УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ МЕТОДОМ РАСКАТКИ Российский патент 1996 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к строительной технике, а более точно к устройствам для образования скважин в грунте. Предлагаемое устройство может найти применение для бестраншейной прокладки коммуникаций, образования набивных свай, глубинного уплотнения грунтов, формирования траншей для образования "стены в грунте" и прочее.

Известны устройства для образования скважин в грунте методом раскатки, включающие приводной вал с эксцентриковыми втулками, на которых установлены с эксцентриситетом и с возможностью вращения конические катки, причем между торцами катков установлены уплотнительные элементы [1]
Известные устройства ненадежны в работе из-за попадания грунта в зазоры между катками, в результате чего происходит их заклинивание.

Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату является устройство, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки, расположенные между торцами смежных катков и жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси симметрии на величину эксцентриситета соответствующей эксцентриковой втулки, и расположенные между торцами каждого катка и диска уплотнительные элементы [2] Известное устройство трудоемко в изготовлении из-за необходимости совместной обработки мест посадок подшипниковых опор, дисков и эксцентриковых втулок. При больших габаритах устройства (диаметром более 500 мм) такую совместную обработку осуществить весьма сложно. К недостаткам известного устройства можно отнести также низкую его производительность из-за малой скорости его извлечения из скважины.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления устройства и повышение производительности его работы.

Цель достигается тем, что торцы дисков со стороны уплотнительных элементов выполнены со сферической выпуклой поверхностью, а каждый уплотнительный элемент выполнен в виде подпружиненного кольца с вогнутой поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы которых совпадает с центром сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска, а эксцентриковые втулки в каждом катке жестко соединены между собой посредством торцовых шлицев, причем соединение приводного вала с эксцентриковыми втулками выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа для размещения его в пазе приводного вала с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок вокруг продольной оси приводного вала при реверсе последнего.

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'-В' 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 с эксцентриковыми втулками 2 и установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах 3 конические катки 4. Между торцами смежных катков 4 расположены жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски 5, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси 6 устройства на величину эксцентриситета е соответствующей эксцентриковой втулки 2. Между торцами каждого катка 4 и диска 5 расположены уплотнительные элементы, выполненные в виде подпружиненного кольца 7 с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска 5, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр 8 сферы радиусом R₁ которых совпадает с центром сферических поверхностей с радиусом R₂ подпружиненного кольца и диска.

Эксцентриковые втулки 2 в каждом катке 4 жестко соединены между собой посредством торцовых шлицев 9, причем соединение приводного вала 1 с эксцентриковыми втулками 2 выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза 10 и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа 11 (шпонки) для размещения его в пазу приводного вала и с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок на угол β вокруг продольной оси 6 приводного вала 1 при реверсе последнего.

Каждый диск 5 жестко соединен с эксцентриковой втулкой 2 посредством резьбового соединения 12 и установлен с возможностью регулирования силы поджатия сферических поверхностей подпружиненного кольца 7 и диска 5 друг к другу посредством стопорного кольца 13 и упругой прокладки 14, при этом сферическая выпуклая поверхность диска 5 выполнена с хромированным покрытием, а сферическая вогнутая поверхность подпружиненного кольца 7 выполнена с покрытием из антифрикционного материала, например оргалона. Наружная поверхность каждого катка 4 имеет выпуклую форму с радиусом R и выполнена с рифлением 15, при этом диаметр D₁ торца катка 4 со стороны меньшего смежного катка в направлении к головному катку меньшего диаметра D₂ торца смежного катка, причем торцы катков 4 имеют фаски 16. Между дисками 5 смежных катков 4 установлены кольца 17. Ось 18 каждого катка 4 развернута в продольной плоскости на угол α.

Устройство работает следующим образом.

При правом вращении приводного вала 1 (фиг. 3, 5, 6-10) выступы 11 эксцентриковых втулок 2 упираются в правый торец кольцевых проточек 10 вала 1, при этом все катки 4 разворачиваются по спирали и происходит самозавинчивание устройства в грунт, образуя скважину 19. При левом вращении (реверсе) приводного вала 1 (фиг. 4, 11-16) выступы 11 эксцентриковых втулок 2 упираются в левый (противоположный) торец кольцевых проточек 10 вала 1, при этом все катки 4 устанавливаются (складываются) в одной плоскости, образуя зазор δ между катками 4 и скважиной 19 на всей длине забоя, и устройство легко извлекается из скважины.

Применение предлагаемого устройства позволит снизить трудоемкость его изготовления и повысить производительность его работы в 1,5-2 раза.

Использование: изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к устройствам для образования скважин. Сущность изобретения: устройство для образования скважин в грунте методом раскатки включает приводной вал с эксцентриковыми втулками и установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки. Между торцами смежных катков расположены жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси устройства на величину эксцентриситета e соответствующей эксцентриковой втулки. Между торцами каждого катка и диска расположены уплотнительные элементы, выполненные в виде подпружиненного кольца с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы с радиусом R₁ которых совпадает с центром сферических поверхностей с радиусом R₂ подпружиненного кольца и диска. 3 з. п. ф-лы, 16 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ МЕТОДОМ РАСКАТКИ, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки, расположенные между торцами смежных катков и жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси устройства на величину эксцентриситета соответствующей эксцентриковой втулки, и расположенные между торцами каждого катка и диска уплотнительные элементы, отличающееся тем, что торцы дисков со стороны уплотнительных элементов выполнены со сферической выпуклой поверхностью, а каждый уплотнительный элемент выполнен в виде подпружиненного кольца с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы которых совпадает с центром сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска, а эксцентриковые втулки в каждом катке жестко соединены между собой посредством торцевых шлицев, причем соединение приводного вала с эксцентриковыми втулками выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа для размещения его в пазу приводного вала с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок вокруг продольной оси приводного вала при реверсе последнего. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый диск жестко соединен с эксцентриковой втулкой посредством резьбового соединения и установлен с возможностью регулирования силы поджатия сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска друг к другу посредством стопорного кольца и упругой прокладки, при этом сферическая выпуклая поверхность диска выполнена с хромовым покрытием, а сферическая вогнутая поверхность подпружиненного кольца - с покрытием из антифрикционного материала, например оргалона. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность каждого катка имеет выпуклую форму и выполнена с рифлением, при этом диаметр торца катка со стороны меньшего смежного катка в направлении к головному катку меньше диаметра торца смежного катка, причем торцы катков имеют фаски. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между дисками смежных катков установлены кольца.