SE531266C2 - Expansionsanordning för riktad kilformig spräckning av sten, berg, betong eller liknande material - Google Patents

Description

25 30 35 531 266 2 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en expan- sionsanordning för sprängning av fast material, såsom sten, berg, betong och liknande, vid vilken de ovan angivna nackdelarna inte föreligger och medelst vilken det följaktligen är möjligt att på ett snabbt, enkelt och billigt sätt vidga i sten, berg, betong eller liknande upptagna borrhål i sådan grad, att en ' sprängning av det borrhålen omgivande materialet åstadkommes och då med en riktad verkan. l patentskrift SE 8405218-2 finns beskrivet en anordning avsedd att spränga stenblock och berg, vilken är uppbyggd som ett cylindriskt rör med tvärs mot rörets längdriktning expanderbar vägg, med axiellt anordnade änd- partier, som hålles samman av ett inuti det cylindriska röret anordnat dragstag i form av en stång, ett rör eller en wire. Dessutom är denna anordning också försedd med ett antal tätningselement för att täta den av det cylindriska röret mellan ändpartierna bildade tryckkammaren. Vid företagna prov har även den nackdelen framkommit, att den tryckkammaren bildande kapseln ofta går sön- der, speciellt när det spräckta materialet delar sig eller en bit av berget loss- nar och kapseln delvis frilägges och man bibehåller trycksättningen av kap- seln, för att bergmaterialet ska dela sig mer. Det har då visat sig att kapseln lätt sprängs sönder eftersom det omgivande materialet har försvunnit. I och med detta ökar kostnaderna eftersom kapseln måste bytas ut och dessutom uppstår ett miljöproblem eftersom det fluidum som används, ofta är olja, vilken vid kapselbrott rinner ut i naturen och innebär ett saneringsproblem för uppsamling av oljan. l patentskrift SU 1051 -269-A beskrivs en uppfinning som uppvisar två mjuka metalliska tryckytor som ska trycka mot borrhålets yta. I ändama finns ' två metallclips som är ämnade att få metallstavarna att återgå till sitt ur- sprungsläge efter att de har tryckts ut, man inser ganska snart att detta inte kommer att fungera eftersom metallstavarna efter att de har tryckts ut kommer att stanna i sitt böjda läge, då speciellt vid anslutningarna till clipsen.

Dessa problem löses genom att istället för återdragande clips så uppvisar den nya uppfinningen ett gummihölje applicerat runt om expanderkapseln som i samverkan med den ihoptryckta hydraulslangen som strävar efter att återgå till sitt ihoptryckta läge erhålles en sammandragande kraft som får expander- kapseln att återgå till sitt ursprungsläge. l stället för metallstavama i SU 1051-269-A uppvisar den nya uppfinningen, tryckytor av gummiliknande material som ej anses kunna bringas att stanna i ett expanderat arbetsläge annat än under belastning. « 10 15 20 25 30 35 53 'l 268 Redgörelse för upgfinningen y Vid föreliggande uppfinning används företrädesvis en konventionellt tillverkad armerad hydraulslang, ett element som väljes mot en trycktabell så att slangen motstår ett högre tryck än vad purnpanordningen som används vid arbete med denna slang kan avge. _ Uppfinningens särskilda kännetecken är att slangen är tillplattad på sin mittdel så att den uppvisar en eller flera tryckytor, i denna utföringsform är den utförd med två tryckytor och kallas härefter för slangelementet. l och med denna utplattade form har nu erhållits i det förut runda hålet och utanpå elementet en eller flera breda tryckytor som kan verka sett från längdaxeln, utåt och som utgör den riktade tryckande delen, Med den breda tryckytan får man ett högt tryck i initialskedet som sedan avtar allteftersom slangen återtar sin rundade form. Man erhåller även den fördelen att bero- ende på hur man applicerar kapseln i hålet kan få en riktad verkan. Fördelar- na med detta utförande är även att om man tillåter expansionsanordningen att sticka ut utanför ett borrhâl exempelvis om man har en lång expansions- anordning men ett grunt borrat hål, så kommer ändå maximal expansionskraft att uppnås I borrhålet genom att ett ändstycke ej reducerar sprängarean i hålet. Borrar man hålet rakt igenom exempelvis en sten och expansions- anordningen sticker ut på båda sidor om stenen så går ingen sprängkraft förlorad. i Vid tillverkning av ändarna på slangelementet, efter den utplattade delen, görs ändama e] längre än vad som erfordras för att kunna anbringa konventionella hydraulanslutningar på slangelementet.

Häri beskrivs nu hur en expansionsanordning kan utformas för att erhålla slangelementets tryckgivande del och l samverkan med lämplig ut- formning ge resultatet till en expansionsriktad anordning.

I ena änden på slangelementet anbringas en kopplingsanordning för det tillströmmande fluidet att kunna tränga in i slangelementets expansions- kammare, i slangelementets andra ände är anbringat en ändanslutning, i denna ändanslutning kan det lämpligen även vara ett hål för att kunna ansluta någon form av adapter så att ett eller flera expansionsriktande organ kan sammankopplas så att dessa i samverkan kan ge en lång tryckverkan exem- pelvis vid ett långt borrhâl eller sammankopplas i sidled. För att kunna använ- da endast ett expansionsorgan finns det en ändpropp som tillsluter expan- sionsorganet så att ingen fluid kan läcka ut. i 10 15 20 25 30 35 53'l 256 4 På slangelementets plana yttre ytor anbringas genom vulkning, eller på annat lämpligt sätt elliptiskt utformade organ så att elementet erhåller den form vilken den är avsedd att fä, i denna utföringsfonn uppvisar organen ellip- tisk form så att slutresultatet ger en rundad form att passa i ett borrhål. Runt om hela eller lämplig del av expansionsorganet anbringas lämpligen genom vulkning en expanderbar men även ett sammandragande hölje som i samver- kan med slangelementets. rörelse ska sammanhålla men även skydda och framförallt hjälpa till att expansionsorganet återgår tiil sin ursprungsform när trycket i slangelementets expansionskammare har upphört.

Figurbeskrivning En utföringsforrn av uppfinningen visas schematiskt i bifogade ritningar där, Fig. 1 är en snittvy sedd i expansionsanordningens längdaxel Fig. 2a är en snittvy i expansionsanordningens kortsida i e] trycksatt tillstånd Fig. 2b är en snittvy i expansionsanordningens kortsida i trycksatt tillstånd f Fig. 3 är en tredimensionell vy av slangelementet Fig. 4 är en tredimensionell snittdel av Fig. 3 Fig. 5 visar en uppförstorad snittvy av expansionsanordningens anslutningsdel, och Fig. 6 visar uppförstorad snittvy av expansionsanordningens ändanslutning Föredragna utföringsformer Fig. 1 visar i Iängssnitt ett med streckade linjer antytt borrhål B i berg R, och i vilket är delvis infört en expansionsanordning 1, omfattande ett slang- element 2, bestående av företrädesvis konventionell armerad hydraulslang som på sin mittdel i längsriktningen sett, är tillplattad så att den bildar en expansionskammare 3, vilken expansions-kammare 3 uppvisar en eller flera inre 14 tryckytor. Dessa breda tryckytor 14, som verkar utåt sett från slang- elementets 2 längdaxel, och som utgör den riktade tryckande delen av slang- elementet 2, ger ett högt tryck i initialskedet vilket sedan successivt avtar allt- eftersom slangelementet 2 återtar en rundad, väsentligen cylindrisk form.

Slangelementet 2, har i sin ena ände en kopplingsanslutning 5 ansluten till en ej visad tryckkälla från vilken fluid kommer in genom hålet 4, till expansions- kammaren 3, för att sedan stoppas upp av en kopplingsanslutning 6, som utgör det egentliga stoppet för fluiden, men som kan öppnas om en plugg 7a 10 15 20 25 30 35 531 265 5 avlägsnas från kopplingshålet 7. Detta ger möjlighet att ansluta fler än en expansionsanordning 1 i serie med varandra. Med en eller flera lämpliga kopplingsanordningar kan därmed en kedja av expansionsanordningar 1, bringas att samverka både i längdled och l sidled. På slangelementets 2 plana yttre ytor 13 (Fig 3) anbringas genom vulkning, eller på annat lämpligt sätt företrädesvis elliptiskt utformade tryckorgan 8 och 9 så att slangelemen- t tet 2 erhåller en form vilken nära ansluter till det borrhål B, där anordningen skall användas. l denna utföringsfomt uppvisar organen 8,9 en elliptisk form så att slutresultatet ger en rundad böjlig form att passa i ett borrhål som inte är absolut rakt. Konturen av anordningen kan även utföras i annan form om man önskar en applikation där det inte rör sig om ett runt borrhål. Expan- sionsanordningen kan exempelvis gjutas in på förhand i exempelvis betong.

Runt om hela eller en lämplig del av expansionsanordningen 1, an- bringas företrädesvis genom vulkning ett expanderbart men även samman- dragande hölje 10, som i samverkan med slangelementets 2, rörelse ska hålla samman men även skydda expansionsanordningen 1 och framför allt hjälpa till att bringa denna att återgår till sin ursprungsform när trycket i slang- elementets 2 expansionskammare 3 har upphört. Genom uppbyggnaden av expansionsanordningen 1. och att använda en armerad tryckslang som slang- element 2 vinner man även den fördelen att den del som befinner sig utanför kanten av stenens borrhål B trycksätts först eftersom motståndet i hålet är större än utanför hålet, vilket innebär att slangelementet 2 expanderar mer utanför hålkanten än innanför densamma tills slangelementets 2 armering 11 tar emot trycket. Expansionsanordningen 1 blir då större utanför hålet B i stenen än innanför och därmed uppnås en kilformad kraft mellan expansions- anordningen 1 och hålkanten. Denna fördel fördubblas om man låter expan- sionsanordningen sticka ut på båda sidor om ett genomgående hål istenen.

Figur 2a och 2b visar ett slangelement 2 i icke trycksatt respektive trycksatt tillstånd. Från figur 2a till figur 2b expanderas slangelementet från sin ocylindriska utgångsforrn, till en i trycksatt tillstånd huvudsakligen cylind- risk form.

En fortsatt delning av det spräckta materialet kan åstadkommas efter- som expansionen av kapseln kan fortsätta genom att hydraulslangen kan tillåtas att expandera tills det inre hålet är helt runt och när hålet i hydraul- slangen är helt runt kan slangen ej utvidgas mer eftersom hydraulslangens armeringar då håller emot det inre trycket. 10 15 531 266 l 6 De problem som beskrivits i samband med SE 8405218-2 elimineras genom föreliggande uppfinning i och med att expansionskapseln består av en konventionellt armerad hydraulslang, som är vald att motstå ett högre tryck än vad den pump som tillför tryckmediet kan alstra. Därmed bortfaller behovet av invändiga dragstag, eftersom armeringen i hydraulslangens vägg håller samman ändpartierna och med sina anslutningar vid båda ändar är tät utan att kräva extra tätningar.

Genom att tillåta att del av expansionsanordningen 1 hamnar utanför ett borrhål erhålles större expansionsverkan i borrhålet eftersom ett ändparti då ej kommer att reducera sprängarean.

Borrar man rakt igenom en sten kan man även tillåta att expansions- anordningen kan sticka ut på båda sidor eftersom ingen expansionskraft då går förlorad då inget ändstycke reducerar expansionsverkan.

Genom att använda konventionellt armerad tryckslang som slangele- ment 2 i expansionsanordningen 1, får man även den fördelen att man kan tillverka långa längder av expansionsanordningen 1, vilket gör det lätt att hantera expansionsanordningen eftersom den kan rullas upp för transport till nästa arbetsområde.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 531 266 PATENTKRAV

1. Anordning för riktad kilande sprängning av sten, berg, betong eller liknande material innefattande en i ett hål (B) i det fasta materialet (R) inskjut- eller inbäddbar expansionsanordning (1 ), omfattande ett slangelement (2), som vid sina ändar är tilislutet av anslutningar (5, 6), och i sitt inre bildar en expansionskammare (3), k ä n n e t e c k n a d d ä ra v att slangelementet (2) mellan dess anslutningar (5, 6) är tillplattat till en ocylindrisk form med åt- minstone en utvändig plan yta (13), och att minst ett tryckorgan (8, 9) finns applicerat utanför den eller de utvändiga plana ytoma (13), vilket eller vilka tryckorgan (8, 9) tillsammans med slangelementet före trycksättning av detta bildar en forrn väsentligen motsvarande formen hos hålet i det fasta materia- let, och vilka tryckorgan (8, 9) vid trycksättning av expansionskammaren (3) är anordnade att utöva en expanderande kraft i riktning tvärs mot hålets _ geometriska längdaxel, varvid expansionsanordningens slangelement (2), utgöres av en tryckslang med i slangväggen inbyggd arrnering (11), vilken begränsar slangelementets expansion till att .tillåta slangelementet (2) att expanderas från sin ocylindriskt, tillplattade utgångsforrn, till en i trycksatt tillstånd huvudsakligen cylindrisk form.

2. Anordning enligt patentkrav 1, i vilken expansionsanordningen har ett elastiskt hölje (10) anordnat att omsluta slangelement (2) och tryckorgan (8, 9), och att utöva en sammandragande kraft på slangelementet (2) efter det att trycksättningen av detta har upphört.

3. Anordning enligt patentkrav 1, i vilken slangelementets armering (11) utgör ett för expansionsanordningens ändanslutningar (5, 6) samman- hållande organ.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, i vilken slang- elementet (2) är flexibelt, och att tryckkropparna (8, 9) och/eller det elastiska höljet (1) är böjliga, för att tillåta införande av anordningen i annat än raka borrhål.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, där en av expan- sionsanordningens ändavslutningar (5) är försedd med en kopplingsnippel (4) för tillförsel till tryckmedium till expansionskammaren, varvid expansions- anordningens motsatta ändavslutning (6) är försedd med ett anslutningshàl (7) för att tillåta anslutning av flera expansionsanordningar (1) till varandra.