Пристрій для занурювання будівельних елементів

Пристрій для занурювання будівельних елементів, що має П-подібну раму з навантажувальними масами, гідроциліндр тиску, віброзбуджувач електромагнітного типу, який встановлений між гідроциліндром і занурювальним елементом, який відрізняється тим, що віброзбуджувач обладнаний двокамерною, з різним об'ємом, ємністю з рідиною, кожна із камер має, як мінімум одну, рухому стінку, рухома стінка камери з меншим об'ємом взаємодіє з рухомою магнітною системою віброзбуджувача, а рухома стінка камери з більшим об'ємом - з занурювальним елементом, при цьому площа рухомої стінки камери з меншим об'ємом менша площі рухомої стінки камери з більшим об'ємом. (19) (21) u201010168 (22) 17.08.2010 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) БОГАЄНКО МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, ГОЛЕНКОВ ГЕННАДІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ГОЛУБ ВОЛОДИМИР ПАВЛОВИЧ, ПОПКОВ ВОЛОДИМИР СЕРГІЙОВИЧ, СИДОРА АНАТОЛІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, СРІБНИЙ ВІТАЛІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ (73) БОГАЄНКО МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, ГОЛЕНКОВ ГЕННАДІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ГОЛУБ ВОЛОДИМИР ПАВЛОВИЧ, ПОПКОВ ВОЛОДИМИР СЕРГІЙОВИЧ, СИДОРА АНАТОЛІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, СРІБНИЙ ВІТАЛІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ 3 що має П-подібну раму з навантажувальними масами, гідроциліндр тиску, віброзбуджувач електромагнітного типу, який встановлений між гідроциліндром і занурювальним елементом, віброзбуджувач обладнаний двокамерною, з різним об'ємом, ємністю з рідиною, кожна із камер має, як мінімум одну, рухому стінку, рухома стінка камери з меншим об'ємом взаємодіє з рухомою магнітною системою віброзбуджувача, а рухома стінка камери з більшим об'ємом - з занурювальним елементом, при цьому площа рухомої стінки камери з меншим об'ємом менша площі рухомої стінки камери з більшим об'ємом. В порівнянні з найближчим аналогом, запропонований пристрій для занурювання будівельних елементів відрізняється наявністю таких ознак: - віброзбуджувач обладнаний ємністю; - ємність виконана двокамерною; - камери мають різний об'єм; - ємність заповнена рідиною; - камери мають рухомі стінки; - мінімальна кількість рухомих стінок в кожні камері - одна; - рухома стінка камери з меншим об'ємом взаємодіє з рухомою магнітною системою віброзбуджувача; - рухома стінка камери з більшим об'ємом взаємодіє з занурювальним елементом; - площа рухомої стінки камери з меншим об'ємом менша площі рухомої стінки камери з більшим об'ємом. Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої мети. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1. показано загальний вид пристрою для занурювання будівельних елементів, на фіг. 2 - загальний вигляд віброзбуджувача з розрізом. Пристрій для занурювання будівельних елементів має П-подібну раму 1, встановлену вертикально в зоні занурювання будівельних елементів 2, з навантажувальними масами 3. Рама 1 має попарно розміщені вікна 4. В середині рами 1 встановлено гідроциліндр тиску 5 з можливістю покрокового переміщення вздовж рами 1 за допомогою механізму покрокового переміщення 6. При цьому силові фіксатори механізму 6 фіксуються у вікнах 4 рами 1. Між гідроциліндром тиску 5 і занурювальним елементом 2 встановлено віброзанурювач 7 електромагнітного типу. Віброзбуджувач 7 складається з нерухомої електромагнітної системи 8 і рухомої магнітної системи 9. Електромагнітна система 9 виконана у вигляді ряду котушок 10, поверх яких встановлено магнітопровід 11. Котушки 10 електромагнітної системи 8 з'єднані таким чином, що кожна суміжна котушка має протилежний напрям струму. Магнітопровід 11 виконаний в вигляді навитого поверх котушок 10 шару із феромагнітного дроту або стрічки. Стрічка може бути навита як пласкою стороною, так і на «ребро». Матеріал магнітопроводу 11 (феромагнітний дріт або стрічка) доцільно виконувати з оксидованим або іншим покриттям. 57744 4 Магнітна система 9 має магнітом'які полюси 12, кількість яких дорівнює числу котушок 10. Між полюсами 12 розташовано постійні магніти 13, які мають однакову полярність (N-N або S-S) відносно полюсів 12. Полюси 12 і постійні магніти 13 змонтовані на стрижні 14. Електромагнітна система 8 і магнітна система 9 змонтовані в корпусі 15. На торцях корпуса 15 змонтовані підшипникові вузли 16, в яких розміщений стрижень 14 магнітної системи 9. Це дає можливість коливання магнітної системи 9 відносно електромагнітної системи 8. З зовнішньої сторони корпуса 15 за зоною дії електромагнітної 8 і магнітної 9 систем розміщені пружні елементи 17 прямої 18 і зворотної 19 амплітуди коливань. Пружні елементи прямої 18 і зворотної 19 амплітуди коливань встановлені на спільних стрижнях 20, розділені вони між собою за допомогою нерухомої частини 21 корпусу 15. Стрижні 20 з однієї сторони зв'язані між собою обоймою 22, яка жорстко закріплена на стрижні 14 за допомогою кріпильних елементів 23. Обойма 22 містить площадку 24 для встановлення елементів пригрузу 25, які жорстко закріплені за допомогою кріпильних елементів 26. З другої сторони стрижні 20 зв'язані єдиним кільцем 27, яке охоплює корпус 15. Тут же розміщені пристрої притискання 28 пружних елементів 17, виконані в вигляді, наприклад, «гвинт-гайка». Для монтажу віброзбуджувача на об'єкті використання служать рим-болти 29. В нижній частині віброзбуджувач 7 обладнаний ємністю 30, заповненою рідиною 31. Ємність 30 має дві камери 32 і 33 з різними об'ємами. Кожна камери 32 і 33 має, як мінімум одну рухому стінку. Так, камера 32 має рухому стінку 34, а камера 33 - рухому стінку 35. Камера 32 з меншим об'ємом знаходиться зі сторони рухомої магнітної системи 9 і її рухома стінка 34 взаємодіє з стрижнем 34 рухомої магнітної системи 9. Камера 33 з більшим об'ємом знаходиться зі сторони занурю вального будівельного елементу 2 і її рухома стінка 35 взаємодіє безпосередньо з будівельним елементом 2. Площа рухомої стінка 34 камери 32 з меншим об'ємом менша площі рухомої стінки 35 камери 33 з більшим об'ємом. Для передачі зусиль від гідроциліндру тиску 5 і віброзбуджувача 7, а також захисту віброзбуджувача 7 від впливу зовнішнього середовища служить контейнер 36. Пристрій для занурювання будівельних елементів працює наступним чином. На підготовленій основі будівельного майданчика вертикально встановлюють П-подібну раму 1 і привантажують її навантажувальними масами 3. Піднімальним механізмом типа лебідки (на фіг. не показано) гідроциліндр тиску 5 з жорстко з'єднаним з ним механізмом покрокового переміщення 6, а також віброзбуджувач 7 піднімають у верхнє положення і фіксують в цьому положенні. Силові фіксатори механізму 6 фіксуються у вікнах 4 рами 1. За допомогою підйомного крана будівельний елемент 2 встановлюють всередині П-подібної 5 рами 1 під гідроциліндром тиску 5 і віброзбуджувачем 7. Гідроциліндр тиску 5 з'єднують з маслостанцією (на фіг. не показано). Після цього гідроциліндр тиску 5 разом з механізмом покрокового переміщення 6 і віброзбуджувачем 7 опускають на будівельний елемент 2, силові фіксатори механізму 6 фіксуються у вікнах 4 рами 1 і починають тиснути. Тиск від штоку гідроциліндра тиску 5 через контейнер 36 передається на будівельний елемент 2. Після повного виходу штока гідроциліндра тиску 5 та вдавлювання будівельного елементу 2 на величину штока, гідроциліндр тиску 5 збирають, тобто повертають у попереднє положення. Одночасно з відпусканням тросу лебідки під дією власної ваги переміщається механізм покрокового переміщення 6, який своїми силовими фіксаторами фіксується в наступних вікнах 4 рами 1 і знову починають тиснути. Цикл повторюється до повного занурення будівельного елементу 2 в ґрунт. У випадку виникнення додаткових непередбачуваних зусиль занурення будівельного елементу (поява шару ґрунту з підвищеною щільністю) одночасно з статичним тиском гідроциліндру тиску 5 включають віброзбуджувач 7. На котушки 10 електромагнітної системи 8 подають змінний струм. Взаємодія струму котушок 10 з магнітним полем полюсів 12 призводить до появи сили, направленої по подовжній осі вібратора 7. Так як суміжні котушки 10 мають протилежний напрям струму, а суміжні полюси 12 - різнойменну полярність, то виникаючі сили між котушками 10 і полюсами 12 діють в одному напрямі. Оскільки до котушок 10 підведений змінний струм, то виникаючі сили будуть змінювати напрям з частотою підведеного струму. Частота вимушених коливань і їхня амплітуда залежать від частоти і величини струму,підведеного до котушок. Коливання рухомої магнітної системи 9 через обойму 22, стрижні 20 і пружні елементи 17 прямої 18 і зворотної 19 амплітуди коливань передаються на корпус 15, який контактує з будівельним елементом 2. Оптималь 57744 6 ним є режим роботи, коли частота вимушених коливань за рахунок електричного живлення збігається з частотою власних коливань механічної системи, яка залежить від маси коливальної магнітної системи 9 (в т.ч. і маси елементів пригрузу 25) і жорсткості пружних елементів 17, тобто резонансний режим. В зв'язку з тим, що стрижень 14 рухомої магнітної системи 9 взаємодіє з рухомою стінкою 34 камери 32 з меншим об'ємом при русі стрижня 14 вниз у напрямі занурення будівельного елементу 2 рідина 31 із камери 32 малого об'єму витискається в камеру 32 більшого об'єму. В результаті цього на рухому стінку 35 камери 33 діє зусилля, яке пропорційне відношенню площин рухомих стінок 34 і 35. Так як стінка 35 камери 33 має площу більшу, ніж стінка 34 камери 32, то на будівельний елемент 2 діє збільшене зусилля віброзбуджувача. Так як стрижень 14 може контактувати з рухомою стінкою 34 камери 32 при різних амплітудах його коливань, то і підвищення зусиль віброзбуджувача 7 можливо досягати в потрібному діапазоні коливань. Таким чином, на будівельний елемент діє результуюче зусилля від гідроциліндру тиску і віброзбуджувача, що значно підвищує ефективність пристрою при занурюванні будівельних елементів за рахунок збільшення коливальної складової зусилля занурення. Дане технічне рішення знаходиться на стадії розробки експериментального зразка пристрою для занурювання будівельних елементів, яка проводиться у Київському національному університеті будівництва і архітектури і на підприємствах міста Києва. Джерела інформації: 1. Патент на Корисна модель. Україна, № 60878 МКП E02D7/20, 2006 p., Бюл. № 5; 2. Деклараційний патент на Корисна модель. Україна, № 72162А МКП E02D7/20, 2005 р., Бюл. № 1. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 57744 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601