Свайный дизель-молот Советский патент 1989 года по МПК E02D7/12 

1

Изобретение относится к строительству, а именно к сваебойному оборудованию, и может быть использовано для погружения в грунт железобетонных, деревянных и других свай и им подобных конструкций при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности удара.

На фиг.1 изображен свайньй дизель молот, общий ВИД} на фиг.2 - сечение А-А на фиг.Т; на фиг.3 и 4 - системы вентиляции и подачи топлива; на фиг.5 - узел I на фиг.З; на фиг.6-9 - принцип работы подвижной заслонки с пЪдпружиненным фиксатором

Свайный дизель-молот состоит из подвижного рабочего цилиндра 1, насаженного на полый направляющий шток 2. Рабочий цилиндр 1 выполнен из верхней 3 и нижней 4 частей, соединенных между собой на резьбе. Верхняя часть 3 рабочего цилиндра 1 вы- .полнена переменного сечения, при этом часть с наименьшим сечением выполнена со спиральными канавками 5 и каналами для шпонок 6. Кроме того, верхняя часть 3 рабочего цилиндра 1 снабжена проушиной 7j предназначенной для зацепления захвата грузоподъемного устройства копра В стен- ке нижней части 4 рабочего цилиндра 1 выполнена цилиндрическая полость 8, в.боковой стенке которой имеются 5 наклонные сквозные отверстия 9 для .подачи воздуха в цилиндрическую по- . лость 8. Кроме того, в стенке нижней части 4 рабочего цилиндра 1 вьшолне- ны всасывающе-выхлопные отверстия О (не показаны) и круглое отверстие 10 с резьбой, снабженное пробкой. Пери-г метр торца нижней части 4 рабочего цилиндра 1 вьшолнен с выступами 11, чередующимися с углублениями 12. Нак5 лонные сквозные отверстия 9 закрыты подвижной заслонкой 13, снабженной фиксатором 14 .с пр-ужиной Т5, разме- щенньм в цилиндрическом канале 16, которым снабжена подвижная заслон0 ка 13. Фиксатор 14 представляет собой стержень круглого сечения, верх- ; НИИ конец которого установлен в одно из наклонных сквозных отверстий 9, а нижний выполнен с проушиной, к ко

5 торой привязывается регулирующий тросик. Подвижная заслонка 13 имеет возможность перемещения по направляющим 17, закрепленным на наружной поверхности нижней части 4 рабочего

0 цилиндра 1 параллельно его центральной оси. Перем ещение подвижной за

слонки 13 осуществляют натяжением прикрепленного к ней тягового тросика 18, переброшенного через блочек 19, установленный на консолях 20, жестко закрепленных на наружной поверхности нижней части 4 рабочего цилиндра 1, Ограничение хода подвижной заслонки 13 осуществляется с одной стороны упором, выполненным на наружной поверхности нижней части 4 рабочего цилиндра 1, а с другой стороны консолями 20 блочка 19. Внутри подвижного цилиндра 1 на пружине 21 растяжения подвешен поршень 22 вьтолненный в виде цилиндра переменного сечения с бойком 23 и снабженный поршневыми кольцами. На наружных боковых поверхностях верхней части поршня 22, имеющей меньший диаметр, выполнены ..внутренние спиральные канавки 5 и каналы для шпонок 6, аналогичные спиральным канавкам и каналам имеющимся в верхней части 3 рабочего цилиндра 1. Фиксация пружины 21 растяжения,- нилшие спирали которой ввинчены во внутренние спиральные канавки 5 поршня 22, .а верхние - в спиральные канавки 5, выполненные в верхней части 3 рабочего цилиндра 1, осуществлена посредством втулок 24 со шпонками 25. Наружный диаметр втулок 24 соответствует внутреннему диаметру нижней части 4 подвижного цилиндра 1, а внутренний - наружным диаметрам верхней части 3 рабочего цилиндра 1 поршня 22, имеющим наименьшее сечение. Крепление втулок 24 к подвижному цилицдру 1 и поршня 22 осуществлено посредством шпонок 25. :В нижней части бойка 23 поршня 22 выполнено сферическое углубление 26.

1

Полый направлянщий шток 2 своей нижней частью жестко закреплен на платформе 27, выполненной с ут9лщением 28 в виде обруча, опоясывающего направляющий шток 2 снаружи. В утолщении 28 и самой платформе 27 напротив торцовых выступов 11 нижней части 4 рабочего цилиндра 1 выполнены сквозные отверстия по форме торцовых выступов 11 (не показаны), позволяющие передавать удар подвижного цилиндра Г непосредственно на наголовник 29 забиваемой сваи 30. Верхняя часть полого штока 2 имеет массивное днище 31, на наружной поверхности которого по центру выполнено сферическое углубление 32 камеры сгорания. Наруж

ш

20

, 15 , 4528844

ная боковая поверхность полого нап- равляю0 его штока 2 в верхней части снабжена .уплотнительными кольцами. В боковой стенке полого направляющего штока 2 выполнено круглое отверстие 33, все оси которого совпадают с осями отверстия 10, вьшолненного в боковой стенке нижней части 4 рабочего цилиндра 1, а.диаметр меньше, чем диаметр отверстия 10. Отверстие 33. полого направляющего штока 2 выполнено с резьбой и снабжено пробкой. По центру сферического углубления 32 в днище 31 направляющего штока 2 выполнен канал 34, соединяющий сферическое углубление 32 камеры сгорания с полостью направляющего штока 2 и имеющий со стороны камеры сгорания конусообразное углубление. Внутренняя полость направляющего штока 2 снабжена вертикальным топливопроводом 35 в виде толстостенной трубки, которая жестко прикреплена верхним концом к массивному днищу 31 направляющего штока 2. Внутренний диаметр топливопровода 35 соответ ствует диаметр,у канала 34 сферического углубления 32, а отверстия их каналов совпадают так, что канал топливопровода 35 является продолжением канала 34 сферического углубления 32. В каналах 34 сферического углубления 32 и топливопровода 35 установлен тарельчатый клапан 36, представляю- собой стержень, диаметр которого в 1,5-2,0 раза меньше диаметра кана-

25

30

35

лов.

в которых он установлен. Верх40

ний конец стержня тарельчатого клапана 36 выполнен в виде конуса, ветствующего по размеру конусообразному углублению в верхней части канала 34 днища 31 направляющего штока 2,.Нижний конец стержня тарельча™ 45 того клапана 36 снабжен пружиной 37, рассчитанной на определенное усилие. Один конец пружины 37 прикреплен к верхней поверхности платформы 27 по центру площади, ограниченной боко- 50 выми стенками направляющего штока 2, а другой - к стержню тарельчатого клапана 36, Полость -направляющего штока 2 снабжена также усиливающими ребрами 38 и трубчатьм змеевиком 39 55 воздушного охлшэдеиия топлива. Усиливающие ребра 38 вьтолнены в виде пластин, которые по периметру жестко закреплены с внутренней поверхностью боковьк степок и днища 31 направляющего штока 2, с наружной поверхностью трубки топливопровода 35 и с верхней поверхностью платформы 27. Спирали трубчатого змеевика 39 воздушного охлаждения топлива пропущены через специально предназначенные для них отверстия в усиливающих ребрах 38 и жестко закреплены с усиливающими ребвоздухом. После этого проушину 7 разъединяют с захватом лебедки копра и под влиянием собственного веса, -а также веса подвешенного на пружине 21 растяжения поршня 22 подвижный рабочий цилиндр 1 свайного дизель-мо лота начинает движение вниз по напг равляющему штоку 2. При движении под

.рами 38 на сварке. На верхней поверх-ю вижного рабочего цилиндра 1 вниз наности платформы 27 рядом с направляющим штоком 2 и параллельно ему в цилиндрической полости 8, выполненной в нижней части 4 рабочего цилиндра 1, установлен неподвижньм полый поршень 40 воздушного насоса, наружная боковая поверхность которого в верхней части снабжена уплотнительными кольцами, В нижней части внутренний канал полого поршня 40 воздушного насоса соединен с полостью направляющего штока 2. В месте входа в полость направляющего штока 2 внутреннего канала полого поршня 40 воздушного насоса установлен обратный клапан 41, состоящий из корпуса 42, конической пробки 43 и т.олкающей пружины 44. Нижняя часть боковой стенки неподвижного полого поршня 40 снабжена отсечным клапаном 45 для вывода воздуха из канала поршня 40 воздушного насоса в атмосферу. На боковых поверхностях направляющего штока 2 выполнены вертикальные направляющие 46, которые размещены в продольных пазах 47 нижней части А подвижного цилиндра 1 и для исклнзчения вращения его на направляющем штоке 2. Внутренняя полость направляющего штока 2 заполнена дизельным топливом 48.

Дизель-молот работает следующим образом.

После вьшинчивания последовательно пробок из отверстия 10 нижней части 4 подвижного цилиндра 1 и из отверстия 33 заполняют полость направляющего штока 2 дизельным топли- ;вом 48, затем пробки устанавливают в исходное положение. Свайный дизель- молот устанавливают и. закрепляют на наголовнике 29 подготовленной к забивке сваи 30, Лебедкой копра за про- ущину 7 подвижный рабочий цилиндр 1 поднимают в верхнее положение. При этом через наклонные сквозные отверстия 9 и всасывающе-выхлопные окна цилиндрическая полость 8 воздушного насоса и полость в нижней части 4 подвижного цилиндра 1 заполняются

15

20

30

клонные сквозные отверстия 9 цилиндрической полости 8 воздушного насоса и всасывающе-выхлопные окна подвижного рабочего цилиндра 1 перекрываются и происходит сжатие воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 и камере сгорания рабочего цилиндра 1. Когда давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса превысит величину уси лия, необходимого.для сжатия толкающей пружины 44 обратного клапана 41 коническая пробка 43, удерживаемая в конусообразном углублении канала

25 полого поршня 40 толкающей пружиной 44, отжимается и воздух из канала полого поршня 40 воздушного насоса поступает в полость направляющего штока 1, заполненную дизельным топливом 48 После этого давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса резко падает и толкаю- щая пружина 44 обратного клапана 41 возвращает коническую пробку 43 в 1 исходное положение, запирая канал неподвижного полого поршня 40, Воздух, поступивший из канала полого поршня 40 воздушного насоса в полость направляющего штока 2, проходит через дизельное топливо 48 и скапливается в верхней части полости направо ляющего штока 2, При этом давление Б полости направляющего штока 2 резко повьш1ается и дизельное топливо 48

g по вертикальному топливопроводу 35, а затем по каналу 34 доходит до конусообразного конца стержня тарельчатого клапана 36, запирающего выходное .отверстие канала 34 в сферическим углублении 32, вьшолненном в днище 31 направляющего штока 2. Когда дав ление дизельного топлива 48 в канале 34 превысит величину усилия, необходимого для растяжения пружины 37 тарельчатого клапана 36, то стержен тарельчатого клапана 36 отжимается вверх.и дизельное топливо 48 поступает в сферическое углубление 32 камеры сгорания. После зтого давлеч

35

40

50

55

1 52884

воздухом. После этого проушину 7 разъединяют с захватом лебедки копра и под влиянием собственного веса, -а также веса подвешенного на пружине 21 растяжения поршня 22 подвижный рабочий цилиндр 1 свайного дизель-молота начинает движение вниз по напг равляющему штоку 2. При движении подвижного рабочего цилиндра 1 вниз на5

0

0

клонные сквозные отверстия 9 цилиндрической полости 8 воздушного насоса и всасывающе-выхлопные окна подвижного рабочего цилиндра 1 перекрываются и происходит сжатие воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 и камере сгорания рабочего цилиндра 1. Когда давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса превысит величину усилия, необходимого.для сжатия толкающей пружины 44 обратного клапана 41, коническая пробка 43, удерживаемая в конусообразном углублении канала

5 полого поршня 40 толкающей пружиной 44, отжимается и воздух из канала полого поршня 40 воздушного насоса поступает в полость направляющего штока 1, заполненную дизельным топливом 48, После этого давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса резко падает и толкаю- щая пружина 44 обратного клапана 41 возвращает коническую пробку 43 в 1 исходное положение, запирая канал неподвижного полого поршня 40, Воздух, поступивший из канала полого поршня 40 воздушного насоса в полость направляющего штока 2, проходит через дизельное топливо 48 и скапливается в верхней части полости направо ляющего штока 2, При этом давление Б полости направляющего штока 2 резко повьш1ается и дизельное топливо 48

g по вертикальному топливопроводу 35, а затем по каналу 34 доходит до конусообразного конца стержня тарельчатого клапана 36, запирающего выходное .отверстие канала 34 в сферическим углублении 32, вьшолненном в днище 31 направляющего штока 2. Когда дав ление дизельного топлива 48 в канале 34 превысит величину усилия, необходимого для растяжения пружины 37 тарельчатого клапана 36, то стержен тарельчатого клапана 36 отжимается вверх.и дизельное топливо 48 поступает в сферическое углубление 32 камеры сгорания. После зтого давлеч

5

0

0

5

ние воздуха в верхней части полости направляющего штока 2 падает и стержень тарельчатого клапана 36 под дествием собственного веса и усилия пружины 37 растяжения возвращается в исходное положение, запирая канал 3 в днище 31 направляющего щтока 2 В это время подвижный рабочий цилиндр 1 продолжает свое падение, опускаясь по направляющему штоку 2 и сжимая воздух в камере сгорания. Затем он достигает поверхности плат Формы 27 и через сквозные отверстия имеющиеся в платформе 27, торцовыми выступами 11 нижней части 4 наносит удар по наголовнику 29 сваи 30, вызывая ее. погружение. При этом скорость подвижного цилиндра 1 уменьшается и становится равной скорости движения погружаемой сваи 30. В то же время скорость движения массивного ударника, подвешенного к подвиж- ;ному цилиндру 1 на пружине 21 растяжения с зазором относительно днища 31 полого направляющего штока 2, остается прежней. Спустя мгновения после удара подвижного цилиндра 1 по наголовнику 29 сваи 30 порщень 22 проходит расстояние, отделяющее его от днища 31 полого направляющего штока 2,и, растянув пружину 21, на которой он подвешен, наносит удар бойком 23 по сферическому углублению 32, в котором имеется порция дизельного топлива 48. Удар бойка 23 поршня 22 через направляющий шток 2 передается погружаемой свае 30 и придает ей дополнительное ускорение. В сферическом углублении 32 камеры сгорания происходит распьшение дизельного топлива 48 и воспламенение образовав- шейся воздушно-топливной смеси. Давление расширяющихся газов подбрасывает поршень 22 (этому также способствует усилие пружины 21 растяжения), который достигает верхней части 3 подвижного цилиндра и упирается в /.,- нее. После этого под действием давления расширяющихся газов происходит подъем подвижного рабочего цилиндра 1 вверх по направляющему щтоку 2. Одновременно происходит давление расширяющихся газов на полый направляющий шток 2, через который оно передается погружающейся свае. В рузультате время, в. течение которого происходит погружение сваи 30 в грунт, значительно увеличивается, что обеспечи

,8

вает повьш1ение производительности работы свайного дизель-молота. Рабочий цилиндр 1 под действием силы тя- g жести движется вверх по направляющему штоку 2, затем, достигнув определенной высоты, останавливается, а потом, с возрастающей скоростью устремляется вниз и весь цикл повторяется. 10 После достижения погружаемой сваей 30 проектной отметки открывают отсечной клапан 45, воздух из полости канала неподвижного полого порщня 40 воздушного насоса перестает нагне- 15 таться в полость направляющего штока 2, давление в ней падает. Дизельное топливо 48 не поступает в сферическое углубление 32 камеры сгорания и свайный дизель-молот останавливается. 20 В процессе погружения забивная свая 30 проходит через грунты с различной плотностью, для преодоления которых требуется различная энергия удара подвижных частей свайного ди- 25 зель-молота. Увеличение энергии удара подвижного рабочего цилиндра 1 и массивного ударника обеспечивается увеличением высоты их подъема путем изменения количества подаваемого в 30 камеру сгорания дизельного топлива 48. Количество по с тупакнце го дизельного топлива 48 зависит от давления воздуха в полости направляющего што- ка 2, подача которого осуществляется воздушным насосом. С помощью подвижной заслонки 13 с подпружиненным фиксатором 14 (фиг.6-9) осуществляют регулирование количества подаваемого воздушным насосом воздуха в полость направляющего штока 2, увеличение или уменьшение объема воздуха, захватываемого цилиндрической полостью 8 воздушного насоса, который затем перемещается в полость направляющего штока 2.;

Свайный дизель-молот позволяет повысить эффективность погружения свай за счет увеличения продолжительности силового воздействия, оказываемого молотом на сваю, а также . за счет снижения мертвой массы неударных частей молота.

35

0

5

0

Формул

и 3 о б р е т

е н и я

Сванаый дизель-молот, включающий полый направляющий шток, ударную часть в виде рабочего подвижного цилиндра с подпружиненным поршнем-бой39

27

Изобретение относится к области строительства, а именно к сваебойнй- му оборудованию для погружения в грунт свай и им подобных конструкций при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений.Целью изобретения является повышение эффективности удара. Ударная часть молота состоит из подвижного рабочего цилиндра 1, насаженного на польпЧ . направляющий шток 2, и поршня-бойка 22, подвешенного внутри подвижного цилиндра 1 за его верхнюю часть 3 пружиной 21 растяже

0ue.S

Фие.

Фив.

Фие.В

Фие.9