SU974180A1 - Установка дл нагружени строительных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к строительству , в частности к установкам дл  строительных изделий, преимущественно на нарастающее динамическое давление , вызванное сейсмическим воздействием - сейсмическим колебанием поверхности земной коры.

Известна установка дл  нагружени  строительных изделий, включающа  корпус с камерой давлени  и взрывным устройством 1 .

Недостаток известного устройства заключаетс  в большой его.металлоемкости .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  установка дл  нагружени  строительных изделий, включающа  корпус , камеру давлени , нижнюю плиту с опорным контуром дл  установки испытуемого издели , верхнюю плиту с приспособлением дл  регулировки давлени  в камере и взрывное устройство 2 .

Недостаток устройства заключаетс  в невозможности достаточно быстро регу- лировать объем камеры давлени ,что ограЪичивает возможность использовани  устройства при моделировании различных видов нарастани  сейсмического воз-пействи .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.

Цель достигаетс  тем, что установка дл  нагружени  строительных изделий , включёцоща  корпус, камеру давлени , нижнюю плиту с опорным контуром дл  установки испытуемого издели , верхнюю плиту с приспособлением дл  регулировки давлени  в камере и

10 взрывное устройство, снабжена диафрагмой из эластичного материала, установленной между корпусом и нижней плитой, а приспособление дл  регулировки давлени  в камере вьтолиено в

15 виде заполненной низкомодульным материалом трубы с поршнем, при этом внутренний диаметр трубы равен внут- , реннему диаметру камеры давлени  и верхней плиты.

20

Поршень выполнен в виде надувной камеры из эластичного материала.

Установка снабжена диафрагмой из эластичного материала, установленной

25 между корпусом и верхней плитой.

Поршень выполнен с направл ющими крестообразного типа и установлен на верхней диафрагме.

Поршень снабжен регулируе1«л 1и

ЗА опорами. Поршень пропущен сквозь верхнюю диафрагму и оснащен кольцевым ножом, обращенным в сторону диафрагмы. Труба выполнена из отдельных теле скопнчески соедин емых между собой секций с уплотнительными кольцами, при этом нижн   подвижна  секци  сна жена регул торами перемещени . Труба выполнена в виде винтового сильфона с регул торами- перемещени  вкладок, обращенных внутрь. Регул торы перемещений.выполнены в виде ст жных болтов. Регул торы перемещени  выполнены а виде гидроцилиндров с кранами и гидроприводом. Регул торы перемещений выполнены в виде сильфонов с гидроприводом. На фиг. 1 схематично показана установка , разрез; на фиг. 2 - вариант установки с телескопической трубой; ia фиг. 3 - вариант установки, труба которой выполнена из сильфона; на фиг. 4 - установка с поршнем, оснащенным регулируемыми элементами; на фиг. 5 - то же, оснащенным кольцевым ножом; на фиг. б - то же, выполненным в виде надувной камеры; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 1, по  сн ющий конструкцию поршн ; на фиг. 8 - устройство узла I (фиг.2), вариант в виде талрепа; на фиг. 9 то же, вариант в виде гидропривода; на фиг. 10 - -вариант в виде сильфонного гидропривода; на фиг. 11 устройство узла II (фиг. 3). Устанрвка дл  нагружени  строительного издели  {фиг. 1) состоит из рамы 1, представл ющей собой ниж нюю плиту, на которой смонтирован опорный контур 2, служащий дл  уста новки испытуемого строительного издели , например фундаментной плиты 3 а над плитой 3 образована камера давлени  4 в виде цилиндра 5. Сверх ;цилиндр 5 закрыт плитой 6, выполнен ной в виде трубы 7, внутренн   полость 8 которой заполнена подвижной массой из низкомодульного материала например водой. Размер поперечного сечени  трубы 7 совпадает с попереч ным сечением камеры давлени  4. ,В нижней части трубы 7 установле поршень 9 и эластична  прорывна  диафрагма 10 из резины, служаща  дл того, чтобы вода в период подготовки не попала в камеру давлени  4, где расположено взрывное устройство состо щее, например, из пороха и тротила 11, отделенное от фундамент ной плиты 3 эластичной мембраной 12, Например, из резины или метешла создающей уплотнение между цилиндром 5, плитой 1 и испытуемой фундаментной плитой 3. Нижн   плита (рама 1) св зана совместно с цилиндром 5 и верхней плитой 6 болтами 13 с - гайкаю 14, при этом соединение может быть выполнено и другого типа, например, в виде охватывающих струбцин . Дл  того, чтобы во врем  работы поршень 9 не заклинило, он оснащен направл ющими 15, выполненными в виде крестовины. При этом поршень 9 совместно с эластичной прорывной диафрагмой опираетс  на опорные выступы 16, установленные внутри корпус 5 камеры давлени  4. Вариантом исполнени  предложенного устройства  вл етс  установка с телескопической трубой (фиг. 2). Дл  увеличени  импульса нарастани  давлени  в камере труба может быть выполнена телескопической в виде отдельных секций 18,17 и 19 установленных друг в друга, при этом между стенкс ш установлены уплотнитед ьные кольца 20 и 21, Секции оснащены регул торамификсаторами 22 и 23, закрепленными на корпусах секций и плите 6,. при этом на секци х и плите регул торыфиксаторы закреплены при помощи кронштейнов 24, 25 и 26.: При эхом регул торы-фиксаторы могут быть выполнены в виде талрепов , состо ищх из обоймы 27 и резьбовых проушин 28 и 29 с контргайками 30 и 31, а проушины закреплены на кронштейнах 24, 25 и 26 при помощи осей 32. В последующем варианте установки дл  нагружени  строительного издели  (фиг. 3, 4, 11) труба 7 выполнена в виде сильфона, например, винтового , при этом гофры 33 сильфонной трубы оснащены отбортовками 34, перекрывающими впадины 35 гофр 33, создава  относительно гладкую поверхность , котора  служит дл  облегчени  выброса подвижной массы - воды, заполн ющей трубу.и поршень 9. Вариант устройства регул торафиксатора (фиг. 10), служащего элементом дл  установки, выполнен в виде гидропривода, представл надего собой цилиндр 36, соединенный с плитой б при помощи кронштейна 24, оснащенного осью 32. Во внутренней полости 37 цилиндра 36 смонтирован поршень 30 со штоком 39, при этом шток 39 соединен с кронштейном 25 также при помощи оси 32. В верхней и нижней части цилиндр 36 имеет штуцера 40 и 41, оснащенные отсечными кранами 42 и 43, например, пробкового типа. Цилиндры 36 сведены в нижней и верхней части между собой трубопроводами (не показано ) , служащими дл  одновременного перемещени  штоков 39. Штуцера 40 и 41 св заны с насосами (не показано), служащими дл 

подачи жидкости как в надпоршневую поршень 39, так и подпоршневую полости .

Вариантом регул тора-фиксатора, 1преднаэначенным дл  установки,  вл етс  регул тор-фиксатор, вьтолненны в виде двух сильфонных приводов 44 и 45, разделенных соединительным фланцем 46.

Сильфонные приводы 44 и 45 выполнены в виде сильфонных баллонов, цилиндрические корпуса 47 которых представл ют собой сильфоны.

Соединительный фланец необходим дл  того, чтобы состыковать сильфоны , как баллоны, так как сильфоны относительно малых диаметров выпускаютс  промышленностью определенных размеров по длине/Внутри сильфонов по их оси установлены направл ющие цилиндры 48 и штоки 49, при этом на них смонтированы направл ющие отбойники 50j служащие дл  того, чтобы сильфонный цилиндр в процессе работы (перемещений) не имел бокового изгиба.

Торцы 51 и 52 цилиндрических корпусов оснащены также как и в npejcpaдущем варианте штуцерами 40 и 41 с отсечными кранами 42 и 43.

Варианте установки  вл етс  устройство (фиг. 4), где поршень установки оснгицен винтовыми регул торами , обеспечивающими регулирование объема камеры давлени .

Поршень 9 установки оснащен винтовыми приспособлени ми 53, например болтами, которые проход т через уплотн ющую прорывную диафрагму 10 и опираютс  на выступы 16 корпуса 5

Вариантом установки также  вл етс  приспособление дл  прорезани  диафрагмы (фиг. 5). На поршне 9 смонтирован кольцевой нож 54, служащий дл  прорезани  диафрагмы 10.

Последним вариантом  вл етс  уС тановка (фиг, б), где в качестве поршн  применена надувна  камера 55 например, из резины котора  служит одновременно и поршнем, и уплотнителем , и регул тором камеры давлени .

Установка (фиг. 1) работает следующим образом.

После установки строительного изд ЛИЯ 3, например фундаментной плиты на опорный контур 2 его закрывают тонкостенной эластичной мембраной 12 и на рс1му 1 монтируют цилин; 5, устанавливают взрывное устройство 11 и монтируют плиту 6,выполненную в виде трубы 7, предварительно установив прорывную диафрагму 10 из эласти ного материала, например резины и ст гивают болтами 13 с гайками 14, устанавливают поршень 9 и заполн ют полость 8 трубы 7- подвижной массой

из низкомодульного материала, например водой.

После проведени  монтажа установки производ т воспламенение взрывного устройства при помощи пиропатрона, электрозапала и пр. (не показано), выделившиес  газы создают давление по всей поверхности строительного издели  3 и одновременно прорывают диафрагму 10 и выбрасывают поршень 9

0 совместно с подвижной массой, например , водой из трубы 7.

При этом недостающее давление на строительное изделие соответствует нарастанию давлени  в фронте ударS ной волны, вызванной землетр сением, а спад давлени  обеспечиваетс  скоростью сброса подвижной массы, наход щейс  в трубе 7.

Увеличива  или уменьша  величину

0 подвижной массы, увеличива  или

уменьша  длину трубы, а также варьиру  массой взрывного устройства и его составом можно получить практически любой закон нарастани  и спада давлени  на строительное изделие.

Использование подвижной массы, кроме того, дает возможность значительно уменьшить толщину верхней плиты и тем самым сэкономить значительное количество металла при изготовлении крупногабаритных установок дл  испытани  строительных изделий с давлени ми внутри камеры давлени , соответствующим 12-и балс лам шкалы Рихтера.

Вариант устройства (фиг. 2) работает следующим образом. После определени  величины подвижной массы и длины ее пробега по трубе 7 устанавливгиот при помощи рех л торов-фикса торов 22 и 23 высоту трубы при поч«ощи вращени  рамок 27 с последующим закреплением гайками 30 и 31.

Монтаж строительного издели , взрывного устройства камеры давле5 ни  , ПОРШНЯ, трубы, з.аполнени  ее подвижной массой и воспламенени  взрывного устройства производ т с последующим получением результатов эксперимента.

0 В вариангге (фиг. 3 и 11) установка работает следующим образом. Ус|Тановка испытуемого издели , взрывного устройства, монтаж камеры и прочего производитс , как в первом

5 варианте.

Отличительной особенностью  вл етс  труба 7 выполненна  в виде сильфона , котора  при помощи регул то )ров-фиксаторов 22 и 23 устанавлива® етс  на определенный размер (оасчетный размер, который определен заранее ) . при этом труба 7Jвыполненна  из сильфона,либо сжимаетс , либо раст гиваетс , а отбортовки 37

Claims (12)

1. S гофр 33, перекрыва  полости 35 создают сравнительно гладкую поверхнос дл  прохода подвижной массы - воды совместно с поршнем при воздействии на поршень газов во врем  работы взрывного устройства. Преимущество трубы, выполненной из сильфона (при выполнении тех же задач) заключаетс  в том, что она не требует столь сложной механической обработки, как телескопическа  при создании уплотнений. Особенно это отражаетс  на сравнительно боль ших диаметрах, превьпиак дих метр и более. Вариант устройства (фиг. 10) работает следующим образом. При установке трубы 7 в заданный размер, т.е. телескопический,секций или сил фона, в верхний или нижний штуцер, соответственно 40 и 41 подаетс  раб ча  жидкость, котора  перемещает поршень 38 в заданном направлении, он в свою очередь перемещает шток 3 При установке секций трубы или сильфонной трубы в заданном положе НИИ перекрывают краны 42 и 43, создава  относительно жесткую замкнутую систему, так как рабоча  жидкость находитс  как в подпоршневом так и надпоршневом пространстве полости 37 и при сравнительно низких 1давлени х (до.50 атмосфер) практически не сжимаетс , Такое решение регул тора-фиксатора дл  установки дает возможность механизировать процессы настройки установки, что. повышает ее отдачу, так как уменьшаетс  подготовительно врем  дл  испытани  издели . Вариант устройства (фиг. 10) работает почти так же, как и предыдущие . При установке секционной трубы или сильфонной трубы в заданный размер в верхний и нижний штуцер 40 или 41 подаетс  или откачиваетс  ра боча  жидкость, котора , увеличива  сь в объеме, перемещает торцы 51 и 52 и совместно с ними штоки 49, при этом последние скольз т в нап .равл кнцих цилиндрах 48, тем самым обеспечива  заданный размер устано ки трубы. Такое выполнение регул тора-фик сатора дает возможность использоват выпускаемые промышленностью герметичные сильфоны, исключить протечк масла (рабочей жидкости) и значите но уменьшить затраты на изготовление приводов, так как дл  штоков и направл к дих могут быть использова станочные оборудовани  сравнительн малых размеров; Таким образом, мож получить высоконадежные и работосп собные элементы устройства при сра нительно малых затратах. Вариант установки (фиг. 4) работает следующим образом. После теоретического определени  объема камеры давлени  устанавливаетс  заданный объем путем вращени  винтовых приспособлений 53, например болтов, выворачива  их на необходимое рассто ние от торцовой поверхности поршн , устанавливают поршень на заданное рассто ние, опира  болты 53 на выступы 16 камеры давлени  4, Таким образом, можно получить изменение еще одного параметра, а именно изменение объема камеры давлени  и тем самьам повысить точность воспроизведени  нагрузки. Вариант установки (фиг. 5) работает следующим образом. При сгорании взрывного устройства , газы воздействуют на поршень 9, несущий по своей образующей кольцевой нож 54, который прорезает разрывную диафрагму 10, и в дальнейшем устройство работает на преодоление сил инерции воды. Такое техническое решение исключает параметр неопределенности при разрушении прорывной диафрагмы, так как.резина в различных услови х может быть разорвана при разных силовых величинах, и тем самым повышает точность технического результата. Вариант устройства (фиг. 6) работает следующим образом. после сборки установки и монтажа взрывного устройства устанавливают надувную камеру 56, например, из резины , подают в нее воздух через штуцер (не показано), надувна  камера заполн ет полость камеры давлени  и одновременно уплотн ет ее после чего производ т заливку воды в трубу 7. Подава  воздух в надувную камеру, можно получить практически любой объем камеры давлени  при надежном уплотнении. Такое решение дает возможность получить надежное уплотнение Кс1меры давлени  при любом измен емом объеме, а также предварительной величине нулевого давлени , необходимого дл  надежного показани  датчиков, измер ющих давлени  внутри камеры в момент работы. Формула изобретени  1. Установка дл  нагружени  строительных изделий, включающа  корпус, камеру давлени , нижнюю плиту с опорным контуром дл  установки испытуемого издели , верхнюю плиту с приспособлением дл  регулировки давлени  в камере и взрывное устройство, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, она снабжена диафрагмой из эластичного материала, установленной между корпусом и нижней плитойj а приспособление дл  регулировки давлени  в камере выполнено в виде заполненной низкомодульным материалом трубы с поршнем, при этом внутренний диаметр трубы равен внутреннему дис1метру камеры давлени и верхней плиты.
2. 2.Установка по п.1, о т л ич а ю ц а   с   . тем, что поршень выполнен в видё надувной камеры из эластичного маториала.
3. 3.Установка по п.1, отличающа  с   тем, что она снабжена диафр91гмой из эластичного материала , установленной между корпусом и верхней плитой.
4. 4. Установка по пп.1,иЗ,отли .чающа с  тем, что поршень выполнен с направл ющими крестообразного типа и установлен на верхней диафрагме.
5. 5.Установка по пп.1,3и4,отличающа с  тем. Что поршень снабжен регулируе1«лми опорами.
6. 6.Установка по пп.1,3,4 и 5,о тличающа с  тем, что поршень пропущен сквозь верхнюю диафрагму и оснащен кольцевым ножом, обращенным в сторону диафрагмы.
7. 7. Установка по п.1, о т л и чающа с  тем, что труба выпоиена из отдельных телескопически . соедин емых меткду собой секций с уплотнительными кольцами, при этом нижн   подвижна  секци  снабжена регул торами перемещени .
8. 8.Установка, по пЛ отличающа с  тем, что труба выполнена в виде винтового сильфона с регул торами перемещени .
9. 9.Установка по пп.1и8,отли0 чающа с  тем, что складки сильфона снабжены отбортовкш-ш, пере:крывающими впадины складок, обрагаен:ных внутрь.
10. 10.Установка по пп.1,7 и8,с т 5 личающа с  тем, что регул |торы перемещени  выполнены в виде ст жных болтов.
11. 11 Установка по пп. i,7и8,oтл и ч а ю щ а   с   тем, что регу0 л то1 л перемещений выполнены в виде гидроцилиндров с кранами и гидрощ)Нводом .
12. 12. Установка по пп. 1,7и8,отл и ч а ю щ ia   с   тем, что регуп торы перемещений выполнены в виде

    5 рильфонов с гидроприводом.

    Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

    1.Авторское свидетельство СССР №531061, кл. G 01 N 3/10, 1975.

    0

    2.Авторское свидетельство СССР f 769403, кл.- G 01 N 3/30, 1978.

    1в

    и

    нз-

    25

    -Jf

    27

    -30 18