SU1723270A1 - Дизель-пробойник отверстий в грунте - Google Patents

Abstract

Использование: образование горизонтальных и наклонных отверстий в грунте. Сущность изобретени : дизель-пробойник содержит рабочий, направл ющий и упорный цилиндры, поршень, шабот, топливный насос, резервуар дл  топлива, вод ной насос , телескопический анкер и пробойник. Ударник выполнен в виде цилиндрического поршн  с. компрессионными кольцами и размещен в упорном цилиндре. Вод ной насос через обратный и предохранительный клапаны сообщен с подударниковой полостью . Телескопический анкер и пробойник расположены в наружной трубе. Ударные импульсы через ударник и воду в полости трубы передаютс  на пробойник. Под действием ударных импульсов пробойник образует отверстие в грунте под любым заданным углом при вертикальном расположении рабочего цилиндра. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к конструированию устройств дл  создани  горизонтальных и наклонных отверстий в грунте дл  различных целей в горном деле и строительстве .

Известны дизели-пробойники, выполненные на основе реактивных двигателей, на основе артиллерийских систем путем за- стреливани  снар дов в грунт, а также на основе активно-реактивных снар дов.

Перечисленные устройства работают на дорогом, опасном в обращении твердом топливе, в состав которого входит горючее и окислитель.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению  вл етс  устройство дл  создани  отверстий в грунте на основе трубчатого дизель-молота, который включает рабочий и направл ющий цилиндры , поршень, пусковое устройство, причем в рабочий цилиндр снизу свободно вставлен цилиндрический шабот, нижний торец

которого размещен на ударнике, а снаружи на рабочем цилиндре между выхлопными патрубками смонтированы топливный насос и резервуар дл  топлива, соединенные между собой топливопроводом.

Проведенные исследовани  показывают , что трубчатые дизель-молоты имеют самую высокую энергетическую эффективность, которую можно характеризовать удельным импульсом, представл ющим собой количество движени  (или мощность), создаваемое единицей массы топлива. Дл  них используетс  дешевое дизельное горючее, а окислителем служит воздух окружающей атмосферы. Причем они обеспечивают 60 ударов в минуту и, достигнув определенной глубины, могут быть выключены.

Однако устройство может создавать только вертикальные отверсти .

Цель изобретени  - повышение экономичности и производительности при создасл

С

v| N GO N3 vj О

нии горизонтальных и наклонных отверстий в грунте.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство , содержащее рабочий и направл ющий цилиндры, размещенный в них поршень, свободно установленный в рабочем цилиндре шабот, взаимодействующий с ударником, топливный насос и резервуар дл  топлива, размещенные снаружи на рабочем цилиндре между выхлопными патрубками и сообщенные между собой топливопроводом, снабжено упорным цилиндром с верхней частью, заглушенным торцом и четырьм  радиальными отверсти ми в боковой стенке, вод ным насосом, наружной трубой, телескопическим анкером и заостренным пробойником, наружди- аметр которого не меньше диаметра телескопического анкера, причем ударник выполнен в виде цилиндрического поршн  с компрессионными кольцами и размещен в упорном цилиндре с образованием под- ударниковой полости со стороны заглушенного торца, при этом упорный цилиндр установлен верхней частью к рабочему цилиндру соосно с последним, одно из отверстий в боковой стенке упорного цилиндра размещено в верхней части, три других отверсти  в боковой стенке упорного цилиндра размещены со стороны заглушенного торца и сообщены с подударниковой полостью , при этом одно из сообщенных с подударниковой полостью отверстий через обратный и предохранительный клапаны св зано с вод ным насосом, второе отверстие св зано с атмосферой дл  слива воды из подударниковой полости, при этом в наружной трубе размещены последовательно телескопический анкер и заостренный пробойник , а наружна  труба жестко закреплена в третьем отверстии, сообщенном с подударниковой полостью.

Размещение телескопического анкера с пробойником под углом к.вертикальной оси упорного цилиндра и использование воды дл  передачи ударной энергии пробойнику позвол ет использовать энергетически эффективный дизель-молот дл  создани  горизонтальных и наклонных отверстий в грунте методом прокола.

На чертеже изображен дизель пробойник , разрез.

Дизель-пробойник содержит рабочий 1 и направл ющий 2 цилиндры, поршень 3, пусковое устройство 4. В рабочий цилиндр 1 снизу свободно вставлен цилиндрический шабот 5, а снаружи на рабочем цилиндре 1 между выхлопными патрубками 6 смонтированы топливный насос 7 и резервуар 8 дл  топлива. Шабот 5 нижним торцом установлен на цилиндрический ударник 9 с компрессионными кольцами 10, который, в свою очередь, размещен в упорном цилиндре 11, имеющем нижний заглушенный торец. В

стенках упорного цилиндра 11 выполнены четыре радиальных отверсти : в верхней части - предохранительное отверстие 12, а в нижней части - отверстие 13, св занное через обратный 14 и предохранительный 15

0 клапаны с вод ным насосм 16, отверстие дл  слива воды (не показано) и отверстие 17, в котором жестко закреплена наружна  труба 18 анкера 19, выполненного в виде нескольких телескопически размещенных

5 одна в другой труб, концы которых снабжены выступами 20, вход щими в зацепление в процессе раздвижки труб. В центральной трубе 21 анкера 19 размещен цилиндрический снар д 22, соединенный по свободной

0 посадке с заостренным пробойником 23. диаметр которого не меньше наружного диаметра анкера 19. Все три отверсти  в нижней части упорного цилиндра 11 сообщены с подударниковой полостью 24.

5 Устройство работает следующим образом .

Упорный цилиндр 11 с цилиндрическим ударником 9 устанавливают на грунт 25 и закрепл ют его. При этом анкер 19 с заост0 ренным пробойником 23 направл ют на грунт 25, где необходимо проколоть отверстие . Сверху на цилиндрический ударник 9 устанавливают дизель-молот нижним торцом шабота 5. С помощью вод ного насоса

5 16 подают воду в подударниковую полость 24 и поднимают цилиндрический ударник 9 с дизель-молотом в крайнее верхнее положение , которое контролируетс  предохранительным отверстием 12.

0 Устройство готово к работе.

Дл  того, чтобы запустить дизель-молот , поршень 3 поднимают пусковым устройством 4 в верхнее положение. После того, как поршень 3 откроет выхлопные пат5 рубки 6. происходит наполнение рабочего цилиндра 1 свежей порцией воздуха. Поршень 3 автоматически расцепл етс  с пусковым устройством 4 и под действием собственной массы начинает падать. Не доход  до выхлопных патрубков 6, поршень 3

0 нажимает на приводной рычаг топливного насоса 7 и подает топливо в сферическое углубление шабота 5, причем топливо стекает в нижнюю часть сферы. При дальнейшем движении поршн  3 вниз выхлопные пат5 рубки 6 перекрываютс  компрессионными кольцами 10 поршн  3 и он сжимает воздух. Сжатие воздуха продолжаетс  до тех пор, пока сферическа  часть поршн  3 не ударит по сферической части шабота 5. Топливо,

наход щеес  в этот момент в сферической выточке шабота 5, от удара распыл етс , а воздух нагреваетс  до 750°С, в результате происходит самовоспламенение и сгорание топлива. Давление в конце сгорани  возра- стает до 8 МПа. Поршень 3 подбрасываетс  вверх силой расшир ющихс  газов. Выхлопные патрубки 6 открываютс , и отработанные газы выбрасываютс  в атмосферу . При дальнейшем движении поршн  3 вверх во внутренней полости рабочего цилиндра 1 создаетс  разрежение, в результате чего в нее поступает свежий зар д воздуха. Поршень 3 поднимаетс  до верхней мертвой точки и останавливаетс .

Далее цикл повтор етс  с периодичностью 60 ударов в минуту. Энерги , передаваема  заостренному пробойнику 23 телескопического анкера 19 через воду и цилиндрический ударник 9, складываетс  из энергии удара поршн  3, рабочего 1 и направл ющего 2 цилиндров по шаботу, а также энергии давлени  от вспышки топлива в рабочем цилиндре 1. При ударах о воду обратный клапан 14 преп тствует попаданию в вод ной насос 16 воды из подударниковой полости 24.

Энерги  ударов через воду передаетс  на торцы труб 21, цилиндрического снар да 22 и далее на заостренный пробойник 23, который внедр етс  в грунт 25. При этом раздвижка телескопического анкера 19 начинаетс  с внешних труб 21, так как диа- метр заостренного пробойника 23 превосходит наружный диаметр труб 21. После того, как цилиндрический ударник 9 достигнет крайнего нижнего положени , включаетс  вод ной насос 16 и цикл по- втор етс . После прокола отверсти  в грунте цилиндрический снар д 22 и трубы 21 с помощью троса собираютс  в исходное положение.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Дизель-пробойник отверстий в грунте, включающий рабочий и направл ющий цилиндры , размещенный на них поршень, свободно установленный в рабочем цилиндре шабот, взаимодействующий с ударником, топливный насос и резервуар дл  топлива, размещенные снаружи на рабочем цилиндре между выхлопными патрубками и сообщенные между собой топливопроводом, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности и производительности при формировании горизонтальных или наклонных отверстий, он снабжен упорным цилиндром с верхней частью, заглушенным торцом и четырьм  радиальными отверсти ми в боковой стенке, вод ным насосом, наружной трубой, телескопическим анкером и заостренным пробойником, наружный диаметр которого не меньше диаметра телескопического анкера, причем ударник выполнен в виде цилиндрического поршн  с компрессионными кольцами и размещен в упорном цилиндре с образованием подударниковой полости со стороны заглушенного торца, при этом упорный цилиндр установлен верхней частью к рабочему цилиндру соосно с последним, одно из отверстий в боковой стенке упорного цилиндра размещено в верхней части, три других отверсти  в боковой стенке упорного цилиндра размещены со стороны заглушенного торца и сообщены с подударниковой полостью , при этом одно из сообщенных с подударниковой полостью отверстий через обратный и предохранительный клапаны св зано с вод ным насосом, второе отверстие св зано с атмосферой дл  слива воды из подударниковой полости, при этом в наружной трубе размещены последовательно телескопический анкер и заостренный пробойник , а наружна  труба жестко закреплена в третьем отверстии, сообщенном с подударниковой полостью.