Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали

Реферат: Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали містить корпус, частину, призначену для з'єднання із пристроєм подачі розчину, частину, призначену для встановлення щонайменше у ґрунт, поздовжній отвір усередині корпуса для проходження розчину і зворотний клапан. Частина корпуса, призначена для встановлення у твердотільну трубку, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або для встановлення безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, має зовнішню конусну поверхню із зменшуваним діаметром, на якій виконана різьба, призначена для укручування в ущільнювач, зворотний клапан з кулькою і стопором для нього утворений у поздовжньому отворі, що має змінний діаметр, перший з яких, ближчий до частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину, менший за діаметр кульки, другий дорівнює діаметру кульки або перевищує його не більше, ніж на 0,5 мм, переважно на 0,1 мм, а третій більший за діаметр кульки на 0,51,5 мм, переважно на 1,0 мм. UA 106749 U (12) UA 106749 U UA 106749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, а саме до пристроїв для введення в отвори у ґрунті та інших матеріалах основ фундаментів будівель і споруд розчинів, насамперед тверднучих і швидкотверднучих, наприклад речовин, що розширюються внаслідок хімічної реакції, для ущільнення ґрунтів й інших матеріалів і підвищення їх несучої здатності та інших міцнісних характеристик, і може бути використана для стабілізації та закріплення ґрунтів та інших матеріалів основ, ущільнення і посилення слабких ґрунтів з метою підвищення їхніх міцнісних характеристик, підйому та стабілізації фундаментів, ущільнення ґрунтів та інших матеріалів основ для підняття конструкцій, гідроізоляції будівель, укріплення стін тощо. Під терміном ґрунт у цій корисній моделі розуміються будь-які гірські породи, ґрунти і техногенні утворення, що являють собою багатокомпонентну і різноманітну геологічну систему і є об'єктом інженерно-господарської діяльності людини. Під терміном отвір розуміються порожнини, утворені у ґрунті та інших матеріалах шляхом буріння, або порожнини чи тріщини різного походження, наявні у ґрунті та інших матеріалах. Відомий інжектор для введення розчинів у монолітні матеріали, такі як стінові матеріали, що містить першу і другу труби, вхідний кран зі штуцером, а також кран з ручкою регулювання подачі розчину, зворотний клапан, перехідник з накидною гайкою та прокладкою. Розчин через вхідний кран подають під тиском у першу трубу, після чого за допомогою крана з ручкою і зворотного клапана здійснюють дозовану подачу розчину під тиском у перехідник і далі в отвір у твердому матеріалі (UA 39424, МПК (2006.01) E02D 3/12, оп. 25.02.2009). Недоліком відомого інжектора є складність його конструкції, неможливість його закріплення і герметизації в отворі, а надто в отворі у ґрунті. Найближчим аналогом до пристрою, що заявляється, є інжектор для введення розчинів у скельний ґрунт, що містить частину, призначену для з'єднання із насосним устаткуванням, і частину для заглиблення в утворений у породі отвір. Ця частина містить інжекторну трубу, яка має верхню зовнішню різьбу, по якій переміщується гайка з рукояткою для укручування інжекторної труби в отвір, і нижню зовнішню різьбу, на яку накручений зворотний клапан з розширювачем, призначеним для забезпечення герметизації встановлення інжектора. Зворотний клапан виконаний у вигляді порожнього корпуса із конічним наконечником з одного боку, в якому виконані прорізі. Зазначені прорізі виконані таким чином, що пропускають розчин у прямому напрямку і перешкоджають його проходженню у зворотному напрямку при виникненні зворотного тиску при інжектуванні, внаслідок переповнювання отвору, тобто перешкоджають виходу розчину назовні. При цьому інжекторна труба входить у корпус інжектора, виконаний у вигляді трубної еластичної оболонки, яка одним кінцем закріплена на гайці, а іншим - на розширювачі (US 4260295 С, МПК E02D3/12, on. 07.04.1981). Недоліками відомого інжектора є складність і ненадійність його конструкції, зумовлені тим, що він містить розширювач, зворотний клапан як окремий вузол і корпус зі складною системою його закріплення, а також тим, що діаметр розширювача більший за діаметр корпуса інжектора, внаслідок чого закріплення і герметизація інжектора можливітільки у нижній частині за допомогою розширювача. Недоліком також є циліндрична форма поверхні розширювача, яка утруднює його укручування в отвір. Крім цього, конструкція зворотного клапана з прорізями, а також великий діаметр внутрішнього отвору інжекторної труби, потребують введення розчину під великим тиском для забезпечення його проходження отвором і крізь прорізі з необхідною швидкістю, а це також ускладнює конструкцію і знижує її надійність. Крім того, існує велика ймовірність забивання прорізів розчином, а їх очищення дуже проблематично, внаслідок того, що повітря, яке надходить в інжектор між подачами розчину не має достатнього тиску для проходження крізь прорізі і їх очищення. Ще одним недоліком відомого інжектора є завеликий діаметр розширювача і внутрішнього отвору і, відповідно, зворотного клапана, які не дозволяють досягти великої швидкості проходження речовини і повітря крізь отвір у корпусі і які потребують утворення у ґрунті відповідних великих отворів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення інжектора для введення розчинів у ґрунт, у якому шляхом конструктивних змін частини корпуса, призначеної для заглиблення у ґрунт або інші матеріали, а також зворотного клапана, забезпечується підвищення надійності роботи зворотного клапана, швидкості проходження розчину і повітря крізь інжектор, ступеня очищення інжектора від інжектованого розчину, надійності і герметичності закріплення інжектора у ґрунті або інших матеріалах, зменшення діаметра отворів, утворюваних у ґрунті або інших матеріалах, що спричиняє підвищення ефективності роботи інжектора, загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. 1 UA 106749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що в інжекторі для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що містить корпус, частину, призначену для з'єднання із пристроєм подачі розчину, частину, призначену для встановлення щонайменше у ґрунт, поздовжній отвір усередині корпуса для проходження розчину і зворотний клапан, в якому згідно з корисною моделлю, частина корпуса, призначена для встановлення у твердотільну трубку, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або для встановлення безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, має зовнішню конусну поверхню із зменшуваним діаметром, на якій виконана різьба, призначена для укручування в ущільнювач, зворотний клапан з кулькою і стопором для нього утворений у поздовжньому отворі, що має змінний діаметр, перший з яких, ближчий до частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину, менший за діаметр кульки, другий дорівнює діаметру кульки або перевищує його не більше ніж на 0,5 мм, переважно на 0,1 мм, а третій більший за діаметр кульки на 0,51,5 мм, переважно на 1,0 мм. Поставлена задача вирішується також тим, що зворотний клапан утворений у поздовжньому отворі на рівні частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину. Поставлена задача вирішується також тим, що стопор кульки виконаний у вигляді дроту або гвіздка, впресований у корпус поперек поздовжнього отвору і має діаметр 1,0-1,5 мм, переважно 1,2 мм. Поставлена задача вирішується також тим, що перший діаметр поздовжнього отвору становить 2,5-3,5 мм, переважно 3,0 мм, другий діаметр 3,6-4,6 мм, переважно 4,1 мм, а третій 4,5-5,5 мм, переважно 5,0 мм, при діаметрі кульки 3,5-4,5 мм, переважно 4,0 мм. Поставлена задача вирішується також тим, що більший діаметр конусної частини становить 10,5-13,5 мм, переважно 12,0 мм. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Виконання частини корпуса, призначеної для встановлення у твердотільну трубку, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або для встановлення безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, такою, що має зовнішню конусну поверхню із зменшуваним діаметром, забезпечує спрощене, з меншим зусиллям, укручування інжектора в твердотільну трубку або отвір і так само його легке виведення з трубки або отвору, що призводить до підвищення надійності закріплення інжектора в отворі, ефективності роботи інжектора, загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. Виконання на зовнішній поверхні конусної частини корпуса різьби, призначеної для укручування в ущільнювач, забезпечує підвищення надійності закріплення і герметизації інжектора в твердотільній трубці або отворі, що також сприяє підвищенню ефективності роботи інжектора, загальної швидкості виконання робіт, зменшенню їх собівартості. Утворення зворотного клапана з кулькою і стопором для нього у поздовжньому отворі, що має змінний діаметр, перший з яких, ближчий до частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину, менший за діаметр кульки, другий дорівнює діаметру кульки або перевищує його не більше ніж на 0,5 мм, переважно на 0,1 мм, а третій - більший за діаметр кульки на 0,5-1,5 мм, переважно на 1,0 мм, забезпечує утворення простої і надійної конструкції зворотного клапана за рахунок виконання поздовжнього отвору у корпусі з частинами різних діаметрів, без застосування додаткового вузла складної конструкції, як у найближчому аналогу, при цьому з таким розрахунком діаметрів, який забезпечує надійне і з необхідною швидкістю проходження розчину при його подачі і надійне перешкоджання при зворотному русі. Технічний результат, що досягається, при застосуванні пристрою, що заявляється, підвищення ефективності роботи інжектора, загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. Крім того, утворення зворотного клапана у поздовжньому отворі на рівні частини, призначеної для з'єднання з пристроєм подачі розчину, забезпечує неушкодженість зворотного клапана при укручуванні конусної частини в ущільнювач, що підвищує надійність роботи зазначеного клапана, при цьому конусну частину інжектора можуть укручувати у встановлену в отвір у ґрунті або іншому матеріалі твердотільну трубку або безпосередньо в отвір до упору, максимально збільшуючи силу кріплення, навіть допускаючи деяку її деформацію, що підвищує надійність і герметичність закріплення інжектора у ґрунті або іншому матеріалі, в результаті чого підвищується ефективність і надійність роботи інжектора. 2 UA 106749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Виконання стопора кульки діаметром 1,0-1,5 мм, переважно 1,2 мм, і впресованим у корпус забезпечує підвищення міцності і жорсткості стопора, що при одночасному зменшенні діаметра поздовжнього отвору в корпусі у порівнянні з найближчим аналогом призводить до неможливості його вигинання і випадання з цього отвору, а його щільне холодне впресовування у корпус забезпечує його надійне закріплення у корпусі. Внаслідок цього стопор надійно утримує кульку при подачі речовини, що підвищує надійність роботи зворотного клапана, ефективність і надійність інжектора в цілому. При збільшенні діаметра стопора понад 1,5 мм він може перешкоджати проходженню розчину і зменшувати її швидкість, а при зменшенні нижче 1,0 мм, стопор не буде мати достатню міцність. Установлення першого діаметра поздовжнього отвору 2,5-3,5 мм, переважно 3,0 мм, другого діаметра 3,6-4,6 мм, переважно 4,1 мм, а третього 4,5-5,5 мм, переважно 5,0 мм, при діаметрі кульки 3,5-4,5 мм, переважно 4,0 мм, забезпечує підвищення швидкості проходження інжектованого розчину і повітря через інжектор. При такій швидкості повітря створює тиск 8-10 атм, який дозволяє ефективно очищувати отвір у корпусі і, відповідно, зворотний клапан від розчину між інтервалами його подачі. Внаслідок цього також досягається підвищення надійності роботи зворотного клапана, ефективності і надійності роботи інжектора. А підвищення швидкості проходження розчину сприяє підвищенню загальної швидкості виконання робіт і, як наслідок, зменшенню її собівартості. При збільшенні діаметрів поздовжнього отвору більше верхньої межі швидкість повітря недостатня для ефективного очищення каналу проходження розчину, а при зменшенні нижче нижньої межі обсяг інжектованого розчину буде замалий. Установлення більшого діаметра конусної частини 10,5-13,5 мм, переважно 12,0 мм, забезпечує, з одного боку оптимальні діаметри поздовжнього отвору, які забезпечують оптимальну швидкість розчину і повітря, а з іншого - можливість зменшення діаметру утворюваних у ґрунті або інших матеріалах отворів, у які встановлюється конусна частина інжектора або твердотільна трубка для підсилення стінок і встановлення інжектора, в результаті чого досягається підвищення надійності роботи зворотного клапана й інжектора, а також зменшення руйнування ґрунту або інших матеріалів. При підвищенні більшого діаметра конусної частини понад 13,5 мм збільшаться руйнування ґрунту або інших матеріалів, а при зменшенні нижче 10,5 мм неможливо забезпечити оптимальні діаметри поздовжнього отвору. Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений вигляд спереду інжектора при горизонтальному його розташуванні; на фіг. 2 - вид справа інжектора з боку частини, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину; на фіг. 3 - поздовжній розріз інжектора при його вертикальному розташуванні із зворотним клапаном; на фіг. 4 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем і твердотільною трубкою, встановленою в отвір у крихкому ґрунті або подібному матеріалі; на фіг. 5 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем, встановленого в отвір у бетоні або подібному матеріалі; на фіг. 6 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем, твердотільною трубкою і наконечником. На кресленнях позначено: 1 - корпус інжектора, 2 - частина корпуса, призначена для з'єднання з пристроєм подачі розчину, 3 - конусна частина корпуса, 4 - поздовжній отвір у корпусі, 5 - кулька зворотного клапана у положенні при інжектуванні, 6 - кулька зворотного клапана у положенні після інжектування, 7 - стопор кульки, 8 - отвір у корпусі для стопора, 9 зовнішня різьба конусної частини, 10 - ущільнювач, 11 - трубка, 12 - отвір у бетоні або подібному матеріалі, 13 - наконечник трубки. Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали у найкращому варіанті здійснення корисної моделі, що заявляється, який однак не є єдино можливим, (фіг. 1-3) містить цільнолитий або виточений з міцного матеріалу, наприклад термо-, тиско-, хімічностійкого пластику, корпус 1 з частиною 2, призначеною для з'єднання з пристроєм подачі розчину, наприклад інжекторним пістолетом (на кресленнях не показаний) і видовженою конусною частиною 3. Всередині корпуса 1 виконаний центральний поздовжній отвір 4 змінного діаметра, який служить каналом для проходження інжектованого розчину і повітря. Перший з діаметрів, ближчий до частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину, менший за діаметр кульки, другий дорівнює діаметру кульки або перевищує його не більше, ніж на 0,5 мм, переважно на 0,1 мм, а третій більший за діаметр кульки на 0,5-1,5 мм, переважно на 1,0 мм. Діаметри частин поздовжнього отвору 4 можуть бути такими: перший діаметр становить 2,5-3,5 мм, переважно 3,0 мм, другий діаметр 3,6-4,6 мм, переважно 4,1 мм, а третій 4,5-5,5 мм, переважно 5,0 мм, при діаметрі кульки 3,5-4,5 мм, переважно 4,0 мм. У будь-якому місці отвору 4, але переважно в частині 2 корпуса, призначеній для з'єднання з пристроєм подачі розчину, утворений зворотний клапан зі сталевою кулькою 5, 6 і стопором 7 3 UA 106749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для нього, впресованим у отвір 8 поперек отвору 4. Стопор 7 виконаний у вигляді дроту або гвіздка, має діаметр 1,0-1,5 мм, переважно 1,2 мм, і призначений для утримання кульки в отворі 4 при проходженні крізь нього розчину. Діаметр кульки має бути більшим за найменший діаметр отвору 4, але при цьому він має вільно пересуватися по частині отвору 4 із середнім діаметром, а у частині отвору 4 з найбільшим діаметром він утримується стопором 7. На конусній частині 3 виконана зовнішня різьба 9, призначена для укручування в ущільнювач 10, виконаний з щільного тугопластичного матеріалу (фіг. 4-5). Більший діаметр конусної частини 3 становить 10,5-13,5 мм, переважно 12,0 мм. Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали працює таким чином. В отвір, утворений у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, наприклад бетоні, цеглі, металі тощо, або фракційному будівельному матеріалі, наприклад щебені, керамзиті тощо, або деревині або подібному їй матеріалі, наприклад корку тощо, для укріплення і згладжування його стінок встановлюють трубку 11, виконану з металу або міцного пластика. На конусну частину 3 інжектора надягають ущільнювач 10, переважно у вигляді втулки, у верхню частину трубки 11 установлюють конусну частину 3 з ущільнювачем 10 і укручують її до упору за допомогою, наприклад, гайкового ключа, досягаючи максимально можливої сили кріплення і надійної герметизації. При введенні розчину в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, наприклад у скельному ґрунті або бетоні, конусну частину 3 інжектора з ущільнювачем 10 укручують безпосередньо в згаданий отвір. До частини 2 корпуса приєднують інжекторний пістолет, натисненням на курок якого періодично подають під тиском у отвір 4 інжектора розчин, яким може бути, наприклад, речовина, що розширюється внаслідок хімічної реакції і містить у собі суміш поліольного та поліізоціанатного компонентів, змішування яких відбувається безпосередньо перед застосуванням (для введення у крихкий ґрунт, або фракційні будівельні матеріали, або деревину або подібні їй матеріали), або цементний розчин тощо (для введення у скельний ґрунт або монолітні будівельні матеріали). Розчин, проходячи по отвору 4, обтікає кульку 5 і переміщає її з частини отвору 4 із середнім діаметром у частину цього отвору з більшим діаметром до зіткнення із стопором 7, який надійно утримує кульку. Внаслідок невеликих діаметрів отвору 4 розчин, а слідом за ним і повітря проходять всередині інжектора з великою швидкістю, створюючи певний тиск, при цьому розчин заповнює отвір у ґрунті, а повітря очищує канал для проходження розчину і, відповідно, зворотний клапан від цього розчину. У випадку виникнення зворотного тиску при інжектуванні, внаслідок закупорювання трубки 11 або переповнення отвору у ґрунті, надлишкова кількість розчину піднімається вгору, потрапляє знизу в отвір 4 і переміщує кульку 6 до моменту перекриття ним отвору 4 у місці переходу до найменшого діаметра. Після цього хід розчину гальмується, його тиск поступово зменшується і у подальшому повітря очищує зворотний клапан від залишків цього розчину. Таким чином, уведені конструктивні зміни забезпечують в інжекторі, що заявляється, надійну роботу зворотного клапана, міцне і герметичне закріплення інжектора у ґрунті та інших матеріалах, мінімальні руйнування ґрунту та інших матеріалів і, як наслідок, підвищення ефективності роботи інжектора, загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Інжектор для введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що містить корпус, частину, призначену для з'єднання із пристроєм подачі розчину, частину, призначену для встановлення щонайменше у ґрунт, поздовжній отвір усередині корпуса для проходження розчину і зворотний клапан, який відрізняється тим, що частина корпуса, призначена для встановлення у твердотільну трубку, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або для встановлення безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, має зовнішню конусну поверхню із зменшуваним діаметром, на якій виконана різьба, призначена для укручування в ущільнювач, зворотний клапан з кулькою і стопором для нього утворений у поздовжньому отворі, що має змінний діаметр, перший з яких, ближчий до частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину, менший за діаметр кульки, другий дорівнює діаметру кульки або перевищує його не більше ніж на 0,5 мм, переважно на 0,1 мм, а третій - більший за діаметр кульки на 0,5-1,5 мм, переважно на 1,0 мм. 4 UA 106749 U 5 10 2. Інжектор за п. 1, який відрізняється тим, що зворотний клапан утворений у поздовжньому отворі на рівні частини корпуса, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину. 3. Інжектор за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що стопор кульки виконаний у вигляді дроту або гвіздка, впресований у корпус поперек поздовжнього отвору і має діаметр 1,0-1,5 мм, переважно 1,2 мм. 4. Інжектор за пп. 1-3, який відрізняється тим, що перший діаметр поздовжнього отвору становить 2,5-3,5 мм, переважно 3,0 мм, другий діаметр 3,6-4,6 мм, переважно 4,1 мм, а третій 4,5-5,5 мм, переважно 5,0 мм, при діаметрі кульки 3,5-4,5 мм, переважно 4,0 мм. 5. Інжектор за пп. 1-4, який відрізняється тим, що більший діаметр конусної частини становить 10,5-13,5 мм, переважно 12,0 мм. 5 UA 106749 U 6 UA 106749 U 7 UA 106749 U 8 UA 106749 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9