Пристрій для занурювання будівельних елементів

Реферат: Винахід належить до галузі будівництва і може бути використаний для занурювання будівельних елементів (шпунтів, паль, труб, оболонок тощо) при спорудженні фундаментів в житловому, промисловому та сільському будівництві. В основу винаходу поставлена задача розширення функціональних можливостей пристрою для занурювання будівельних елементів за рахунок можливості одержання ударних пружних зусиль, на рівні з коливальними, в необхідному по технологічному процесі робіт напрямку. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для занурювання будівельних елементів має індукторну систему з активним шаром, виконаним у вигляді ряду котушок з магнітопроводом, які встановлені в корпусі, рухомий елемент, що складається з магнітом'яких полюсів, змонтованих на стрижні, між якими розташовані постійні магніти, пружні елементи між індукторною системою і рухомим елементом, наголовник, встановлений між корпусом і занурювальним елементом, кожна котушка активного шару складається із ряду секцій, наголовник виконаний у вигляді обойми, на якій на пружних елементах встановлена індукторна система, в порожнині - розташований ударник, змонтований через пружні елементи на стрижні рухомого елемента, при цьому внутрішня висота обойми більша амплітуди коливання рухомого елемента. UA 103718 C2 (12) UA 103718 C2 UA 103718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі будівництва і може бути використаний для занурювання будівельних елементів (шпунтів, паль, труб, оболонок тощо) при спорудженні фундаментів в житловому, промисловому та сільському будівництві. Відомий пристрій для занурювання будівельних елементів, що має індукторну систему з активним шаром, виконаним у вигляді ряду котушок з магнітопроводом, які встановлені в корпусі, рухомий елемент, що складається з магнітом'яких полюсів, змонтованих на стрижні, між якими розташовані постійні магніти, пружні елементи між індукторною системою і рухомим елементом, наголовник, встановлений між корпусом і занурювальним елементом [1]. В даному пристрої котушки активного шару і полюси рухомого елементу розміщені таким чином, що їх осі як поздовжні, так і радіальні співпадають, при цьому забезпечуються рівномірне коливання рухомого елементу відносно осі котушки з передачею зусиль на занурювальний елемент через наголовник. Недоліком аналога є звуження функціональних можливостей пристрою. Так, при виконанні певних будівельних операцій, крім коливальних рухів необхідна присутність ударних пружних загрузок. Це виникає при занурюванні будівельних елементів в ґрунт з перемінною щільністю, демонтажу шпунтів, оболонок. Даний пристрій не забезпечує виконання такого режиму роботи. Відомий пристрій для занурювання будівельних елементів, що має індукторну систему з активним шаром, виконаним у вигляді ряду котушок з магнітопроводом, які встановлені в корпусі, рухомий елемент, що складається з магнітом'яких полюсів, змонтованих на стрижні, між якими розташовані постійні магніти, пружні елементи між індукторною системою і рухомим елементом, наголовник, встановлений між корпусом і занурювальним елементом [2]. В даному агрегаті дещо розширені функціональні можливості пристрою. Так, можлива реалізація полічастотного вібраційного режиму, при якому на коливальний робочий орган діють коливання від декількох джерел коливань різних частот, а також є можливість змінювання жорсткості системи пружних елементів, але, як і аналог, даний пристрій не забезпечує виконання будівельних робіт з наявністю, крім коливальних рухів, ударних пружних навантажень. В основу винаходу поставлена задача розширення функціональних можливостей пристрою для занурювання будівельних елементів за рахунок можливості одержання ударних пружних зусиль, на рівні з коливальними, в необхідному по технологічному процесі робіт напрямку. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрою для занурювання будівельних елементів, що має індукторну систему з активним шаром, виконаним у вигляді ряду котушок з магнітопроводом, які встановлені в корпусі, рухомий елемент, що складається з магнітом'яких полюсів, змонтованих на стрижні, між якими розташовані постійні магніти, пружні елементи між індукторною системою і рухомим елементом, наголовник, встановлений між корпусом і занурювальним елементом, кожна котушка активного шару складається із ряду секцій, наголовник виконаний у вигляді обойми, на якій на пружних елементах встановлена індукторна система, в порожнині - розташований ударник, змонтований через пружні елементи на стрижні рухомого елемента, при цьому внутрішня висота обойми більша амплітуди коливання рухомого елементу. В порівнянні з прототипом, запропонований пристрій для занурювання будівельних елементів відрізняється наявністю таких ознак: - кожна котушка активного шару складається із ряду секцій; - наголовник виконаний у вигляді обойми; - на обоймі встановлена індукторна система; - індукторна система встановлена на обоймі на пружних елементах; - в порожнині обойми розташований ударник; - ударник змонтований на стрижні рухомого елементу; - ударник змонтований на обоймі через пружні елементи; - внутрішня висота обойми більша амплітуди коливання рухомого елемента. Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої мети. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1. показано загальний вид пристрою для занурювання будівельних елементів, на фіг. 2-5 - варіанти розміщення осей полюсів і котушок активного шару при різному включенні секцій котушок. Пристрій для занурювання будівельних елементів має індукторну систему 1, рухомий елемент 2, пружні елементи 3 і наголовник 4. Індукторна система 1 має активний шар, виконаний з ряду котушок 5 з магнітопроводом 6, які встановлені в корпусі 7. Магнітопровід 6 може бути виконаний як у вигляді феромагнітного дроту або стрічки, так і у вигляді штампованих з електротехнічної сталі кілець або пластин, встановлених як тільки поверх 1 UA 103718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 котушок, так і змонтованих усередині котушок, зменшуючи при цьому величину повітряного зазору. Рухомий елемент 2 має стрижень 8, на якому встановлені магнітом'які полюси 9. Між магнітом'якими полюсами 9 змонтовано постійні магніти 10. Індукторна система 1 і рухомий елемент 2 зв'язані між собою пружними елементами 3. Для передачі зусиль, виникаючих від взаємодії індукторної системи 1 і елементами рухомого елементу 2, між корпусом 7 і будівельним елементом 11 встановлено наголовник 4. Кожна котушка 5 активного шару складається із ряду секцій: основної 12 і додаткових 13 і 14. Додаткові секції 13 і 14 конструктивно розміщені по обидві сторони від основної 12. Наголовник 4 виконаний у вигляді обойми 15, яка має диски: верхній 16 і нижній 17, з'єднані між собою стаканом 18. На внутрішніх поверхнях верхнього 16 і нижнього 17 дисків обойми 15 встановлені демпферні елементи 19 і 20. Внутрішня висота обойми 15 Η більша за амплітуду коливання рухомого елемента 2. Індукторна система 1 має зв'язок з наголовником 4 через пружний елемент 21, який встановлено на зовнішній поверхні верхнього 16 диска. Пружний елемент 21 зменшує вплив коливань на обмотку 5 індукторної системи 1. В порожнині 22 обойми 15 розташований ударник 23. Ударник 23 змонтований на стрижні 8 рухомого елементу 2 через пружні елементи 24 і 25. Робота пристрою відбувається таким чином. Пристрій встановлюється на будівельний елемент 11 наголовником 4. На котушки 5 індукторної системи подається змінний струм. Взаємодія струму котушок 5 з магнітним полем полюсів 9 призводить до появи сили, направленої по подовжній осі пристрою. Так як суміжні котушки мають протилежний напрям струму, а суміжні полюси - різнойменну полярність, то виникаючі сили між котушками і полюсами діють в одному напрямі. Оскільки до котушок підведений змінний струм, то виникаючі сили будуть міняти напрям з частотою підведеного струму, а їхня амплітуда - залежить від величини струму. Коливання рухомого елементу 2 через систему пружних елементів 3 передається на корпус 7, який через пружний елемент 21 і наголовник 4 зв'язаний з будівельним елементом 11. Конструктивно в пристрої електромагнітна система виконана таким чином, що радіальні осі котушок Υκ1-Υκ4 при включенні основних 12 секцій котушок 5 і полюсів 9 Υп1-Υп4 співпадають і рівномірне коливання рухомого елементу 2 відбувається відносно осей котушок (фіг. 2). Так як внутрішня висота Η обойми більша амплітуди коливання, то ударник 23 має вільне (безударне) коливання в порожнині 22 обойми 15. Співпадання осей котушок і полюсів виникає і при одночасному однополярному живленні основних 12 і додаткових 13 і 14 секцій (фіг. 3). При живленні секцій котушок по фіг. 4 (основна 12 і додаткова 13) осі Υκ1-Υκ4 котушок 5 зміщуються відносно осей Υп1-Υп4 полюсів 9 на величину Δ1. Вісь коливання зміщується на величину Δ1, ударник 23, крім коливального руху, в кінці ходу буде виконувати ударні пружні нагрузки по верхньому 16 диску обойми 15. Пружність удару забезпечується за рахунок пружних елементів 19 і 25. При живленні секцій котушок по фіг. 5 (основна 12і додаткова 14) осі Υκ1-Υκ4 котушок 5 зміщуються відносно осей Υп1-Υп4 полюсів 9 на величину Δ2. Вісь коливання зміщується на величину Δ2. Ударник 23 в кінці ходу буде виконувати ударні пружні навантаження по нижньому 17 диску обойми 15. Пружність удару забезпечується за рахунок пружних елементів 20 і 24. Таким чином, виконання елементів пристрою для занурювання будівельних елементів у вищезазначеному вигляді розширює функціональні можливості агрегату за рахунок одержання ударних пружних зусиль, на рівні з коливальними, при цьому напрям ударних зусиль можливо змінювати в процесі виконання робіт. Дане технічне рішення знаходиться на стадії розробки експериментального зразка у Київському національному університеті будівництва і архітектури для випробовувань на підприємствах міста Києва. Бібліографічні дані джерел інформації 1. Патент України на винахід №79418 С2, МПК Н02К 33/00 11.06.2007 р., Бюл. №8, 2007. 2. Деклараційний патент на корисну модель. Україна, №24757 МПК E02D 7/10, E02D 7/18, E02D 7/20 10.07.2007 р. Бюл. №10, 2007. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Пристрій для занурювання будівельних елементів, що має індукторну систему з активним шаром, виконаним у вигляді ряду котушок з магнітопроводом, які встановлені в корпусі, рухомий елемент, що складається з магнітом'яких полюсів, змонтованих на стрижні, між якими розташовані постійні магніти, пружні елементи між індукторною системою і рухомим елементом, наголовник, встановлений між корпусом і занурювальним елементом, який відрізняється тим, що кожна котушка активного шару складається із ряду секцій, наголовник виконаний у вигляді 2 UA 103718 C2 обойми, на якій на пружних елементах встановлена індукторна система, в порожнині розташований ударник, змонтований через пружні елементи на стрижні рухомого елемента, при цьому внутрішня висота обойми більша амплітуди коливання рухомого елемента. 3 UA 103718 C2 4 UA 103718 C2 5 UA 103718 C2 6 UA 103718 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 7