УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 2010 года по МПК E21C39/00 G01N3/00 

Описание патента на изобретение RU2379512C1

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям горных пород в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (Патент РФ №1465569, кл. Е21С 39/00, 1987), содержащее цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси штанги и кинематически связанные с одним концом штанги, подпружиненный груз, установленный на другом конце штанги.

Недостаток устройства состоит в отсутствии возможности проводить испытания при перемещениях пуансонов по поверхности стенки скважины. Испытания проходят при точечных приложениях затухающих колебаний нагрузки к стенке скважины.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (Патент РФ №1700235, кл. Е21С 39/00, 1991), содержащее цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси штанги и кинематически связанные с одним концом штанги, груз, кинематически связанный с другим концом штанги.

Недостаток устройства также состоит в отсутствии возможности проводить испытания при перемещениях пуансонов по поверхности стенок скважины. Испытания проходят только при точечных нагружениях стенки скважины затухающими колебаниями нагрузки.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (Патент РФ №1778239, кл. Е21С 39/00, 1992), принимаемое за прототип. Устройство содержит цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси штанги и кинематически связанные с одним концом штанги, груз, кинематически связанный с другим концом штанги. Устройство проводит испытания как при точечных нагружениях стенки скважины затухающими колебаниями нагрузки, так и при затухающих перемещениях точек приложения нагрузки перпендикулярно оси скважины.

Недостаток устройства состоит в отсутствии возможности проводить испытания при затухающих перемещениях точек приложения вдоль оси скважины. Тем более невозможны испытания при изменении положения продольных линий затухающих перемещений точек приложения по периметру сечения скважины. Для оценки степени анизотропии прочностных и энергопоглощающих свойств необходимо сравнить истираемость и поглощение энергии при трении или срезе пуансонами поверхности стенки скважины по двум разным направлениям, оптимально, вдоль и поперек оси скважины. Такие исследования невозможны, и это ограничивает объем информации, получаемой при натурных испытаниях горных пород.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем нагружения стенки скважины точечными затухающими колебаниями нагрузки, затухающими перемещениями точек приложения нагрузки перпендикулярно и вдоль оси скважины, а также при изменении положения линий затухающих перемещений нагрузки вдоль оси скважины.

Технический результат достигается тем, что устройство для полевых испытаний горных пород содержит цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси и кинематически связанные с одним концом штанги, груз, кинематически связанный с другим концом штанги, согласно изобретению на торце штанги закреплен кулачок для взаимодействия с пуансонами, кулачок и пуансоны размещены в оправке, оправка имеет направляющую для перемещения вдоль оси и поворотов вокруг оси штанги, фиксатор поворотов и осевых перемещений и фиксатор для соединения с кулачком, груз шарнирно подвешен на конце штанги на маятнике с возможностью колебаний в плоскости расположения оси штанги и в плоскости, перпендикулярной оси штанги, при этом маятник имеет съемный шарнирный упор, соединенный с корпусом.

Технический результат достигается также тем, что штанга соединена с маятником с возможностью осевого поворота.

В предлагаемой конструкции штанга, благодаря соединению ее с грузом через маятник, может совершать возвратно-поступательные или возвратно-вращательные движения. В присутствии оправки с кулачком пуансоны воспроизводят эти движения на стенке скважины, что и создает испытания при затухающих перемещениях точек нагружения вдоль или перпендикулярно оси скважины. При определенных положениях фиксаторов кулачок преобразует возвратно-вращательные движения штанги в нагружения стенки скважины точечными затухающими колебаниями нагрузки. Осевой поворот штанги относительно маятника позволяет поворачивать штангу с оправкой и пуансонами вокруг оси штанги и задавать новые положения линий затухающих перемещений нагрузки вдоль оси скважины. В целом это приводит к достижению технического результата.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для полевых испытаний горных пород содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, установленную на продольной оси корпуса штангу 3, пуансоны 4, 5, установленные перпендикулярно оси и кинематически связанные с одним концом штанги 3, груз 6, кинематически связанный с другим концом штанги 3. На торце штанги 3 закреплен кулачок 7 с возможностью взаимодействия с пуансонами 4, 5. Кулачок 7 и пуансоны 4, 5 размещены в оправке 8. Оправка 8 имеет направляющую 9, 10 для перемещения вдоль оси и поворотов вокруг оси штанги 3, фиксатор 11 поворотов и осевых перемещений и фиксатор 12 для соединения с кулачком 7, груз 6 шарнирно подвешен на конце штанги 3 на маятнике 13 с возможностью колебаний в плоскости расположения оси штанги и в плоскости, перпендикулярной оси штанги 3. Маятник 13 имеет съемный шарнирный упор 14, соединенный с корпусом 1.

Штанга 3 соединена с маятником 13 с возможностью осевого поворота.

Осевой поворот штанги 3 относительно маятника 13 обеспечивается поворотным соединением 15 с фиксатором 16 и съемным рычагом 17. Корпус 1 распирается в скважине 1 упорами 18 с винтами 19 каждый. Пуансоны 4, 5 подпружинены в направлении кулачка 8 пружинами 20. Деталь 9 направляющей жестко соединена с корпусом 1, деталь 10 жестко соединена с оправкой 8. В зависимости от задачи испытаний на торцах пуансонов 4, 5 закрепляют резцы (не показаны) или образцы горных пород (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают корпус 1 в скважину 2 и винтами 19 через упоры 18 фиксируют его в скважине. Включают фиксатор 11 и блокируют повороты и осевые перемещения оправки 8. При выключенном фиксаторе 16 и выключенном фиксаторе 12 поворачивают рычагом 17 штангу 3 с кулачком 7 вокруг оси штанги. Кулачок 7 перемещают пуансоны 4, 5 в осевом направлении и нагружают стенку скважины 2 начальной точечной нагрузкой.

Для испытаний при затухающих перемещениях точек нагружения вдоль оси скважины включают фиксаторы 12 и 16, выключают фиксатор 11, удаляют рычаг 17. Отводят маятник 13 с грузом 6 из положения равновесия и отпускают груз. Затухающие колебания груза через маятник 13 передаются на штангу 3, оправку 8 и пуансоны 4, 5. Пуансоны 4, 5 совершают затухающие возвратно-поступательные перемещения вдоль оси корпуса 1 и нагружают стенку скважины 2.

Для изменения положения линии перемещения пуансонов по стенке скважины выключают фиксатор 16, рычагом 17 поворачивают штангу 3 с оправкой 8 и пуансонами 4, 5 в новое положение, включают фиксатор 16 и повторяют испытания.

Для испытаний при затухающих перемещениях точек нагружения перпендикулярно оси скважины удаляют шарнирный упор 14 и при включенных фиксаторах 12, 16 и выключенном фиксаторе 11 смещают маятник 13 с грузом 6 в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и отпускают груз. Возвратные затухающие повороты груза создают возвратно-вращательные затухающие повороты штанги 3 с оправкой 8 и пуансонами 4, 5.

Для нагружения стенки скважины точечными затухающими колебаниями нагрузки включают фиксаторы 11 и 16 и выключают фиксатор 12. При возвратно-вращательных поворотах штанги 3 под действием груза 6 кулачок 7 перемещает пуансоны 4, 5 возвратно-поступательно в затухающем режиме.

Изобретение существенно повышает объем информации путем нагружения стенки скважины точечными затухающими колебаниями нагрузки, затухающими перемещениями точек приложения нагрузки перпендикулярно и вдоль оси скважины, а также при изменении положения линий затухающих перемещений нагрузки вдоль оси скважины.

Похожие патенты RU2379512C1

название год авторы номер документа
Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1778296A1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1714128A1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1751319A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 2009
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2417317C1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1788241A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 2008
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2380539C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 1991
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2011820C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 1992
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2054119C1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1988
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1629535A1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1989
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1700235A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 379 512 C1

Реферат патента 2010 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям горных пород в полевых условиях. Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем нагружения стенки скважины затухающими колебаниями нагрузки, затухающими перемещениями точек приложения нагрузки перпендикулярно и вдоль оси скважины, а также при изменении положения линий затухающих перемещений нагрузки вдоль оси скважины. Устройство для полевых испытаний горных пород содержит цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси и кинематически связанные с одним концом штанги, груз, кинематически связанный с другим концом штанги, согласно изобретению на торце штанги закреплен кулачок для взаимодействия с пуансонами, кулачок и пуансоны размещены в оправке, оправка имеет направляющую для перемещения вдоль оси и поворотов вокруг оси штанги, фиксатор поворотов и осевых перемещений и фиксатор для соединения с кулачком, груз шарнирно подвешен на конце штанги на маятнике с возможностью колебаний в плоскости расположения оси штанги и в плоскости, перпендикулярной оси штанги, при этом маятник имеет съемный шарнирный упор, соединенный с корпусом, а штанга соединена с маятником с возможностью осевого поворота. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 379 512 C1

1. Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, установленную на продольной оси корпуса штангу, пуансоны, установленные перпендикулярно оси и кинематически связанные с одним концом штанги, груз, кинематически связанный с другим концом штанги, отличающееся тем, что на торце штанги закреплен кулачок с возможностью взаимодействия с пуансонами, при этом кулачок и пуансоны размещены в оправке, оправка имеет направляющую для перемещения вдоль оси и поворотов вокруг оси штанги, фиксатор поворотов и осевых перемещений и фиксатор для соединения с кулачком, груз шарнирно подвешен на конце штанги на маятнике с возможностью колебаний в плоскости расположения оси штанги и в плоскости, перпендикулярной оси штанги, а маятник имеет съемный шарнирный упор, соединенный с корпусом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штанга соединена с маятником с возможностью осевого поворота.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2379512C1

Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1778296A1
Установка для испытаний образцов горных пород 1986
  • Мамедов Рубер Мелик Оглы
  • Меликбеков Рауф Аждарович
  • Орман Леонид Мотельевич
  • Исмайылов Шамхал Исмаил Оглы
  • Исмаилова Рафига Лютфи Кызы
SU1370240A1
Устройство для полевых испытаний горных пород 1990
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1724869A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 1992
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2054119C1
RU 2052107 С1, 10.01.1996
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД 1991
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2024747C1
US 6332364 B1, 25.12.2001
US 5616833 А, 01.04.1997
ЛИНИЯ ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1989
  • Ворошнин Владимир Вениаминович[Lv]
  • Шведов Михаил Сергеевич[Lv]
  • Конюшевская Галина Ивановна[Lv]
  • Кузьмина Алла Александровна[Lv]
RU2031794C1
WO 8906789 А1, 27.07.1989.

RU 2 379 512 C1

Авторы

Лодус Евгений Васильевич

Даты

2010-01-20Публикация

2008-11-05Подача