Силовий елемент

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при добыче штучного камня, а также в други х отраслях народного хозяйства, где требуется разрушение монолитных объектов без использования взрывных работ. Известно устройство для разрушения монолитных объектов, включающее силовой цилиндр, расположенный открытым торцом над устьем шпура, заполненного жидкостью, установленные в силовом цилиндре поршень с давильным штоком, входящим в полость шпура, и приспособление для герметизации устья шпура (1). Недостатком этого устройства является низкий коэффициент использования энергии жидкости и отсутствие возможности ориентации плоскости разрушения в заданном направлении. Прототипом данного изобретения является устройство для разрушения горных пород, включающее корпус с подводящим каналом и камерами, сообщающимися с каналом и снабженными ограничительными кольцами и сквозными поршнями, имеющими внутреннюю полость и выполненными с внешними упорными выступами и внутренними бортами, и рабочую пластинку, причем камеры снабжены дополнительными поршнями, установленными с возможностью перемещения во внутренних полостях силовых поршней, при этом дополнительные поршни снабжены ограничителями хода (2). Недостатком этого устройства является необходимость подачи рабочей жидкости в поршневые камеры под большим давлением с помощью высоконапорных насосов. Однако сложное высоконапорное оборудование значительно усложняет конструкцию и увеличивает вес, а также размеры устройства. В основу изобретения поставлена задача по созданию устройства - "силового элемента", для механического разрушения твердых монолитных пород и материалов, которое обеспечило бы повышение эффективности процесса разрушения за счет увеличения распорных усилий без изменения габаритов устройства и давления рабочей жидкости. Поставленная задача решается тем, что в силовом элементе, включающем корпус, образованный двумя продольными раздвижными элементами с расположенными по длине корпуса радиальными гнездами на его внутренних поверхностях и каналами подвода рабочего тела в гнезда, поршни, установленные в гнездах с возможностью радиального выдвижения из них и имеющие толкатели для упора во внутреннюю поверхность оппозитного раздвижного элемента, согласно изобретению, гнезда расположены на раздвижных элементах оппозитно друг другу, а поршни расположены в каждой оппозитной паре гнезд с зазором между собой, толкатели каждого поршня установлены в гнездах по периметру поперечного сечения поршня с зазорами между собой, при этом толкатели одних поршней установлены в зазорах между толкателями оппозитных поршней, а на внутренних поверхностях раздвижных элементов по периметрам гнезд выполнены расточки по размерам толкателей. Расположение гнезд в раздвижных элементах оппозитно друг другу, а также установка толкателей одного ряда поршней в зазорах между толкателями противоположного ряда поршней позволяет при относительно небольшом весе и размерах и при том же давлении нагнетания рабочей жидкости получить увеличение распирающего усилия в два раза, по сравнению с прототипом, и тем самым, обеспечивается возможность разрушения более прочных материалов. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан вид силового элемента в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б фиг. 1. Силовой элемент содержит корпус, состоя щий из двух продольных раздвижных элементов 1 и 2. На внутренних обращенных друг к другу поверхностях каждого элемента 1 и 2 выполнены радиальные гнезда 3, расположенные последовательно по длине элементов и попарнооппозитно друг другу. На вн утренних поверхностях элементов 1 и 2 по периметру гнезд 3 выполнены расточки 4. В гнездах 3 с возможностью радиального выдвижения установлены поршни 5. В каждой оппозитной паре поршни расположены с зазором между собой в исходном положении. На обращенных друг к другу поверхностях поршней 5 имеются толкатели 6 для упора во внутреннюю поверхность оппозитного раздвижного элемента, а именно в расточки 4. Толкатели 6 расположены по периметру поперечного сечения каждого поршня с зазором между собой и с выходом до этого сечения. При этом толкатели одних поршней установлены в зазорах 7 между толкателями оппозитных поршней. Расточки 4 выполнены по размерам толкателей (по размерам описываемых толкателями окружностей. В раздвижных элементах 1 и 2 выполнены каналы 8 для подвода рабочего тела в гнезда 3 под поршни. В исходном положении элементы 1 и 2 удерживаются с помощью пружинных колец 9. Устройство работает следующим образом. Силовой элемент помещают в шпур, предварительно пробуренный в породе. От системы нагнетания рабочая жидкость поступает по каналам 8 элементов 1 и 2 в гнезда 3, воздействует на силовые поршни 5 и перемещает их совместно с толкателями 6. Толкатели 6 воздействуют на внутренние поверхности элементов 1 и 2 и раздвигают их в противоположные стороны, передавая нагрузку на породу, окружающую шпур. Каждый элемент действует на стенку шпура с распирающим усилием, которое складывается из двух равных сил. Так, например, усилие, создаваемое элементом 1, состоит из следующи х сил. Первая обусловлена давлением жидкости в гнездах, расположенных непосредственно в элементе 1. Вторая - давлением жидкости в гнездах противоположного элемента 2. Эта сила через толкатели, контактирующие с поршнями, расположенными в гнездах элемента 2, передается на элемент 1. Внутрискважинное разрушение массива происходит при превышении распирающими усилиями прочности породы на разрыв. Ход поршней 5 и толкателей 6 в гнездах 3 свыше допустимых пределов ограничивается дозировкой рабочей жидкости, подаваемой в силовой элемент. При сбросе давления в гнездах обратный ход элементов 1 и 2 осуществляется пружинными кольцами 9.