SU1024563A1 - Устройство дл разработки прочных грунтов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЧНЫХ ГPУHTpв: включающее трубчатый корпус с винтовым наконечником и двум  р дами верхних и нижних радиальных выхлопных отверстий, сообщенных через выполненные в виде поршней выхлопные клапаны г источником сжатого газа, отличающеес   тем, что, с целью повышени  эффективности работы устройства зй |счет обеспечени  оптимального момента запаздывани  выхлопа через нижние выхлопные отверсти , трубчатый корпус разделен на верхнюю и нижнюю полые секции, кажда  из которых снабжена воздуховодом, сообщающим ее с источником сжатого газа, при этом воздуховод нижней секции расположен соосно и внутри воздуховода верхней секции, жестко закреплен относительно трубчатого корпуса и имеет на верхнем конце обратный клапан и радиальные отверсти , а воздуховод верхней секции установлен в трубчатом корпусе с возможностью поворота относительно своей оси и имеет на нижнем конце винтовую нарезку, а на верхнем конце радиальные отверсти , причем каждый из поршней выхлопных клапанов установлен в соответствуюСО щей полой секции и делит ее на управл ющую и рабочую камеры, которые сообщены между собой посредством калиброванного канала, а верхний из поршней смонтирован в трубчатом корпусе посредством вертикальных нап1равл ющих и имеет винтовую йарезку, взаимодействующую с винтовой нарез- . кой воздуховода верхней секции.

Description

ел

00 ; Изобретение относитс  к строител ному и дорожному машиностроению, в частности к рабочим органам дл  послойного разрушени  массива прочног грунта при предварительной его разработке . Известно устройство дл  разрушен прочного грунта импульсами газа высокого давлени , содержащее, заглубл емый в грунт рабочий наконечник и соединенный с ним трубчатый корпус с емкостью дл  сжатого газа, котора через клапаны сообщена с подвод щей магистралью газа и с выхлопными отверсти ми в корпусе, наход щимис  вблизи наконечника t lНедостатком устройства  вл етс  невысока  производительность вследствие незначительной глубины рыхлени . Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  устройство дл  разработки прочных грун тов, включающее трубчатый корпус с винтовым наконечником и двум  р дами верхних и нижних радиальных выхлопных отверстий, сообщенных через выполненные в виде поршней выхлопные клапаны С источником сжатого газа 2. , Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  эффективность работы и высока - энергоемкость процесса разрушени  грунта. : Цель изобретени  - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечени  оптимального момен та запаздывани  выхлопа через нижни выхлопные отверсти . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  разработки прочных грунтов, включающем трубчатый корпус с винтовым наконечником и двум  р дами верхних и нижних радиальных выхлопных отверстий, сообщенных через выполненные в виде поршней выхлопные клапаны с источни ком сжатого газа, трубчатый корпус разделен на верхнюю и нижнюю полые секции, кажда  из которых снабжена воздуховодом, сообщающим ее с источ ником сжатого газа, при этом воздуховод нижней секции расположен соос но и внутри воздуховода верхней сек ции, жестко закреплен относительно трубчатого корпуса и имеет на верхнем конце обратный клапан и радиаль ные отверсти , а воздуховод верхней секции установлен в трубчатом корпусе с возможностью поворота относи тельно своей оси и имеет на нижнем конце винтовую нарезку, а на верхне конце радиальные отверсти , причем каждый из поршней выхлопных клапано установлен в соответствующей полой секции и делит ее на управл ющую и рабочую камеры, которые сообщены между собой посредством калиброван ного канала, а верхний из поршней смонтирован в трубчатом корпусе посредством вертикальных направл ющих и имеет винтовую нарезку, взаимодействующую с винтовой нарезкой воздуховода верхней секции. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство дл  разработки прочных грунтов; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. i; на фиг. 3 - узел I на фиг. I, на фиг. 4 - узел Tj на фиг. 1; на фиг. 5 - сзчение Ъ-Б на фиг. 11 на фиг. 6 - показано заглубление устройства в грунт; на фиг. 7 разрушени  грунта при выхлопе через верхние выхлопные отверсти ; на фиг. 8 - то же, при выхлопе через нижние выхлопные отверсти . Устройство дл  разрушени -прочного грунта включает винтовой накоцечник 1, трубчатый корпус 2, раздв ленный на нижнюю секцию 3 и верхнюю секцию 4.-Нижн   секци  состоит из ; управл ющей камеры 5 и рабочей камеры 6, разделенных выхлопным клапаном, выполненнЕдм в виде поршн  7, подпружиненного пружиной 8 и перекрывающего нижние выхлопные отверсти  9. Нижн   секци  сообщена с источником сжатого газа (не показан) через подвод щую магистраль 10, трехходовой кран 11, полость 12 в неподвижной втулке 13, воздуховод 14, который имеет на верхнем конце обратный клапан 15 и радиальные отверсти  16. Зазор между поршнем 7 и воздуховодом 14 образует калиброванный канал 17. В верхней секции 4.установлен выхлопной клапан в виде поршн  18, подпружиненного пружиной 19 и перекрывающего верхние выхлопные отверсти  20. П эршень 18 раздел ет секцию 4 на управл ющую камеру 21 и рабочую камеру 22. Верхн   секци  4 сообщена с источником сжатого газа через- воздуховод 23, именадий на верхнем конце радиальные отверсти  24 и впускные отверсти  25, а на нижнем конце винтовую нарезку 26. Поршень 18 смонтирован в трубчатом корпусе 2 посредством ве13тикальных направл ющих 27 и имеет винтовую нарезку 28, взаимодействующую с винтовой нарезкой воздуховода 23. Каме м 21 тл 22 сообщаютс  через калиброванный канал 29, образованный зазорами между поршнем 18 и направл ющими 27. Воздуховод 23 установлен соосно на воздуховоде 14 и имеет кольцевой выступ 30, взаимодействующий с трубчатым корпусом 2 через подшипники 31. Устройство работает следующим образом. При помощи привода (не показан) устройство заглубл ют в разрабатываемый грунт на заданную глубину. При этом выхлопные отвести  20 верхней секции внедр ют на глубину рыхлени , равную оптимальной глубинерых лени Иопг f аврклопные отверсти  9 нижней секции - наглубину, равную 2/1 Кран 11 соедин ет с магистралью 10 полость 12 неподвижной втулки 13. Под действием избыточного давлени  газа клапан 15 открываетс , и газ заполн ет нижнюю секцию 3. По возду ховоду 14 сжатый газ заполн ет управл ющую камеру 5, откуда по 1салиб рованному каналу 17 поступает в рабочую камеру б. Заполнение сжатым газом верхней секции происходит через отверсти  25 по воздуховоду 23. Из управл ющей камеры 21 сжатый газ .попадает в рабочую камеру 22 через калиброванный канал 29. При достижении заданного давлени  газа в верхней и нижней секци х полость 12 с помощью трехходового крана 11 сое дин ют с атмосферой. Давление в управл ющей камере 21 верхней части практически мгновенно падает до атмосферного , и поршень 18 под действием избыточного давлени  в рабочей камере 22 перемещаетс  вниз по направл ющим и открывает верхние выхлопные отверсти  20. Происходит истечение газа из рабочей камеры 22 (имитируетс  взрыв), и грунт, расположенный выше выхлопных отверстий 2 разрушаетс  (фиг. 7). Одновременно с перемещением поршн  18 вниз происходит вращение вокруг своей оси воздуховода 23, его радиальные отверсти  24 оказываютс  совмещенными с радиальными отверсти ми 16, и управл юща  Кс1мера 5 сообщаетс  с атмосферой. Поршень 7 под действием избыточного давлени  в рабочей камере б перемещаетс  вниз и открывает нижние выхлопные отверсти  9, через которые происходит истечение сжатого газа из рабочей камеры б. При этом разрушаетс  грунт расположенный над нижними выхлопными отверсти ми 9 (фиг. 8). При падении давлени  газа в рабочих камерах 22 и 6 пружина 19 и 8 возвращают в первоначальное положение поршни 18 и 7, а воздуховод 23, враща сь вокруг своей оси, устанавливаетс  в положении, при котором отверсти  16 и 24 вновь не совмещаютс . Цикл работы повтор етс . Промежуток времени между моментом истечени  сжатого газа из верхних выхлопных отверстий и моментом истечени  сжатого газа из нижних выхлопных отверстий определ ют (задают) величиной угла смещени  отверстий 25 и 16, т.е. углом об и углом подъема винтовой линии ) . Эффективность последовательного воздействи  на грунт импульсов сжатог о газа с заданным промежутком времени позвол ет снизить энергоемкость процесса разрушени  мерзлого грунта и повысить эффективность рабочего оборудовани  за счет использовани  эффекта взаимодействи  дина .тки импульсов. Врем  задержки между импульсами выбирают так, что в момент воздействи  на грунт нижнего газодинамического импульса грунт, разрушаемый верхним газодинамическим импульсом , находитс  в движении, т.е. под воздействием расшир ющихс  газов перемещаетс  вверх - в сторону свободной поверхности. Врем  задержки межДУ импульсаг ш подбирают таким образом , чтобы грунт, разрушенный нижним газодинамическим импульсом, приблизилс  по скорости движени  к скорости грунта, разрушенного верхним газодинамическим импульсом. В этом случае энерги  сжатого газа нижнего импульса не затрачиваетс  на подбрасывание .уже разрушенного верхним импульсом грунта. Кроме того, верхний импульс вызывает упругую деформацию нижних слоев рунта (граница упругой деформации рунта показана пунктирной линией на иг. 7), которые легко разрушаютс  1ижним импульсом с помощью дополниельной освобождаемой энергии упруой деформации.

15

ugj

l

Nj fl

%г7

Фаг 6

Фиг.Ь

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЧНЫХ ГРУНТОВ:, включающее трубчатый корпус с винтовым наконечником и двумя рядами верхних и нижних радиальных выхлопных отверстий, сообщенных через выполненные в виде поршней выхлопные клапаны с источником сжатого газа, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за (счет обеспечения оптимального момента запаздывания выхлопа через нижние выхлопные отверстия, трубчатый корпус разделен на верхнюю и нижнюю полые секции, каждая из которых снабжена воздуховодом, сообщающим ее с источником сжатого газа, при этом воздуховод нижней секции расположен соосно и внутри воздуховода верхней секции, жестко закреплен относительно трубчатого корпуса и имеет на верхнем конце обратный клапан и радиальные отверстия, а воздуховод верхней секции установлен в трубчатом корпусе с возможностью поворота относительно своей оси и имеет на нижнем конце винтовую нарезку, а на верхнем конце радиальные отверстия, причем каждый из поршней выхлопных g клапанов установлен в соответствующей полой секции и делит ее на управляющую и рабочую камеры, которые сообщены между собой посредством калиброванного канала, а верхний из поршней смонтирован в трубчатом корпусе посредством вертикальных направляющих и имеет винтовую йарезку, (взаимодействующую с винтовой нарез- . 'кой воздуховода верхней секции.

   ^rarns >