RU2125139C1

RU2125139C1 - Device for vertical driving in ground of metal structures, primarily pipes

Info

Publication number: RU2125139C1
Application number: RU97103909A
Authority: RU
Inventors: А.Я. Тишков; Л.В. Зимонин; Х.Б. Ткач; С.Я. Левенсон; Л.И. Гендлина; Б.Н. Смоляницкий; Ю.И. Еременко
Original assignee: Институт горного дела Сибирского отделения РАН
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: mining and construction industries. SUBSTANCE: this can be used for driving in ground such articles as supports and piles for construction purposes, and in driving pipes for recovery of mineral substances such as salt solutions, water, etc. Device has following components: coaxial body, circular striker, membrane secured over perimeter to body and creating working chamber in combination with body having openings for delivery and exhaust of compressed air, unit for fastening device to article being driven. Working chamber is divided into two spaces which are connected to each other through annular passage. Inlet opening permanently connects lower space of working chamber with compressed air supply line. Exhaust opening is located in upper space. Installed on cylindrical wall of body smaller diameter is spring-biased bush having circular protrusions. Diameter of upper circular protrusion is larger than smaller diameter of membrane. Diameter of lower circular protrusion is larger than diameter of annular sealing member. Aforesaid embodiment of device is simple in design and is of improved efficiency in process of sinking metal structures. EFFECT: higher efficiency. 8 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области горной и строительной технике и может быть использовано для забивания в грунт металлических конструкций (металлических опор, свай при строительстве, а также при геологоразведочных работах для добычи полезных ископаемых в виде жидкостных растворов, воды и т.п.). The present invention relates to the field of mining and construction equipment and can be used for driving metal structures into the ground (metal supports, piles during construction, as well as exploration for mining in the form of liquid solutions, water, etc.).

Известны выпускаемые фирмами Foraco (Франция) и Drill Sistems (Канада) буровые установки (см. , например, Г. Лоренц "Опыт применения воздуха для очистки забоя". Перевод N D-04245, М., 1982), содержащие виброударное устройство, расположенное в верхней части двойной бурильной колонны. При увеличении глубины бурения удлиняется колонна труб, что приводит к необходимости подъема виброударного устройства на соответствующую высоту. Это приводит, с одной стороны, к увеличению высоты направляющей бурильного станка, а с другой - к ухудшению передачи ударного импульса из-за прохождения его по более длинной бурильной колонне, что, в конечном счете, приводит к снижению производительности и повышению стоимости работ. Well-known drilling rigs manufactured by the firms Foraco (France) and Drill Sistems (Canada) (see, for example, G. Lorenz, “Experience in the use of air to clean the face. Translation N D-04245, M., 1982), containing a vibro-shock device located at the top of the double drill string. With an increase in drilling depth, the pipe string lengthens, which leads to the need to raise the vibro-shock device to an appropriate height. This leads, on the one hand, to an increase in the height of the guide of the drilling machine, and on the other hand, to a deterioration in the transmission of the shock pulse due to its passage along a longer drill string, which ultimately leads to a decrease in productivity and an increase in the cost of work.

Известен пневматический вибровозбудитель по авт. свид. СССР N 1519788, кл. B 60 B 1/18, Б.и. N 41, 1989, содержащий корпус с выполненными в нем отверстиями для впуска и выхлопа сжатого воздуха, закрепленную на корпусе манжету, связанный с последней посредством узла крепления ударник с кольцевым выступом и элемент периодического перекрывания выхлопного отверстия. Последний выполнен в виде - образной задвижки с отверстием в полке, обращенная к внутренней стенке корпуса поверхность которой выполнена в виде сектора, размещенного в пазах, выполненных на внутренней поверхности корпуса в виде радиальных выступов, и пружины возврата задвижки в исходное положение, или на ударнике выполнен дополнительный кольцевой выступ, расположенный параллельно основному, между которыми размещена полка - образной задвижки для возврата ударника в исходное положение. Пневматический вибровозбудитель предназначен для создания вертикальных импульсов, наносимых в торцовом направлении. Он не предназначен для забивания длинномерных конструкций с малой продольной жесткостью. Недостатком его также являются большие перетечки из пневмомагистрали в рабочую камеру, так как заслонка, управляющая впуском сжатого воздуха в рабочую камеру, размещена на поверхности с большим диаметром (диаметр заведомо больше диаметра ударника), то есть имеются посадочные зазоры, что повышает перетечки между камерами и снижает энергетические параметры вибровозбудителя. Это же усложняет его изготовление и повышает металлоемкость, так как радиальные размеры корпуса и заслонка превышают максимальный диаметр корпуса вибровозбудителя. Known pneumatic exciter according to ed. testimonial. USSR N 1519788, class B 60 B 1/18 B.I. N 41, 1989, comprising a housing with holes for inlet and exhaust of compressed air made therein, a cuff fixed to the housing, a cuff connected to the latter via an attachment point, a striker with an annular protrusion and an element for periodically blocking the exhaust opening. The latter is made in the form of a -shaped valve with an opening in the shelf, the surface of which faces the inner wall of the body in the form of a sector placed in grooves made on the inner surface of the body in the form of radial protrusions, and the spring of the valve to return to its original position, or on the hammer an additional annular protrusion located parallel to the main one, between which there is a shelf - shaped gate valve to return the drummer to its original position. Pneumatic vibration exciter is designed to create vertical impulses applied in the end direction. It is not intended for driving long structures with low longitudinal stiffness. Its disadvantage is also large overflows from the pneumatic line into the working chamber, since the damper controlling the inlet of compressed air into the working chamber is located on a surface with a large diameter (the diameter is obviously larger than the diameter of the hammer), i.e. there are landing gaps, which increases the overflow between the chambers and reduces the energy parameters of the vibration exciter. This also complicates its manufacture and increases metal consumption, since the radial dimensions of the housing and the damper exceed the maximum diameter of the exciter housing.

Известно также устройство для бурения скважин по авт. свид. СССР N 1318682, Кл. E 21 B 7/12, Б.и. N 23, 1987, содержащее ударный механизм, выполненный в виде кольцевого корпуса, в отверстии которого размещена забиваемая в грунт труба, кольцевого ударника, связанного с внутренними стенками корпуса, имеющими ступенчатую форму, посредством двух пар кольцевых упругих элементов, при этом ударный механизм имеет клапан, выполненный в виде упругого элемента с отверстием, и обратный клапан, установленные соответственно в камере холостого хода с возможностью перекрытия магистрали для отвода сжатого воздуха и в камере рабочего хода с возможностью перекрытия магистрали для подвода сжатого воздуха. Камера холостого хода связана с межтрубным пространством двойной бурильной колонны магистралью для отвода сжатого воздуха, причем площадь кольцевых упругих элементов и кольцевого ударника со стороны камеры холостого хода превышает площадь кольцевых упругих элементов и кольцевого ударника со стороны камеры рабочего хода. Недостатками рассматриваемого устройства являются сложность конструкции и связанная с этим низкая долговечность, повышенная сложность и дороговизна в эксплуатации. A device for drilling wells according to ed. testimonial. USSR N 1318682, Cl. E 21 B 7/12 B.I. N 23, 1987, comprising a percussion mechanism made in the form of an annular body, in the hole of which a pipe driven into the ground is placed, an annular percussion device connected to the body inner walls having a stepped shape by means of two pairs of annular elastic elements, wherein the percussion mechanism has a valve made in the form of an elastic element with a hole and a check valve installed respectively in the idle chamber with the possibility of overlapping the line for exhausting compressed air and in the working chamber with the possibility of overlapping mains for supplying compressed air. The idle chamber is connected to the annular space of the double drill string by a line for exhausting compressed air, and the area of the ring elastic elements and the ring drum from the side of the idle chamber exceeds the area of the ring elastic elements and the ring drum from the side of the working chamber. The disadvantages of this device are the design complexity and the associated low durability, increased complexity and high cost of operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству является пневмоударный механизм для забивания в грунт длинномерных стержней по авт. свид. СССР N 1307037, кл. E 02 D 7/10, 13/00, опубл. в Б.и. N 16, 1987, содержащий корпус с отверстиями и центральной трубкой для размещения забиваемого стержня, ступенчатый ударник с осевым каналом, превышающим наружный диаметр трубки, камеры рабочего и холостого хода, которые образованы стенками: корпуса и ударника (камера холостого хода) и корпуса, ударника и трубки (камера рабочего хода). The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a pneumatic impact mechanism for driving long rods into the ground according to ed. testimonial. USSR N 1307037, class E 02 D 7/10, 13/00, publ. in B.I. N 16, 1987, comprising a housing with holes and a central tube for accommodating a driven rod, a step striker with an axial channel exceeding the outer diameter of the tube, the working and idle chambers, which are formed by the walls of the body and striker (idle chamber) and the body, striker and tubes (travel chamber).

Недостатками описываемой конструкции являются ее сложность и связанная с этим низкая долговечность, повышенная сложность и дороговизна в эксплуатации. The disadvantages of the described design are its complexity and the associated low durability, increased complexity and high cost of operation.

Техническая задача предложенного решения заключается в упрощении конструкции при повышении эффективности забивания в грунт длинномерных конструкций за счет уменьшения количества рабочих камер и выполнения элементов конструкции более простых по конфигурации и меньших размеров. The technical task of the proposed solution is to simplify the design while increasing the efficiency of driving long structures into the ground by reducing the number of working chambers and making structural elements simpler in configuration and smaller in size.

Это достигается тем, что в устройстве для вертикального забивания в грунт металлических конструкций, преимущественно труб, содержащем коаксиальный корпус, кольцевой ударник, мембрану, закрепленную по контуру и корпусу и образующую совместно с последним рабочую камеру с окнами для подвода и выхлопа сжатого воздуха, узел крепления к забиваемой конструкции, согласно изобретению, кольцевой ударник размещен со стороны мембраны с возможностью перемещения мембраны в вертикальном направлении, при этом на цилиндрической стенке меньшего диаметра коаксиального корпуса установлена подвижная втулка с кольцевыми выступами, причем диаметр верхнего кольцевого выступа больше меньшего диаметра мембраны, а диаметр нижнего кольцевого выступа больше внутреннего диаметра кольцевого эластичного уплотнителя, при этом рабочая камера разделена на две полости, соединенные между собой кольцевым каналом, причем окно для подвода сжатого воздуха постоянно соединяет нижнюю полость рабочей камеры с пневмомагистралью, а окна для выхлопа сжатого воздуха размещены в стенке верхней полости рабочей камеры в верхнем кольцевом выступе подвижной втулки на расстоянии от продольной оси устройства, превышающем меньший диаметр мембраны. Такое выполнение устройство позволяет упростить его конструкцию за счет использования только одной рабочей камеры. This is achieved by the fact that in the device for vertical driving into the ground of metal structures, mainly pipes, containing a coaxial body, an annular impactor, a membrane fixed along the contour and the body and forming together with the latter a working chamber with windows for supplying and exhausting compressed air, an attachment unit to the hammered structure, according to the invention, the annular striker is placed on the side of the membrane with the ability to move the membrane in the vertical direction, while on the cylindrical wall of a smaller diameter A coaxial housing has a movable sleeve with annular protrusions, the diameter of the upper annular protrusion being larger than the smaller diameter of the membrane and the diameter of the lower annular protrusion larger than the inner diameter of the annular elastic seal, while the working chamber is divided into two cavities interconnected by an annular channel, the window for compressed air supply constantly connects the lower cavity of the working chamber with the pneumatic line, and the windows for the exhaust of compressed air are placed in the wall of the upper cavity of the working her camera in the upper annular protrusion of the movable sleeve at a distance from the longitudinal axis of the device in excess of the smaller diameter of the membrane. This embodiment of the device allows to simplify its design by using only one working camera.

Целесообразно подвижную втулку выполнять подпружиненной. Такое выполнение конструкции способствует ее упрощению, так как подвижность втулки осуществляется автоматически наиболее простыми средствами. It is advisable to move the movable sleeve spring-loaded. This design helps to simplify it, since the mobility of the sleeve is carried out automatically by the simplest means.

Целесообразно также меньшую ступень коаксиального корпуса использовать в качестве наковальни. Такое выполнение конструкции устройства также способствует ее упрощению и повышению эффективности работы за счет подачи ударного импульса забиваемому элементу через корпус. It is also advisable to use a smaller step of the coaxial housing as an anvil. This embodiment of the design of the device also contributes to its simplification and increase efficiency by supplying a shock pulse to the driven element through the housing.

Целесообразно подвижную втулку выполнять составной из двух элементов, при этом в верхней части каждого элемента выполнять кольцевой выступ, а под нижним элементом устанавливать пружину. Такое выполнение устройства упрощает его конструкцию, снижая динамические нагрузки на втулку, что повышает долговечность работы. It is advisable for the movable sleeve to perform a composite of two elements, with an annular protrusion in the upper part of each element, and a spring installed under the lower element. This embodiment of the device simplifies its design, reducing dynamic loads on the sleeve, which increases the durability of the work.

Окна для выхлопа сжатого воздуха в устройстве могут быть образованы лысками на периферийной поверхности верхнего кольцевого выступа подвижной втулки. Такое исполнение устройства упрощает его конструкцию и изготовление. Windows for exhausting compressed air in the device can be formed by flats on the peripheral surface of the upper annular protrusion of the movable sleeve. This embodiment of the device simplifies its design and manufacture.

Окна для выхлопа сжатого воздуха в устройстве могут быть образованы фигурными углублениями на периферийной поверхности кольцевого выступа подвижной втулки. Такое исполнение устройства одновременно повышает эффективность истечения сжатого воздуха из рабочей камеры, долговечность конструкции и улучшает герметичность рабочей камеры в нижнем положении ударника, что повышает давление сжатого воздуха в рабочей камере, а следовательно, повышается энергия удара. Windows for the exhaust of compressed air in the device can be formed by curly recesses on the peripheral surface of the annular protrusion of the movable sleeve. This embodiment of the device simultaneously increases the efficiency of the flow of compressed air from the working chamber, the durability of the structure and improves the tightness of the working chamber in the lower position of the hammer, which increases the pressure of the compressed air in the working chamber, and therefore, the impact energy increases.

Целесообразно ударник в устройстве размещать на забиваемой в грунт металлической конструкции. Такое выполнение устройства позволяет упростить его конструкцию и забивать в грунт прутковый элемент большего диаметра. It is advisable to place the hammer in the device on a metal structure to be driven into the ground. This embodiment of the device allows to simplify its design and hammer into the soil a rod element of a larger diameter.

Целесообразно также ударник размещать на меньшей ступени корпуса. Это способствует повышению надежности работы устройства, так как ударник движется по соосной ему направляющей, в то время как забиваемая конструкция может быть искривлена (не соосна). It is also advisable to place the hammer on a lower stage of the body. This helps to increase the reliability of the device, since the striker moves along its coaxial guide, while the hammered structure can be curved (not coaxial).

Предлагаемое устройство иллюстрируется примерами конкретного исполнения и чертежами, где показано на: фиг. 1 - устройство в продольном разрезе; фиг. 2 - устройство с составной втулкой; фиг. 3 - сечение Г-Г на фиг. 2; фиг. 4 - сечение Г-Г на фиг. 2 (второе исполнение). The proposed device is illustrated by examples of specific performance and drawings, where shown in: FIG. 1 - device in longitudinal section; FIG. 2 - device with a composite sleeve; FIG. 3 is a section GG in FIG. 2; FIG. 4 - section GG in FIG. 2 (second performance).

Устройство для вертикального забивания в грунт металлических конструкций, преимущественно труб, состоит из коаксиального корпуса 1, кольцевого ударника 2, зажимного узла (позицией не обозначен), имеющего подвижную втулку 3, закрепленную на корпусе 1. Большая 4 и меньшая 5 коаксиальные ступени корпуса 1 образуют рабочую камеру (позицией не обозначена), состоящую из полостей 6 и 7, соединенных между собой кольцевым каналом 8. Подвижная втулка 3 имеет внутреннюю коническую поверхность. A device for vertical driving into the ground of metal structures, mainly pipes, consists of a coaxial body 1, an annular drummer 2, a clamping unit (not indicated by the position), having a movable sleeve 3 mounted on the housing 1. The large 4 and smaller 5 coaxial steps of the housing 1 form the working chamber (the position is not indicated), consisting of cavities 6 and 7, interconnected by an annular channel 8. The movable sleeve 3 has an inner conical surface.

Меньшая ступень 5 коаксиального корпуса одновременно является наковальней. Верхняя полость 7 герметизирована мембраной 9, которая по периферии закреплена к большей ступени 4 коаксиального корпуса 1. На меньшей ступени 5 корпуса 1 установлена подвижная втулка 10. Она может быть выполнена цельной (фиг. 1) или составной, состоящей из двух элементов 11, 12 (фиг. 2). Подвижная втулка 10 имеет два кольцевых выступа 13, 14. Если подвижная втулка 10 выполнена составной (фиг. 2), то каждый из ее элементов 11, 12 имеет по одному кольцевому выступу 13 и 14 соответственно. Меньшая ступень 5 коаксиального корпуса 1 может иметь льцевой упор 15 (фиг. 2). На меньшей ступени 5 коаксиального корпуса 1 под подвижной втулкой 10 размещена пружина 16. На верхнем выступе 13 подвижной втулки 10 выполнены окна 17 для выхлопа сжатого воздуха. Они могут иметь форму отверстий (фиг. 1), либо могут быть образованы лысками 18 (фиг. 3) или фигурными углублениями 19 (фиг. 2, 4), выполненными на периферийной поверхности кольцевого выступа 13. Диаметр верхнего кольцевого выступа 13 подвижной втулки 10 больше меньшего диаметра мембраны 9. Ударник 2 может монтироваться на забиваемую в грунт конструкцию 20 (это может быть пруток или труба, используемые в качестве электрода заземления или инъектора, а также уголок или швеллер, используемые в качестве элементов подпорной стенки, микросваи и т.д.), что показано на фиг. 1, либо - на меньшую ступень 5 коаксиального корпуса 1 (фиг. 2). В последнем случае предусмотрена гайка 21, исключающая самодемонтаж ударника 2 при транспортировке. Ударник 2 может иметь цилиндрический выступ 22 (фиг. 2) или может быть выполнен без него (фиг. 1). Зажимной узел состоит из подвижной втулки 3, закрепленной на корпусе 1 гайкой 23. Внутри подвижной втулки 3 размещены три конусных клина 24, которые ограничены от выпадания накидной гайкой 25. Зажимной узел фактически представляет собой цанговое крепление. Впуск сжатого воздуха осуществляется через штуцер 26. В верхней части полости 6 над нижним кольцевым выступом 14 подвижной втулки 10 смонтирован кольцевой эластичный уплотнитель 27. The smaller step 5 of the coaxial housing is also an anvil. The upper cavity 7 is sealed with a membrane 9, which is peripherally fixed to the larger stage 4 of the coaxial housing 1. At the lower stage 5 of the housing 1, a movable sleeve 10 is installed. It can be made integral (Fig. 1) or composite, consisting of two elements 11, 12 (Fig. 2). The movable sleeve 10 has two annular protrusions 13, 14. If the movable sleeve 10 is made integral (Fig. 2), then each of its elements 11, 12 has one annular protrusion 13 and 14, respectively. The smaller step 5 of the coaxial housing 1 may have a face stop 15 (Fig. 2). At a lower stage 5 of the coaxial housing 1, a spring 16 is placed under the movable sleeve 10. On the upper protrusion 13 of the movable sleeve 10 there are windows 17 for exhausting compressed air. They can be in the form of holes (Fig. 1), or can be formed by flats 18 (Fig. 3) or curly recesses 19 (Fig. 2, 4) made on the peripheral surface of the annular protrusion 13. The diameter of the upper annular protrusion 13 of the movable sleeve 10 larger than the smaller diameter of the membrane 9. Drummer 2 can be mounted on a structure 20 driven into the ground (it can be a rod or pipe used as an earthing electrode or an injector, as well as a corner or channel used as elements of a retaining wall, micro pile, etc. .), so far ano FIG. 1, or - to a smaller step 5 of the coaxial housing 1 (Fig. 2). In the latter case, a nut 21 is provided, excluding the self-dismantling of the hammer 2 during transportation. The drummer 2 may have a cylindrical protrusion 22 (Fig. 2) or can be performed without it (Fig. 1). The clamping unit consists of a movable sleeve 3, fixed on the housing 1 by a nut 23. Inside the movable sleeve 3 there are three conical wedges 24, which are limited from falling out by a union nut 25. The clamping unit is actually a collet mount. Compressed air is drawn in through the nozzle 26. An annular elastic seal 27 is mounted in the upper part of the cavity 6 above the lower annular protrusion 14 of the movable sleeve 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Наиболее часто в строительстве забивают цилиндрические элементы конструкций (инъекторы, электроды заземления), поэтому в качестве примера их и рассмотрим. Забиваемую металлическую конструкцию 20 размещают в ударном устройстве, для чего предварительно откручивают накидную гайку 25. Конусные клинья 24, опустившись под действием своего веса, увеличивают диаметр проходного отверстия устройства. Пропустив вперед конец конструкции 20 закрепляют устройство на ней, зажимая гайкой 25 клинья 24. Для съема ударника 2 (фиг. 1) его монтируют со стороны мембраны 9. Обычно монтаж устройства на конструкцию осуществляют в горизонтальном положении, а затем устройство устанавливают вертикально в месте забивания конструкции в грунт. Most often in construction, cylindrical structural elements (injectors, grounding electrodes) are clogged, so we will consider them as an example. Hammered metal structure 20 is placed in the percussion device, for which they previously unscrew the union nut 25. The conical wedges 24, having lowered under the influence of their weight, increase the diameter of the passage of the device. Skipping forward the end of the structure 20, fix the device on it, clamping the wedges 24 with the nut 25. To remove the hammer 2 (Fig. 1), it is mounted from the side of the membrane 9. Typically, the device is mounted on the structure in a horizontal position, and then the device is installed vertically at the place of driving construction in the ground.

Ударник 2 под действием своего веса находится в нижнем положении, опираясь на меньшую ступень 5 коаксиального корпуса 1 (фиг. 1), либо на подвижную втулку 10 (фиг. 2). Пружина 16 сжата. Сжатый воздух по штуцеру 26 поступает в полость 6 и через кольцевой канал в полость 7. Мембрана 9 под действием веса ударника 2 перекрывает окна 17 (либо каналы, образованные лысками 18 или фигурными углублениями 19), так как ее меньший диаметр меньше минимального диаметра (расстояния), на котором выполнены окна 17 (указанные каналы) для выхлопа сжатого воздуха кольцевого выступа 13. Под действием давления сжатого воздуха в рабочей камере мембрана 9 деформируется в вертикальном направлении и, тем самым, поднимает ударник 2. Приобретенная ударником 2 кинетическая энергия такова, что он влезает на некоторую высоту. Высота подъема ударника 2 определяется расчетным путем и зависит от давления сжатого воздуха, диаметра мембраны и веса ударника. В начальный момент мембрана 9 сопровождает ударник 2. Герметизация рабочей камеры при этом не нарушается. Подвижная втулка 10 под действием пружины 16 поднимается вместе с мембраной 9 и ударником 2 до момента, когда нижний кольцевой выступ 14 упрется в кольцевой эластичный уплотнитель 27 (фиг. 1, 2 слева). Произойдет отсечение полости 7 от полости 6. Затем произойдет отрыв ударника от мембраны 9 и откроются окна 17 (указанные каналы) для выхлопа сжатого воздуха из рабочей камеры. Сжатый воздух через окна 17 для выхлопа сжатого воздуха или каналы между лысками 18 (фигурными углублениями 19) из полости 7 удалится в атмосферу. Если подвижная втулка 10 выполнена составной, то верхний ее элемент 11 подскочит на некоторую высоту относительно нижнего элемента 12, который будет ограничен в своем перемещении за счет того, что его кольцевой выступ 14 упрется в кольцевой эластичный уплотнитель 27. Таким образом, составная подвижная втулка 10 повышает эффективность работы устройства за счет более длительного воздействия сжатого воздуха на ударник 2 (через мембрану 9). Мембрана 9 начнет возвращаться в исходное положение за счет упругих свойств материала. Затем, воздействуя на подвижную втулку 10 (11, 12), она ее опустит на некоторую высоту. Так как высота подъема ударника 2 ограничена энергетическими возможностями ударного устройства, то гайка 21 (фиг. 2) должна быть размещена на высоте, большей высоты подъема ударника 2. В случае монтирования ударника 2 непосредственно на забиваемую в грунт металлическую конструкцию 20 (фиг. 1) длина не забитой части металлической конструкции должна превышать высоту подъема ударника 2. При опускании ударника 2 он приобретает кинетическую энергию и в конце своего пути удаояет либо по меньшей ступени 5 коаксиального корпуса 1 (фиг. 1) либо своим цилиндрическим выступом 22 - по подвижной втулке 10 (фиг. 2), которая в своем нижнем положении упирается в кольцевой упор 15 и передает ударный импульс через корпус 1 на забиваемую в грунт металлическую конструкцию 20. В нижнем положении подвижной втулки 10 (11, 12) ее кольцевой выступ 14 откроет кольцевой канал 8 и сжатый воздух из полости 6 корпуса 1 поступает в полость 7 и цикл повторится. The drummer 2 under the influence of its weight is in the lower position, relying on the lower stage 5 of the coaxial housing 1 (Fig. 1), or on the movable sleeve 10 (Fig. 2). Spring 16 is compressed. Compressed air through the nozzle 26 enters the cavity 6 and through the annular channel into the cavity 7. The membrane 9, under the action of the weight of the hammer 2, closes the windows 17 (or channels formed by flats 18 or shaped recesses 19), since its smaller diameter is less than the minimum diameter (distance ), on which the windows 17 (indicated channels) are made for the compressed air exhaust of the annular projection 13. Under the action of the compressed air pressure in the working chamber, the membrane 9 is deformed in the vertical direction and, thereby, raises the hammer 2. Acquired by the hammer 2 to the genetic energy is such that it climbs to a certain height. The height of the hammer 2 is determined by calculation and depends on the pressure of compressed air, the diameter of the membrane and the weight of the hammer. At the initial moment, the membrane 9 accompanies the hammer 2. The sealing of the working chamber is not violated. The movable sleeve 10 under the action of the spring 16 rises together with the membrane 9 and the hammer 2 until the moment when the lower annular protrusion 14 abuts against the annular elastic seal 27 (Fig. 1, 2 on the left). The cavity 7 will be cut off from the cavity 6. Then the striker will be torn off from the membrane 9 and windows 17 (indicated channels) will open for exhausting compressed air from the working chamber. Compressed air through the windows 17 for exhausting compressed air or the channels between the flats 18 (curly recesses 19) from the cavity 7 will be removed to the atmosphere. If the movable sleeve 10 is made integral, then its upper element 11 will jump to a certain height relative to the lower element 12, which will be limited in its movement due to the fact that its annular protrusion 14 abuts against the annular elastic seal 27. Thus, the composite movable sleeve 10 increases the efficiency of the device due to the longer exposure to compressed air on the hammer 2 (through the membrane 9). The membrane 9 will begin to return to its original position due to the elastic properties of the material. Then, acting on the movable sleeve 10 (11, 12), it lowers it to a certain height. Since the lift height of the hammer 2 is limited by the energy capabilities of the hammer, the nut 21 (Fig. 2) must be placed at a height greater than the lift of the hammer 2. In the case of mounting the hammer 2 directly on the metal structure 20 hammered into the ground (Fig. 1) the length of the non-clogged part of the metal structure must exceed the lift height of the hammer 2. When lowering the hammer 2, it acquires kinetic energy and at the end of its path hits either at least step 5 of the coaxial body 1 (Fig. 1) or its own drichny ledge 22 - on the movable sleeve 10 (Fig. 2), which in its lower position abuts against the annular stop 15 and transmits a shock pulse through the housing 1 to the metal structure 20 driven into the ground 20. In the lower position of the movable sleeve 10 (11, 12) its annular protrusion 14 will open the annular channel 8 and compressed air from the cavity 6 of the housing 1 enters the cavity 7 and the cycle will be repeated.

Предлагаемое устройство для вертикального забивания металлических конструкций за счет выполнения системы воздухораспределения на меньшей ступени коаксиального корпуса позволяет упростить конструкцию. Кроме того, устройство имеет повышенную эффективность работы за счет того, что подвижная втулка под действием сил инерции поднимается на большую высоту, герметизируя при этом рабочую камеру, что позволяет более длительное время воздействовать на ударник, забрасывая его на большую высоту. The proposed device for vertical clogging of metal structures due to the implementation of the air distribution system at the lower stage of the coaxial housing allows to simplify the design. In addition, the device has increased working efficiency due to the fact that the movable sleeve under the action of inertia rises to a greater height, thereby sealing the working chamber, which allows a longer time to act on the hammer, casting it to a greater height.

Claims

1. A device for vertical driving into the ground of metal structures, mainly pipes, containing a coaxial body, an annular drummer, a membrane fixed along the contour to the body and forming, together with the latter, a working chamber with windows for supplying and exhausting compressed air, an attachment point to the driven structure, characterized in that the annular striker is placed on the side of the membrane with the ability to move the membrane in the vertical direction, while on the cylindrical wall of a smaller diameter of the coaxial body and a movable sleeve with annular protrusions is installed, the diameter of the upper annular protrusion being larger than the smaller diameter of the membrane and the diameter of the lower annular protrusion larger than the inner diameter of the annular elastic seal, while the working chamber is divided into two cavities interconnected by an annular channel, and a window for supplying compressed air constantly connects the lower cavity of the working chamber with the pneumatic line, and the windows for compressed air exhaust are located in the wall of the upper cavity of the working chamber in the upper ring the protrusion of the movable sleeve at a distance from the longitudinal axis of the device in excess of the smaller diameter of the membrane.

2. The device according to claim 1, characterized in that the movable sleeve is spring loaded.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the smaller step of the coaxial housing is anvil.

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the movable sleeve is made up of two elements, while in the upper part of each element an annular protrusion is made, and a spring is installed under the lower element.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the windows for the exhaust of compressed air are formed by flats on the peripheral surface of the upper annular protrusion of the movable sleeve.

6. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the windows for compressed air exhaust are formed by shaped recesses on the peripheral surface of the annular protrusion of the movable sleeve.

7. The device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the drummer is placed on a metal structure driven into the ground.

8. The device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the drummer is placed on a lower stage of the housing.