Статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті

Реферат: Cтатичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті містить робочий орган з розпірними плитами та систему його приводу. Для підвищення надійності система приводу складається з рухомо закріпленої на стрілі базової машини і з'єднаної з поліспастом двосторонньої дії чи з парою телескопічних симетрично з'єднаних гідроциліндрами консолі і колони, шарнірно з'єднаних між собою. Робочий орган з'єднаний з колоною і складається з головного вала, з'єднаного верхнім кінцем з системою приводу, а нижнім кінцем - з гвинтом, на зовнішній поверхні головного вала встановлено додатковий вал, з'єднаний верхнім кінцем з системою власного приводу обертання навколо своєї осі, а на бічній поверхні шарнірно закріплені розпірні плити, гідроциліндри керування якими шарнірно закріплені одним кінцем на додатковому валу, а іншим - на розпірних плитах. UA 110662 C2 (12) UA 110662 C2 UA 110662 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується ґрунтоущільнюючих машин статичної дії. Винахід призначений як для самостійного утворення технологічних порожнин у ґрунті шляхом його поетапного ущільнення, так і для ущільнення ґрунту стінок технологічних порожнин при їх утворенні у слабозв'язних ґрунтах за рахунок збільшення початкового об'єму лідируючої проколеної виїмки чи свердловини гідравлічним робочим обладнанням. Відомий шнековий розширювач, який складається із штанги, розширювача і бадді з напрямною [Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. - М.: Высшая школа, 1987376 с.]. Основним недоліком шнекового розширювача є залежність його ефективної роботи від маси бурової колони для розширення важелів машини. Найближчим до винаходу, що заявляється, є газодинамічний розширювач свердловин, який складається з верхнього та нижнього циліндрів, з'єднаних різьбою, трубопроводів, пружини, компресійної установки, електроманометра, розпірних плит, гвинтових тяг та хрестовини [В.И. Баловнев, А.П. Серко, Л.А. Хмара, А.Б. Ермилов, Г.Д. Давыдов. Газодинамический расширитель скважин. - Днепропетровск, Днепропетровский инженерно-строительный институт, 1979-4 с.]. Основним недоліком такого газодинамічного розширювача є обмежена зона ущільнення ґрунту тільки в нижній частині технологічної порожнини та неможливість виконання початкових технологічних порожнин ним самим. Крім того, він має складну будову та вимагає високої точності виготовлення комплектуючих деталей. Також суттєвим недоліком є використання газу для роботи агрегату та електросхем, які знижують надійність даної машини. Технічна задача, що вирішується винаходом, який заявляється, є розширення технологічних можливостей, спрощення конструкції та підвищення надійності робочого обладнання ґрунтоущільнюючої машини, виконуючої початкову технологічну порожнину і подальше ущільнення ґрунту за рахунок збільшення початкового об'єму вказаної порожнини гідравлічним робочим обладнанням. Суть винаходу полягає в тому, що статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті, що містить робочий орган з розпірними плитами та систему приводу. Відмінністю його є те, що система приводу складається з рухомо закріпленої на стрілі базової машини і з'єднаної з поліспастом двосторонньої дії чи з парою телескопічних симетрично з'єднаних гідроциліндрами консолі і колони, шарнірно з'єднаних між собою, а робочий орган з'єднаний з колоною і складається з головного вала, з'єднаного верхнім кінцем з системою приводу, а нижнім кінцем - з гвинтом, на зовнішній поверхні головного вала встановлено додатковий вал, з'єднаний верхнім кінцем з системою власного приводу обертання навколо своєї осі, а на бічній поверхні шарнірно закріплені розпірні плити, гідроциліндри керування якими шарнірно закріплені одним кінцем на додатковому валу, а іншим - на розпірних плитах; крім того, додатковий вал може мати декілька секцій розпірних плит. На фіг. 1. - схематично зображений статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті; на фіг. 2 - зображено початкове положення усіх його секцій у ґрунті при піонерному проході колони з гвинтом з мінімальним діаметром технологічної порожнини; на фіг. 3 - положення секцій при розкритих розпірних плитах з максимальним діаметром технологічної порожнини; на фіг. 4 - процес виймання секцій розпірних плит з утвореної технологічної порожнини у ґрунті з поверненими у вихідне положення розпірними плитами; на фіг. 5 - процес утворення технологічної порожнини у ґрунті ступеневої форми з поступовим зменшенням її діаметра на ділянках секцій з різним ступенем розкриття розпірних плит; на фіг. 6 - утворена таким чином технологічна порожнина у ґрунті; на фіг. 7 - те ж, що і на фіг. 5, з поступовим збільшенням її діаметра; на фіг. 8 - утворена таким чином технологічна порожнина у ґрунті. Статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті являє собою базову машину 1 із стрілою 2, уздовж якої пересувається ущільнююче обладнання за допомогою канатно-блокового приводу 3 двосторонньої дії. Ущільнююче обладнання складається з рухомої консолі 4, до якої приєднано колону 5, яка має можливість відхилятися за допомогою гідроциліндра 6, шток якого приєднано до стріли, а корпус - до базової машини. В нижньому кінці колони 5 встановлено основний вал 7 з нерухомо приєднаним гвинтом 8, на який спирається механізм утворення і розширення технологічних порожнин. У склад механізму входить додатковий вал 9, на ньому закріплено секції 10 розпірних плит 12. Розпірні гідроциліндри 11 шарнірно з'єднано з додатковим валом 9 та розпірними плитами 12. Розпірні гідроциліндри 11 та розпірні плити 12 закріплено рівновіддалено один від одного навколо додаткового вала 9. Додатковий вал 9 встановлено рухомо на зовнішній поверхні головного вала 7. Нижньою частиною додатковий вал 9 опирається на гвинт 8, а верхньою частиною з'єднується з механізмом приводу 13. Колона 5 з'єднана з рухомою консоллю 4 за допомогою 1 UA 110662 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 фланця 14. Розпірні плити вільними краями притискаються до зовнішніх поверхонь сусідніх плит під дією опору ґрунту, утворюючи замкнений силовий контур ущільнення технологічних порожнин. Гвинт 8 колони 5 може мати змінне ножове обладнання. Колона 5 з гвинтом 8, в залежності від технологічних умов, можуть бути напрямними елементами робочого органа, що рухається по технологічній порожнині, а секції 10 розпірних плит 12 - ущільнюючим елементом, виконуючим початкову технологічну порожнину, наприклад прокол ґрунту. Також, колона 5 з гвинтом 8, встановленим на її основному валу 7, та секціями 10 розпірних плит 12, закріплена на консолі 4, може виконувати ущільнення ґрунту декількома циклами з наступним заглибленням на більшу глибину, тим самим утворюючи ущільнену порожнину, що перевищує по довжині сумарну висоту секцій 10 розпірних плит 12. Статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті працює наступним чином. При початковому утворенні технологічної порожнини загвинчуванням гвинта 8 у ґрунт, останній ущільнюється клиновою базовою поверхнею гвинта 8, який здійснює поздовжній рух, опираючись через вали 7 та 9 на опорний фланець 14. При цьому секції 10 розпірних плит 12 знаходяться у вихідному положенні, тобто розпірні гідроциліндри 11 знаходяться у закритому крайньому положенні, а розпірні плити 12 розташовуються притиснутими до додаткового вала 9. Після відповідного лідерного проходу гвинта 8 його рух припиняється, вмикаються розпірні гідроциліндри 11, які розводять розпірні плити 12, головний вал 7 з розташованим на ньому гвинтом 8 зупиняється, таким чином унеможливлюючи вертикальні переміщення колони 5 під дією опору ґрунту при послідовному увімкненні в роботу секцій 10 розпірних плит 12 шляхом з'єднання розпірних гідроциліндрів 11 кожної секції 10 окремо із силовим потоком до необхідного положення. При цьому секції 10 розпірних плит 12 розширюються з додатковим обертальним рухом навколо головного вала 7, за допомогою приводу 13. Таке технологічне рішення забезпечує заданий профіль розширення технологічних порожнин та ущільнення ґрунту. При наявності початкової технологічної порожнини виконуються операції, пов'язані з роботою секцій 10 розпірних плит 12, внаслідок яких відбувається розширення початкової технологічної порожнини ущільненням ґрунту в її бічні сторони. В процесі роботи, у міру заглиблення колони 5 з секціями 10 розпірних плит 12 в ґрунт, вона переміщається зворотно-поступально разом з консоллю 4 уздовж стріли 2 за допомогою поліспаста 3. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Статичний гідравлічний ущільнювач стінок технологічних порожнин у ґрунті, що містить робочий орган з розпірними плитами та системи приводу, який відрізняється тим, що система приводу складається з рухомо закріпленої на стрілі базової машини і з'єднаної з поліспастом двосторонньої дії чи з парою телескопічних симетрично з'єднаних гідроциліндрами консолі і колони, шарнірно з'єднаних між собою, а робочий орган з'єднаний з колоною і складається з головного вала, з'єднаного верхнім кінцем з системою приводу, а нижнім кінцем - з гвинтом, на зовнішній поверхні головного вала встановлено додатковий вал, з'єднаний верхнім кінцем з системою власного приводу обертання навколо своєї осі, а на бічній поверхні шарнірно закріплені розпірні плити, гідроциліндри керування якими шарнірно закріплені одним кінцем на додатковому валу, а іншим - на розпірних плитах; крім того, додатковий вал може мати декілька секцій розпірних плит. 2 UA 110662 C2 3 UA 110662 C2 4 UA 110662 C2 5 UA 110662 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6