Рыхлитель мерзлых грунтов Советский патент 1984 года по МПК E02F5/30 

Изобретение .относите к машинам для разработки и перемещения мерзлы грунтов механическим и взрывным способом и предназначено для предва рительного взрывомеханического рыхления мёрзлых грунтов при отрывке траншеи. Известно устройство для разрушения грунта-продуктами детонации, включающее ствол, в котором выполне но выпускное окно сзащитными решетками, камеру с быстродействующим клапаном, скрепленную с предкамерой, гидропривод и шиберную заслонку, кинематически связанную с гидроприводом и смонтированн1то на отва ле с возможностью герметизации выпускного окна f| . Недостатком устройства является его низкий КПД из-за больших утечек газа. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является рыхл тель мерзлых грунтов, включающий базо лую машину, механический рабочий орга и установленный после него газодинами ческий рабочий орган, содержащий каме сгорания, выпускной клапан и распо- ложенную под камерой сгорания заглубляемую вертикальную стенку с выхлопной камерой, имеющей выходные отверстия 2 Недостатком известного технического решения является низкая производительность при разработке прочны мерзлых грунтов в условиях низких температур. Целью изобретения является повышение производительности. Указанная цель достигается тем, что в рыхлителе мерзлых грунтов, включаквдем базовую машину, механический рабочий орган и установленны после него газодинамический орган, содержащий камеру сгорания, выпускной клапан и расположенную под каме рой сгорания заглубляемую вертикгшь ную стенку с выхлопной камерой, имеющей выходные отверстия, механический рабочий орган выполнен в виде соосно расположенных дисковых фрез, а газодинамический рабочий ор ган снабжен установленными по его боковым сторонам плоскими решетчатыми рассекателями, которые расположены в плоскостях соответствующих дисковых фрез, при этом выхлопная камера размещена в вертикгшьной стенке, а выходные отверстия равномерно распределены по боковым сторонам последней. . Кроме того, каждый рассекатель выполнен из параллельных балок треугольного сечения, связанных посред ством диагональных балок, и снабжен лыжей и вертикальным скалывателем. На фиг. 1 изображен рыхлитель мерзлых грунтов, на фиг. 2 - камера сгорания с вертикальной стенкой, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - газодинамический рабочий орган, вид сбоку, на фиг. 5 - то же, вид в плане, на фиг. 6 - рассекатель, на фиг. 7 - расположение газодинамического рабочего органа в траншее. Рыхлитель мерзлых грунтов включает базовую машину 1, механический рабочий орган 2, выполненный в виде трех соосно расположенных дисковых фрез 3, закрепленных на раме 4, на которой установлен и газодинамический рабочий орган 5, содержащий камеру 6 сгорания, выпускной клапан 7, вертикальную стенку 8 с выхлопной камерой 9, имеющей выходные отверстия 10. Камера сгорания сообщена с компрессорной станцией 11.. Выпускной клапан 7 имеет привод в виде гидроцилиндра 12. По обе стороны вертикальной стенки 8 на кронштейне 13 расположены плоские решетчатые рассекатели 14, выполненные из параллельных балок 15 треугольного сечения и диагональных балок 16. Каждый рассекатель имеет в нижней части лыжу 17, а в передней - вертикальный скалыватель 18. Камера сгорания имеет снаружи рубцину 19 для водяного охлаждения. Дисковые фрезы нарезают щели, в которые входят вертикальная стенка и рассекатели. Между щелями остаются ненарушенные целики 20 из мерзлого грунта. Рыхлитель работает следующим образом. Блок из трех дисковых соосных фрез 3 нарезает в массиве три параллельных щели, в центральную из которых опускается вертикальная стенка 8 с выхлопной камерой 9, а в две крайние - рассекатели 14. Последние своими опорными лыжами U перемещаются по дну щелей. От компрессорной станции 11 воздух поступает в камеру 6 сгорания, предварительно смешиваясь с парами бензина. ТопливновоздушНая смесь заполняет камеру сгорания. Подается напряжение на свечу. Пары бензина воспламеняются и сгорают. В камере сгорания быстро поднимаются давление и температура. По окончании такта горения открывается быстродействующий выпускной клап.ан 7, и продукты сгорания выстреливаются в выхлопную камеру 9. При этом давление в ней поднимается и газы через выходные отверстия действуют на целики 20. Благодаря быстротечности процесса и действующим большим усилиям на каждый участок целика 20 полученного импульса достаточно для того.

чтобы отколотые участки целиков получили к моменту удара о наружные стенки боковых щелей скорости, вполне достаточные для их разрушени Для повышения качества рыхления служат рассекатели 14. Целики 20 дробятся и заполняют пространство, ограниченное стенками траншеи и выхлопной камерой. Продукты сгорани выбрасываются в атмосферу. Охлаждающая жидкость снижает температуру стенок камеры сгорания и выпускного клапана, исключая преждевременное самовоспламенение очередного свежего заряда при такте впуска. Скалыватели 18 служат для образрвания концентраторов напряжения в вертикальной плоскости и выравнивания участков целиков. Базовая машина перемещает рабочее оборудование до того момента, когда неразрушенные участки целиков вновь полностью пе рекроют отверстия 10 выхлопной камеры. Затем рабочий цикл газодинамического рыхления повторяется.. Мягкость процесса газодинамического

рыхления исключает чрезмерное мелкое дробление грунта.

Предлагаемая конструкция выхлопной камеры, обеспечивающая разлет в противоположные стороны эквивалентных массе и скорости перемещения продуктов горения, позволяет свести до минимума величину динамических нагрузок на базовую машину. Благсщаря незначительному сопротивлению перемещения продуктов сгорания в выхлопную камеру повышается экономичность газодинамического оборудования. Горизонтальность перемещения целиков мерзлого грунта практически исключает разлет разрыхленной породы что позволит рыхлители предлагаемой конструкции применять даже в стесненных условиях городских застроек. Таким образом, конструкция газодинамического рыхлителя обеспечивает повышение производительности рыхления мерзлых грунтов, повышает эконбмичность рабочего процесса и увеличивает площадь контакта взрывных газов с разрабатываемой средой.

-8

Ю

j.

1. РЫХЛИТЕЛЬ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ, включающий базовую машину, механический рабочий орган и установленный после него газодинамический рабочий орган, содержащий камеру сгорания, выпускной клапан и расположенную под камерой сгорания заглубляемую вертикальную стенку с выхлопной камерой, имеющей выходные отверстия. отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, мех&нический рабочий орган выполнен в виде соосно расположенных дисковых фрез, а газодинамический рабочий орган снабжен установленными по его боковым сторонам плоскими решет чатыми рессекателями, которые расположены в плоскостях соответствующих дисковых фрез, при этом выхлопная камера размещена в вертикальной стенке, а выходные отверстия равномерно распределены по боковым сторонам последней. 2. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый рассекатель треугольного сечения, свя- § занный посредством диагональных баW лок, снабжен лыжей .и передним вертикальным скалывателем. 00