РАСШИРЯЕМЫЙ АНКЕРНЫЙ БОЛТ Российский патент 2016 года по МПК E21D21/00 E21D20/00 F16L58/08 

Настоящее изобретение относится к трубчатому анкерному болту, который может расширяться с помощью сжатого вещества, для вставки в высверленное отверстие согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к способу производства анкерного болта согласно пункту 8 формулы изобретения.

Расширяемые анкерные болты предшествующего уровня техники содержат трубку, внутренняя часть которой подвергается воздействию давления посредством сжатого вещества, например жидкости под высоким давлением, и, таким образом, расширяется. Анкерный болт вводится в высверленное отверстие. Вещество подается из насоса высокого давления через трубку в соединение в конце анкерного болта, который выступает из высверленного отверстия. Вещество подается во внутреннюю часть трубки, за счет чего трубка расширяется, чтобы прийти в контакт со стенкой высверленного отверстия.

Анкерные болты в высверленных отверстиях в породе подвергаются агрессивным внешним условиям, а также растягивающим силам, сдвигающим силам и коррозии. Эти внешние условия влияют на срок службы и прочность анкерного болта. Болт ослабляется со временем из-за коррозии, и он может наконец выйти из строя, если он подвергается сдвигающим силам и растягивающим силам. Надо понимать, что некоторые болты расположены в породе таким образом, что силы, которым они подвержены, относительно небольшие, и что эти болты по этой причине не выходят из строя, даже если внешние условия агрессивны.

Чтобы сопротивляться коррозии, анкерный болт может обеспечиваться покрытием из агента, защищающего от коррозии. Это покрытие может, однако, повреждаться, когда болт вводится в высверленное отверстие. Более того, покрытие может повреждаться, когда болт расширяется, так как форма поверхности болта изменяется. Это повреждение приводит к отверстиям, в которых может происходить коррозия.

Целью настоящего изобретения является предоставление анкерного болта, который демонстрирует лучшую устойчивость к силам, которым он подвергается, и лучшую устойчивость к коррозии.

Эта цель достигается с помощью анкерного болта, который содержит внутреннее усиливающее средство, которое присутствует в защищенной среде до тех пор, пока анкерный болт остается неповрежденным, и которое увеличивает устойчивость к растягивающим силам и сдвигающим силам.

Изобретение будет описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 показывает поперечное сечение анкерного болта согласно изобретению,

Фиг.2 показывает вид в перспективе внешней трубчатой части с усиливающим средством,

Фиг.3-8 показывают поперечные сечения анкерного болта с различными типами усиливающего средства,

Фиг.9 показывает собранный анкерный болт,

Фиг.10 схематически показывает участок стенки из породы с высверленным отверстием, в которое установлен анкерный болт,

Фиг.11 показывает поперечное сечение анкерного болта после того, как он был расширен, и

Фиг.12 и 13 показывают виды в перспективе анкерного болта перед тем, как он был расширен, и после этого.

Фиг.1 показывает поперечное сечение анкерного болта 1 согласно изобретению. Он содержит вытянутую трубчатую часть 2 и внутреннее усиливающее средство 3. В данном варианте осуществления внутреннее усиливающее средство 3 содержит вторую трубчатую часть 4 с внешним диаметром 5, меньшим, чем внутренний диаметр 6 внешней трубчатой части. Во втором варианте осуществления, который показан на фиг. 3-5, усиливающее средство 3 содержит усиливающий элемент, стальной или железный стержень 7, или провод 8. В дополнительном варианте осуществления усиливающее средство содержит вытянутую плоскую металлическую деталь 9 или изогнутую металлическую деталь 10 согласно фиг. 7-8. В дополнительном варианте осуществления усиливающее средство содержит вытянутый элемент 11 из композиционного материала, как можно видеть на фиг.6.

Внешняя трубчатая часть 2 имеет согласно фиг.1 и 2 замкнутое поперечное сечение 12, и она расположена с продольным сгибом 13, который проходит вдоль всей длины внешней трубчатой части 2. Цель этого сгиба 13 состоит в предоставлении трубчатой части 2 возможности расширения без изгибания ее поверхности. Когда внутреннее усиливающее средство 3 содержит трубку, эта внутренняя трубка располагается с продольным сгибом 14 во время производства анкерного болта 1.

Один конец 15 внешней трубчатой части, конец, который предназначен для расположения дальше в высверленном отверстии 16, когда анкерный болт 1 размещен в высверленном отверстии 16, содержит концевую секцию 17 в форме кожуха, которую можно видеть на фиг. 9 и 10. Кожух приварен или прикреплен иным образом к усиливающему средству 3 и к концу 15 внешней трубчатой части 2, таким образом, изолируя конец. Второй конец 18 трубки, конец которой расположен снаружи высверленного отверстия 16, когда анкерный болт 1 установлен в высверленное отверстие 16, обеспечен концевой деталью 19 в форме кожуха, которая приварена или прикреплена иным образом ко второму концу усиливающего средства 3 и внешней трубчатой части 2, и изолирует это конец. Перед тем, как анкерный болт 1 устанавливается в высверленное отверстие 16, шайба 20 располагается на внешней трубчатой части. Шайба 20 располагается, чтобы находиться в контакте с концевой деталью 19 на конце 18 анкерного болта 1, и предназначена для того, чтобы находиться в контакте со стенкой 21 из породы, когда анкерный болт 1 расположен в высверленном отверстии 16.

Концевая деталь 19 расположена с соединительной частью 22 для расширяющего средства 23. Соединительная часть 22 содержит канал или отверстие для соединения с внутренним отделением 24, которое сформировано внешней трубчатой частью 2. Расширяющее средство 23 содержит соединитель, например кожух, обеспеченный уплотнителем, который имеет резьбу снаружи концевой детали, или ниппель, и соединяется с источником 25 жидкости под высоким давлением, такой как вода. Стоит отметить, что другой тип жидкости также может использоваться, например сжатый воздух.

Пласт 26 породы показан на фиг.10 с высверленным отверстием 16 в пласте породы. Необходимо, чтобы высверленное отверстие 16 проходило на глубину, которая превышает протяжение в том же направлении материала породы, который должен быть усилен. Анкерный болт 1 располагается в высверленном отверстии 16, при этом анкерный болт был расширен, чтобы контактировать со стенками 27 высверленного отверстия 16.

Поперечные сечения анкерного болта 1, расположенного в высверленном отверстии 16, показаны на фиг.3-8. Чертежи показывают анкерный болт 1 перед тем, как он был расширен. Номер ссылки 13 указывает на штампованный сгиб во внешней трубчатой части 2, а номер ссылки 14 указывает на штампованный сгиб в усиливающем средстве 3, когда оно представляет собой трубчатое усиливающее средство. Фиг.11 показывает поперечное сечение анкерного болта 1 с фиг.1 после того, как он был расширен с помощью подачи сжатого вещества. Как можно видеть, расширяется только внешняя трубка 2, в то время как усиливающее средство 3, когда оно представляет собой трубку, не подвергается воздействию сжатого вещества. Таким образом, внутренняя трубка 3 не подвергается тому, что известно, как деформационное упрочнение, и усиливающее средство 3 находится в защищенной среде внутри внешней трубчатой части 2 до тех пор, пока анкерный болт остается неповрежденным. Фиг.12 показывает вид в перспективе анкерного болта согласно изобретению перед тем, как он был расширен, а фиг.13 показывает вид в перспективе того же анкерного болта после того, как он был расширен.

Анкерный болт 1 может выйти из строя, если он подвергается растягивающим силам и сдвигающим силам из-за движения породы, если эти силы становятся слишком большими. Он также может становиться слабее со временем из-за коррозии из-за трещин, которые формируются в поверхности внешней трубчатой части 2, когда анкерный болт 1 расширяется, что приводит к возможному выходу из строя анкерного болта 1. Когда он выходит их строя, усиливающее средство 3 поглощает силы, которые должна поглощать внешняя трубчатая часть 2 анкерного болта. Благодаря тому, что усиливающее средство 3 поддерживалось в защищенной среде, и благодаря тому, что оно не расширялось, усиливающее средство 3 находится в своем изначальном состоянии, и, таким образом, способно противостоять коррозионному воздействию лучше, чем внешняя трубчатая часть 2 анкерного болта, и срок службы анкерного болта 1, таким образом, увеличивается.

Когда анкерный болт 1 подвергается растягивающим силам, когда порода подвергается воздействию сейсмического движения и трещин, анкерный болт изгибается и может окончательно выйти из строя. Благодаря тому, что как внешняя трубчатая часть 2, так и усиливающее средство 3 прикреплены к концевой секции 17 и концевой детали 19, растягивающая сила переносится с внешней трубчатой части 2 на усиливающее средство 3, когда внешняя трубчатая часть 2 выходит из строя.

Когда анкерный болт 1 располагается в высверленном отверстии 16 и расширяется, чтобы прийти в контакт со стенками 27 высверленного отверстия, внешняя трубчатая часть 2 может изгибаться лишь в ограниченном количестве частей, которые могут проскальзывать по стенкам высверленного отверстия, и в конце, который выступает из высверленного отверстия. Когда внешняя трубчатая часть 2 подвергается силам, которые превышают ее прочность, внутреннее усиливающее средство 3 продолжает поглощать силы, так как оно свободно прикреплено между концевой секцией 17 и концевой деталью 19, и может изгибаться вдоль всей своей длины между концевой секцией и концевой деталью. Таким образом, надо понимать, что предложенный анкерный болт поглощает энергию и может поглощать динамические нагрузки, которым подвергается анкерный болт во время движения породы. Прочность на сдвиг и прочность на растяжение анкерного болта также возрастает благодаря увеличению количества стали на площадь поперечного сечения по сравнению с таковым у анкерных болтов согласно технологии предшествующего уровня техники.

Анкерный болт 1 согласно изобретению производится посредством того, что:

- определяются длина и диаметр отверстия (16) в породе,

- располагается вытянутая трубчатая часть 2,

- располагается вытянутое усиливающее средство 3,

- усиливающее средство 3 вставляется в трубчатую часть 2,

- элемент 28, сформированный из двух частей 2, 3, которые были расположены вместе, одна внутри другой, помещается в формирующее устройство (не показано на чертежах),

- одна сторона 15 элемента 28 прикрепляется к концевой секции 17, в то время как вторая сторона 18 элемента 28 прикрепляется к концевой детали 19,

- продольный сгиб 13, 14 формируется вдоль протяжения элемента 28,

- отверстие 22 формируется в концевой детали 19 для соединения анкерного болта 1 со сжатым веществом.

Когда усиливающее средство 3 анкерного болта 1 содержит трубку, которая располагается внутри внешней трубчатой части 2, усиливающее средство 3 также обеспечивается сгибом 14, когда сгиб 13 формируется посредством вальцовки или сжатия во внешней трубчатой части 2 анкерного болта 1. Сжатое вещество подается только во внешнюю трубчатую часть 2, по этой причине усиливающее средство 3 в случаях, когда оно представляет собой трубку, продолжает демонстрировать продольный сгиб 14 после расширения. Преимущество этого состоит в том, что форма поверхности усиливающего средства 3 не меняется во время расширения, и по этой причине не подвергается влиянию коррозионной защиты усиливающего средства 3, которое, более того, не подвергается деформационному упрочнению.

Настоящее изобретение не ограничено тем, что было описано выше и показано на чертежах: оно может изменяться и модифицироваться несколькими различными способами в пределах объема нового принципа, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к расширяемым трубчатым анкерам. Технический результат - повышение устойчивости анкера к действующим на него силам и коррозии. Анкер включает трубчатый анкерный болт. Производство анкерного болта содержит этапы, на которых вначале определяют длину и диаметр отверстия в породе. Обеспечивают вытянутую трубчатую часть. Обеспечивают вытянутое усиливающее средство. Вставляют усиливающее средство в трубчатую часть. Элемент, сформированный из двух частей, которые расположены вместе, одна внутри другой, помещают в формирующее устройство. Прикрепляют одну сторону элемента к концевой секции, в то время как вторую сторону элемента прикрепляют к концевой детали. Формируют продольный сгиб вдоль протяжения элемента. Формируют отверстие в концевой детали для соединения анкерного болта со сжатым веществом. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Трубчатый анкерный болт (1), выполненный с возможностью расширения посредством сжатого вещества, для вставки в высверленное отверстие (16), содержащий вытянутую трубчатую часть (2) с замкнутым поперечным сечением (12), и обеспеченную продольной штампованной частью (13), которая увеличивается в диаметре во время расширения анкерного болта (1) без изгибания границы трубчатой части (12), и концевую секцию (17) в одном конце (15) анкерного болта (1) и концевую деталь (19), расположенную во втором конце (18) анкерного болта (1), и обеспеченный соединительной частью (22) для взаимодействия с расширяющим средством (23), отличающийся тем, что вытянутая трубчатая часть (2) содержит усиливающее средство (3), которое проходит внутри трубчатой части (2) между концевой секцией (17) и концевой деталью (19) и которое прикрепляется к концевой секции (17) и концевой детали (19).

2. Болт (1) по п.1, в котором усиливающее средство (3) содержит вытянутую трубку (4) с внешним диаметром (5), меньшим, чем внутренний диаметр (6) трубчатой части (2).

3. Болт (1) по п.1, в котором усиливающее средство (3) содержит провод.

4. Болт (1) по п.1, в котором усиливающее средство (3) содержит стальной стержень, или железный стержень, или усиливающий элемент.

5. Болт (1) по п.1, в котором усиливающее средство (3) выполнено из композиционного материала.

6. Болт (1) по п.2, в котором усиливающее средство (3) выполнено с продольной штампованной частью (14).

7. Болт (1) по п.6, в котором сжатое вещество находится в соединении с отделением (24), образованным трубчатой частью, в котором расположено усиливающее средство (3).

8. Способ производства трубчатого анкерного болта (1), отличающийся тем, что он содержит этапы, на которых:
- определяют длину и диаметр отверстия (16) в породе,
- обеспечивают вытянутую трубчатую часть (2),
- обеспечивают вытянутое усиливающее средство (3),
- вставляют усиливающее средство (3) в трубчатую часть (2),
- элемент (28), сформированный из двух частей (2, 3), которые были расположены вместе, одна внутри другой, помещают в формирующее устройство,
- прикрепляют одну сторону (15) элемента (28) к концевой секции (17), в то время как вторую сторону (18) элемента (28) прикрепляют к концевой детали (19),
- формируют продольный сгиб (13, 14) вдоль протяжения элемента (28),
- формируют отверстие (22) в концевой детали (19) для соединения анкерного болта (1) со сжатым веществом.