Пристрій для утворення порожнин у грунті

Корисна модель відноситься до гірничої справи і може бути використана як для утворення порожнин у грунті, так і для проникнення у задану точку підземного простору. Відомий пристрій для проходки свердловин у грунті, що складається з конічної носової частини, хвостової розпірної частини, яка виконана у вигляді пустотілого перфорованого циліндра, герметично охопленого гофрованою еластичною оболонкою, і зв'язана з носовою частиною за допомогою пружини, також охопленою гофрованою еластичною оболонкою, та системи енергопідведення [1]. Недоліком даного пристрою є невеликі напірні зусилля носової частини. Відомий пристрій для проходки свердловин у грунті, що містить носову конічну частину, розпірну хвостову частину, корпус, розділений на окремі секції, у кожній секції розміщені кільцеподібні поршні і всі вони закріплені на штоці [2]. Недоліком даного пристрою є втрати сили тиску робочого тіла. Запропонований пристрій направлений на збільшення корисної сили тиску робочого тіла за рахунок перетворення електричних високовольтних імпульсів в імпульси тиску робочого тіла безпосередньо всередині пристрою. Поставлене завдання досягається тим, що у пристрої для утворення порожнин у грунті, який складається з носової конічної частини, розпірної носової та розпірної хвостової камер, корпуса, що розділений на окремі секції, де розташовані кільцеподібні поршні, які закріплені на штоці, корпус приєднаний до хвостовика, у кінцевій частині хвостовика змонтовано дві електрогідравлічні розрядні камери заповнені робочим тілом з повітряним зазором, і у яких розміщені поршні, на стінках обох електрогідравлічних камер на відстані кроку переміщення поршнів встановлені давачі положення. На Фіг. показано повздовжній переріз пристрою. Пристрій складається з носової частини 1, яка загострена на конус 2, що приєднаний до носової фіксуючої розпірної гідравлічної камери 3, штокопоршневого багатоступінчастого гідродвигуна 4 та хвостової частини 5, яка містить хвостову фіксуючу розпірну гідравлічну камеру 6, ізолюючий циліндр 7, хвостовик 8 з каналами 9 і 10, що зв'язані з відповідними каналами 11 і 12, які мають радіальні отвори 13 і 14, виконані у штоці 15, на якому закріплено поршні 16 кількістю, що дорівнює кількості силових модулів (ступеней) 17. У кінцевій частині хвостовика 8 змонтовано дві електрогідравлічні розрядні камери 18 і 19, відповідно з електродами 20, 21 та 22, 23, робочим тілом 24 і рухомими поршнями 25 та 26. На стінках камер 18 та 19 встановлені давачі положення 27 і 28. Простір між обома парами електродів та лівими сторонами обох поршнів заповнено робочим тілом з повітряним зазором. Цим же робочим тілом заповнено усі порожнини підземнорухомого пристрою. Пристрій працює наступним чином. Джерелом енергії служить зовнішнє електричне високовольтне імпульсне джерело живлення, яке періодичнопочергово, з заданою частотою, надсилає до камер 18 і 19 електричні імпульси. У вихідному стані поршень 25 знаходиться у крайньому лівому, а поршень 26, відповідно, у крайньому правому положенні. Крайнє ліве положення поршнів 25 і 26 зумовлює появу командного сигналу від давачів положення 27 та 28 на подачу від джерела до відповідної розрядної камери високовольтного електричного імпульсу. При утворенні розряду між електродами 20 та 21, у розрядній камері 18 створиться зона високого тиску( перший гідравлічний удар), яка діючи на ліву сторону поршня 25, зумовить його переміщення вправо, а отже і тиск на праву частину робочого тіла всього пристрою. В результаті цього відбудеться збільшення в об'ємі еластичної оболонки хвостової фіксуючої гідравлічної камери 6 до впирання у стінку ґрунтової порожнини і фіксація хвостової частини підземнорухомого пристрою. Під дією тиску робочого тіла через канали 9 й 12 та радіальні отвори 13 на ліву сторону усіх поршнів 16 гідродвигуна 4, відбувається просування вперед носової частини 1 на довжину відповідного відрізку шляху ("кроку") і деформація нею грунту. Одночасно з цим, відбувається видавлювання через радіальні отвори 14, канал 11 і канал 10 частини робочого тіла, яка знаходиться перед поршнями 16 гідродвигуна 4. В результаті цього поршень 26 камери 19 буде переміщатись із крайнього правого у крайнє ліве положення. В цей час у каналі 18 відбудеться другий гідравлічний удар, в результаті чого тиск на ліву сторону поршня 25 різко зменшиться і знову сформується повітряний зазор. Отже, досягнення поршнем 26 свого крайнього лівого положення зумовлено досягненням поршня 25 свого крайнього правого положення і навпаки. При досягненні поршнем 26 свого крайнього лівого положення від джерела до електродів 22 і 23 надійде високовольтний електричний імпульс і процес повториться аналогічно попередньому. При цьому, еластична оболонка носової гідравлічної камери 3 збільшиться в об'ємі до впирання у стінку ґрунтової порожнини під дією робочого тіла, що знаходиться під тиском, через канали 10 і 11. Одночасно з цим, еластична оболонка хвостової гідравлічної камери 6 зменшиться в об'ємі і перестане фіксувати хвостову частину пристрою. Водночас робоче тіло діятиме також на передні частини силових модулів 17. Це призведе до підтягування до фіксованої носової частини пристрою хвостової частини на відповідну довжину "кроку", а сам пристрій переміститься на цей же "крок". Далі процес проходитиме аналогічно і пристрій "кроками" рухатиметься вперед. Пристрій для утворення порожнин у грунті дозволить без додаткового збільшення тиску робочого тіла збільшити швидкість переміщення його у підземному просторі, збільшити його прохідну здатність і дозволить використовувати в якості підземного транспортного засобу. Джерела інформації: 1. а.с. №12180003 Е02В 5/18, Б№10, 1986 г. 2. патент Российской Федерации №2026478, Е02В 5/18, Б№1, 1995 г.