Устройство для закрепления грунта Советский патент 1991 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к области специальных строительных работ, а именно к устройствам для строительства заглубленных конструкций различного назначения с использованием струйной технологии.

Цель изобретения - снижение расхода закрепляющего раствора и повышение производительности.

На фиг. 1 показано устройство для закрепления грунта; на фиг. 2 -вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б- Б на фиг. 1; на фиг. 4 рабочее положение устройства для закрепления грунта; на фиг. 5- фиксатор оболочки. Устройство для закрепления грунта состоит из корпуса 1 (фиг. 1 и 2), внутри которого соосно с ним размещены труба 2 для подачи закрепляющего раствора, труба 3 для подачи размывающей жидкости, труба 4 для подачи сжатого воздуха, две последних соответственно подключены к концентричным соплам 5 и 6. Трубы 3 и 4 зафиксированы внутри корпуса соответственно посредством фланцев 7 и 8, а труба 2 привинчена к фланцу 7.

На внешней поверхности корпуса 1 над соплами 5 и 6 смонтирован герметизирующий элемент, выполненный в виде эластичной манжеты 9, полость которой посредством клапана 10 (фиг. 3), имеющего калиброванное входное отверстие, соединена с трубопроводом 4 воздуха и с помощью регулировочного клапана 11 через отверстия 12 и 13 в стенке корпуса 1, совмещенные с аналогичными отверстиями в корпусе клапана 11, сообщается с внутрикорпусным и закорпусным пространствами В верхней части корпуса регулировочного клапана 11 выполнена цилиндрическая проточка, в которой размещен шарик 14, поджатый подпружиненной шайбой 15, оттарированной на заданное давление. В цилиндрической полости регулировочного клапана 11 с возможностью перемещения установлен поршень 6 со штоком 17. Цилиндрическая проточка соединена с цилиндрической полостью регулировочного клапана 11 каналом. В нижней торцевой части клапана внутри него установлен на резьбе пробковый фиксатор 18 поршня 16.

Под соплами 5 и 6 на внутренней поверхности корпуса 1 размещен автоматический регулятор сечения входного отверстия корпуса, выполненный в виде неподвижно закрепленной на стенке корпуса профильной шайбы 19, на уровне которой на трубе 2 выполнен выступ с упирающейся в него бобышкой 20, соединенной с фигурным элементом 21, зафиксированным контргайкой 22 и подпружиненным пружиной 23, обеспечивающими тарировинность автоматического регулятора на заданное давление, позволяющими получать кольцевой зазор переменного сечения На выходной части

трубы 2 монтируется криволинейный патрубок со сменным соплом для подачи закрепляющего раствора (не показано)

Устройство может оыгь конструктивно исполнено с герметизирующим элементом

0 в виде упругой зонтообразно раскрываемой оболочки 24 (фиг. 4), по периметру которой прикреплены пружинные пластины 25 с отогнутыми концами, связанные между собой и с корпусом i обечайкой 26 Отогнутые кон5 цы пружинных ппастин 25 удерживаются в нерабочем положении кольцевой фланцевой шайбой 27 фикса оря (фш 5) размещенной на внешней сюроне корпуса 1 по его периметру и выпол енной с прорезью, в

0 которой установлен один ini-n пита 28, другой конец снабжен пол1 /-киирнным поршнем 29 и размп к-н п цилиндре 30, зафиксированном п отверстии корпуса 1 конусной гайкой 31 Кольцевая фтанцеоая

5 шайба 27 контактирую : корпусом 1, на выступе которого по п римефу размещены отжимные плоские пру I tini i 32 11,илиндр 30 выполнен с отвергшем для подсоединения к нему трубки 33, связанной с камерой 34,

0 для подачи сжатого воздуха

Ре(улятор сечения входного отверстия корпуса может быть BIтопнем г ьиде мембранного клапана 15 из зплстичного материала, прикрепленного к корпусу I и

5 имеющего гофрированный участок 36, а в верхней части калиброванные выпускные отверстия 37 Внутренняя полость г vM6pan- ного клапана 35 соединена пагрупчом 33 с трубопроводом 4 чеоез полость

0 Фиксатора оболочки

Устройство работает следующим образом.

В предварительно пробуренную скса- жину опускается устройство для закрепле5 ния грунта. Далее череч трубу 3 подают размывающую жидкость а черет трубу 4 - сжатый воздух. Струя размывающей жидкости в потоке сжатого воздуха образуемая соплами 5 и 6, производит размыв группа

0 При этом одновременно сжатий воздух из трубы 4 поступает через клапан 10 в полость эластичной манжеты 9 которая,раздуваясь, плотно прилегает к стенкам рабочей скважины, Из полости эластичной манжеты 9

5 сжатый воздух через отверстие 13 попадает в цилиндрическую полость клапана 11 и перемещает поршень 16 со штоком 17 до пробкового фиксатора 18 Поскольку подпружиненная шайба 15 оттарировэна на определенное давление при превышении

этого давления происходит ее отжатие и сброс излишнего количества воздуха во внутреннюю полость корпуса 1, что вызывает снижение давления, поддерживаемого на уровне, несколько превышающем давление в размываемой полости. Эластичная манжета 9 обеспечивает уплотнение, препятствующее проходу пульпы размываемого грунта между верхней частью корпуса 1 и стенками рабочей скважины, вынуждая пульпу проходить в скважину через нижний торец корпуса 1. обеспечивая механическое разделение потока пульпы и размывающей струи.

Устройство перемещают вверх ч одновременно с подьемом вращают «окру вер- тикяпьной оси. При подьеме уотройслкл по трубе 2 подается закрепляю щи Г: раствор, заполняющий выработанную полость. При этом по мере подъема утл р. гмдретга- гическое давление п рабочей скважине надает и соответственно с пи ж пел см давление в размываемой полости но нал и ио контргайки 22. от тарированной на ла/ ./плчю давление, позволяет под дейст;к.г пружины 23 фигурному элементу 21 перемещаться вниз, уменьшая площадь сечения входного отверстия корпуса 1 и повышая давление в размываемой полости. В случае п. к ы-ления давления в размываемо помогли пыша заданного автоматический регулятор срабатывает, увеличивая сече лиг: г/одного отверстия корпуса 1. что приводит к снижению давления.

При наличии в конструкции устройства упругой зонтообразно раскрываемой оболочки и мембранного клапана (Фиг, -/l) срабатывание происходит следующим образом

Сжатый воздух из камеры 3-1 по трубке 33 подается в цилиндр ЗП фиксатора (ф«г. Гз удерживаемого на стенке корпуса 1 кон/с- ной гайкой 31, и перемещает подпружинен ный поршень 29 вместе со штоком 28, выдвигая его из паза в кольцевой фланцевой шайбе 27, которая отжимаетсл плоской -пружиной 32 и соскальзывает вниз вдоль корпуса 1, освобождая при этом отогнутые концы пружинных пластин 25, зонтообразно раскрывающие упругую оболочку 24, удерживаемую на корпусе 1 обечайкой 26. Раскрытая упругая оболочка 24 прижимается к стенкам рабочей скважины, препя ст- вуя прорыву потока пульпы между стенками скважины и корпусом 1. способствуя сохранению статического давления в размываемой через сопла 5 и 6 полости. Размывающая струя образует в скважины узкую каверну, а образовавшаяся пульпа, благодаря наличию упругой оболочки 24, поступает через мембранный клапан

35 во внутреннюю полость корпуса 1 и через рабочую скважину транспортируется на поверхность.

Устройство поднимается вдоль скважи- 5 ны, при этом по трубе 2 подается закрепляющий раствор, заполняющий каверну и скважину. При подъеме статическое давление столба пульпы в рабочей скважине уменьшается, а наличие мембранного кла0 пана 35 обеспечивает перепад давлений в рабочей скважине и размываемой полости. Подъем устройства увеличивает этот перепад давлений, что повышает скорость пульпы на входе в мембранный клапан 35,

5 приводя к уменьшению давления в этой зо- но и раздуванию эластичного, снабженного iофрированпым участком 36, корпуса мембранного клрпэна 35. Калиброванные выпускные отверстия 37 предохраняют оболочку

0 клапана 35 от разрыва. Раздуваясь, мембранный к папа н 35 уменьшает площадь сечения входного отвеостия корпуса 1, приводя к повышению д плени в размываемой ппо- рези.

5В случаи увеличения закорпусного давления пульпы выше заданного оно сминает оболочку мембранною клапана, увеличивает проходное сечс-н /о. г давление в размываемой полосп-i падагл. i.;:. осуществляется

0 автоматической регулирование давления в размываемой полости относительно заданного .значения.

Регулирование давления в размываемой полости позволяет избежать неравно5 мерных по высоте горизонтальных размеров разм mac-мол полости, исключить it;стационарные колсб 1гг;льныс процессы в рабочей среде, с фонтанными выброс-зми пульпы, что снижает расход за0 к.репляющего раствора. Разделение потоков пульт, и размывающей струи увеличивает размыв грунта, повышая производительность устройства.

45

Формула изобретения

1. Устройство для закрепления грунта, включающее корпус с противоположно установленными в нем боковыми соплами и

соединенными с ними расположенные в корпусе трубопроводы для воздуха и размывающей жидкости, отличающееся тем. что, с целью снижения расхода закрепляющего раствора и повышения производительности, оно снабжено закрепленным над соплами на внешней поверхности корпуса герметизирующим элементом и размещенным под соплами на внутренней поверхности корпуса автоматическим регулятором сечения входного отверстия корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде эластичной манжеты, полость которой посредством клапана соединена с трубопроводом воздуха и с помощью регулировочного клапана с внутрикорпусным и закорпусным -пространством, а регулятор сечения входного отверстия корпуса выполнен в виде имеющего возможность вертикального перемещения подпружиненного фигурного элемента и неподвижно закреп0

ленной напротив него на корпусе профильной шайбы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде упругой зонтообразно раскрываемой оболочки с фиксатором ее нерабочего положения, а регулятор сечения входного отверстия корпуса - в виде мембранного клапана, пневматически соединенного с трубопроводом воздуха через полость фиксатора оболочки.

Изобретение относится к специальным строительным работам, а именно к устройствам для строительства заглубленных конструкций различного назначения с использованием струйной технологии, и направлено на снижение расхода закрепляющего раствора и повышение производительности. Достигается это тем, что устройство снабжено закрепленным над соплами 5 и 6 на внешней поверхности корпуса 1 герметизирующим элементом, выполненным в виде эластичной манжеты 9, полость которой посредством клапана 10 соединена с трубопроводом воздуха 4 и с помощью регулировочного клапана 11 с внутрикорпусным и закорпусным пространствами. На внутренней поверхности корпуса 1 под соплами 5 и 6 размещен автоматический регулятор сечения входного отверстия корпуса 1, выполненный в виде имеющего возможность вертикального пе.ремещения подпружиненного пружиной 23 фигурного элемента 21 и неподвижно закрепленной напротив него на корпусе 1 профильной шайбы 19. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л С F и ел ( 19

Вид А

Фиг. 2

Ю

37

29 30 Фиг. 5