УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИНЫ В ГРУНТЕ МЕТОДОМ РАСКАТКИ Российский патент 1996 года по МПК E02F5/16 

Изобретение относится к строительной технике, а более точно к устройствам для образования скважин в грунте. Эти устройства могут найти применение для бестраншейной прокладки коммуникаций, образования набивных свай, глубинного уплотнения грунтов, затягивания анкеров, формования траншей для "стены в грунте" и прочее.

Известно устройство для образования скважин в грунте методом раскатки, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, на которых установлены с возможностью вращения конические катки, причем между торцами катков установлены уплотнительные элементы [1]
Известное устройство не надежно в работе из-за попадания грунта во внутрь устройства через уплотнительные элементы, в результате чего происходит заклинивание катков.

Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату в решении той же задачи является устройство для образования скважин в грунте методом раскатки, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, на который с помощью подшипников качения установлены с эксцент- риситетом и возможностью вращения конические катки и уплотнительные элементы. Оси катков смещены и развернуты относительно оси вала таким образом, что при вращении вала катки катятся по винтовой линии, формуя скважину [2]
При работе известного устройства в переувлажненных грунтах из-за проникновения влаги через уплотнительные элементы во внутрь устройства снижается срок его службы. К недостаткам этого устройства можно отнести также низкую его производительность из-за малой скорости его извлечения из скважины.

Цель изобретения повышение срока службы и производительности работы устройства.

Цель достигается тем, что устройство имеет приспособления для облегчения извлечения его из образованной скважины, каждое из которых выполнено в виде установленной на приводном валу с возможностью ограниченного поворота цилиндрической втулки с расположенным на ее внутренней боковой поверхности пазом, расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала выступа для размещения в пазу цилиндрической втулки и установленных на приводном валу двух распорных втулок с кольцевыми расточками, которые образуют полость для размещения цилиндрической втулки, а эксцентриковая втулка каждого катка выполнена из двух частей, которые расположены симметрично относительно полости, перпендикулярной к продольной оси приводного вала, жестко соединены с соответствующими распорными втулками и установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси приводного вала, при этом каждый уплотнительный элемент выполнен в виде кольца, которое подпружинено относительно соответствующего катка и установлено с возможностью взаимодействия с внутренней торцовой поверхностью фланца соответствующей части эксцентриковой втулки, а распорные втулки каждого катка расположены между частями соответствующей эксцентриковой втулки и жестко соединены с соответствующей цилиндрической втулкой, причем цилиндрическая втулка каждого катка расположена симметрично относительно подшипников качения соответствующего катка, а части эксцентриковых втулок смежных катков установлены с возможностью взаимодействия друг с другом наружными торцовыми поверхностями их фланцев.

На фиг.1 показана конструкция устройства для образования скважин в грунте; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 положение катков устройства в момент его погружения в грунт; на фиг.4 положение катков устройства в момент его извлечения из скважины; на фиг.5 сечение В-В на фиг.3; на фиг.6 сечение Г-Г на фиг.3; на фиг.7 сечение Д-Д на фиг.3; на фиг. 8 сечение Е-Е на фиг.3; на фиг. 9 сечение Ж-Ж на фиг.3; на фиг.10 сечение З-З на фиг.3; на фиг.11 сечение В'-B' на фиг.4; на фиг.12 сечение Г'-Г' на фиг.4; на фиг.13 сечение Д'-Д' на фиг.4; на фиг.14 сечение E'-E'на фиг.4; на фиг.15 сечение Ж'-Ж' на фиг.4; на фиг.16 сечение З'-З' на фиг.4.

Устройство для образования скважин в грунте методом раскатки включает приводной вал 1, расположенные на приводном валу эксцентриковые втулки 2, размещенные на эксцентриковых втулках подшипники качения 3, установленные на подшипниках качения с возможностью вращения относительно приводного вала конические катки 4 и расположенные между торцом каждого катка и фланцем соответствующей эксцентриковой втулки уплотнительные элементы 5.

Устройство имеет приспособление для облегчения извлечения устройства из образованной скважины, каждое из которых выполнено в виде установленной на приводном валу с возможностью ограниченного поворота цилиндрической втулки 6 с расположенным на ее внутренней боковой поверхности пазом 7, расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала выступа 8 для размещения в пазу цилиндрической втулки. На приводном валу 1 установлены две распорные втулки 9 с кольцевыми расточками, которые образуют полость для размещения цилиндрической втулки. Эксцентриковая втулка 2 каждого катка выполнена из двух частей, которые расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной к продольной оси 10 приводного вала, жестко соединены с соответствующими распорными втулками 9 и установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси приводного вала. Каждый уплотнительный элемент 5 выполнен в виде кольца 11, которое подпружинено с помощью резинового кольца 12 относительно соответствующего катка 4 и установлено с возможностью взаимодействия с внутренней торцовой поверхности фланца соответствующей части эксцентриковой втулки 2. Распорные втулки 9 каждого катка 4 расположены между частями соответствующей эксцентриковой втулки 2 и жестко соединены с соответствующей цилиндрической втулкой 6, причем цилиндрическая втулка каждого катка расположена симметрично относительно подшипников качения 3 соответствующего катка. Эксцентриковые втулки 2 смежных катков 4 установлены с возможностью взаимодействия друг с другом наружными торцовыми поверхностями их фланцев. Соединение каждой части эксцентриковой втулки 2 с соответствующей распорной втулкой 9 выполнено в виде расположенных на соответствующих торцах распорной втулки и соответствующей части эксцентриковой втулки шлицев 13. Торцовая поверхность фланца соответствующей части эксцентриковой втулки 2 имеет покрытие 14 из антифрикционного материала, при этом кольцо 11 и соответствующая часть эксцентриковой втулки установлены с возможностью поворота относительно друг друга при извлечении устройства из образованной скважины. Одна из наружных торцовых поверхностей, взаимодействующих друг с другом фланцев, частей эксцентриковых втулок 2 смежных катков 4 имеет покрытие 15 из антифрикционного материала, при этом взаимодействующие друг с другом части эксцентриковых втулок смежных катков установлены с возможностью поворота относительно друг друга при реверсе приводного вала 1. Наружная боковая поверхность каждого катка имеет выпуклую форму с радиусом R и выполнена с рифлением 16. Торцы катков выполнены с фасками 17, причем диаметр D₁ катка 4 со стороны меньшего соседнего катка 4 выполнен меньшим диаметром D₂, т.е. D₁<D₂. Ось 18 каждого катка 4 смещена относительно оси 10 устройства и развернута на угол α.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При правом вращении приводного вала 1 (фиг.3,5 10) выступы 8 упираются в правый торец паза 7 цилиндрических втулок 7, при этом все катки 4 устанавливаются в рабочее положение (фиг.3) и происходит самозавинчивание устройства в грунт, образуя скважину 19. При левом вращении (реверсе) приводного вала 1 (фиг.4,11 16) выступы 8 упираются в левый (противоположный) торец паза 7 цилиндрических втулок 6, при этом все катки 4 устанавливаются (складываются) в одной плоскости, образуя зазор δмежду стенками катков 4 и скважины 19 на всей длине забоя, и устройство таким образом легко извлекается из скважины.

Применение предлагаемого торцового уплотнения обеспечивает работу узла трения без смазки и исключает проникновение влаги в подшипниковые опоры, что позволит повысить срок службы устройства в 2-3 раза. Кроме того, применение складывающихся катков обеспечит повышение производительности работ в 1,5 2 раза за счет повышения скорости извлечения устройства из скважины.

Сущность изобретения: устройство для образования скважины в грунте методом раскатки содержит приводной вал, эксцентриковые втулки, подшипники качения, конические катки, уплотнительные элементы и приспособление для облегчения извлечения устройства из образованной скважины. Каждое приспособление для облегчения извлечения устройства выполнено в виде цилиндрической втулки с пазом, двух распорных втулок с кольцевыми расточками и выступа на приводном валу. Эксцентриковая втулка каждого катка выполнена из двух частей. Каждый уплотнительный элемент выполнен в виде кольца. Кольцо подпружинено относительно соответствующего катка и установлено с возможностью взаимодействия с внутренней торцевой поверхностью фланца соответствующей части эксцентриковой втулки. Распорные втулки каждого катка расположены между частями соответствующей эксцентриковой втулки и жестко соединены с соответствующей цилиндрической втулкой. 5 з. п. ф-лы, 16 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИНЫ В ГРУНТЕ МЕТОДОМ РАСКАТКИ, включающее приводной вал, расположенные на приводном валу эксцентриковые втулки, размещенные на эксцентриковых втулках подшипники качения, установленные на подшипниках качения с возможностью вращения относительно приводного вала конические катки и расположенные между торцом каждого катка и фланцем соответствующей эксцентриковой втулки уплотнительные элементы, отличающееся тем, что оно имеет приспособления для облегчения извлечения устройства из образованной скважины, каждое из которых выполнено в виде установленной на приводном валу с возможностью ограниченного поворота цилиндрической втулки с расположенным на ее внутренней боковой поверхности пазом, расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала выступа для размещения в пазу цилиндрической втулки и установленных на приводном валу двух распорных втулок с кольцевыми расточками, которые образуют полость для размещения цилиндрической втулки, а эксцентриковая втулка каждого катка выполнена из двух частей, которые расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной к продольной оси приводного вала, жестко соединены с соответствующими распорными втулками и установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси приводного вала, при этом каждый уплотнительный элемент выполнен в виде кольца, которое подпружинено относительно соответствующего катка и установлено с возможностью взаимодействия с внутренней торцевой поверхностью фланца соответствующей части эксцентриковой втулки, а распорные втулки каждого катка расположены между частями соответствующей эксценриковой втулки и жестко соединены с соответствующей цилиндрической втулкой, причем цилиндрическая втулка каждого катка расположена симметрично относительно подшипников качения соответствующего катка, а части эксцентриковых втулок смежных катков установлены с возможностью взаимодействия одна с другой наружными торцевыми поверхностями их фланцев. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение каждой части эксцентриковой втулки с соответствующей распорной втулкой выполнено в виде расположенных на соответствующих торцах распорной втулки и соответствующей части эксцентриковой втулки шлицев. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что торцевая поверхность кольца или внутренняя торцевая поверхность фланца соответствующей части эксцентриковой втулки имеет покрытие из антифрикционного материала, при этом кольцо и соответствующая часть эксцентриковой втулки установлены с возможностью поворота друг относительно друга при извлечении устройства из образованной скважины. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одна из наружных торцевых поверхностей взаимодействующих друг с другом фланцев частей эксцентриковых втулок смежных катков имеет покрытие из антифрикционного материала, при этом взаимодействующие одна с другой части эксцентриковых втулок смежных катков установлены с возможностью поворота одна относительно другой при реверсе приводного вала. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность каждого катка имеет выпуклую форму и выполнена с рифлением. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы катков выполнены с фасками.