Устройство для разрушения монолитных объектов Советский патент 1990 года по МПК E21C37/10 

ft

Изобретение относится к разрушению горных пород и может быть использовано на камнедобывающих карьерах для отбойки и разделки блоков при направленном разрушении различных минеральных сред, для разрушения бетонных массивов, слежавшихся сыпучих материалов, вторичного дробления негабаритов. Цель - повышение надежности и долговечности устройства. Между параллельными раздвижными щеками (РЩ) 3 устройства с элементами стяжки 4 их торцов продольно установлен распорный элемент в виде заполненной рабочим телом камеры (К) 1. Ширина ее поперечного сечения (ПС) в направлении раздвижки РЩ 3 при постоянном периметре ее стенок в ПС может изменяться. Стенки К 1 выполнены из эластичного материала, армированного кремнеуглеродистым волокном. Торцы К 1 выполнены с сужениями. Расположенные на их уровне концы РЩ 3 отогнуты к этим сужениям. Часть К 1 между сужениями имеет эллиптическую форму ПС. Соответствующие этой части участки каждой РЩ 3 имеют ПС в форме вогнуто-выпуклой линзы, прилегающей вогнутой стороной к К 1. При подаче рабочей жидкости в полость К 1 через штуцер 2 под действием внутреннего давления эллипсообразная форма ее ПС будет стремиться принять круглую форму. При этом РЩ 3 раздвинутся в разные стороны, прижимаясь к стенкам шнура. Стяжки 4 растянутся, обеспечивая подвижность РЩ 3, концы которых, благодаря отгибу к оси шпура, передают усилия только на участках средней части РЩ 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

ел ел

№

элементами стяжки 4 их торцов продольно установлен распорный элемент в виде заполненной рабочим телом каме- ры (К) 1 . Ширина ее поперечного сечения (ПС) в направлении раздвижки РЩ 3 при постоянном периметре ее стенок в ПС может изменяться. Стенки К I выполнены из эластичного материала, армированного кремнеуглеродистым волокном. Торцы ю К 1 выполнены с сужениями. Расположенные на их уровне концы РЩ 3 отогнуты к этим сужениямо Часть К 1 между сужениями имеет эллиптическую форму ПС. Соответствующие этой части уча-1 стки каждой РЩ 3 имеют ПС в форме

Изобретение относится к устройствам для разрушения горных пород, которые могут быть использованы на камнедобывающих карьерах для отбойки и разделки блоков при направленном разрушении различных минеральных сред, для разрушения бетонных массивов, слежавшихся сыпучих материалов, вторичного дробления негабаритов, а также в рабочих органах машин для разрушения скальных пород.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности устройства

На фиг. 1 изображено устройство для разрушения твердых материалов, продольный разрез; на фиг„ 2 - разрез А-А на фиг„1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1„

Устройство состоит из распорного элемента, выполненного в виде заполненной рабочим телом камеры 1, верхний конец которого снабжен штуцером 2 для подвода рабочего тела ( жидкости ), раздвижных щек 3, расположенных продольно и параллельно с противоположных сторон камеры, стянутых между собой торцами с помощью эластичных связей 4. Стенки камеры 1 выполнены из эластичного материала, армированного высокопрочным углеродистым или кремниевым (стеклянным) волокном, что обеспечивает возможность изменения ширины поперечного сечения камеры в направлении раздвижки щек при постоянном периметре ее стенок в попе- речном сечении Торцы камеры выполнены с сужениями, а расположенные на уровне этих сужений концы раздвижных

вогнуто-выпуклой линзы, прилегающей вогнутой стороной к К 1, При подаче рабочей жидкости в полость К 1 через штуцер 2 под действием внутреннего давления эллипсообразная форма ее ПС будет стремиться принять круглую форму „ При этом РЩ 3 раздвинутся в разные стороны, прижимаясь к стенкам шпура. Стяжки 4 растянутся, обеспечивая подвижность РЩ 3, концы которых благодаря отгибу к„ оси шпура, передают усилия только на участках средней части РЩ 3 1 з.По ф-лы,- 3 ил., 1 табл. ;

5

щек отогнуты к этим сужениям Часть камеры между торцовыми сужениями имеет эллиптическую форму поперечного сечения, а соответствующие этой части участки каждой щеки - поперечное сечение в форме вогнуто-выпуклой линзы, прилегающей вогнутой стороной к камере.

Устройство работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости в полость камеры 1 через штуцер 2 под действием внутреннего давления эллипсообразная форма поперечного сечения камеры будет стремиться принять круглую форму. При этом щеки 3 раздвинутся в противоположные стороны, прижимаясь к стенкам шпура и передавая на них усилиео Эластичные связи 4 при этом растянутся, обеспечивая подвижность щек, концы кбторых благодаря отгибу к оси шпура обеспечат передачу усилия только на участках средней части распорных щек. При диаметре шпура 45 мм в него можно ввести устройство диаметром 40 мм (размер большой полуоси эллипса сечение шланга мм), Длина шланга (1) 100 см. Коэффициент К учитывает толщину камеры и изменение формы ее поперечного сечения, а именно уменьшение большой полуоси эллипса. Для указанных условий усилие, создаваемое на стенки шпура с некоторым приближением, можно подсчитать, как функцию внутреннего давления (Р) по формуле

F K-S-P 0,7a-l-P 280 Р (кгс),

где S - площадь, ,

Р - давление, кгс/см Я, Зависимость развиваемого усилия oi величины давления жидкости в силовом элементе устройства приведена в таблице.

f

кгс/см

100 200 300 400

105кгс

28 56 74

112

Приведенные подсчеты показывают, что при внутреннем давлении жидкости в силовом элементе равном 400- 500 кгс/см устройство превосходит по своим параметрам известные невзрывчатые разрушающие материалы, которые развивают давление на стенки шпура 250-300 кгс/см.

Устройство с внутренним давлением 200-300 кгс/см, развивая усилие 56- - 74 тс, решает вопрос разрушения практически всех твердых материалов и конструкций при добыче полезных ископаемых и реконструкции предприятий.

Масса устройства при длине 100 см находится в пределах 5-8 кг, т„е0 значит в 3-4 раза легче, чем известно го о

Оптимальная величина раздвижки для шпуров диаметром 40-55 мм составляет 14-18 мм, что достигается незначительным расходом рабочей жидкости„ Благодаря этому давление в силовой камере может быть создано ручным насосом Управление работой простое.

Выполнение стенок замкнутой камеры из эластичного материала, например резины, для повышения прочности армированного высокопрочным волокном, например, углеродистым, при этом торцы камеры имеют меньший диаметр, чем диаметр ее средней части, а распорные щеки на участках сужения камеры отогнуты вовнутрь, а стяжки не выходят за пределы камеры - выгодно отличают данное устройство от других, , позволяют повысить ресурс работы устройства и эффективность разрушения твердых материалов

Известны специальные шланги, предназначенные для бурения скважино Отличительной особенностью этих шлангов является способность выдерживать

10

большие давления при сохранении гибкости. Шланги, выдерживающие давления до 300 кгс/см % представляет собой резину армированную всего одним слоем стекловолокна. Они обладают исключи- тапьной гибкостью, позволяющей, без сложностей использовать аналогичный материал для изготовления камер. Известен шланг, выдерживающий внутреннее давление 500 кгс/см , оставаясь при этом достаточно гибким.

Известен легкий и прочный мате- , риал кевлар, который при плотности

j5 1,45 г/см5 выдерживает напряжения 0,37-10f Па и самый прочный материал - это углеродистое волокно. При плотности 2,2 г/см3 оно имеет напряжение 2-Ю10 Па.

20 Оба материала могут быть использованы для армирования силового эле- мента

Формула изобретения

25

40

щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности устройства, стенки камеры выполнены из

эластичного материала, армированного кремнеуглеродистым волокном, при этом торцы камеры выполнены с сужениями, а расположенные на уровне этих сужений концы раздвижных щек отогнуты к этим сужениям.

2„ Устройство по п. отличающееся тем, что часть камеры между торцовыми сужениями имеет эллиптическую форму поперечного сечения, а соответствующие этой части участки каждой щеки - поперечное сечение в форме вогнуто-выпуклой линзы, прилегающей вогнутой стороной к камере о

ФиьЗ

4