fluid, the power element is equipped with additional sections installed along the elastic working chamber and conical clamps, while the groove of each punch is made radial, and the protrusion is located along the generatrix, and the conical clamps are installed with the ability to clamp the ends of the elastic spacer chamber between the inner surface of the end clips and the outer surface of the conical clamps, in addition, the channel for supplying the working fluid of the screed can be made in the form of a groove on its side surface, the thread at its ends It is filled in the opposite direction, and slots are made at the ends of the screed, the inner surface of the end ring is conical and has rounded edges in contact with the elastic expansion chamber.

На фиг. 1 изображен силовой элемент, продольный разрез; на фиг. 2 раздвижные элементы, количество которых выбирается в зависимости от требуемой длины силового элемента; на фиг. 3 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 схема раздвижки пуансонов при подаче рабочей жидкости в эластичную рабочую камеру. In FIG. 1 shows a power element, a longitudinal section; in FIG. 2 sliding elements, the number of which is selected depending on the required length of the power element; in FIG. 3 a section along AA in FIG. 1; in FIG. 4 diagram of the expansion of the punches when applying the working fluid in an elastic working chamber.

Силовой элемент состоит из торцевых обойм 1 и 2 с прижимными гайками 3 и 4, конусных зажимов 5 и 6 с внутренней резьбой и каналом для прохода рабочей жидкости, стяжки 7 с канавкой 8, шлицами 9 и 10 на торцах и с левой и правой резьбой на концах для соединения с конусными зажимами 5 и 6, имеющими соответствующие резьбы. Стяжка 7 размещена внутри эластичной камеры 11, вдоль которой установлены секции 12, каждая из которых состоит из пары пуансонов 13, установленных с возможностью образования цилиндра с продольным внутренним каналом и возможностью радиальной раздвижки при заполнении рабочей камеры жидкостью и воздействия камеры на внутреннюю поверхность пуансонов. Каждый пуансон выполнен в виде части цилиндра, имеющей паз и выступ, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, а именно радиальный паз 14 и выступ, выполненный вдоль по образующей цилиндра и по периметру его боковой поверхности. В каждой секции глубина паза и ответного ему выступа выполнены равными, ширина паза равна ширине выступа, с условием обеспечения радиальной раздвижки. Каждая пара пуансонов стянута упругими эластичными кольцами 15, размещенными в кольцевых канавках. Стяжка 7 имеет на одном конце правую, а на другом левую резьбу. Конусные зажимы 5 и 6 также выполнены с противонаправленными резьбами для соединения с соответствующими концами стяжки. The power element consists of end cages 1 and 2 with clamping nuts 3 and 4, conical clamps 5 and 6 with internal thread and a channel for the passage of working fluid, couplers 7 with a groove 8, slots 9 and 10 at the ends and with left and right threads on ends for connection with conical clamps 5 and 6 having corresponding threads. The screed 7 is placed inside the elastic chamber 11, along which sections 12 are installed, each of which consists of a pair of punches 13 installed with the possibility of forming a cylinder with a longitudinal internal channel and the possibility of radial expansion when filling the working chamber with liquid and the chamber acts on the inner surface of the punches. Each punch is made in the form of a cylinder part having a groove and a protrusion located in mutually perpendicular planes, namely a radial groove 14 and a protrusion made along the generatrix of the cylinder and along the perimeter of its side surface. In each section, the depth of the groove and the protrusion corresponding to it are made equal, the width of the groove is equal to the width of the protrusion, with the condition of ensuring radial extension. Each pair of punches is pulled together by elastic elastic rings 15 located in the annular grooves. The coupler 7 has a right-hand thread at one end and a left-hand thread at the other. The cone clamps 5 and 6 are also made with anti-directional threads for connection with the respective ends of the screed.

Торцевые обоймы 1 и 2 имеют внутреннюю конусную поверхность с сужением, направленную в сторону пуансонов, и с закругленными кромками, контактирующими с эластичной распорной камерой, концы которой зажаты между внутренней конусной поверхностью торцевых обойм и наружной конусной поверхностью конусных стяжек, обеспечивая при этом надежную герметизацию концов эластичной распорной камеры. End rings 1 and 2 have an inner conical surface with a narrowing directed towards the punches, and with rounded edges in contact with an elastic spacer chamber, the ends of which are sandwiched between the inner conical surface of the end rings and the outer conical surface of the conical couplers, while ensuring reliable sealing of the ends elastic spacer chamber.

Прижимные гайки 3 и 4 имеют наружную резьбу для соединения с внутренней резьбой торцевых обойм и внутреннюю резьбу для соединения со штуцером 16 или заглушкой 17. Для разрушения мощных пластов силовые элементы можно собирать в гирлянду из двух и более силовых элементов, для чего они соединяются между собой с помощью короткой вставки, имеющей на концах штуцеры 16. При заполнении силового элемента рабочей жидкостью заглушка предварительно выворачивается для удаления воздуха. При сборке элемента стяжка 7, имеющая на торцах шлицы 9 и 10 с помощью левой и правой резьбы, обеспечивает регулировку расстояния между торцевыми обоймами 1 и 2, и выборку микрозазоров между сопрягаемыми плоскостями в поперечном относительно продольной оси силового элемента направлений торцевых обойм и секций, а также секций между собой, предотвращая выдавливание в эти микрозазоры эластичной распорной камеры. The clamping nuts 3 and 4 have an external thread for connecting with the internal thread of the end clips and an internal thread for connecting with the fitting 16 or plug 17. To destroy powerful layers, the power elements can be assembled into a garland of two or more power elements, for which they are interconnected with the help of a short insert with fittings 16 at the ends. When filling the power element with working fluid, the plug is first turned out to remove air. When assembling the element, the screed 7, which has slots 9 and 10 at the ends with the help of left and right threads, provides adjustment of the distance between the end clips 1 and 2, and the selection of micro-gaps between the mating planes in the directions of the end clips and sections transverse relative to the longitudinal axis of the power element, and also sections between each other, preventing squeezing into these micro-gaps of the elastic expansion chamber.

Силовой элемент работает следующим образом. Он устанавливается в шпур с ориентацией раздвижки пуансонов в сторону, перпендикулярную направлению раскола монолита. От шланга высокого давления рабочая жидкость поступает через штуцер 16, внутренний канал конусного зажима 5 и канавку 8 в эластичную распорную камеру 11, при расширении последней происходит раздвижка пуансонов в радиальном направлении. Так как выступы пуансонов ограничены при перемещении охватывающими плоскостями пазов, то раздвижка пуансонов осуществляется в диаметрально противоположных направлениях, оказывая разрушающее воздействие на стенки шпура или скважины. При сбросе давления в гидросистеме после образования трещины упругие эластичные кольца возвращают пуансоны в исходное положение. The power element operates as follows. It is installed in a hole with the orientation of the sliding of the punches to the side perpendicular to the direction of the split of the monolith. From the high-pressure hose, the working fluid flows through the nozzle 16, the inner channel of the conical clamp 5 and the groove 8 into the elastic spacer chamber 11, when the latter expands, the punches expand in the radial direction. Since the protrusions of the punches are limited when moving around the grooves of the grooves, the sliding of the punches is carried out in diametrically opposite directions, having a destructive effect on the walls of the hole or well. When the pressure in the hydraulic system is released after the formation of a crack, the elastic elastic rings return the punches to their original position.

Предлагаемый силовой элемент работает от подачи рабочей жидкости как от насоса с механическим, так и от насоса с ручным приводом, что дает возможность использования всей установки в полевых условиях. Количество подключаемых силовых элементов не ограничено, соединение элементов в гирлянду дает возможность снизить давление в гидросистеме. Комплект установки с ручным приводом насоса имеет малый вес, компактен и не требует разборки и монтажа при перемещении или изменении видов работ. The proposed power element operates from the supply of working fluid from both a mechanical pump and a hand-operated pump, which makes it possible to use the entire installation in the field. The number of connected power elements is not limited, the connection of the elements in a garland makes it possible to reduce the pressure in the hydraulic system. The installation kit with a manual pump drive is lightweight, compact and does not require disassembly and installation when moving or changing types of work.

Claims

1. POWER ELEMENT FOR DESTRUCTION OF MONOLITHIC OBJECTS, comprising a section of a pair of punches connected by elastic elastic rings having grooves and protrusions mounted with the possibility of forming a cylinder with a longitudinal internal channel and radial expansion, an elastic spacer chamber located in the internal longitudinal channel located inside the elastic chamber a coupler with channels for supplying working fluid into the chamber, characterized in that the power element is equipped with additional sections mounted elastically the spacer chamber, and cone clamps with a fluid passageway and a thread for connection to the screed, with each punch, the groove is made radial and placed with the protrusion of the pair of punch, and the protrusion is located along the generatrix, the conical clamps are installed with the ability to seal the ends of the elastic spacer chamber between the inner surface of the end clips and the outer surface of the cone clamps.

2. The element according to claim 1, characterized in that the thread at the ends of the screed is made oppositely directed, and slots are made at the ends of the screed, while the threads corresponding to the ends of the screed are made on the cone clamps.

3. The element according to claim 1, characterized in that the channel for supplying the screed working fluid is made in the form of a longitudinal groove on the side surface of the screed.