Упорный модуль МП-Р-6 Советский патент 1989 года по МПК E02F5/18 

виде эластичной гофрированной мембраны 13, которая соединена с упором 4 под его заостренным краем и является герметизирующим элементом. Пластина 6 может быть выполнена в виде последовательно электрически соединенных между собой полос с гибкими фиксирующими скобами. От источника электрического тока подается питание на нагревательный элемент 7. Пластина 6 изменяет свою форму и перемещает упор 4 через прорезь 3 в грунт. При этом достигается фиксация К 1 в грунте. При охлаждении пластины 6 упор 4 перемещается в обратном направлении.

1 ЗьП. ф-ЛЫ, 4 ИЛ.

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано в качестве упорного модуля в устройствах для образования скважин в грунте проколом. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения усилия внедрения. Модуль содержит корпус (К) 1 с прорезью 3 для упора 4 с приводом его выдвижения и осевым пазом 9. В пазу 9 размещен направляющий шток 8. Привод выдвижения упора 4 выполнен в виде пластины 6 из материала с термомеханической памятью формы с отверстием для штока 8 и нагревательным элементом 7. Пластина 6 своими концами закреплена в К1. Ее средняя часть связана с упором 4. Шток 8 жестко связан с К1. По периметру прорези 3 закреплены герметизирующие элементы в виде эластичной гофрированной мембраны 13, которая соединена с упором 4 под его заостренным краем и является герметизирующим элементом. Пластина 6 может быть выполнена в виде последовательно электрически соединенных между собой полос с гибкими фиксирующими скобами. От источника электрического тока подается питание на нагревательный элемент 7. Пластина 6 изменяет свою форму и перемещает упор 4 через прорезь 3 в грунт. При этом достигается фиксация К 1 в грунте. При охлаждении пластины 6 упор 4 перемещается в обратном направлении. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть ис- пользовано в качестве подсистемы в устройствах для образования скважин в грунте, осуществляющих проходку на принципе циклического продвижения методом прокола.

Цель изобретения - повышение эффективности в работе за счет увеличения усилия внедрения.

На фиг. 1 изображен упорный модуль продольный разрезi на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пластина

силового элемента, составленная из отдельных полосок для нагрева ее прямым током, на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг, 3.

Упорный модуль состоит из корпуса 1 с радиальной пазухой 2, по центру основания которой выполнена радиальная прорезь 3, через которую имеет возможность перемещаться упор 4 s основание 5 которого опирается на силовой элемент в виде и,-истины 6 из материала с термомеханической памятью формы, снабженной нагревательным элементом 7, например гибким пленочным нагревателем (ПЭН). Силовой элемент 6 выполнен в виде пластины, которая жестко прикреплена обоими концами к корпусу 1, а под геометрическим центром силового элемента 6 на корпусе 1 жестко закреплен направляющий шток 8, который проходит через отверстие в пластине силового элемента и входит в осевой паз 9 упора 4, на основании 5 которого закреплены одними концами штоки 10, на которых расположены пружины 11 сжатия, причем тлто- ки своими другими концами входят в соответствующие направляющие 12, которые одновременно являются упорами для пружин 11. По периметру радиальной прорези 3 закреплена одной стороной эластичная гофрированная мембрана 13, являющаяся герметизирующим

элементом, которая другим своим концом закреплена по периметру упора 4 под, его заостренным краем.

Для нагрева прямым электрическим

током силовой элемент 6 может быть

л

выполнен составленным из отдельных узких полос 14, изолированных друг от друга диэлектриком 15 (например обмотанных лентой из стеклоткани), соединенных в последовательную электрическую цепь и связанных гибкими фиксирующими скобами 16 для электроизоляции полос по их боковой поверхности Скобы 16 изготовлены из диэлектрического материала, например термостойкого пластика, способного выдержать температуру 2000С.

Силовой элемент 6 упорного модуля изготовлен из сплава, обладающего эффектом обратимой памяти формы - ни- гинола (никель 54-55%,титан остальное с интервалом мартенситного превращения . Указанный элемент изготавливают в виде пластины и подвергают отжигу при 500-600°С в закрытом штампе в заневоленном состоянии в форме полукруга в сечении в течение 30- 60 мин, а после охлаждения до 20°С его пластически деформируют до формы, изображенной на фиг„ 1, под нагрузкой в специальном штампе. После этого силовой элемент целесообразно оттер- моциклировать 30-50 циклами с применением вышеуказанного специального штампа для отработки обратимой памяти формы. Нагрев при этом может изменяться изменением температуры окружающей среды (например, нагрев в среде машинного масла, позволяющий получить температуру обратного мартенситного перехода. Охлаждение может производиться заменой нагретого машинного масла охлажденным через систему маслопроводов).

Упооньй модуль работает следующим образом.

В исходном состоянии упорный модуль вместе с устройством для образо- вания скважин в грунте находится в скважине. При необходимости создания упора от источника электрического тока (не показан) подается электропитание на нагревательный элемент 7, который нагревает силовой элемент 6 до температуры обратного мартенситного JQ перехода, при этом силовой элемент 6 изменяет свою форму от изображенной на фиг. 1 до формы полукруга в поперечном сечении. В результате силовой элемент 6 перемещает упор 4, кото- 15 рый через радиальную прорезь 3 выходит из корпуса 1 и радиальной пазухи 2 и внедряется в стенку скважины, обеспечивая необходимый упор. При этом штоки 10 входят в направляюще 20 12 и сжимают пружины 11. Герметичность внутренней полости корпуса 1 модуля обеспечивает герметизирующая мембрана 13.

При охлаждении силовой элемент 6 возвращается в исходное положение, а вместе с ним возвращается и упор 4, который приводится в действие энергией, запасенной пружинами 11 сжатия. Радиальную и осевую устойчивость при этом обеспечивает направляющий шток 8, который проходит через отверстие в силовом элементе 6 и входит в осевой паз 9 упбра 4.

Для нагрева силового элемента 6 прямым электрическим током его выполняют в виде набора узких полос 14, каждая из которых обладает значительным электрическим сопротивлением, необходимым для выделения такого коли- ДО чества тепла, которого хватило бы для нагрева их до температуры обратного мартенситного перехода. Полосы 14 изолированы друг от друга диэлектриком, соединены в последовательную 45 электрическую цепь и скреплены наподобие пластины гибкими фиксирующими скобами 16, изготовленными из диэлектрического материала.

При подаче электрического питания 50 пластина, составленная из отдельных

25

30

35

Q 5 0

О 5

0

полос 14, работает аналогично силовому элементу 6, при этом отпадает необходимость применения ПЭН и снижается потребление электроэнергии, необходимой для нагрева силового элемента 6.

Для обеспечения равномерности упора устройства для образования скважин в грунте достаточно иметь обойму из 2-3 таких модулей; оптимальное же их количество определяется расчетом.

Применение предлагаемого упорного модуля по сравнению с прототипом позволит увеличить усилие внедрения упоров в стенки скважин без увеличения длины модуля и энергоемкости его силовых элементов.

Формула изобретения

0

5

Фиг. Z

к..«

фиг.З

5-6

16

ет.«

15

м

Фиг. Ь